文_李瑋盛

淺談Gamma/EOTF調(diào)整對(duì)畫面的重要性家庭影院視頻系統(tǒng)入門攻略

文_李瑋盛

家庭影院投影機(jī)經(jīng)過近十年的發(fā)展，投影機(jī)的整體性能有了明顯的提升，特別是亮度與對(duì)比度方面更是有了顯著的飛躍。若以目前頂級(jí)4K超高清家庭影院投影機(jī)對(duì)比早年的三槍式機(jī)型，無論在細(xì)節(jié)還是色彩都已大幅度超越。更加重要的是，越來越多的家庭影院投影機(jī)都加入了清晰明了、較為完善的畫面調(diào)整功能，使得用戶能有機(jī)會(huì)對(duì)畫面進(jìn)行全方位的細(xì)致調(diào)整?？梢哉f，只要你懂得畫面調(diào)校，家庭影院投影機(jī)賦予你的調(diào)整空間要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通的平板電視。在這個(gè)家庭影院視頻系統(tǒng)入門攻略之中，對(duì)于家庭影院投影機(jī)的調(diào)校是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，我此前已從動(dòng)態(tài)范圍、灰階白平衡兩個(gè)方面進(jìn)行了一定程度的分析，接下來要講的是稍微有點(diǎn)難理解的Gamma或者說是EOTF(電光轉(zhuǎn)換函數(shù))。目前在絕大部分的家庭影院投影機(jī)之中都會(huì)帶有Gamma的選項(xiàng)，一般來說只是一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)字要你去選擇，少數(shù)投影機(jī)會(huì)帶有曲線的調(diào)整功能。既然投影機(jī)中帶有這些功能，我們就需要懂得這些功能究竟是什么意思以及如何選擇一個(gè)合適的選項(xiàng)。對(duì)于Gamma而言，事實(shí)上最初出現(xiàn)時(shí)與CRT顯像管技術(shù)有著密不可分的關(guān)系，正是由于它屬于模擬技術(shù)的特性，決定了輸入電信號(hào)與輸出光信號(hào)之間的非線性關(guān)系。然而這恰巧也與人眼的觀看特性相近，于是即便到了數(shù)字顯示的時(shí)代，Gamma的概念也依然存在，并且還由ITU-R國際電信聯(lián)盟進(jìn)行了規(guī)范，帶來了一個(gè)更加容易理解的名稱EOTF電光轉(zhuǎn)換函數(shù)與相對(duì)應(yīng)的ITU-R BT.1886國家標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)觀看環(huán)境的不同，選擇一個(gè)合理的Gamma參數(shù)或?qū)amma曲線進(jìn)行正確的調(diào)整，對(duì)于畫面暗部與高光細(xì)節(jié)的呈現(xiàn)起著非常明顯的幫助。

當(dāng)你發(fā)現(xiàn)畫面缺乏細(xì)節(jié)嘗試改變Gamma設(shè)定

在之前的家庭影院投影機(jī)畫面調(diào)校的探討之中，我們一直都圍繞著灰階進(jìn)行討論，包括最佳可用動(dòng)態(tài)范圍、灰階白平衡?，F(xiàn)在我們要討論的Gamma其實(shí)也屬于灰階的范疇。究竟在什么時(shí)候，我們才要去改變畫面Gamma參數(shù)，甚至對(duì)Gamma曲線進(jìn)行調(diào)整？這是一個(gè)值得我們思考的地方。我曾見過一些發(fā)燒玩家，在沒有對(duì)畫面的動(dòng)態(tài)范圍進(jìn)行有效控制的情況下，就想透過改變Gamma的參數(shù)來獲得更多的畫面細(xì)節(jié)，如暗部與高光層次。盡管這能起到一定作用，但事實(shí)上并沒有完全發(fā)揮出投影機(jī)潛在的真正實(shí)力。如果你沒有能力真正把一臺(tái)幾萬元甚至數(shù)十萬級(jí)別高端投影機(jī)的優(yōu)勝之處挖掘出來，那么很可能所呈現(xiàn)出來的畫面還不如一臺(tái)經(jīng)過精心調(diào)整的萬元級(jí)投影機(jī)。對(duì)于家庭影院投影機(jī)而言，準(zhǔn)確的畫面調(diào)校實(shí)在是太重要了。

