Qu’est-ce que le gamma ?

Laboratoire des technologies de la couleur BenQ
2019/09/06

Définition du gamma

Le gamma peut être décrit comme la fluidité avec laquelle l’image passe du noir au blanc sur un affichage numérique. Celui-ci est souvent associé à un nombre tel que 2.2 ou 2.4, représentant la forme de la courbe passant du noir au blanc ou du blanc au noir. Certaines courbes gamma standard sont illustrées en Figure 1 et l’équation pour obtenir la valeur de la courbe gamma est illustrée dans l’équation 1.

Figure 1 : différentes valeurs gamma et courbes associées

 

Équation 1 : valeur de la courbe gamma

 

Pourquoi le gamma 2.2 est-il un standard ?

Beaucoup d’entre vous se demandent peut-être pourquoi la courbe gamma standard est le gamma 2.2. La principale raison pour laquelle une relation de puissance existe entre la luminance de sortie et la tension d’entrée ou valeur numérique est due au fait que la vision ne fonctionne pas de manière linéaire. Penchons-nous sur la Figure 2. L’intensité linéaire de la ligne du bas représente l’augmentation d’intensité du noir au blanc selon un comportement linéaire. Le codage visuel de la ligne du haut représente l’augmentation d’intensité du noir au blanc selon une relation suivant une loi de puissance. Veuillez noter qu’il existe un grand écart visuel d’intensité linéaire entre 0,0 et 0,1, tandis qu’un tel écart en codage visuel est beaucoup moins apparent entre ces mêmes valeurs. À l’inverse, l’écart visuel d’intensité linéaire entre 0,9 et 1,0 n’est pas perceptible, tandis que la différence est perceptible en codage visuel. En regardant l’ensemble des gris dans la ligne de codage visuel, les écarts perçus dans les différentes zones de gris sont presque identiques. Une étude d’Ebner et Fairchild en 1998 avait également mis en évidence ce phénomène, dans lequel ils utilisaient un exposant de 0,43 pour convertir l’intensité linéaire en luminosité pour les neutres et fournir un codage perceptuel des gris optimal. L’exposant de 0,43 est pourvu d’une valeur inverse d’environ 2,33, donc assez proche d’un gamma 2.2. Par conséquent, cette valeur de 2,2 est devenue la norme par excellence en matière d’étalonnage des affichages numériques.

Figure 2 : Différences visuelles entre codage visuel et intensité linéaire

 

Courbe gamma et perception visuelle

Quel est l’impact de la courbe du gamma sur la qualité ou la perception générale de l’image ? Le gamma 2.2 fournit des tons équilibrés ou « neutres » entre les zones lumineuses et sombres, tout en permettant de distinguer facilement les gris. Le gamma 1.0 est une courbe intéressante à observer. Il s’agit d’une relation linéaire à 45 degrés entre le signal d’entrée et la luminance de sortie. Il s’agit également d’un scénario de contournement au sein duquel aucun traitement n’est appliqué au niveau de l’affichage. Vous verrez donc une image très brillante et « plate », presque sans contrastes, comme dans la Figure 3.

Figure 3 : gamma 1.0 (à gauche) comparé au gamma 2.2 (à droite)

 

Le gamma 1.8 était très populaire en raison des Mac OS. La courbe du gamma 1.8 montre des images légèrement plus lumineuses que le gamma 2.2, de sorte qu’il est à privilégier dans certains cas. Cependant, depuis la sortie de Mac OS X version 10.6, le gamma 2.2 est également devenu la correction gamma standard pour Mac OS. Un exemple du gamma 1.8 comparé au gamma 2.2 est illustré en Figure 4.

Figure 4 : gamma 1.8 (à gauche) comparé au gamma 2.2 (à droite)

 

 

Le gamma 2.4 est largement utilisé dans les industries du film et de la télévision en raison du standard Rec. 709. Les contrastes légèrement améliorés renforcent la saturation des couleurs pour stimuler la perception selon les préférences du spectateur. La luminosité générale des images peut cependant être réduite. Un exemple du gamma 2.4 comparé au gamma 2.2 est illustré en Figure 5.

