Gammakorrektur

Die Gammakorrektur ist eine hauptsächlich im Bereich der Bildverarbeitung oft verwendete Korrekturfunktion zur Überfphrung einer linear wachsenden Größe in eine der menschlichen Wahrnehmung angepasste logarithmische Größe. Tatsächlich nimmt der Mensch in dunklen Bildbereichen Helligkeitsunterschiede stärker war als in hellen Bildbereichen. Wenn die Helligkeit eines linear arbeitenden Anzeigegerätes, wie etwa eines Computermonitors oder TV-Gerätes, linear wahrgenommen werden soll, so muss das Bildsignal vor der Anzeige mittels der Gammakorrektur angepasst werden. Ein typischer Gamma-Wert ist dabei 2.2.

Gammakorrektur

Die Abbildung demonstriert die Gammakorrektur auf einem herkömlichen TV Gerät. Ohne Gammakorrektur (y=1, oben) zeigt sich ein zwar kontrastreiches, aber auch unnatürlich wirkendes Bild. Erst durch die Gammakorrektur mit dem Faktor 2.2 (unten) zeigt sich ein originalgetreu wahrnehmbares Bild.

Die Gammakorrektur wird durch diese Formel vorgenommen:

Gamma Formel

 

Iin entspricht dabei der relativen Intensität des jeweiligen Farbwerts auf einer Skala von 0 bis 1. Iout ist der gamma-korrigierte Farbwert ebenfalls auf einer Skala von 0 bis 1. Die dunkelsten und hellstmöglichen Farbwerte bleiben auch nach der Gammakorrektur erhalten, verändert werden jedoch die Übergänge von Zwischenwerten. Die konkreten Auswirkungen einer solchen Gammakorrektur auf Zwischenwerte zund Farbübergänge können Sie der unten dargestellten Grafi entnehmen.

Gammakorrektur

Der typische Gammakorrektur-Wert eines PC-Monitors oder eines digitalen TV-Gerätes liegt bei 2.2. Typischerweise kann dieser Wert auch über die Konfiguration des jeweiligen Bildschirms oder auch innerhalb des Betriebssystems verändert werden, eine Änderung ist jedoch nicht empfehlenswert. Auch fotographische Labore, welche Bildschirme testen, arbeiten mit einem Gammakorrektur-Wert von 2.2. Die entsprechende Belichtung eines für gut befundenen Bildes am Monitor ist daher nur bei einem Gammakorrektur-Wert von 2.2 garantiert.

Gammakorrektur2

Unter Mac OS galt für den Standard-Gammakorrektur-Wert von 2,2 bis vor kurzem noch eine Ausnahme. Mac OS verwendete bis vor kurzem einen Gammakorrektur-Wert von 1.8. Dieser Wert war für einen Workflow ohne Farbmanagement gedacht. Der Gammakorrektur-Wert 1.8 führte dazu, dass die Darstellung auf dem Bildschirm besser der Tonwertreproduktion von Schwarzweißdruckern entsprach. Seit Mac OS X 10.6 (Snow Leopard) liegt der Standard-Gammakorrektur-Wert auch unter Mac OS bei 2.2.

Gammakorrektur

Mit einer einfachen Testgrafik (siehe Abbildung oben) können Sie den Gammawert Ihres eigenen Monitors bestimmen. Gehen Sie dabei vor wie folgt:

  1. Lehnen Sie sich zurück und kneifen Sie Ihre Augen etwas zusammen.
  2. Bestimmen Sie nun, welches der gezeigten Quadrate gegen den gestreiften Hintergrund zu verschwinden scheint bzw. welches Quadrat den gleichen Farbwert wie sein Hintergrund zu besitzen scheint.
  3. Die Zahl in diesem Quadrat zeigt den eingestellten Gamma-Wert Ihres Monitors

Zu beachten ist dabei, dass der Test nicht funktioniert, wenn Sie in dem Bild Moire-Effekte in Form horizontaler und paralleler Interferenzmuster sehen. Auch bei stark Blickwinkel-abhängigen Bildschirmen, wie sie etwa häufig auf handelsüblichen Laptops zufinden sind, könnte das Ergebnis des Tests ungenau sein.

Gammakorrektur

Der Gammawert eines TV Gerätes oder Beamers kann mit einer spezialisierten Testbild, wie etwa dem oben dargestellten ''Audio Video Equipment Check'' (''AVEC'') Testbild, optimiert werden. Zur Optimierung des Gammawertes wird dabei die im Bild oben markierte RGB-Treppe verwendet. Wir zeigen Ihnen hier, worauf Sie achten müssen. Bitte beachten Sie, dass die unten gezeigten Bildbeispiele nur richtig dargstellt werden, wenn der Bildschirm, auf dem Sie diesen Artikel lesen, auf einen korrekten Gammawert von 2,2 eingestellt ist. Den Gammawert können Sie mit der Grafik weiter oben bestimmen. Genauere Informationen zum AVEC-Bild und die Bezugsquelle finden Sie hier.

Gammakorrektur

Sie sehen oben drei Beispiele für mögliche Gammaeinstellungen. Eine optimale Einstellung des Gammawertes von 2.2 zeigt nur das obere Beispiel. Zu erkennen ist dies an folgenden Merkmalen:

  • Linke Felder der jeweiligen Farbtreppen komplett weiß
  • Rechte Felder der jeweiligen Farbtreppen maximal schwarz
  • Gleichmäßiger 24-stufiger Übergang von 100-prozentigem weiß (links) über 100% Sättigung jeder Farbe in der Mitte bis hin zu komplettem Schwarz rechts
  • Gleichmäßige Abstufung in Relation der Farben zueinander über die gesamte Fläche
  • In jeder Abstufung gleich bleibende Helligkeit und Sättigung der drei Farben

Die zwei anderen Beispiele zeigen eine falsche Einstellung des Gammawertes. Zu erkennen ist dies in Beispiel 2 (Gamma 0.5) hauptsächlich an einem Ineinanderfließen der einzelnen Stufen in der Mitte und am Ende der RGB-Treppe: dort sind keine Übergänge erkennbar, und die Grenzen zwischen den Stufen sind nicht auszumachen. In Beispiel 3 (Gamma 3.0) ist die falsche Einstellung des Gammawertes hauptsächlich an der Ungleichmäßigkeit der Übergänge zwischen den Stufen zu erkennen. Dies ist insbesondere gut erkennbar am Ende der RGB-Treppe, wo der Übergang zu der Farbe schwarz zu abrupt auftritt. Beide Beispiele sind Extrembeispiele: Bereits ein nur etwas falsch eingestellter Gammawert, etwa 2.4 oder 1.6, führen in gängigen Einsatzszenarien zu merklich schlechterer Bildqualität.

Weitere Infos finden Sie auf www.burosch.de