การแก้ไขแกมมาหรือแกมมาเป็นการ ดำเนินการแบบ ไม่เชิงเส้น ที่ใช้ในการ ^{เข้ารหัส}และถอดรหัสความสว่างในวิดีโอหรือรูปภาพ^{[ 1} ]

การแก้ไขแกมมาในกรณีที่ง่ายที่สุดนั้น กำหนดโดย นิพจน์ กำลัง ดังต่อไปนี้ :

${\displaystyle V_{\text{out}}=AV_{\text{in}}^{\gamma },}$

โดยที่ค่าอินพุตที่เป็นจำนวนจริงที่ไม่เป็นลบจะถูกยกกำลังและคูณด้วยค่าคงที่Aเพื่อให้ได้ค่าเอาต์พุตในกรณีทั่วไปที่A = 1ค่าอินพุตและเอาต์พุตมักอยู่ในช่วง 0–1 ${\displaystyle V_{\text{in}}}$${\displaystyle \gamma }$${\displaystyle V_{\text{out}}}$

ค่าแกมมาบางครั้งเรียกว่าแกมมาเข้ารหัสและกระบวนการเข้ารหัสด้วยความไม่เป็นเชิงเส้นแบบกำลังยกกำลังที่บีบอัดนี้เรียกว่าการบีบอัดแกมมาในทางกลับกัน ค่าแกมมาเรียกว่าแกมมาถอดรหัสและการประยุกต์ใช้ความไม่เป็นเชิงเส้นแบบกำลังยกกำลังที่ขยายออกเรียกว่า การ ขยาย แกมมา${\displaystyle \gamma <1}$${\displaystyle \gamma >1}$

การเข้ารหัสแกมมาของภาพใช้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการใช้บิตเมื่อเข้ารหัสภาพ หรือแบนด์วิดท์ที่ใช้ในการส่งภาพ โดยใช้ประโยชน์จากลักษณะที่ไม่เป็นเชิงเส้นที่มนุษย์รับรู้แสงและสี^{[ 1 ]}การรับรู้ความสว่าง ( ความสว่าง ) ของมนุษย์ภายใต้สภาวะแสงปกติ (ไม่มืดสนิทหรือสว่างจ้าจนแสบตา) เป็นไปตามฟังก์ชันกำลัง โดยประมาณ (ซึ่งไม่มีความสัมพันธ์กับฟังก์ชันแกมมา ) โดยมีความไวต่อความแตกต่างสัมพัทธ์ระหว่างโทนสีเข้มมากกว่าระหว่างโทนสีอ่อน ซึ่งสอดคล้องกับกฎกำลังของ Stevensสำหรับการรับรู้ความสว่าง หากภาพไม่ได้เข้ารหัสแกมมา ภาพจะจัดสรรบิตหรือแบนด์วิดท์มากเกินไปให้กับส่วนที่สว่างซึ่งมนุษย์ไม่สามารถแยกแยะได้ และจัดสรรบิตหรือแบนด์วิดท์น้อยเกินไปให้กับค่าเงาซึ่งมนุษย์มีความไวและจะต้องใช้บิต/แบนด์วิดท์มากขึ้นเพื่อรักษาระดับคุณภาพการมองเห็นให้คงที่^{[ 2 ] [ 1 ] [ 3 ]}การเข้ารหัสแกมมาของ ภาพ จุดลอยตัวไม่จำเป็น (และอาจส่งผลเสีย) เนื่องจากรูปแบบจุดลอยตัวให้การประมาณเชิงเส้นแบบแบ่งส่วนของเส้นโค้งลอการิทึมอยู่แล้ว^{[ 4 ]}

แม้ว่าการเข้ารหัสแกมมาจะถูกพัฒนาขึ้นมาเพื่อชดเชยลักษณะความสว่างของ จอแสดงผล หลอดรังสีแคโทด (CRT) แต่นั่นไม่ใช่จุดประสงค์หลักหรือข้อได้เปรียบในระบบสมัยใหม่ ในจอแสดงผล CRT ความเข้มของแสงจะแปรผันแบบไม่เป็นเชิงเส้นกับแรงดันของปืนอิเล็กตรอน การเปลี่ยนแปลงสัญญาณอินพุตโดยการบีบอัดแกมมาสามารถยกเลิกความไม่เป็นเชิงเส้นนี้ได้ ทำให้ภาพที่ได้มีความสว่างตามที่ต้องการ อย่างไรก็ตาม ลักษณะแกมมาของอุปกรณ์แสดงผลไม่ได้เป็นปัจจัยในการเข้ารหัสแกมมาของภาพและวิดีโอ จำเป็นต้องมีการเข้ารหัสแกมมาเพื่อเพิ่มคุณภาพการมองเห็นของสัญญาณให้สูงสุด โดยไม่คำนึงถึงลักษณะแกมมาของอุปกรณ์แสดงผล^{[ 1 ] [ 3 ]}ความคล้ายคลึงกันของฟิสิกส์ CRT กับการเข้ารหัสแกมมาผกผันที่จำเป็นสำหรับการส่งวิดีโอเป็นการผสมผสานระหว่างความบังเอิญและวิศวกรรม ซึ่งทำให้ระบบอิเล็กทรอนิกส์ในโทรทัศน์รุ่นแรกๆ ง่ายขึ้น^{[ 5 ]}

ฟิล์มถ่ายภาพมีความสามารถในการบันทึกความแตกต่างของเฉดสีที่ละเอียดกว่าที่สามารถสร้างขึ้นใหม่บนกระดาษพิมพ์ได้มาก ในทำนองเดียวกัน หน้าจอวิดีโอส่วนใหญ่ไม่สามารถแสดงช่วงความสว่าง (ช่วงไดนามิก) ที่กล้องอิเล็กทรอนิกส์ทั่วไปสามารถบันทึกได้^{[ 6 ]} ด้วยเหตุนี้ จึงมีการใช้ความพยายามทางศิลปะอย่างมากในการเลือกรูปแบบที่ลดลงซึ่งควรนำเสนอภาพต้นฉบับ การแก้ไขแกมมาหรือการเลือกความคมชัดเป็นส่วนหนึ่งของเทคนิคการถ่ายภาพที่ใช้ในการปรับภาพที่สร้างขึ้นใหม่