當(dāng)我們調(diào)整好畫面的黑位與白峰，以及準(zhǔn)確的灰階白平衡之后，此時(shí)才是我們進(jìn)行Gamma調(diào)整的最佳時(shí)機(jī)。通過改變Gamma的參數(shù)，來改變輸入電信號(hào)與輸出光信號(hào)之間的關(guān)系。有一點(diǎn)是大家一定需要理解的，對(duì)于家庭影院投影機(jī)又或者平板電視而言，輸入電信號(hào)與輸出光信號(hào)之間并非線性關(guān)系，而是一種相對(duì)更為復(fù)雜的非線性關(guān)系。這個(gè)特性事實(shí)上與人眼的觀看習(xí)慣有一定關(guān)系。舉一個(gè)例子，你可以很容易地看到1根蠟燭與10根蠟燭發(fā)出來的光的區(qū)別，卻很難分辨出90根蠟燭與100根蠟燭發(fā)出來的光的差異。這是因?yàn)槲覀內(nèi)搜蹖?duì)暗部光線的變化要更加敏感。因此，這就使得投影機(jī)顯示畫面從黑色到白色的光線變化要符合人眼的觀看習(xí)慣，這樣才能讓我們更有效地看到畫面中的各種豐富細(xì)節(jié)。

調(diào)整Gamma參數(shù)主要是為了提高細(xì)節(jié)觀看的效率

正如我們前面所說的，調(diào)整畫面的Gamma只是提升我們觀看畫面細(xì)節(jié)效率的方法，并不會(huì)讓畫面變暗或變亮。不管怎么調(diào)整畫面的Gamma數(shù)值，都不會(huì)影響到畫面最暗與最亮兩端的畫面，只會(huì)影響到畫面從暗到亮變化的快慢而已。那么1.8、2.0、2.2、2.4、2.6等Gamma參數(shù)的意義究竟是什么？如果大家身邊正在使用家庭影院投影機(jī)，不妨將數(shù)字從小到大的順序?qū)ν粋€(gè)畫面調(diào)整一下Gamma的參數(shù)。我建議大家有條件的話，可以切換到一個(gè)多階的灰階畫面進(jìn)行觀看，就能夠更好地理解這幾個(gè)數(shù)字對(duì)畫面細(xì)節(jié)所帶來的影響。

從理論上來說，Gamma的數(shù)字越小，畫面從暗到亮的變化速度就越快，而數(shù)字越大則畫面亮度變化的速度就越慢。這就意味著Gamma的數(shù)字越大，整個(gè)畫面的暗部細(xì)節(jié)就越多，但暗部就得更暗，而數(shù)字越小則畫面的暗部就顯得更亮。在什么時(shí)候選擇較小的Gamma數(shù)值，什么時(shí)候選擇較大的Gamma數(shù)值，很大程度上決定于你的眼睛在所觀看的光線環(huán)境中能夠看到多少細(xì)節(jié)有關(guān)。如果你在一個(gè)完全遮光的全黑環(huán)境下，而且本身視力又非常好，能夠看得到非常暗的層次細(xì)節(jié)，這種情況下可以選擇較大的Gamma數(shù)值，例如2.2-2.4。而當(dāng)你處于有一定環(huán)境光線影響的客廳環(huán)境之中，外部光線沖淡了畫面本身的黑色，使得畫面的黑色顯得有些變灰，這個(gè)時(shí)候你需要的是更清晰地看到全部的畫面細(xì)節(jié)，而不需要看到更多的黑色細(xì)節(jié)，因?yàn)檩^深的黑色細(xì)節(jié)都已經(jīng)很難看到了，就需要選擇較小的Gamma數(shù)值，例如1.8-2.0左右，讓畫面的亮度變化提升得更快，更容易地看到細(xì)節(jié)層次。而此時(shí)如果你想獲得一個(gè)更加扎實(shí)的黑色與更豐富的黑色層次，建議可以搭配抗光幕布，而不能從調(diào)整Gamma參數(shù)來獲得。

那么國際上標(biāo)準(zhǔn)的Gamma數(shù)值又是多少？這是困擾不少人的地方。從CRT顯像管技術(shù)的年代開始，國際上基本上是以2.2為標(biāo)準(zhǔn)的，但事實(shí)上，根據(jù)Rec.709高清電視廣播標(biāo)準(zhǔn)，攝像機(jī)所拍攝影像的光電轉(zhuǎn)換函數(shù)，也就是反向Gamma是在0.51，而換算成光電轉(zhuǎn)換函數(shù)大概在2.2-2.35之間。美國ISF影像科學(xué)研究組織在對(duì)內(nèi)容創(chuàng)作方面的監(jiān)視器進(jìn)行測(cè)量時(shí)，發(fā)現(xiàn)大部分都在2.35左右。于是，現(xiàn)階段對(duì)于高清電視廣播或藍(lán)光播放而言，在完全遮光的全黑環(huán)境下，我們大都推薦選擇的Gamma數(shù)值應(yīng)該是2.35。

