감마 補正
(감마 矯正)은
비디오 카메라
,
컴퓨터 그래픽
等에서
非線型
傳達 函數
(nonlinear transfer function)를 使用하여
빛
의 强盜(intensity) 信號를 非線形的으로 變形하는 것을 말한다. 一般的으로 감마 補正(gamma correction)이란 用語가 널리 쓰이나, 大部分의 境遇 감마 符號化(gamma encoding)란 表現이 더 適切하다.
디스플레이 等의 特性에 따라 감마 값을 微細하게 調整하는 것은
감마 調整
이며, 감마 補正과는 다른 槪念이다
用語
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一般的으로 '감마보情'(gamma correction)이란 用語가 널리 쓰이나, 一部에서는 감마 符號化(gamma encoding)란 表現이 使用된다.
감마 符號化라는 表現은 映像 데이터 만을 取扱하는 段階의 엔지니어 들에게는 單純한 엔코딩의 役割만으로 보이기 때문에 이러한 表現이 使用된다.
감마 寶鼎은 映像의 入力端人 카메라와 最終 出力端人 디스플레이의 境遇 gamma를 利用하여 Brightness, Contrast, Color Reproduction等에 製作社의 政策을 反映하고 있기 때문에 補正이라는 表現을 使用한다.
非線型 傳達 函數는 普通 다음과 類似하며,
감마
( γ, gamma) 값으로 그 特性이 決定된다.
여기서
V
C
는 補正된 電壓이고,
V
S
는 入力 電壓이다.
이렇게 信號를 非線形的으로 變形하여 符號化하는 것을 非線形 符號化(nonlinear coding)이라고 한다. 이러한 감마 寶鼎은 普通
비디오 카메라
에서 遂行된다.
감마 補正의 歷史
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감마 補正(gamma correction)은
陰極線管
(CRT)의 出力이 非線型 特性을 가지고 있었기 때문에 그것을 補正하기 위해 카메라의 線形 入力을 非線型으로 만들어주기 위해 誕生된 것으로 알려져 있으나 實際 目的은 人間 視角의 非線型性에 맞추어 情報를 符號化하려는 것이므로, 많은 境遇 감마 符號化(gamma encoding)라는 表現이 더 적합하다.
人間 視角은 카메라의 다이나믹 레인지보다 훨씬 높은 明暗差異를 感知할 수 있으며 色相이나 解像度差異에 비해 明暗의 差異에 敏感하다.
디스플레이 裝置의 發展에 따라서 다이나믹 레인지를 보다 잘 表現하기 위해서 旣存의 映像 시스템의 活用性을 높이면서 視角에 敏感한 部分의 데이터를 보다 效率的으로 壓縮 傳達하기 위한 方向으로 gamma encoding이 開發, 發展 되고 있다.
감마 補正의 目的
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人間
의
時刻
은
베버의 法則
(Weber's law)에 따라 밝기에 對해 非線形的으로 反應한다. (
聽覺
과 같은 다른
感覺
들도 刺戟에 對해 非線形的으로 反應한다.) 이 때문에 例를 들어 채널 黨 8 bit와 같이 限定된
情報表現輛
(bit depth)안에서 線形的으로 빛의 밝기를 記錄하면, 사람의 눈이 敏感하게 反應하는 어두운 部分의 境遇 밝기가 變할 때 부드럽게 느껴지지 않고 斷絶되어 보이는 現象(posterization)이 發生한다. 따라서, 주어진 情報表現量의 限界 안에서 最適의 畫質을 보여주기 위해선 非線形的으로 符號化하여 어두운 部分을 더 仔細히 記錄할 必要가 있다. (예. Rec. 709 transfer function과 같은 非線形 函數 使用)
디지털 카메라
의 境遇 內部에 貯藏되어 있는 데이터를
JPEG
,
TIFF
形式으로 貯藏하는 過程에서 감마 補正이 이루어진다. 디지털 카메라에서 支援하는 大部分의
RAW 그래픽 파일 포맷
은 감마 補正이 適用되지 않은 데이터이다. 하지만,
니콘
의 壓縮型 NEF (compressed NEF)의 境遇
色 깊이
를 9.4
비트
로 줄이는
量子化
(quantization)過程에서 감마 曲線과 類似한 非線形 曲線(傳達 函數)을 使用한다.
감마 補正에 對한 誤解
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- '감마 寶鼎은
CRT
의 非線型性을 補正하기 爲한 것이다' :
CRT
의 非線型性은 감마 補正의 주된 理由가 아니다. 감마 補正을 통해 非線形的으로 符號化하는(nonlinear coding) 주된 理由는 人間 視角의 非線型性에 對應하여, 주어진 bit depth 下에서 最大限 좋은 畫質을 보여주기 위해서이다.
- '映像 데이터를 貯藏하기 위해서는 線形 符號化가 理想的이다' : 線形 符號化는 映像 데이터에 效率的이지 않다. 線型 符號化를 使用하여 映像 데이터를 高畫質로 貯藏하기 위해서는 各 成分(
R,G,B
或은
Y,Cb,Cr
)마다 11 비트 以上이 必要하다. 11비트보다 적은 비트를 使用할 境遇 포스터리제이션(posterization)이 發生하게 된다. 非線型 符號化(감마 補正)를 使用할 때는 8비트로도 可能하다.
같이 보기
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外部 링크
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