ในทำนองเดียวกัน กล้องดิจิทัลบันทึกแสงโดยใช้เซ็นเซอร์อิเล็กทรอนิกส์ซึ่งโดยทั่วไปจะตอบสนองแบบเชิงเส้น ในกระบวนการแปลงข้อมูลดิบเชิงเส้นเป็น ข้อมูล RGB ทั่วไป (เช่น สำหรับการจัดเก็บใน รูปแบบภาพ JPEG ) จะมีการแปลงพื้นที่สีและการแปลงการแสดงผลเกิดขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งพื้นที่สี RGBและรูปแบบไฟล์มาตรฐานเกือบทั้งหมดใช้การเข้ารหัสแบบไม่เชิงเส้น (การบีบอัดแกมมา) ของความเข้มที่ต้องการของสีหลักในการสร้างภาพถ่าย นอกจากนี้ การสร้างภาพที่ต้องการมักมีความสัมพันธ์แบบไม่เชิงเส้นกับความเข้มของฉากที่วัดได้ ผ่านความไม่เชิงเส้น ของการสร้างโทนสี

แนวคิดของแกมมาสามารถนำไปใช้กับความสัมพันธ์ที่ไม่เป็นเชิงเส้นใดๆ ก็ได้ สำหรับความสัมพันธ์แบบกฎกำลังเส้นโค้งบนกราฟลอการิทึมคู่จะเป็นเส้นตรง โดยมีความชันเท่ากับแกมมาทุกจุด (ความชันในที่นี้แสดงด้วยตัว ดำเนินการ อนุพันธ์ ): ${\displaystyle V_{\text{out}}=V_{\text{in}}^{\gamma }}$

${\displaystyle \gamma ={\frac {\mathrm {d} \log(V_{\text{out}})}{\mathrm {d} \log(V_{\text{in}})}}.}$

กล่าวคือ แกมมาสามารถมองเห็นได้ว่าเป็นความชันของเส้นโค้งอินพุต-เอาต์พุตเมื่อพล็อตบนแกนลอการิทึม สำหรับเส้นโค้งกำลัง ความชันนี้จะคงที่ แต่แนวคิดนี้สามารถขยายไปยังเส้นโค้งประเภทใดก็ได้ ซึ่งในกรณีนี้ แกมมา (โดยเคร่งครัดแล้วคือ "จุดแกมมา" ^{[ 7 ]} ) ถูกกำหนดให้เป็นความชันของเส้นโค้งในแต่ละภูมิภาค

เมื่อฟิล์มถ่ายภาพสัมผัสกับแสง ผลลัพธ์ของการสัมผัสสามารถแสดงได้บนกราฟ โดยแกนแนวนอน แสดงค่า ลอการิทึมของการสัมผัส และแกนแนวตั้งแสดงค่าความหนาแน่น หรือค่าลบของลอการิทึมของการส่งผ่าน สำหรับสูตรฟิล์มและวิธีการประมวลผลที่กำหนด เส้นโค้งนี้เรียกว่าเส้นโค้ง ลักษณะเฉพาะหรือเส้นโค้ง Hurter–Driffield [ ^{8 ] [ 9 ] เนื่องจาก}ทั้งสองแกนใช้หน่วยลอการิทึม ความชันของส่วนที่เป็นเส้นตรงของเส้นโค้งจึงเรียกว่าค่าแกมมาของฟิล์ม ฟิล์มเนกาทีฟโดยทั่วไปจะมีค่าแกมมาน้อยกว่า 1 ^{[ 9 ] [ 10 ]}ฟิล์มโพสิทีฟ (ฟิล์มสไลด์ ฟิล์มกลับด้าน) โดยทั่วไปจะมีค่าแกมมาที่มีค่าสัมบูรณ์มากกว่า 1 ^{[ 11 ]}

โดยทั่วไปแล้ว การส่งออกไปยังเครื่องรับโทรทัศน์และจอภาพแบบ CRT ไม่จำเป็นต้องมีการแก้ไขแกมมาเพิ่มเติม สัญญาณวิดีโอมาตรฐานที่ส่งหรือจัดเก็บในไฟล์ภาพจะมีการบีบอัดแกมมาให้ตรงกับการขยายแกมมาของ CRT (แม้ว่าจะไม่ใช่ค่าผกผันที่แน่นอนก็ตาม) สำหรับสัญญาณโทรทัศน์ ค่าแกมมาจะคงที่และกำหนดโดยมาตรฐานวิดีโอแบบอนาล็อกระบบ CCIR Mซึ่งเกี่ยวข้องกับ สี NTSCใช้แกมมา 2.2 ระบบB / G , H , I , D / K , K1 , L , M และNซึ่งเกี่ยวข้องกับ สี PALหรือSECAMใช้แกมมา 2.8 ^{[ 12 ] [ 13 ]}

ในระบบแสดงผลคอมพิวเตอร์ส่วนใหญ่ ภาพจะถูกเข้ารหัสด้วยค่าแกมมาประมาณ 0.45 และถอดรหัสด้วยค่าแกมมาผกผันที่ 2.2 ข้อยกเว้นที่สำคัญ จนกระทั่งการเปิดตัวMac OS X 10.6 (Snow Leopard)ในเดือนกันยายน 2009 คือ คอมพิวเตอร์ Macintoshซึ่งเข้ารหัสด้วยค่าแกมมา 0.55 และถอดรหัสด้วยค่าแกมมา 1.8 ไม่ว่าในกรณีใด ข้อมูล ไบนารีในไฟล์ภาพนิ่ง (เช่น JPEG) จะถูกเข้ารหัสอย่างชัดเจน (กล่าวคือ มีค่าที่เข้ารหัสด้วยแกมมา ไม่ใช่ค่าความเข้มเชิงเส้น) เช่นเดียวกับไฟล์ภาพเคลื่อนไหว (เช่นMPEG ) ระบบสามารถจัดการทั้งสองกรณีเพิ่มเติมได้ผ่านการจัดการสีหากต้องการให้ค่าแกมมาตรงกับอุปกรณ์แสดงผลมากขึ้น

