Page 27 - BP_201907
P. 27
亚明专栏
什么是伽玛？ 拟量之间的关系为非直线的曲线。
线性是最简单、直接、方便的表达方式，例如音频信号就
是线性的。电视的视频信号并没有采用与声音一样简单的线性
伽玛（Gamma）是一个在影视行业经常谈论，但很容易被 表达方式，而是采用了非线性。原因很简单，因为显像管的特
误解的概念。对影视制作来说伽玛就像空气一样无处不在，但 性是非线性的。
常常被忽略。伽玛很简单，但又非常神秘。
在电视行业，狭义的伽玛是伽玛校正的简称，是为校正显 ·伽玛的前世 - 显像管特性和电视伽玛
像管的非线性特性在信号源端对视频信号电平进行的非线性处
理；在影视行业，广义的伽玛表示系统的灰度（亮度）特性， 在电视发展的初期，可以大规模商业应用的显示器件只有
即拍摄、制作和显示系统的光-电、电-电、电-光转换特性。 显像管（CRT），而显像管的原生电-光转换特性（EOTF，
伽玛应用于所有电子影像设备，与分辨率无关。高动态范 Electro-Optical Transfer Function）是非线性的。在拍摄
围（HDR）技术的发展，使长期以来潜伏在影视制作后台的伽 端，摄像机成像器件的原生光-电转换特性（OETF，Opto-
玛走上了前台。 Electrical Transfer Function）是线性的。为了正确地再现图
像对比度（反差），需要使显示亮度与场景亮度呈现线性的关
系。因此，必须在摄像机中对成像器件输出的线性信号进行
影视行业常用的伽玛是哪几种？ “灰度预失真”的非线性处理，使其与显像管的灰度失真相
反，以补偿显像管的非线性，使场景光与显示光的光-光转换
特性（OOTF，Opto-Optical Transfer Function）是线性的，
目前最常用的显示伽玛是电视行业的B T.1886和电影行 这就是“伽玛校正”。
业的DCI（数字影院倡导联盟），这两种伽玛都是用于标准动
态范围（SDR）的。BT.1886的伽玛值2.4，峰值亮度100尼特
2
（cd/m ），8-10比特，DCI的伽玛值2.6，峰值亮度48尼特，
12比特。
正在迅速发展的高动态范围（H D R）电视采用感知量
化（P Q）和混合对数（H L G）两种伽玛，10-12比特，都是
ITU-R BT.2100定义的。采用绝对亮度体系的PQ最高峰值亮
度为10000尼特，P Q达到最高峰值亮度时动态范围10000%。
图1 显像管特性和电视伽玛
HLG的动态范围是1200%，ITU建议现阶段这两种伽玛的峰值
亮度均为1000尼特。 显像管的输入电平与显示亮度之间呈现非线性的指数(反对
电影的HDR目前还没有确定统一的国际标准或行业标准， 数)关系，这个关系中的指数就是显像管的伽玛(γ)，不同显像管
两个正在推广的企业标准分别是Dolby Vision和EclairColor， 的伽玛值并不完全相同，平均值大约为2.2，这就是显示伽玛。
Dolby Vision采用PQ伽玛，峰值亮度106尼特，EclairColor采 从图1可以看到，指数特性的显像管灵敏度与输入电压相关，输
用伽玛值为2.8的指数伽玛，峰值亮度103尼特。 入电压越低灵敏度越低，输入电压越高灵敏度越高，相同的电压
除了上述几种用于广播、放映和分发的伽玛外，影视制作 变化，在高电平时产生的亮度变化比低电平时大得多。
还使用柯达的Cineon以及与之类似的多种厂商定义的对数伽玛 所有成像器件的光-电转换特性都是线性的，即γ=1，如
如LogC、S-Log3、C-Log、V-Log、RED Log等，摄影机原 果把线性的成像器件输出信号直接送给γ=2.2的显像管，包括
始数据RAW和特技制作交换的OpenEXR也使用16比特线性伽
玛。这些对数和线性伽玛只用于制作流程中的素材记录和文件
交换等中间环节，与成品节目无关。
为什么所有显示设备都是非线性的？
线性，就是信号幅度与表达的模拟量之间呈现等比例的线
性函数关系，其特性为一条直线。非线性，就是信号幅度与模 图2 系统伽玛γ =2.2时显示的图像
27
