伽玛在电视系统中含义

　　尽管电视厂商一般不以"伽玛"本身作为卖点，但这一术语自阴极射线管(CRT)电视时代便已存在，并且仍是目前TFT-LCD的重要幕后特征。

　　就现代LCD电视而言，伽玛技术将清晰度提高到较新水平。每个LCD电视厂商必须在开发过程中的某个点重视伽玛。否则，他们可以有世界上绝对最好的显示屏技术，却因为不能准确重建图像而没人买他们的显示屏。这里所说的"不准确"指色彩表现和光强度，远达不到准确还原/重建源图像应有的水平。

　　那么，电视中这种神秘的所谓"伽玛"是什么呢?它与许多放射性衰变相关的高能"伽玛辐射"不是一回事。首先，我们简要讨论伽玛在CRT电视系统中含义。然后，说明其如何向TFT-LCD电视系统转化，以及为什么我们应该或需要了解这一技术。

　　伽玛与CRT电视

　　CRT电视工作时，采用电子束轰击屏幕上的磷光质涂层。通过相应的电子束扫描，轰击这些磷光体可在屏幕上"描绘"图像。电子q所加控制电压与屏幕产生光强度之间的关系本质上是非线性的，近似于一阶方式幂律方程(表示为Y(x)=x a)，称为CRT伽玛响应。

　　人眼对光强，即"亮度"，具有本能的非线性敏感(光感)。眼睛对较低灰度(较暗)光亮的变化最敏感。眼睛的这种自然响应与CRT相反的固有响应非常相近。这是一个意外、却非常有用的副作用，通过对源数据进行单一校正可补偿系统非线性，使眼睛感受到一致的亮度变化。

　　源数据编码方式必须考虑CRT响应和眼睛已知亮度响应。摄像机按视频信号红、绿、蓝颜色分量(RGB)进行伽玛校正，视频需要以摄像系统读取亮度变化类似于人眼读取的相同方式编码。由于CRT响应与此相反，因此光强度的感觉是线性的。伽玛校正还具有其他优点，如降低视频信号噪声，提高低电平有效分辨率(这两个因素关系到生成效果的一致性)。

　　在幂律方程中，对于给定系统来说，亮度(简单地)等于施加的电子q电压提高到某一乘幂。这个幂是伽玛系数(γ)，这个公式近似定义了CRT的整体转换函数。一般情况下，典型CRT伽玛应为2.2至2.5。伽玛系数越高，图像对比度越大，而且增加了黑暗部分的深度(因为低电平分辨率加大)。伽玛系越小，会使图像显得模糊或单调(因为低电平分辨率下降)。

　　伽玛响应为1.0的系统视为线性，但从各种原因角度看并非都有利。最关键的是，不能还原颜色和对比度感觉正确的伽玛校正图像。

　　总之，伽玛校正为系统伽玛响应进行必要补偿，保证(至少接近)摄像机摄入的亮度与CRT电视显示的相同，使眼睛看到正确的图像效果，图1。

　　图1: 基础伽玛校正与伽玛响应曲线。(相对亮度、输入电平、伽玛校正、CTR伽玛响应)

　　伽玛与TFT-LCD电视

　　除了都能显示视频图像外，TFT-LCD与CRT基本没有共同之处。最显著的特点是，LCD不采用电子q和磷光体生成亮度。而是采用电压控像素控制透过像素的光。这种光源于背光，一般为冷阴极荧光灯(CCFL)或发光二极管(LED)阵列。简言之，电压传送(V/T)曲线定义显示屏的输入响应及其生成的亮度。

　　尽管与CRT不同，但TFT-LCD也采用"伽玛"，只是这个术语必须稍做重新定义。为了使LCD照亮像素，液晶(LC)像素单元需要有施加的电压，使其能够传送光，在屏幕上显示亮度(注意，"光源"是LCD显示屏背光，一般为CCFL或LED)。

　　为像素施加的模拟电压由数/模转换器决定，转换器根据给进来的图像/视频数据生成数字编码(谈到电视视频内容，伽玛编码早在CRT电视时代就有了)。所加电压与传送(V/T传递函数)之间的关系为TFT-LCD伽玛响应，其本质上是非线性的，这是由于LC单元传送能力的性质决定的。不过，这种响应未必是我们在CRT电视中看到的所需非线性响应。

　　因此，LCD电视伽玛往往需要非常近似地模拟CRT伽玛响应。主要理由如下：首先是历史原因，因为所有原来的视频都是经过CRT伽玛校正的。第二，是利用人眼(亮度)的本能响应。当然，LCD的固有伽玛响应并非都是一样的，随着显示屏技术和厂商会有很大变化。显示屏伽玛响应可由厂商改变，他们可以根据最终系统所需的可视性能选择特定的伽玛响应，图2。