มาตรฐานพื้นที่สี sRGBที่ใช้กับกล้อง คอมพิวเตอร์ และเครื่องพิมพ์ส่วนใหญ่ ไม่ได้ใช้ความไม่เป็นเชิงเส้นแบบกำลังยกกำลังอย่างง่ายดังที่กล่าวมาข้างต้น แต่มีค่าแกมมาในการถอดรหัสใกล้เคียง 2.2 ในช่วงส่วนใหญ่ ดังแสดงในกราฟด้านขวา/ด้านบน ต่ำกว่าค่าที่บีบอัด 0.04045 หรือความเข้มเชิงเส้น 0.00313 เส้นโค้งจะเป็นเชิงเส้น (ค่าที่เข้ารหัสเป็นสัดส่วนกับความเข้ม) ดังนั้นγ = 1เส้นโค้งสีดำประที่อยู่ด้านหลังเส้นโค้งสีแดงคือเส้นโค้งกำลังยกกำลัง มาตรฐาน γ = 2.2 เพื่อใช้ในการเปรียบเทียบ

การปรับค่าแกมมาในคอมพิวเตอร์นั้นใช้เพื่อแสดงภาพ Apple ที่มีค่าแกมมา = 1.8 บนจอคอมพิวเตอร์ที่มีค่าแกมมา = 2.2 ได้อย่างถูกต้อง โดยการเปลี่ยนค่าแกมมาของภาพ อีกการใช้งานหนึ่งคือการปรับค่าแกมมาของแต่ละช่องสีให้เท่ากันเพื่อแก้ไขความคลาดเคลื่อนของจอภาพ

รูปแบบภาพบางรูปแบบอนุญาตให้จัดเก็บค่าแกมมาที่ต้องการของภาพ (ของการแปลงระหว่างตัวอย่างภาพที่เข้ารหัสและเอาต์พุตแสง) เป็นเมตาเดตาซึ่งช่วยให้สามารถแก้ไขแกมมาโดยอัตโนมัติได้ ข้อกำหนด PNGประกอบด้วยส่วน gAMA สำหรับวัตถุประสงค์นี้^{[ 14 ]}และในรูปแบบต่างๆ เช่น JPEG และTIFF สามารถใช้ แท็ ก Exif Gamma ได้ บางรูปแบบสามารถระบุโปรไฟล์ ICC ซึ่งรวมถึงฟังก์ชันการถ่ายโอนได้

คุณสมบัติเหล่านี้ก่อให้เกิดปัญหามาโดยตลอด โดยเฉพาะบนเว็บ สำหรับสี HTML และ CSS และรูปภาพ JPG หรือ GIF ที่ไม่มีข้อมูลเมตาโปรไฟล์สีที่แนบมา เบราว์เซอร์ยอดนิยมจะส่งค่าสีตัวเลขไปยังจอแสดงผลโดยไม่มีการจัดการสี ส่งผลให้ลักษณะที่ปรากฏแตกต่างกันอย่างมากระหว่างอุปกรณ์ต่างๆ อย่างไรก็ตาม เบราว์เซอร์เหล่านั้นส่งรูปภาพที่มีการตั้งค่าแกมมาไว้อย่างชัดเจนในข้อมูลเมตาผ่านการจัดการสี และยังใช้แกมมาเริ่มต้นกับรูปภาพ PNG ที่ไม่มีข้อมูลเมตา ทำให้เป็นไปไม่ได้ที่รูปภาพ PNG จะตรงกับสี HTML หรือสี JPG ที่ไม่มีแท็กบนทุกอุปกรณ์พร้อมกัน^{[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]}สถานการณ์นี้ได้รับการปรับปรุงแล้ว เนื่องจากเบราว์เซอร์หลักส่วนใหญ่ในปัจจุบันรองรับการตั้งค่าแกมมา (หรือไม่มีการตั้งค่า) ^{[ 18 ] [ 19 ]}

ลักษณะแกมมาคือความ สัมพันธ์ แบบกฎกำลังที่ประมาณความสัมพันธ์ระหว่างค่าความสว่าง ที่เข้ารหัส ใน ระบบ โทรทัศน์กับค่าความสว่างของภาพที่ต้องการจริง

ด้วยความสัมพันธ์ที่ไม่เป็นเชิงเส้นนี้ ขั้นตอนที่เท่ากันในความสว่างที่เข้ารหัสจะสอดคล้องกับขั้นตอนความสว่างที่เท่ากันโดยประมาณตามความรู้สึก Ebner และ Fairchild ^{[ 20 ]}ใช้เลขชี้กำลัง 0.43เพื่อแปลงความเข้มเชิงเส้นเป็นความสว่าง (luma) สำหรับสีกลาง ค่าผกผันประมาณ 2.33 (ค่อนข้างใกล้เคียงกับตัวเลข 2.2 ที่อ้างถึงสำหรับระบบย่อยการแสดงผลทั่วไป) พบว่าให้การเข้ารหัสสีเทาที่เหมาะสมที่สุดโดยประมาณ

ภาพประกอบต่อไปนี้แสดงความแตกต่างระหว่างมาตราส่วนที่มีสัญญาณความสว่างที่เข้ารหัสเพิ่มขึ้นเชิงเส้น (อินพุตความสว่างที่บีบอัดแกมมาเชิงเส้น) และมาตราส่วนที่มีมาตราส่วนความเข้มที่เพิ่มขึ้นเชิงเส้น (เอาต์พุตความสว่างเชิงเส้น)

ในจอแสดงผลส่วนใหญ่ (โดยเฉพาะจอที่มีค่าแกมมาประมาณ 2.2) จะสังเกตได้ว่ามาตราส่วนความเข้มเชิงเส้นมีการเปลี่ยนแปลงความสว่างที่รับรู้ได้ค่อนข้างมากระหว่างค่าความเข้ม 0.0 และ 0.1 ในขณะที่การเปลี่ยนแปลงที่ปลายมาตราส่วนสูงกว่านั้นแทบจะไม่สามารถสังเกตเห็นได้เลย ส่วนมาตราส่วนที่เข้ารหัสด้วยแกมมา ซึ่งมีความเข้มเพิ่มขึ้นแบบไม่เป็นเชิงเส้น จะแสดงการเปลี่ยนแปลงความสว่างที่รับรู้ได้อย่างสม่ำเสมอกว่ามาก

