ENTENDIENDO LA CORRECCIÓN GAMMA

Gamma es una característica importante pero rara vez entendida de prácticamente todos los sistemas de imágenes digitales. Define la relación entre el valor numérico de un píxel y su luminancia real. Sin gamma, las sombras capturadas por las cámaras digitales no se verían como lo hacen ante nuestros ojos (en un monitor estándar). También se conoce como corrección gamma, codificación gamma o compresión gamma, pero todos estos se refieren a un concepto similar. Comprender cómo funciona la gamma puede mejorar la técnica de exposición, además de ayudar a aprovechar al máximo la edición de imágenes.

POR QUÉ ES ÚTIL GAMMA

1. Nuestros ojos no perciben la luz como lo hacen las cámaras . Con una cámara digital, cuando el sensor recibe el doble de fotones, recibe el doble de señal (una relación "lineal"). Bastante lógico, ¿verdad? Así no es como funcionan nuestros ojos. En cambio, percibimos el doble de la luz como si fuera solo una fracción más brillante, y cada vez más para intensidades de luz más altas (una relación "no lineal").

Tono de referencia Select:

Percibido como 50% tan brillante por nuestros ojos

Detectado como 50 % de brillo por la cámara

Consulte el tutorial sobre la herramienta de curvas de Photoshop si tiene problemas para interpretar el gráfico.
La precisión de la comparación depende de tener un monitor bien calibrado configurado para mostrar una gamma de 2,2.
La percepción real dependerá en las condiciones de visualización y puede verse afectado por otros tonos cercanos.
Para escenas extremadamente oscuras, como bajo la luz de las estrellas, nuestros ojos comienzan a ver linealmente como lo hacen las cámaras.

En comparación con una cámara, somos mucho más sensibles a los cambios en los tonos oscuros que a cambios similares en los tonos claros. Hay una razón biológica para esta peculiaridad:permite que nuestra visión opere en un rango más amplio de luminancia. De lo contrario, el rango típico de brillo que encontramos al aire libre sería demasiado abrumador.

Pero, ¿cómo se relaciona todo esto con gamma? En este caso, gamma es lo que se traduce entre la sensibilidad a la luz de nuestro ojo y la de la cámara. Cuando se guarda una imagen digital, por lo tanto, está "codificada con gamma", de modo que el doble del valor en un archivo corresponde más a lo que percibiríamos como dos veces más brillante.

Nota técnica:Gamma se define por V =V , donde V es el valor de luminancia de salida y V es el valor de luminancia de entrada/real. Esta fórmula hace que la línea azul de arriba se curve. Cuando gamma<1, la línea se arquea hacia arriba, mientras que ocurre lo contrario con gamma>1.

2. Las imágenes con codificación gamma almacenan los tonos de manera más eficiente . Dado que la codificación gamma redistribuye los niveles tonales más cerca de cómo los perciben nuestros ojos, se necesitan menos bits para describir un rango tonal dado. De lo contrario, se dedicaría un exceso de bits para describir los tonos más brillantes (donde la cámara es relativamente más sensible), y quedaría una escasez de bits para describir los tonos más oscuros (donde la cámara es relativamente menos sensible):

Original↓ Codificado usando solo 32 niveles (5 bits) Codificación lineal Codificación gamma

Nota:el gradiente codificado con gamma anterior se muestra con un valor estándar de 1/2,2
Consulte el tutorial sobre la profundidad de bits para obtener información sobre la relación entre niveles y bits.

Observe cómo la codificación lineal usa niveles insuficientes para describir los tonos oscuros, aunque esto lleva a un exceso de niveles para describir los tonos brillantes. Por otro lado, el gradiente codificado con gamma distribuye los tonos de manera más o menos uniforme en todo el rango ("perceptivamente uniforme"). Esto también garantiza que la edición de imágenes, el color y los histogramas posteriores se basen en tonos naturales y uniformes desde el punto de vista de la percepción.

Sin embargo, las imágenes del mundo real suelen tener al menos 256 niveles (8 bits), lo que es suficiente para que los tonos parezcan uniformes y continuos en una impresión. Si en su lugar se hubiera utilizado la codificación lineal, se habrían necesitado 8 veces más niveles (11 bits) para evitar la posterización de la imagen.

FLUJO DE TRABAJO DE GAMMA:CODIFICACIÓN Y CORRECCIÓN

A pesar de todos estos beneficios, la codificación gamma agrega una capa de complejidad a todo el proceso de grabación y visualización de imágenes. El próximo paso es donde la mayoría de la gente se confunde, así que tome esta parte con calma. Una imagen codificada con gamma debe tener aplicada la "corrección gamma" cuando se ve, lo que la convierte de nuevo en luz de la escena original . En otras palabras, el propósito de la codificación gamma es grabar la imagen, no mostrar la imagen. Afortunadamente, este segundo paso (la "pantalla gamma") lo realiza automáticamente su monitor y su tarjeta de video. El siguiente diagrama ilustra cómo encaja todo esto:

La imagen RAW de la cámara
se guarda como un archivo JPEG 1. El archivo de imagen Gamma+JPEG se ve
en un monitor de computadora 2. Pantalla Gamma=Efecto neto
3. Gama del sistema

1. Representa una imagen en el espacio de color sRGB (que se codifica utilizando una gamma de aproximadamente 1/2,2).
2. Muestra una gamma de visualización igual al estándar de 2,2

1. Imagen gamma . Esto lo aplica su cámara o el software de revelado RAW cada vez que una imagen capturada se convierte en un archivo JPEG o TIFF estándar. Redistribuye los niveles tonales nativos de la cámara en unos que son perceptualmente más uniformes, haciendo así el uso más eficiente de una profundidad de bits dada.

