ENTENDENDO A CORREÇÃO GAMA

A gama é uma característica importante, mas raramente compreendida, de praticamente todos os sistemas de imagem digital. Ele define a relação entre o valor numérico de um pixel e sua luminância real. Sem gama, as sombras capturadas por câmeras digitais não apareceriam como aos nossos olhos (em um monitor padrão). Também é conhecido como correção de gama, codificação de gama ou compressão de gama, mas todos se referem a um conceito semelhante. Entender como o gama funciona pode melhorar a técnica de exposição, além de ajudar a tirar o máximo proveito da edição de imagens.

POR QUE O GAMA É ÚTIL

1. Nossos olhos não percebem a luz da mesma forma que as câmeras . Com uma câmera digital, quando o dobro do número de fótons atinge o sensor, ele recebe o dobro do sinal (uma relação "linear"). Bem lógico, certo? Não é assim que nossos olhos funcionam. Em vez disso, percebemos o dobro da luz como sendo apenas uma fração mais brilhante - e cada vez mais para intensidades de luz mais altas (uma relação "não linear").
Tom de referência Selecione:

Percebido como 50% mais brilhante aos nossos olhos

Detectado como 50% brilhante pela câmera

Consulte o tutorial sobre a ferramenta de curvas do photoshop se estiver tendo problemas para interpretar o gráfico.
A precisão da comparação depende de ter um monitor bem calibrado configurado para uma exibição de gama de 2.2.
A percepção real dependerá nas condições de visualização e pode ser afetado por outros tons próximos.
Para cenas extremamente escuras, como sob a luz das estrelas, nossos olhos começam a ver linearmente como as câmeras.

Comparado a uma câmera, somos muito mais sensíveis a mudanças em tons escuros do que a mudanças semelhantes em tons claros. Há uma razão biológica para essa peculiaridade:ela permite que nossa visão opere em uma faixa mais ampla de luminância. Caso contrário, a faixa típica de brilho que encontramos ao ar livre seria muito grande.

Mas como tudo isso se relaciona com a gama? Neste caso, gama é o que se traduz entre a sensibilidade à luz do nosso olho e a da câmera. Quando uma imagem digital é salva, ela é, portanto, "codificada em gama" - de modo que o dobro do valor em um arquivo corresponde mais de perto ao que perceberíamos como sendo duas vezes mais brilhante.

Nota técnica:Gamma é definido por V =V , onde V é o valor de luminância de saída e V é o valor de luminância de entrada/real. Esta fórmula faz com que a linha azul acima se curve. Quando gamma<1, a linha arqueia para cima, enquanto o oposto ocorre com gamma>1.

2. Imagens codificadas por gama armazenam tons com mais eficiência . Como a codificação gama redistribui os níveis tonais mais próximos de como nossos olhos os percebem, são necessários menos bits para descrever uma determinada faixa tonal. Caso contrário, um excesso de bits seria dedicado para descrever os tons mais claros (onde a câmera é relativamente mais sensível) e uma escassez de bits seria deixada para descrever os tons mais escuros (onde a câmera é relativamente menos sensível):
Original↓ Codificado usando apenas 32 níveis (5 bits) Codificado linearmente Codificado por gama
Nota:Gradiente codificado em gama acima mostrado usando um valor padrão de 1/2.2
Veja o tutorial sobre profundidade de bits para obter informações sobre a relação entre níveis e bits.

Observe como a codificação linear usa níveis insuficientes para descrever os tons escuros – mesmo que isso leve a um excesso de níveis para descrever os tons claros. Por outro lado, o gradiente codificado por gama distribui os tons aproximadamente uniformemente em toda a faixa ("perceptualmente uniforme"). Isso também garante que a edição de imagem subsequente, cor e histogramas sejam todos baseados em tons naturais e perceptivelmente uniformes.

No entanto, as imagens do mundo real normalmente têm pelo menos 256 níveis (8 bits), o que é suficiente para fazer com que os tons pareçam suaves e contínuos em uma impressão. Se a codificação linear fosse usada, 8X mais níveis (11 bits) seriam necessários para evitar a posterização da imagem.

FLUXO DE TRABALHO GAMA:CODIFICAÇÃO E CORREÇÃO

Apesar de todos esses benefícios, a codificação gama adiciona uma camada de complexidade a todo o processo de gravação e exibição de imagens. O próximo passo é onde a maioria das pessoas fica confusa, então vá devagar. Uma imagem com codificação gama precisa ter a "correção gama" aplicada quando for visualizada, o que a converte efetivamente de volta à luz da cena original . Em outras palavras, o objetivo da codificação gama é gravar a imagem — não exibir a imagem. Felizmente este segundo passo (o "exibir gama") é executado automaticamente pelo seu monitor e placa de vídeo. O diagrama a seguir ilustra como tudo isso se encaixa:
A imagem da câmera RAW
é salva como um arquivo JPEG 1. Arquivo de imagem Gamma+JPEG é visualizado
em um monitor de computador 2. Exibir Gama=Efeito Líquido
3. Gama do Sistema
1. Mostra uma imagem no espaço de cores sRGB (que codifica usando uma gama de aproximadamente 1/2,2).
2. Retrata uma gama de exibição igual ao padrão de 2,2