ตัวอย่างเช่น จอ CRT แปลงสัญญาณวิดีโอเป็นแสงในลักษณะที่ไม่เป็นเชิงเส้น เนื่องจากความเข้ม (ความสว่าง) ของปืนอิเล็กตรอนเป็นฟังก์ชันที่ไม่เป็นเชิงเส้นของแรงดันไฟฟ้าวิดีโอที่ป้อนเข้าไป ความเข้มของแสง_I สัมพันธ์กับแรงดันไฟฟ้า แหล่งจ่าย Vsตามสมการ

${\displaystyle I\propto V_{\text{s}}^{\gamma },}$

โดยที่γคืออักษรกรีกแกมมาสำหรับ CRT ค่าแกมมาที่สัมพันธ์ความสว่างกับแรงดันไฟฟ้ามักจะอยู่ในช่วง 2.35 ถึง 2.55 ตารางค้นหา วิดีโอ ในคอมพิวเตอร์มักจะปรับค่าแกมมาของระบบให้อยู่ในช่วง 1.8 ถึง 2.2 ^{[ 1 ]}ซึ่งอยู่ในช่วงที่ทำให้ความแตกต่างของการเข้ารหัสแบบสม่ำเสมอให้ความแตกต่างของความสว่างที่รับรู้ได้แบบสม่ำเสมอโดยประมาณ ดังแสดงในแผนภาพด้านบนของส่วนนี้

เพื่อให้เข้าใจง่าย ลองพิจารณาตัวอย่างของจอ CRT ขาวดำ ในกรณีนี้ เมื่อสัญญาณวิดีโอ 0.5 (ซึ่งแสดงถึงสีเทาปานกลาง) ถูกป้อนเข้าสู่จอแสดงผล ความเข้มหรือความสว่างจะอยู่ที่ประมาณ 0.22 (ส่งผลให้ได้สีเทาปานกลาง ซึ่งมีความเข้มประมาณ 22% ของสีขาว) สีดำสนิท (0.0) และสีขาวสนิท (1.0) เป็นเพียงเฉดสีเดียวที่ไม่ได้รับผลกระทบจากค่าแกมมา

เพื่อชดเชยผลกระทบนี้ บางครั้งจึงใช้ฟังก์ชันถ่ายโอนผกผัน (การแก้ไขแกมมา) กับสัญญาณวิดีโอเพื่อให้การตอบสนองแบบเส้นตรงตั้งแต่ต้นจนจบเป็นเชิงเส้น กล่าวอีกนัยหนึ่งคือ สัญญาณที่ส่งจะถูกบิดเบือนโดยเจตนา เพื่อที่หลังจากที่อุปกรณ์แสดงผลบิดเบือนอีกครั้งแล้ว ผู้ชมจะเห็นความสว่างที่ถูกต้อง ฟังก์ชันผกผันของฟังก์ชันข้างต้นคือ

${\displaystyle V_{\text{c}}\propto V_{\text{s}}^{1/\gamma },}$

โดยที่Vcคือแรงดันไฟฟ้าที่แก้ไขแล้ว และVsคือแรงดันไฟฟ้าจากแหล่งกำเนิด เช่น จาก เซ็นเซอร์ _รับภาพที่แปลงประจุไฟฟ้าจากแสงเป็นแรงดันไฟฟ้าแบบเชิงเส้น ในตัวอย่าง CRT ของเรา 1/ _γ คือ 1/2.2 ≈ 0.45

จอ CRT สีรับสัญญาณวิดีโอสามสัญญาณ (สีแดง สีเขียว และสีน้ำเงิน) และโดยทั่วไปแต่ละสีจะมีค่าแกมมาของตัวเอง ซึ่งแสดงด้วยγR, γG หรือ γB _{อย่างไรก็ตามใน}ระบบแสดงผลแบบ_{ง่ายๆ}จะ ใช้ค่า γ เพียงค่าเดียว สำหรับทั้งสามสี

อุปกรณ์แสดงผลอื่นๆ มีค่าแกมมาที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น จอแสดงผล ของ Game Boy Advanceมีค่าแกมมาอยู่ระหว่าง 3 ถึง 4 ขึ้นอยู่กับสภาพแสง ในจอ LCD เช่นที่ใช้ในคอมพิวเตอร์แล็ปท็อป ความสัมพันธ์ระหว่างแรงดันสัญญาณ_Vs และความเข้มแสงIนั้นไม่เป็นเชิงเส้นอย่างมากและไม่สามารถอธิบายได้ด้วยค่าแกมมา อย่างไรก็ตาม จอแสดงผลดังกล่าวจะทำการแก้ไขแรงดันสัญญาณเพื่อให้ได้ค่าγ = 2.5 โดยประมาณ ในการบันทึกโทรทัศน์ระบบ NTSC ค่า γ = 2.2

ฟังก์ชันกำลังยกกำลัง หรือฟังก์ชันผกผันของมัน มีความชันเป็นอนันต์ที่ศูนย์ ซึ่งทำให้เกิดปัญหาในการแปลงจากและไปยังปริภูมิสีแกมมา ด้วยเหตุนี้ ปริภูมิสีที่กำหนดไว้อย่างเป็นทางการส่วนใหญ่ เช่นsRGBจะกำหนดส่วนของเส้นตรงใกล้ศูนย์ และเพิ่มการยกกำลังx + K (โดยที่Kเป็นค่าคงที่) เพื่อให้เส้นโค้งมีความชันต่อเนื่อง เส้นตรงนี้ไม่ได้แสดงถึงสิ่งที่จอ CRT ทำ แต่ทำให้ส่วนที่เหลือของเส้นโค้งตรงกับผลกระทบของแสงโดยรอบบนจอ CRT มากขึ้น ในนิพจน์ดังกล่าว เลขชี้กำลังไม่ใช่ค่าแกมมา ตัวอย่างเช่น ฟังก์ชัน sRGB ใช้เลขชี้กำลัง 2.4 แต่คล้ายกับฟังก์ชันกำลังยกกำลังที่มีเลขชี้กำลัง 2.2 มากกว่า โดยไม่มีส่วนที่เป็นเส้นตรง