終于迎來了首個(gè)針對(duì)Gamma的國際標(biāo)準(zhǔn)BT.1886定義了一個(gè)全新的EOTF曲線

其實(shí)，2.35的Gamma數(shù)值只能算是大概的參考數(shù)值，而且目前不少的家庭影院投影機(jī)就算有Gamma數(shù)值的選項(xiàng)，也很少會(huì)精確地算到小數(shù)點(diǎn)的第二位，我們的選擇通常都是2.2、2.3與2.4這幾個(gè)。至于應(yīng)該選擇哪一項(xiàng)，我的建議是根據(jù)實(shí)際觀看的條件而定，以你能夠看得到的細(xì)節(jié)為準(zhǔn)。如果你在2.4的設(shè)定下都能清楚地看到最暗處的亮度變化與細(xì)節(jié)層次，這就直接選擇2.4吧，否則你應(yīng)該選擇較小的Gamma數(shù)值。另外，我也建議大家根據(jù)開燈與關(guān)燈兩種環(huán)境分別設(shè)定兩種畫面模式，而在這兩種模式下選擇不同的Gamma數(shù)值，以便在任何模式下都能觀看到理想的畫面。

在高階Gamma調(diào)整方面，如果你想對(duì)投影機(jī)進(jìn)行更加細(xì)致的Gamma調(diào)整，也就是曲線調(diào)整，首先要觀察投影機(jī)內(nèi)部的菜單是否搭載了Gamma曲線的調(diào)整功能，如果沒有就需要添加額外的視頻信號(hào)處理器來進(jìn)行調(diào)整。此外，我們還需要運(yùn)用到一些專門的視頻調(diào)整系統(tǒng)，例如Calman系列軟件就內(nèi)置了專門針對(duì)BT.1886這個(gè)國際上最新的關(guān)于EOTF曲線標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)定調(diào)整項(xiàng)目，它可以幫助我們讓投影機(jī)的Gamma曲線最大程度地符合BT.1886的國際規(guī)范。而對(duì)于BT.1886規(guī)范中的內(nèi)容，我在這不打算深入地探討，因?yàn)槔锩嫔婕暗讲簧贁?shù)學(xué)公式。簡(jiǎn)單而言，BT.1886是依據(jù)Gamma 2.4進(jìn)行調(diào)整的EOTF曲線，分別讓其暗部的細(xì)節(jié)更深沉、亮度的細(xì)節(jié)更亮，從而讓顯示設(shè)備能夠更精準(zhǔn)地呈現(xiàn)畫面中的所有細(xì)節(jié)。

總結(jié)

對(duì)于Gamma參數(shù)的選定或者針對(duì)性的曲線調(diào)整，我認(rèn)為都是相當(dāng)必要的視頻調(diào)整項(xiàng)目之一。這能夠更好地發(fā)揮投影機(jī)的潛能，無論在完全遮光的全黑環(huán)境下，還是在有一定光線干擾的客廳之中，都有能力清晰地顯示出畫面在暗部與白峰的細(xì)節(jié)。至于選擇怎樣的Gamma數(shù)值，正如我前面所說到的，應(yīng)該針對(duì)實(shí)際使用的條件而定，包括觀看環(huán)境、搭配的投影幕等方面。對(duì)于高階的Gamma調(diào)整，當(dāng)你要進(jìn)行紅、綠、藍(lán)三色的Gamma畫面調(diào)整的時(shí)候，一定要將三者都調(diào)整為一致，如果不一樣，就會(huì)導(dǎo)致灰階白平衡失調(diào)的問題。最后，請(qǐng)大家謹(jǐn)記，因?yàn)橥队皺C(jī)中采用了這種電光轉(zhuǎn)換的函數(shù)設(shè)定，也就是Gamma/EOTF，即50%的輸入電信號(hào)并不會(huì)產(chǎn)生50%的光信號(hào)輸出，那么當(dāng)你需要達(dá)到50%的光信號(hào)輸出時(shí)，則需要的輸入電能就越大，基本上要達(dá)到70%-80%。這點(diǎn)正是我們選擇合適的Gamma數(shù)值所依據(jù)的重要原則。下一期，我們將討論一下不少朋友都十分關(guān)心的對(duì)比度問題，敬請(qǐng)留意。