Figure 5 : gamma 2.4 (à gauche) comparé au gamma 2.2 (à droite)

 

 

Le gamma 2.6 commence à gagner en popularité en raison du dernier standard DCI-P3. Le standard DCI-P3 est utilisé par de nombreux cinémas numériques de nouvelle génération. La courbe du gamma 2.6 montre des images nettement plus sombres, mais très saturées. Étant donné que c’est l’effet souhaité par les réalisateurs, le standard DCI-P3 requiert une fonction gamma 2.6. Un exemple du gamma 2.6 comparé au gamma 2.2 est illustré en Figure 6.

Figure 6  :gamma 2.6 (à gauche) comparé au gamma 2.2 (à droite)

 

 

Que se passe-t-il si une courbe gamma n’est pas linéaire ? Si une courbe gamma n’est pas linéaire, cela signifie que la transition du noir au blanc n’est pas strictement incrémentielle, comme le montre la Figure 7. Les différences visuelles dans les niveaux de gris ne différeront ni du point de vue de la perception ni de la coloration (excepté les gris neutres). Lorsque ce phénomène s’applique à une image en niveaux de gris, l’image perd en détail et donne une image différente de son rendu souhaité.

Figure 7 : une courbe gamma non linéaire peut générer des artefacts dans les réglages perceptuels des niveaux de gris et RVB (à gauche). Aucun artefact n’est visible dans les réglages perceptuels des niveaux de gris et RVB lorsque la courbe gamma est linéaire (à droite).

 

Comment corriger le gamma ?

Figure 8 : sélection du gamma favori via le menu OSD du moniteur

Figure 9 : sélection du gamma favori via 


le logiciel BenQ Palette Master Element

À présent que ces quelques notions de base concernant l’influence des courbes gamma sur la qualité de l’image et l’importance d’une courbe gamma adaptée ont été abordées, comment corriger la courbe gamma ? Il existe généralement deux façons de le faire. La première est simple : vous pouvez simplement utiliser le menu OSD sur votre moniteur. Habituellement, les moniteurs professionnels de gestion des couleurs (par ex., les moniteurs BenQ de série SW ou PD) incluent un « Mode personnalisé » sous l’option « Modes de couleur ». En « Mode personnalisé », vous pouvez sélectionner différents paramètres, tels que la gamme de couleurs ou la courbe gamma. Sous l’option « Gamma », vous pouvez sélectionner des courbes gamma étalonnées en usine (gamma 1.6 à 2.6) avec des intervalles de 0,2.

Un autre moyen d’ajuster la courbe gamma des moniteurs de la série SW consiste à utiliser le logiciel d’étalonnage propriétaire de BenQ, Palette Master Element. En connectant un étalonneur externe (par ex., X-rite i1 Display Pro, i1 Pro 2 ou Datacolor Spyder 5), vous pouvez simplement sélectionner la courbe gamma souhaitée en mode avancé. Vous pouvez vous assurer de disposer de plusieurs courbes gamma en mode d’étalonnage 1, 2 ou 3 après avoir finalisé l’étalonnage en suivant les instructions à l’écran. C’est aussi simple que ça. Cette méthode de réglage de la courbe gamma est recommandée si vous possédez l’un de nos moniteurs de série SW.

Résumé

Nous avons défini la courbe gamma dans les premiers paragraphes de cet article et sa relation essentielle avec la réponse visuelle. Nous avons également examiné l’incidence de la courbe gamma sur la qualité et la perception de l’image, ainsi que certaines valeurs gamma standard et leurs applications. Enfin, nous avons appris l’importance du maintien d’une courbe gamma linéaire et de la sélection de différentes courbes gamma pour des moniteurs BenQ de série SW/PD. Avec le logiciel Palette Master Element et un étalonneur externe, vous pouvez également étalonner votre courbe gamma sur les moniteurs de série SW.

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