สามารถปรับแต่งองค์ประกอบได้มากถึงสี่อย่างเพื่อให้ได้การเข้ารหัสแกมมาที่ถูกต้องสำหรับการแสดงภาพบนจอคอมพิวเตอร์ทั่วไปที่มีค่าแกมมา 2.2 หรือ 1.8:

• ค่าความเข้มของพิกเซลในไฟล์ภาพที่กำหนด หรือกล่าวอีกนัยหนึ่งคือ ค่าพิกเซลแบบไบนารี จะถูกจัดเก็บในไฟล์ในลักษณะที่แสดงถึงความเข้มของแสงผ่านค่าที่บีบอัดด้วยแกมมา แทนที่จะเป็นการเข้ารหัสเชิงเส้น วิธีการนี้ใช้กับไฟล์วิดีโอดิจิทัล (เช่น ไฟล์ ภาพยนตร์ DVD ) อย่างเป็นระบบ เพื่อลดขั้นตอนการถอดรหัสแกมมาขณะเล่น และเพิ่มคุณภาพของภาพให้สูงสุดสำหรับพื้นที่จัดเก็บข้อมูลที่กำหนด ในทำนองเดียวกัน ค่าพิกเซลในรูปแบบไฟล์ภาพมาตรฐานมักจะได้รับการชดเชยด้วยแกมมา ไม่ว่าจะเป็นแกมมา sRGB (หรือเทียบเท่า ซึ่งเป็นการประมาณค่าแกมมาทั่วไปของจอภาพรุ่นเก่า) หรือตามแกมมาที่ระบุโดยเมตาเดตา เช่นโปรไฟล์ ICCหากแกมมาในการเข้ารหัสไม่ตรงกับแกมมาของระบบการเล่น อาจมีการแก้ไขเพิ่มเติม ไม่ว่าจะบนหน้าจอแสดงผลหรือเพื่อสร้างไฟล์ภาพที่แก้ไขแล้วด้วยโปรไฟล์ที่แตกต่างกัน
• ซอฟต์แวร์แสดงผลจะเขียนค่าไบนารีพิกเซลที่เข้ารหัสแกมมาลงในหน่วยความจำวิดีโอโดยตรง (เมื่อใช้โหมดสีสูง / สีจริง ) หรือใน รีจิสเตอร์ฮาร์ดแวร์CLUT (เมื่อใช้โหมดสีแบบดัชนี ) ของ อะแดปเตอร์แสดงผล ค่าเหล่านี้จะขับเคลื่อนตัวแปลงดิจิทัลเป็นอนาล็อก (DAC) ซึ่งส่งออกแรงดันไฟฟ้าตามสัดส่วนไปยังจอแสดงผล ตัวอย่างเช่น เมื่อใช้ สี RGB 24 บิต (8 บิตต่อช่อง) การเขียนค่า 128 (ค่ากึ่งกลางโดยประมาณของช่วง 0–255 ไบต์ ) ลงในหน่วยความจำวิดีโอจะส่งออกแรงดันไฟฟ้าตามสัดส่วน≈ 0.5ไปยังจอแสดงผล ซึ่งจะแสดงสีมืดกว่าเนื่องจากพฤติกรรมของจอภาพ หรืออีกทางหนึ่ง เพื่อให้ได้ ความเข้ม ≈ 50% สามารถใช้ ตารางค้นหาที่เข้ารหัสแกมมาเพื่อเขียนค่าใกล้เคียงกับ 187 แทน 128 โดยซอฟต์แวร์แสดงผลได้
• อะแดปเตอร์แสดงผลสมัยใหม่มี CLUT สำหรับการปรับเทียบโดยเฉพาะ ซึ่งสามารถโหลดได้เพียงครั้งเดียวด้วยตารางค้นหา การแก้ไขแกมมาที่เหมาะสม เพื่อปรับเปลี่ยนสัญญาณที่เข้ารหัสแบบดิจิทัลก่อน DAC ที่ส่งแรงดันไฟฟ้าไปยังจอภาพ^{[ 21 ]}การตั้งค่าตารางเหล่านี้ให้ถูกต้องเรียกว่า การปรับ เทียบฮาร์ดแวร์^{[ 22 ]}
• จอภาพสมัยใหม่บางรุ่นอนุญาตให้ผู้ใช้ปรับค่าแกมมาได้ (ราวกับเป็นการตั้งค่าความสว่าง/ความคมชัดอีกอย่างหนึ่ง) โดยการเข้ารหัสสัญญาณอินพุตด้วยตัวเองก่อนที่จะแสดงผลบนหน้าจอ นี่ก็เป็น เทคนิค การปรับเทียบด้วยฮาร์ดแวร์ เช่นกัน แต่เป็นการปรับเทียบสัญญาณไฟฟ้าแบบอนาล็อกแทนที่จะเป็นการแปลงค่าดิจิทัลใหม่เหมือนในกรณีที่ผ่านมา

ในระบบที่ปรับเทียบอย่างถูกต้อง ส่วนประกอบแต่ละส่วนจะมีค่าแกมมาที่กำหนดไว้สำหรับการเข้ารหัสอินพุตและ/หรือเอาต์พุต^{[ 22 ]}ขั้นตอนต่างๆ อาจเปลี่ยนแปลงค่าแกมมาเพื่อแก้ไขข้อกำหนดที่แตกต่างกัน และในที่สุดอุปกรณ์เอาต์พุตจะทำการถอดรหัสหรือแก้ไขค่าแกมมาตามความจำเป็น เพื่อให้ได้โดเมนความเข้มเชิงเส้น วิธีการเข้ารหัสและการแก้ไขทั้งหมดสามารถซ้อนทับกันได้ตามอำเภอใจ โดยไม่ต้องมีความรู้ร่วมกันเกี่ยวกับข้อเท็จจริงนี้ระหว่างองค์ประกอบต่างๆ หากทำไม่ถูกต้อง การแปลงเหล่านี้อาจนำไปสู่ผลลัพธ์ที่บิดเบือนอย่างมาก แต่หากทำอย่างถูกต้องตามมาตรฐานและข้อกำหนด จะนำไปสู่ระบบที่ทำงานได้อย่างเหมาะสม