1. Gama da imagem . Isso é aplicado por sua câmera ou software de desenvolvimento RAW sempre que uma imagem capturada é convertida em um arquivo JPEG ou TIFF padrão. Ele redistribui os níveis tonais da câmera nativa em níveis perceptivelmente mais uniformes, fazendo assim o uso mais eficiente de uma determinada profundidade de bits.

2. Exibir gama . Isso se refere à influência líquida de sua placa de vídeo e dispositivo de exibição, portanto, pode ser composto de vários gamas. O principal objetivo da gama de exibição é compensar a gama de um arquivo - garantindo assim que a imagem não seja iluminada de forma irreal quando exibida na tela. Uma gama de exibição mais alta resulta em uma imagem mais escura com maior contraste.

3. Gama do sistema . Isso representa o efeito líquido de todos os valores de gama que foram aplicados a uma imagem e também é chamado de "gama de visualização". Para uma reprodução fiel de uma cena, idealmente ela deve estar próxima de uma linha reta (gama =1,0). Uma linha reta garante que a entrada (a cena original) seja igual à saída (a luz exibida na tela ou em uma impressão). No entanto, a gama do sistema às vezes é definida um pouco maior que 1,0 para melhorar o contraste. Isso pode ajudar a compensar as limitações devido à faixa dinâmica de um dispositivo de exibição ou devido a condições de visualização não ideais e reflexos de imagem.

ARQUIVO DE IMAGEM GAMA

A gama precisa da imagem geralmente é especificada por um perfil de cores incorporado ao arquivo. A maioria dos arquivos de imagem usa uma gama de codificação de 1/2.2 (como os que usam cores sRGB e Adobe RGB 1998), mas a grande exceção é com arquivos RAW, que usam uma gama linear. No entanto, os visualizadores de imagens RAW normalmente mostram isso presumindo uma gama de codificação padrão de 1/2.2, pois, de outra forma, pareceriam muito escuros:
Imagem RAW linear
(gamma da imagem =1.0) Imagem codificada por gama
(gama da imagem =1/2.2)
Se nenhum perfil de cor for incorporado, geralmente é assumido um padrão de gama de 1/2,2. Arquivos sem um perfil de cores incorporado normalmente incluem muitos arquivos PNG e GIF, além de algumas imagens JPEG que foram criadas usando uma configuração "salvar para a Web".

Observação técnica sobre gama de câmeras . A maioria das câmeras digitais grava a luz de forma linear, então sua gama é considerada 1.0, mas perto das sombras e destaques extremos isso pode não ser verdade. Nesse caso, a gama do arquivo pode representar uma combinação da gama de codificação e a gama da câmera. No entanto, a gama da câmera geralmente é insignificante em comparação. Os fabricantes de câmeras também podem aplicar curvas de tons sutis, que também podem afetar a gama de um arquivo.

EXIBIR GAMA

Essa é a gama que você está controlando ao realizar a calibração do monitor e ajustar a configuração de contraste. Felizmente, a indústria convergiu para uma gama de exibição padrão de 2.2, então não é preciso se preocupar com os prós/contras de valores diferentes. Computadores macintosh mais antigos usavam uma gama de exibição de 1,8, o que fazia as imagens não-mac parecerem mais brilhantes em relação a um PC típico, mas esse não é mais o caso.

Lembre-se de que a gama de exibição compensa a gama do arquivo de imagem e que o resultado líquido dessa compensação é a gama do sistema/geral. Para um arquivo de imagem com codificação gama padrão (— ), alterando a gama de exibição (— ) terá, portanto, o seguinte impacto geral (— ) em uma imagem:
Exibir gama 1.0 Exibir gama 1.8 Exibir gama 2.2 Exibir gama 4.0
Os diagramas supõem que sua tela foi calibrada para uma gama padrão de 2.2.
Lembre-se de antes que a gama do arquivo de imagem (— ) mais a gama de exibição (— ) é igual à gama geral do sistema (— ). Observe também como valores de gama mais altos fazem com que a curva vermelha se curve para baixo.

Se você está tendo problemas para seguir os gráficos acima, não se desespere! É uma boa ideia primeiro entender como as curvas de tons afetam o brilho e o contraste da imagem. Caso contrário, você pode apenas olhar para as imagens do retrato para uma compreensão qualitativa.