2. Mostrar gama . Esto se refiere a la influencia neta de su tarjeta de video y dispositivo de visualización, por lo que, de hecho, puede estar compuesto por varios gammas. El objetivo principal de la gamma de visualización es compensar la gamma de un archivo, lo que garantiza que la imagen no se ilumine de forma poco realista cuando se muestra en la pantalla. Una gamma de visualización más alta da como resultado una imagen más oscura con mayor contraste.

3. Sistema Gamma . Esto representa el efecto neto de todos los valores de gamma que se han aplicado a una imagen y también se conoce como "visualización de gamma". Para una reproducción fiel de una escena, idealmente debería estar cerca de una línea recta (gamma =1,0). Una línea recta asegura que la entrada (la escena original) sea la misma que la salida (la luz que se muestra en la pantalla o en una impresión). Sin embargo, el gamma del sistema a veces se establece ligeramente por encima de 1,0 para mejorar el contraste. Esto puede ayudar a compensar las limitaciones debidas al rango dinámico de un dispositivo de visualización, o debido a condiciones de visualización no ideales y destellos de imagen.

ARCHIVO DE IMAGEN GAMMA

La gamma de imagen precisa generalmente se especifica mediante un perfil de color que está incrustado en el archivo. La mayoría de los archivos de imagen utilizan una codificación gamma de 1/2,2 (como los que utilizan sRGB y el color Adobe RGB 1998), pero la gran excepción son los archivos RAW, que utilizan una gamma lineal. Sin embargo, los visores de imágenes RAW suelen mostrarlas suponiendo una codificación gamma estándar de 1/2,2, ya que, de lo contrario, parecerían demasiado oscuras:

Imagen RAW lineal
(imagen gamma =1.0) Imagen con codificación gamma
(imagen gamma =1/2.2)

Si no se incrusta ningún perfil de color, generalmente se asume una gamma estándar de 1/2.2. Los archivos sin un perfil de color incrustado normalmente incluyen muchos archivos PNG y GIF, además de algunas imágenes JPEG que se crearon usando una configuración de "guardar para la web".

Nota técnica sobre la cámara gamma . La mayoría de las cámaras digitales registran la luz de forma lineal, por lo que se supone que su gamma es 1,0, pero cerca de las sombras extremas y los reflejos, esto puede no ser cierto. En ese caso, el archivo gamma puede representar una combinación de la codificación gamma y la gamma de la cámara. Sin embargo, la gamma de la cámara suele ser insignificante en comparación. Los fabricantes de cámaras también pueden aplicar curvas tonales sutiles, que también pueden afectar la gamma de un archivo.

PANTALLA GAMMA

Esta es la gamma que está controlando cuando realiza la calibración del monitor y ajusta la configuración de contraste. Afortunadamente, la industria ha convergido en una pantalla gamma estándar de 2.2, por lo que no es necesario preocuparse por los pros y los contras de los diferentes valores. Las computadoras Macintosh más antiguas usaban una pantalla gamma de 1.8, lo que hacía que las imágenes que no eran de Mac parecieran más brillantes en comparación con una PC típica, pero este ya no es el caso.

Recuerde que la gamma de visualización compensa la gamma del archivo de imagen y que el resultado neto de esta compensación es la gamma del sistema/general. Para un archivo de imagen con codificación gamma estándar (— ), cambiando la gamma de visualización (— ) tendrá, por tanto, el siguiente impacto global (— ) en una imagen:

Pantalla Gamma 1.0 Pantalla Gamma 1.8 Pantalla Gamma 2.2 Pantalla Gamma 4.0

Los diagramas asumen que su pantalla ha sido calibrada a un gamma estándar de 2.2.
Recuerde antes que el archivo de imagen gamma (— ) más la gamma de visualización (— ) es igual a la gamma general del sistema (— ). Observe también cómo los valores gamma más altos hacen que la curva roja se doble hacia abajo.

Si tiene problemas para seguir los gráficos anteriores, ¡no se desespere! Es una buena idea comprender primero cómo las curvas tonales afectan el brillo y el contraste de la imagen. De lo contrario, solo puede mirar las imágenes de retrato para una comprensión cualitativa.