ในระบบทั่วไป เช่น จากกล้อง ผ่านไฟล์ JPEG ไปจนถึงจอแสดงผล บทบาทของการปรับค่าแกมมาจะเกี่ยวข้องกับส่วนประกอบหลายส่วนที่ทำงานร่วมกัน กล้องจะเข้ารหัสภาพที่ถ่ายได้ลงในไฟล์ JPEG โดยใช้ค่าแกมมามาตรฐานค่าใดค่าหนึ่ง เช่น 2.2 สำหรับการจัดเก็บและการส่ง ระบบคอมพิวเตอร์แสดงผลอาจใช้ กลไก การจัดการสีเพื่อแปลงเป็นพื้นที่สีอื่น (เช่น พื้นที่สี γ = 1.8 ของ Macintosh รุ่นเก่า ) ก่อนที่จะใส่ค่าพิกเซลลงในหน่วยความจำวิดีโอ จอภาพอาจทำการปรับค่าแกมมาของตัวเองเพื่อให้ตรงกับค่าแกมมาของ CRT ที่ระบบวิดีโอใช้ การประสานงานส่วนประกอบต่างๆ ผ่านอินเทอร์เฟซมาตรฐานด้วยค่าแกมมามาตรฐานเริ่มต้น จะทำให้สามารถกำหนดค่าระบบดังกล่าวได้อย่างถูกต้อง

ขั้นตอนนี้มีประโยชน์สำหรับการทำให้จอภาพแสดงภาพได้อย่างถูกต้องโดยประมาณ ในระบบที่ไม่ได้ใช้โปรไฟล์ (ตัวอย่างเช่น เบราว์เซอร์ Firefox ก่อนเวอร์ชัน 3.0 และอื่นๆ อีกมากมาย) หรือในระบบที่ถือว่าภาพต้นฉบับที่ไม่มีแท็กอยู่ในพื้นที่สี sRGB

ในรูปแบบการทดสอบ ความเข้มของแถบสีทึบแต่ละแถบนั้นมีจุดประสงค์เพื่อให้เป็นค่าเฉลี่ยของความเข้มในบริเวณจุดกระจายสีโดยรอบ ดังนั้น ในอุดมคติแล้ว บริเวณสีทึบและบริเวณจุดกระจายสีควรมีความสว่างเท่ากันในระบบที่ปรับค่าแกมมาอย่างถูกต้องตามที่กำหนด

โดยปกติแล้ว การ์ดจอจะมีตัวควบคุมความคมชัดและความสว่าง และ จอ LCD แบบโปร่งแสงจะมีตัวควบคุมความคมชัด ความสว่าง และแสงพื้นหลัง ความคมชัดและความสว่างของการ์ดจอและจอภาพมีผลต่อค่าแกมมาที่แท้จริง และไม่ควรเปลี่ยนแปลงหลังจากทำการแก้ไขแกมมาเสร็จสิ้นแล้ว

แถบสองแถบบนสุดของภาพทดสอบช่วยในการตั้งค่าความคมชัดและความสว่างที่ถูกต้อง โดยแต่ละแถบจะมีตัวเลขสามหลักแปดชุด จอภาพคุณภาพดีที่ปรับเทียบอย่างถูกต้องจะแสดงตัวเลขหกชุดทางด้านขวาในทั้งสองแถบ ส่วนจอภาพราคาถูกจะแสดงเพียงสี่ชุดเท่านั้น

เมื่อกำหนดค่าแกมมาของระบบแสดงผลที่ต้องการแล้ว หากผู้สังเกตการณ์เห็นความสว่างเท่ากันในส่วนที่เป็นลายตารางหมากรุกและในส่วนที่เป็นเนื้อเดียวกันของพื้นที่สีแต่ละส่วน การแก้ไขแกมมาก็จะถูกต้องโดยประมาณ^{[ 23 ] [ 24 ] [ 25 ]}ในหลายกรณี ค่าการแก้ไขแกมมาสำหรับสีหลักจะแตกต่างกันเล็กน้อย

การตั้งค่าอุณหภูมิสีหรือจุดสีขาวเป็นขั้นตอนต่อไปในการปรับแต่งจอภาพ

ก่อนทำการปรับแก้แกมมาควรตั้งค่า แกมมาและ อุณหภูมิสี ที่ต้องการโดยใช้ปุ่มควบคุมบนจอภาพ การปรับแก้แกมมาบน จอ LCD โดยใช้ปุ่มควบคุมแกมมา คอนทราสต์ และความสว่าง สามารถทำได้เฉพาะมุมมองแนวตั้งเฉพาะมุมเดียว ซึ่งหมายถึงเส้นแนวนอนเฉพาะเส้นหนึ่งบนจอภาพ ที่ระดับความสว่างและคอนทราสต์เฉพาะระดับหนึ่งเท่านั้นโปรไฟล์ ICCช่วยให้สามารถปรับจอภาพสำหรับระดับความสว่างหลายระดับ คุณภาพ (และราคา) ของจอภาพจะเป็นตัวกำหนดว่าการเบี่ยงเบนจากจุดการทำงานนี้มากน้อยเพียงใดจึงจะยังคงให้การปรับแก้แกมมาที่น่าพอใจ จอ แสดงผล แบบ Twisted Nematic (TN) ที่มี ความลึกสี 6 บิตต่อสีหลักมีคุณภาพต่ำที่สุด จอแสดงผล แบบ In-Plane Switching (IPS) ที่โดยทั่วไปมีความลึกสี 8 บิตจะดีกว่า จอภาพที่ดีจะมีระดับความลึกสี 10 บิต มีการจัดการสี ด้วยฮาร์ดแวร์ และอนุญาตให้ทำการปรับเทียบด้วยฮาร์ดแวร์โดยใช้เครื่องวัดสีแบบ Tristimulusบ่อยครั้งที่แผง 6 บิตบวกFRCจะถูกขายเป็น 8 บิต และแผง 8 บิตบวก FRC จะถูกขายเป็น 10 บิต FRC ไม่ใช่สิ่งที่ทดแทนจำนวนบิตที่มากขึ้นได้อย่างแท้จริง รูปแบบความลึกสี 24 บิตและ 32 บิต มี 8 บิตต่อสีหลักหนึ่งสี