Como interpretar os gráficos . A primeira imagem (extrema esquerda) fica substancialmente iluminada porque a gama da imagem (— ) não é corrigido pela gama de exibição (— ), resultando em uma gama geral do sistema (— ) que se curva para cima. Na segunda imagem, a gama de exibição não corrige totalmente a gama do arquivo de imagem, resultando em uma gama geral do sistema que ainda se curva um pouco para cima (e, portanto, ainda ilumina ligeiramente a imagem). Na terceira imagem, a gama de exibição corrige exatamente a gama da imagem, resultando em uma gama de sistema linear geral. Finalmente, na quarta imagem, a gama de exibição compensa em excesso a gama da imagem, resultando em uma gama geral do sistema que se curva para baixo (escurecendo assim a imagem).

A gama geral da tela é, na verdade, composta de (i) a gama nativa do monitor/LCD e (ii) quaisquer correções de gama aplicadas na própria tela ou pela placa de vídeo. No entanto, o efeito de cada um é altamente dependente do tipo de dispositivo de exibição.
Monitores CRT Monitores LCD (painel plano)
Monitores CRT. Devido a uma estranha sorte de engenharia, a gama nativa de um CRT é 2,5 – quase o inverso de nossos olhos. Os valores de um arquivo codificado em gama poderiam, portanto, ser enviados diretamente para a tela e seriam automaticamente corrigidos e pareceriam quase OK. No entanto, uma pequena correção de gama de ~1/1,1 precisa ser aplicada para obter uma gama de exibição geral de 2,2. Isso geralmente já é definido pelas configurações padrão do fabricante, mas também pode ser definido durante a calibração do monitor.

Monitores LCD . Os monitores LCD não tiveram tanta sorte; garantir uma gama de exibição geral de 2,2 geralmente requer correções substanciais e também são muito menos consistentes do que os CRTs. Os LCDs, portanto, exigem algo chamado tabela de consulta (LUT) para garantir que os valores de entrada sejam representados usando a gama de exibição pretendida (entre outras coisas). Consulte o tutorial sobre calibração do monitor:tabelas de consulta para obter mais informações sobre este tópico.

Nota técnica:A exibição de gama pode ser um pouco confusa porque esse termo é frequentemente usado de forma intercambiável com correção de gama, pois corrige para o arquivo gama. No entanto, os valores dados para cada um nem sempre são equivalentes. A correção de gama às vezes é especificada em termos da gama de codificação que ela visa compensar - não a gama real que é aplicada. Por exemplo, a gama real aplicada com uma "correção gama de 1,5" é geralmente igual a 1/1,5, pois uma gama de 1/1,5 cancela uma gama de 1,5 (1,5 * 1/1,5 =1,0). Um valor de correção de gama mais alto pode, portanto, clarear a imagem (o oposto de uma gama de exibição mais alta).

OUTRAS NOTAS E LEITURA ADICIONAL

Outros pontos e esclarecimentos importantes estão listados abaixo.

• Intervalo dinâmico . Além de garantir o uso eficiente dos dados de imagem, a codificação gama também aumenta a faixa dinâmica gravável para uma determinada profundidade de bits. A gama às vezes também pode ajudar um monitor/impressora a gerenciar sua faixa dinâmica limitada (em comparação com a cena original) melhorando o contraste da imagem.
• Correção de gama . O termo "correção de gama" é realmente apenas uma frase genérica para quando a gama é aplicada para compensar algum outro gama anterior. Deve-se, portanto, evitar usar este termo se o tipo de gama específico puder ser referido.
• Compressão e expansão de gama . Esses termos referem-se a situações em que a gama aplicada é menor ou maior que um, respectivamente. Uma gama de arquivo pode, portanto, ser considerada compactação de gama, enquanto uma gama de exibição pode ser considerada expansão de gama.
• Aplicabilidade . Estritamente falando, gama refere-se a uma curva tonal que segue uma lei de potência simples (onde V =V), mas é frequentemente usada para descrever outras curvas tonais. Por exemplo, o espaço de cores sRGB é realmente linear em luminosidade muito baixa, mas segue uma curva em valores de luminosidade mais altos. Nem a curva nem a região linear seguem uma lei de potência gama padrão, mas a gama geral é aproximada como 2,2.
• O gama é obrigatório? Não, as imagens de gama linear (RAW) ainda apareceriam como nossos olhos as viam - mas apenas se essas imagens fossem mostradas em uma tela de gama linear. No entanto, isso anularia a capacidade do gama de gravar níveis tonais com eficiência.

Para saber mais sobre este tópico, visite também os seguintes tutoriais:

• Técnicas de exposição digital:exposição à direita, recorte e ruído
  Saiba por que os arquivos gama e RAW lineares influenciam a exposição ideal de uma foto.
• Como calibrar a calibração do monitor para fotografia
  Saiba como definir com precisão a gama de exibição do seu computador.

• CONVERSÃO DE ESPAÇO DE CORES
• CALIBRAÇÃO DO MONITOR PARA FOTOGRAFIA