有生之年转ta系列 2.6 伽马校正

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【技术美术百人计划】图形 2.6 伽马校正
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美术岗位代码或者算法一类的问题可能不太懂
本文仅用来记录学习，如果有不对的请指出谢谢

图形部分第二章伽马校正

颜色空间色度图

传递/转换函数
用来把颜色的点信号转换成看得见的光信号

1.Gamma校正

gamma简单定义

VoutV_{out}Vout=VingammaV_ {in^{gamma}}Vingamma
gamma校正是指对线性三色值和非线性视频信号之间进行编码和解码的操作
图像经过gamma编码存储在硬盘中，将获取到的物理数据做一次gamma值约为0.45的映射，这样的过程叫做 gamma编码，由曲线可知，此时图像的像素比实际物理像素要更亮
在显示图像时，需要将每个像素做一次gamma值约为2.2的矫正，使最终的结果为正确的物理数据。经过显示的gamma校正之后，之前偏亮的图像亮度降低。

转来转去的原因
非线性转换的目的主要是为了优化存储空间和带宽，传递函数能够更好地帮我们利用编码空间。
由于我们用于显示图像数据都是8bit，且人眼对暗部变化更敏感，如果要充分利用带宽，那么就需要使用更多位置去存储暗部值。也就是说暗部使用更高精度保存，而亮部使用更低精度保存。

2.韦伯定律

视觉上的均匀（上）和物理上的均匀（下）

视觉上的中灰色和物理上中灰色
Gamma编码曲线
将这个自然界的线性增长亮度的一个灰阶变化和我们心理上感受到的一个均匀灰阶变化做一个映射得到一条曲线就是我们所说的Gamma编码曲线

人眼感受亮度时，对于暗部变化明显比亮部变化更敏感。
自然界亮度0.2位置和均匀灰阶颜色一样
以该点分段上部分是亮度下边是暗部
暗部更加陡峭

韦伯定律
即感觉的差别阈限随原来刺激量的变化而变化，而且表现为一定的规律性，用公式来表示，就是△Φ/Φ=C，其中Φ为原刺激量，△Φ为此时的差别阈限，C为常数，又称为韦柏率。

简单来说就是，当所受刺激越大时，需要增加的刺激也要足够大才会让人感觉到明显变化，但是只适用于中等强度的刺激

3.gamma校正小结

1.人眼对暗部变化比亮部更加敏感
2.我们目前所使用的真彩格式RGBA32，每个颜色通道只有8位用于记录信息，为了合理使用带宽和存储空间，需要进行非线性转换。
3.目前我们所普遍使用的sRGB颜色空间标准，他的传递函数gamma值为2.2(2.4)

4.CRT

早期是如何修正人眼的视觉感受和物理亮度差异
经过非线性运作关系存储在电脑上的图像，看起来会亮一点，但是由于CTRT的一个物理特性，亮度与电压输入不是一个线性的关系，会把存储的图像文件进行一个压暗处理，会得到一个人眼看起来舒适的亮度。
CRT硬件特性可以说是某种巧合沙漠化，刚好对我们人眼对于暗部变化敏感的这一特性进行了一个校正
CRT设备显示原理就是通过一个电子束去攻击屏幕上的凝光质图层，在发射电子束的电子枪上，所控制的电压，我们法线它和屏幕上产生的一个光强度之间是成一个非线性的关系。

左边是一个Gamma编码的一个曲线，也是我们人眼对于一个物理光强度的一个相应曲线。
右边就是我们早起CRT在Ganna系数neural2.2的一个电压与屏幕亮度之间对应关系的一个映射曲线。
两曲线互为反函数
相互转换的关系需要在相同的一个特定条件下才成立，所以取参照用中灰值而不是一个特定的值

5.中灰值

纯灰色线条变成了渐变的色条
中灰值并非一个固定的具体数值，而是取决于视觉感受。

3.线性工作流

4.unity中颜色空间

5.资源导出问题

作业

左侧是线性空间右侧是伽马空间

左侧是在unity中不勾选srgb 右侧是勾选以后的线性空间
伽马空间下勾选不勾选无区别