ใน Microsoft Windows 7 ขึ้นไป ผู้ใช้สามารถตั้งค่าการแก้ไขแกมมาผ่านเครื่องมือปรับเทียบสีจอแสดงผล dccw.exe หรือโปรแกรมอื่นๆ^{[ 26 ] [ 27 ] [ 28 ]}โปรแกรมเหล่านี้สร้าง ไฟล์ โปรไฟล์ ICCและโหลดเป็นค่าเริ่มต้น ซึ่งทำให้การจัดการสีง่ายขึ้น^{[ 29 ]}เพิ่มแถบเลื่อนแกมมาในโปรแกรม dccw จนกว่าพื้นที่สีสุดท้าย ซึ่งมักจะเป็นสีเขียว จะมีความสว่างเท่ากันทั้งในพื้นที่ลายตารางและพื้นที่ที่เป็นเนื้อเดียวกัน ใช้แถบเลื่อนปรับสมดุลสีหรือการแก้ไขแกมมาของสีแต่ละสีในโปรแกรมแก้ไขแกมมาเพื่อปรับสีอีกสองสี ไดรเวอร์การ์ดกราฟิกบางตัวที่เก่ากว่าจะไม่โหลดตารางค้นหาสีอย่างถูกต้องหลังจากตื่นจากโหมดสแตนด์บายหรือโหมดไฮเบอร์เนต และแสดงค่าแกมมาที่ไม่ถูกต้อง ในกรณีนี้ ให้อัปเดตไดรเวอร์การ์ดกราฟิก

ในระบบปฏิบัติการบางระบบที่ใช้ระบบ X Window Systemเราสามารถตั้งค่าตัวประกอบการแก้ไขแกมมา (ซึ่งจะนำไปใช้กับค่าแกมมาที่มีอยู่แล้ว) โดยใช้คำสั่งตั้งxgamma -gamma 0.9ค่าตัวประกอบการแก้ไขแกมมาเป็น 0.9 และxgammaคำสั่งสอบถามค่าปัจจุบันของตัวประกอบนั้น (ค่าเริ่มต้นคือ 1.0) ใน ระบบ macOS การตั้ง ค่าแกมมาและการปรับเทียบหน้าจออื่นๆ ที่เกี่ยวข้องจะทำผ่านการตั้งค่าระบบ (System Preferences)

โดยทั่วไปการดำเนินการกับค่าพิกเซลควรทำใน "แสงเชิงเส้น" (แกมมา 1) เอริค บราสเซอร์ได้กล่าวถึงประเด็นนี้อย่างละเอียดและจัดเตรียมภาพทดสอบ^{[ 30 ]}ภาพเหล่านี้ใช้เพื่อชี้ให้เห็นถึงปัญหาที่พบได้ทั่วไป: โปรแกรมจำนวนมากทำการปรับขนาดในพื้นที่สีที่มีแกมมา แทนที่จะเป็นพื้นที่เชิงเส้นที่ถูกต้องตามหลักฟิสิกส์ ภาพทดสอบถูกสร้างขึ้นเพื่อให้มีลักษณะที่แตกต่างกันอย่างมากเมื่อลดขนาดลงอย่างไม่ถูกต้อง โจนาส เบอร์ลินได้สร้างภาพ "ซอฟต์แวร์ปรับขนาดของคุณห่วย/เยี่ยม" โดยอิงจากหลักการนี้^{[ 31 ]}

นอกจากการปรับขนาดแล้ว ปัญหานี้ยังใช้กับการลดขนาด (การลดขนาด) รูปแบบอื่นๆ เช่นการลดขนาดสี ใน Y′CbCrที่เปิดใช้งานแกมมาของ JPEG [ ^{32 ] WebP}แก้ปัญหานี้โดยการคำนวณค่าเฉลี่ยสีในพื้นที่เชิงเส้น จากนั้นแปลงกลับไปยังพื้นที่ที่เปิดใช้งานแกมมา มีการใช้วิธีแก้ปัญหาแบบวนซ้ำสำหรับภาพขนาดใหญ่ รหัส YUV ที่คมชัด เดียวกัน (เดิมคือsmart YUV ) ถูกใช้ใน sjpeg และอาจใช้ในAVIFด้วย Kornelski ให้การประมาณค่าที่ง่ายกว่าโดยใช้ค่าเฉลี่ยถ่วงน้ำหนักตามความสว่าง^{[ 33 ]}การผสมอัลฟาการไล่ระดับสีและการเรนเดอร์ 3 มิติ ก็ได้รับผลกระทบจากปัญหานี้เช่นกัน^{[ 34 ] [ 35 ]}

ในทางตรงกันข้าม เมื่อทำการอัปแซมปลิง (ขยายขนาด) ภาพ ผลลัพธ์ที่ประมวลผลในพื้นที่สีแกมมาที่ "ผิด" (ไม่เป็นไปตามหลักฟิสิกส์) มักจะดูสวยงามกว่า^{[ 36 ]}ทั้งนี้เนื่องจากตัวกรองการสุ่มตัวอย่างใหม่ที่มีกลีบเชิงลบ เช่นMitchell–NetravaliและLanczosจะสร้างสิ่งแปลกปลอมแบบริงกิ้งเชิงเส้น แม้ว่าการรับรู้ของมนุษย์จะไม่เป็นเชิงเส้นและประมาณได้ดีกว่าด้วยแกมมา (การจำลอง "การถอยหลัง" ซึ่งเป็นแรงจูงใจในการดาวน์แซมปลิงในแสงเชิงเส้น (แกมมา=1) จะใช้ไม่ได้เมื่อทำการอัปแซมปลิง) วิธีการที่เกี่ยวข้องในการลดการมองเห็นของสิ่งแปลกปลอมแบบริงกิ้งประกอบด้วยการใช้ ฟังก์ชันการถ่ายโอนแสง แบบซิกมอยด์ดังที่ริเริ่มโดยImageMagickและตัวกรอง LoHalo ของGIMP และปรับให้เข้ากับการอัปแซมปลิงวิดีโอ โดยmadVR , AviSynthและMpv ^{[ 37 ] [ 38 ] [ 39 ] [ 40 ] [ 41 ]}

