Come la curva di gamma aiuta a scegliere un proiettore o un televisore?

Quando scegliamo il miglior televisore o proiettore spesso non siamo consapevoli che la conclusione principale alla vigilia dell’acquisto può essere fatta per miracolo misurando alcuni parametri cruciali. Una di queste è la curva di gamma, che mostra in modo oggettivo le capacità cromatiche del modello desiderato. Prima di dimostrare come la gamma influisce sull’immagine in un proiettore o in un televisore, dobbiamo approfondire un po’ la teoria. Le radici del problema risiedono nel fatto che l’occhio umano vede in modo diverso dalla fotocamera o da qualsiasi altro dispositivo.

Si consideri un gradiente regolare dal nero al bianco con 256 sfumature di grigio dallo 0% al 100%, cioè da 0 a 255.

Questa striscia mostra come la fotocamera digitale vede la transizione dal lato scuro al lato chiaro: la transizione è molto fluida e lineare. L’occhio umano vede la stessa striscia in modo molto diverso. Noi “tagliamo” sempre verso il lato oscuro e i colori chiari in un certo senso evaporano, quasi non li percepiamo.

L’esempio più semplice è quello di aprire una qualsiasi foto in bianco e nero: la maggior parte dei toni livelli di scala di grigi degli oggetti significativi si troverà nella metà sinistra del gradiente, nella parte più scura.

C’è un altro problema: la codifica lineare non è in grado di trasmettere un numero sufficiente di toni scuri. Ciò significa che in un trattamento lineare del flusso luminoso, i toni di grigio e i mezzitoni scompariranno: l’oscurità per i nostri occhi arriverà all’improvviso come una notte australe.

Quando viene codificato in 5 bit 32 livelli di gradazione , si vedrà il seguente “gradiente”.

Come si può notare, nella parte scura la striscia sfumata viene “tagliata” molto meno frequentemente rispetto al lato destro. Più l’immagine è chiara, più tonalità ci sono. Ma il fatto è che non percepiamo quasi la parte più chiara del gradiente e quindi la maggior parte dei colori semplicemente “scompare” nella nostra percezione.

La conclusione: la codifica lineare di un segnale distorce la percezione dell’immagine, privandola delle sfumature di colore naturali.

È qui che gli ingegnosi matematici hanno escogitato un modo per ingannare la vista, con una curva gamma. Questa funzione a gradini migliora il dettaglio nei toni scuri a scapito della sua perdita nei toni chiari, dove per noi “tutti i gatti sono grigi”. E lo fa molto bene, senza aumentare la quantità di informazioni trasmesse.

Così molti toni che sono stati “glitchati” e abbandonati dalla codifica lineare del segnale ritornano nella zona di visibilità. La curva gamma mostra l’accuratezza con cui la scala di grigi viene riprodotta in luminosità.

Il più delle volte viene presa una curva gamma di fattore 2 come immagine di riferimento per i moderni dispositivi digitali.2. In questo caso il gradiente avrà il seguente aspetto:

Si noti come il gradiente sia uniformemente spaziato e come appaiano molte sfumature nell’area luminosa a disposizione della nostra visione? Grazie alla correzione gamma. La matematica è una scienza bellissima!

Per vedere con i vostri occhi quali meraviglie può fare la correzione gamma, ecco alcune immagini a colori con gamme diverse: 1.0 cioè senza gamma, con codifica lineare , 1.8, 2.2 i 3.0.

È una bella differenza, vero??

A proposito, alcune di queste immagini potrebbero sembrare più contrastate di altre, ma non è vero. I punti bianchi e neri di queste immagini sono identici, così come il contrasto. Quindi il significato di gamma è molto più importante per il “contrasto” nel senso quotidiano del termine.