Cómo interpretar los gráficos . La primera imagen (extremo izquierdo) se ilumina considerablemente porque la imagen gamma (— ) no es corregido por la pantalla gamma (— ), lo que da como resultado una gamma general del sistema (— ) que se curva hacia arriba. En la segunda imagen, la gamma de la pantalla no se corrige completamente para la gamma del archivo de imagen, lo que da como resultado una gamma general del sistema que todavía se curva un poco hacia arriba (y, por lo tanto, todavía ilumina ligeramente la imagen). En la tercera imagen, la gamma de la pantalla corrige exactamente la gamma de la imagen, lo que da como resultado una gamma del sistema lineal general. Finalmente, en la cuarta imagen, la gamma de la pantalla compensa en exceso la gamma de la imagen, lo que da como resultado una gamma general del sistema que se curva hacia abajo (oscureciendo así la imagen).

La gamma general de la pantalla en realidad se compone de (i) la gamma nativa del monitor/LCD y (ii) cualquier corrección de gamma aplicada dentro de la propia pantalla o por la tarjeta de video. Sin embargo, el efecto de cada uno depende en gran medida del tipo de dispositivo de visualización.

Monitores CRT Monitores LCD (panel plano)

Monitores CRT. Debido a un poco de suerte en la ingeniería, la gamma nativa de un CRT es 2.5, casi la inversa de nuestros ojos. Por lo tanto, los valores de un archivo codificado con gamma podrían enviarse directamente a la pantalla y se corregirían automáticamente y aparecerían casi bien. Sin embargo, es necesario aplicar una pequeña corrección de gamma de ~1/1,1 para lograr una gamma de visualización general de 2,2. Por lo general, esto ya está configurado por la configuración predeterminada del fabricante, pero también se puede configurar durante la calibración del monitor.

Monitores LCD . Los monitores LCD no fueron tan afortunados; garantizar una gamma de pantalla general de 2.2 a menudo requiere correcciones sustanciales, y también son mucho menos consistentes que las de CRT. Por lo tanto, las pantallas LCD requieren algo llamado tabla de búsqueda (LUT) para garantizar que los valores de entrada se representen utilizando la gamma de visualización prevista (entre otras cosas). Consulte el tutorial sobre la calibración del monitor:tablas de búsqueda para obtener más información sobre este tema.

Nota técnica:la gamma de visualización puede ser un poco confusa porque este término a menudo se usa indistintamente con la corrección de gamma, ya que corrige para el archivo gamma. Sin embargo, los valores dados para cada uno no siempre son equivalentes. La corrección gamma a veces se especifica en términos de la codificación gamma que pretende compensar, no la gamma real que se aplica. Por ejemplo, la gamma real aplicada con una "corrección gamma de 1,5" suele ser igual a 1/1,5, ya que una gamma de 1/1,5 cancela una gamma de 1,5 (1,5 * 1/1,5 =1,0). Por lo tanto, un valor de corrección de gamma más alto podría iluminar la imagen (lo opuesto a una gamma de pantalla más alta).

OTRAS NOTAS Y LECTURAS ADICIONALES

Otros puntos importantes y aclaraciones se enumeran a continuación.

• Rango dinámico . Además de garantizar el uso eficiente de los datos de imagen, la codificación gamma también aumenta el rango dinámico grabable para una profundidad de bits determinada. Gamma a veces también puede ayudar a una pantalla/impresora a administrar su rango dinámico limitado (en comparación con la escena original) al mejorar el contraste de la imagen.
• Corrección gamma . El término "corrección de gamma" es realmente solo una frase general para cuando se aplica gamma para compensar alguna otra gamma anterior. Por lo tanto, probablemente se debería evitar el uso de este término si en su lugar se puede hacer referencia al tipo de gamma específico.
• Compresión y expansión gamma . Estos términos se refieren a situaciones en las que la gamma que se aplica es menor o mayor que uno, respectivamente. Por lo tanto, una gamma de archivo podría considerarse compresión gamma, mientras que una gamma de visualización podría considerarse expansión gamma.
• Aplicabilidad . Estrictamente hablando, gamma se refiere a una curva tonal que sigue una ley de potencia simple (donde V =V), pero a menudo se usa para describir otras curvas tonales. Por ejemplo, el espacio de color sRGB es en realidad lineal con una luminosidad muy baja, pero luego sigue una curva con valores de luminosidad más altos. Ni la curva ni la región lineal siguen una ley de potencia gamma estándar, pero la gamma general se aproxima a 2,2.
• ¿Se requiere gamma? No, las imágenes gamma lineales (RAW) seguirían apareciendo como las veían nuestros ojos, pero solo si estas imágenes se mostraran en una pantalla gamma lineal. Sin embargo, esto anularía la capacidad de gamma para registrar niveles tonales de manera eficiente.

Para obtener más información sobre este tema, visite también los siguientes tutoriales:

• Técnicas de exposición digital:exposición a la derecha, recorte y ruido
  Descubra por qué los archivos RAW lineales y gamma influyen en la exposición óptima de una foto.
• Cómo calibrar la calibración de su monitor para fotografía
  Aprenda a configurar con precisión la gamma de la pantalla de su computadora.