คำว่าความเข้มหมายถึง ปริมาณแสงที่ปล่อยออกมาต่อหน่วยเวลาและต่อหน่วยพื้นที่ โดยมีหน่วยเป็นลักซ์อย่างไรก็ตาม ในหลายสาขาวิทยาศาสตร์ ปริมาณนี้เรียกว่าการเปล่งแสง (luminous exitance ) ซึ่งแตกต่างจากความเข้มของแสง (luminous intensity ) ซึ่งเป็นปริมาณที่แตกต่างกัน แต่ความแตกต่างเหล่านี้ส่วนใหญ่ไม่เกี่ยวข้องกับการบีบอัดแกมมา (gamma compression) ซึ่งสามารถใช้ได้กับมาตราส่วนความเข้มเชิงเส้นแบบมาตรฐานใดๆ ก็ได้

คำว่า "ความสว่าง" สามารถมีความหมายได้หลายอย่าง แม้แต่ในบริบทของวิดีโอและภาพถ่าย:

• ความสว่างคือ ความสว่างเชิงโฟโตเมตริกของวัตถุ (ในหน่วย cd /m² ⁾โดยคำนึงถึงความไวของดวงตาของมนุษย์ที่ขึ้นอยู่กับความยาวคลื่น (เส้นโค้งโฟโตปิก )
• ความสว่างสัมพัทธ์คือความสว่างที่สัมพันธ์กับระดับสีขาว ซึ่งใช้ในการเข้ารหัสพื้นที่สี
• ลูมา (luma)คือสัญญาณความสว่างของวิดีโอที่เข้ารหัสไว้ กล่าวคือ คล้ายกับสัญญาณแรงดันไฟฟ้า V _S

เราเปรียบเทียบความสว่างสัมพัทธ์ในแง่ของสี (ไม่มีการบีบอัดแกมมา) กับความสว่างในแง่ของวิดีโอ (มีการบีบอัดแกมมา) และกำหนดความสว่างสัมพัทธ์ด้วยYและความสว่างด้วยY ′ โดยสัญลักษณ์ไพรม์ (′) แสดงถึงการบีบอัดแกมมา^{[ 42 ]}โปรดทราบว่าความสว่างไม่ได้คำนวณโดยตรงจากความสว่าง แต่เป็นผลรวมถ่วงน้ำหนัก (ค่อนข้างตามอำเภอใจ) ของส่วนประกอบ RGB ที่บีบอัดแกมมา^{[ 1 ]}

ในทำนองเดียวกันความสว่างบางครั้งก็ถูกนำไปใช้กับมาตรวัดต่างๆ รวมถึงระดับแสง แม้ว่าโดยแท้จริงแล้วควรใช้กับคุณลักษณะทางสายตาที่เป็นอัตวิสัยมากกว่าก็ตาม

การแก้ไขแกมมาเป็นฟังก์ชันกำลังชนิดหนึ่งที่มีเลขชี้กำลังเป็นอักษรกรีกแกมมา ( γ ) ไม่ควรสับสนกับฟังก์ชันแกมมา ทางคณิตศาสตร์ ตัวอักษรแกมมาตัวเล็กγเป็นพารามิเตอร์ของฟังก์ชันแรก ส่วนตัวอักษรแกมมาตัวใหญ่ Γ เป็นชื่อ (และสัญลักษณ์ที่ใช้สำหรับ) ฟังก์ชันหลัง (เช่น Γ( x )) ในการใช้คำว่า "ฟังก์ชัน" ร่วมกับการแก้ไขแกมมา อาจหลีกเลี่ยงความสับสนได้โดยการกล่าวว่า "ฟังก์ชันกำลังทั่วไป"

หากปราศจากบริบท ค่าที่ระบุว่าแกมมา อาจเป็นได้ทั้งค่าการเข้ารหัสหรือค่าการถอดรหัส จึงต้องระมัดระวังในการตีความค่าให้ถูกต้อง ว่าเป็นค่าที่จะนำไปใช้ชดเชย หรือค่าที่จะถูกชดเชยโดยการใช้ค่าผกผัน ในภาษาพูดทั่วไป ในหลายกรณี ค่าการถอดรหัส (เช่น 2.2) ถูกนำมาใช้ราวกับว่าเป็นค่าการเข้ารหัส แทนที่จะใช้ค่าผกผัน (1/2.2 ในกรณีนี้) ซึ่งเป็น ค่า จริงที่ต้องนำไปใช้ในการเข้ารหัสแกมมา

วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับ การ แก้ไขค่าแกมมา

• ข้อกำหนด PNG; เวอร์ชัน 1.0; 13. ภาคผนวก: บทช่วยสอนเกี่ยวกับแกมมา
• การฟื้นฟูแกมมาโดยชาร์ลส์ พอยน์ตัน
• คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับแกมมา
• CGSD – หน้าหลักการแก้ไขแกมมาโดย บริษัทพัฒนาระบบกราฟิกคอมพิวเตอร์
• สาธิตแบบโต้ตอบด้วย Flash เกี่ยวกับการแก้ไขแกมมา สำหรับวิชา CS 178 ของมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดอัปเดตล่าสุด: 1 มีนาคม 2555 เวลา 00:59:45 น.
• sRGB (Standard Default Color Space for the Internet ) คือ ระบบสีมาตรฐานสำหรับอินเทอร์เน็ตที่กำหนดและอธิบายค่าแกมมาสำหรับการรับชม แกมมา ของกล้อง แกมมาของจอ CRT แกมมาของ LUTและแกมมาของจอแสดงผล
• Alvy Ray Smith (1 กันยายน 1995). การแก้ไขแกมมา (PDF) (บันทึกทางเทคนิค 9). Microsoft .
• ข้อผิดพลาดแกมมาในการปรับขนาดภาพโดย Eric Brasseur
• สิ่งที่โปรแกรมเมอร์ทุกคนควรรู้เกี่ยวกับ Gamma โดย จอห์น โนวัค

• หน้าทดสอบจอ LCD ของ Lagom
• หน้าการปรับค่าแกมมา
• ตรวจสอบรูปแบบการทดสอบเพื่อแก้ไขค่าแกมมาอย่างถูกต้อง (โดย นอร์แมน โคเรน)
• ควิกแกมมา