色彩空間
色彩空間定義了一種特定方式來表示顏色，包括紅、綠、藍（RGB）等基本顏色分量的組合方式，以及這些顏色如何對映到人類可見光譜的數學模型。常見的色彩空間有sRGB、Adobe RGB、DCI-P3、BT.2020等。每種色彩空間覆蓋的色域範圍不同，影響著所能表示的顏色種類和飽和度。
- sRGB是最廣泛使用的色彩空間，特別是在網際網路和大多數消費級顯示裝置上。它基於CRT顯示器的非線性響應特性（即Gamma 2.2）設計，適合標準動態範圍（SDR）內容。
- 寬色域色彩空間如DCI-P3和BT.2020覆蓋了比sRGB更廣的色彩範圍，被用於HDR（高動態範圍）內容製作和顯示，以提供更豐富、更鮮豔的色彩體驗。
Gamma調整
Gamma是指影像訊號強度與實際顯示亮度之間的非線性關係。在數字成像中，這種關係被用來補償人類視覺系統的特性，因為我們對亮度變化的感知是非線性的——我們對低亮度的變化更加敏感。
- **sRGB的OETF（Opto-Electronic Transfer Function）**描述了將線性光強轉換為顯示裝置上儲存或傳輸的數字訊號的過程，近似為pow(col, 0.45)。而EOTF（Electro-Optical Transfer Function）則是相反的過程，即將儲存的數值轉換回顯示的光強，sRGB的標準EOTF近似為pow(col, 2.2)。
- 在進行Gamma調整時，目標是確保影像在不同裝置間的一致性。例如，內容創作時可能線上性色彩空間（如linear sRGB）中進行，以確保物理精確的光照計算，但在輸出到顯示裝置前，這些線性值需要轉換回sRGB gamma曲線，以匹配大多數顯示器的預期輸入。
- 在HDR工作流程中，雖然也有類似非線性調整（如ST.2084 PQ曲線），但重點在於更大的亮度範圍和更精細的階調控制，而不是傳統的sRGB gamma曲線。
綜上所述，色彩空間和Gamma調整共同作用，確保了從內容創作到最終顯示的過程中顏色的準確再現。對於專業應用，正確設定這些引數是至關重要的，以確保影像質量、色彩保真度和跨平臺一致性。
Gamma矯正的原因和原理主要源於人眼對亮度的非線性感知特性和早期顯示技術的物理限制。
原因：
- 人眼的非線性感知：人眼對亮度的感知是非線性的，即亮度增加相同數量時，較暗區域的變化比較亮區域更易察覺。這意味著，如果我們直接用線性方式儲存或傳輸影像資料，暗部細節會損失較多，而亮部則可能出現過飽和。
- 顯示裝置的物理特性：早期的顯示技術，特別是陰極射線管（CRT）顯示器，其亮度與輸入電壓之間存在非線性關係。具體來說，CRT顯示器的亮度增長速率隨著輸入電壓的增加而減緩，這意味著如果沒有矯正，低亮度訊號會在顯示時顯得過暗。
原理：
- Gamma壓縮：在影像儲存或傳輸前，對影像訊號進行非線性變換（通常是冪次方操作），將人眼感知的亮度非線性對映到線性儲存空間中。這一過程稱為Gamma壓縮，典型值為γ=2.2，意味著輸出亮度與輸入電壓的關係大約為輸出 = 輸入^(1/γ)。這樣處理後，暗部資訊得以保留更多的灰階，減少儲存或傳輸過程中的資訊損失。
- Gamma擴充套件：當影像資料被顯示時，顯示裝置會進行相反的操作，即Gamma擴充套件，將儲存的非線性資料轉換回人眼可感知的亮度，這通常透過將每個畫素的亮度值進行冪次方操作（輸出 = 輸入^γ）來實現。這樣，即使在有限的亮度範圍內，也能讓顯示的影像看起來具有更豐富的細節和更自然的明暗過渡。
總結來說，Gamma矯正是一種補償技術，旨在解決人眼視覺特性和顯示裝置物理限制之間的不匹配問題，透過非線性變換確保影像從創作、儲存到顯示的全過程中，色彩和亮度資訊得以忠實還原。
