伽瑪--在電視系統(tǒng)中的含義

　　數(shù)字視頻數(shù)據(jù)(往往為L(zhǎng)VDS形式)必須采用數(shù)-模轉(zhuǎn)換器(DAC)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，生成用于像素的模擬電壓。伽瑪采用顯示屏源/列極驅(qū)動(dòng)器中的分段非線(xiàn)性DAC進(jìn)行粗略校正(有意使其成為非線(xiàn)性)。源極驅(qū)動(dòng)器DAC決定可以為像素施加多少個(gè)不同的階躍電壓(例如，8位DAC生成28或256級(jí)灰度)。每步階躍電壓感覺(jué)到的灰度亮度變化與顯示屏伽瑪響應(yīng)(V/T曲線(xiàn))和眼睛響應(yīng)有關(guān)，圖3。

　　圖3: 伽瑪響應(yīng)相關(guān)亮度變化對(duì)比(伽瑪、感覺(jué)到的亮度)

　　如果亮度變化只允許與代碼改變成線(xiàn)性關(guān)系，則系統(tǒng)需要更多的分辨率位數(shù)(如12位或14位，而不是8位)，以實(shí)現(xiàn)所需的低亮度靈敏度，使眼睛感覺(jué)不到整個(gè)范圍內(nèi)代碼之間不同的變化(保持變化的均勻性)。事實(shí)上，這是采用伽瑪校正的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，可使用較少位數(shù)，以壓縮低電平亮度數(shù)據(jù)的方式編碼視頻數(shù)據(jù)(眼睛最容易感覺(jué)到的)，同時(shí)不影響高電平亮度數(shù)據(jù)，因?yàn)榭床怀銎渲械奈⑿∽兓?。這還可以作為降低視頻信號(hào)噪聲的一種方法，這種噪聲是數(shù)字編碼中識(shí)別不出來(lái)的微小誤差造成的。

　　為改變顯示屏伽瑪響應(yīng)達(dá)到所需的V/T函數(shù)，顯示屏源極(column)驅(qū)動(dòng)器DAC可在多個(gè)輸入點(diǎn)采用各種基準(zhǔn)電壓。這些電壓使DAC達(dá)到某種所需的非線(xiàn)性工作狀態(tài)?；鶞?zhǔn)電壓往往由伽瑪緩沖器IC中提供，一般是驅(qū)動(dòng)DAC輸入點(diǎn)模擬電壓的緩沖放大器。伽瑪緩沖器IC可以是靜態(tài)的，也可以是可編程的。

　　Intersil的EL5411/20T運(yùn)算放大器、EL5421T緩沖器和EL5x26 I2C可編程伽瑪緩沖器系列都屬于此類(lèi)IC器件。這些器件可以為T(mén)FT-LCD源極驅(qū)動(dòng)器提供精確穩(wěn)定的DC基準(zhǔn)電壓。TFT-LCD顯示器簡(jiǎn)易系統(tǒng)框圖參見(jiàn)圖4。

　　由于能夠控制DAC輸入點(diǎn)，LCD電視廠(chǎng)商可以微調(diào)電壓，進(jìn)一步調(diào)整/校準(zhǔn)顯示屏非線(xiàn)性伽瑪響應(yīng)，稱(chēng)為伽瑪校準(zhǔn)。例如，利用這種功能，電視廠(chǎng)商可以保證所有他們某種型號(hào)的電視顯示屏之間具有相同的伽瑪響應(yīng)。這意味著，LCD組裝和制造偏差等因素造成的潛在視覺(jué)效果誤差，可以降低到最小限度，使電視廠(chǎng)商能夠生產(chǎn)更加一致的產(chǎn)品。從而保證消費(fèi)者購(gòu)買(mǎi)的電視，在家里可以看到在當(dāng)?shù)亟?jīng)銷(xiāo)商銷(xiāo)售店顯示的同樣視覺(jué)效果。

　　(經(jīng)常有這樣的情況，商店播放的電視具有特殊的商店式效果。這種模式顯示的畫(huà)面具有最大對(duì)比度和極為飽和的色彩，以明快的顏色和亮度吸引消費(fèi)者。而消費(fèi)者在家庭環(huán)境中一般不使用這種設(shè)置。)

　　電視廠(chǎng)商最終決定如何校準(zhǔn)伽瑪響應(yīng)(如γ =2.2、γ= 2.0、γ=1.8，甚至組合伽瑪，根據(jù)要達(dá)到的亮度改變伽瑪)，使他們的顯示器達(dá)到某種視覺(jué)效果。值得注意的是，伽瑪特性會(huì)隨著視角范圍和不同的光線(xiàn)條件變化。因此，購(gòu)買(mǎi)新電視時(shí)，在相似條件下對(duì)比不同電視，通過(guò)顯示器與顯示器的大量對(duì)比是進(jìn)行選擇的一種好方法。

　　伽瑪與電視設(shè)置

　　傳統(tǒng)上，CRT電視(以及大量并非此類(lèi)名稱(chēng)的設(shè)備)有亮度控制，用來(lái)改變黑電平，以及對(duì)比度或圖像控制，用來(lái)改變最大白電平。電視的伽瑪確定這些端點(diǎn)內(nèi)部的響應(yīng)。理想情況下，這些電視設(shè)置應(yīng)完全獨(dú)立于伽瑪，而一旦固定了最大白電平，黑電平的任何改變會(huì)從相對(duì)方向改變伽瑪曲線(xiàn)(其形狀變化)。

　　這意味著，伽瑪系數(shù)改變了，現(xiàn)在系統(tǒng)的伽瑪響應(yīng)只受黑電平變化的影響。在LCD情況下，端點(diǎn)電平一般由源極驅(qū)動(dòng)器固定，而對(duì)信號(hào)進(jìn)行數(shù)字調(diào)整。同時(shí)，LCD可以改變背光亮度，這為改善系統(tǒng)性能增加了一個(gè)維度。

　　有些TFT-LCD和數(shù)字電視具有其他設(shè)置，可以通過(guò)用戶(hù)控制菜單進(jìn)行調(diào)整。這些設(shè)置類(lèi)似于伽瑪調(diào)整(一般不是量化，而是+/-伽瑪調(diào)整)，動(dòng)態(tài)增強(qiáng)對(duì)比度或黑度，選擇不同的圖像/視頻模式及其他工廠(chǎng)命名的功能。這些設(shè)置可以改變部分或所有電視設(shè)置，包括伽瑪曲線(xiàn)。例如，正常工作模式下單個(gè)系數(shù)定義的伽瑪(如γ=2.2)，可以改變?yōu)槎鄠€(gè)伽瑪系數(shù)決定的曲線(xiàn)，從而改變電視亮度范圍響應(yīng)(視頻信號(hào)代碼或電壓)。

　　同時(shí)，有必要指出，四周環(huán)境或房間亮度也會(huì)影響視頻系統(tǒng)的感受響應(yīng)。遺憾的是，人們根本不知道視頻編碼時(shí)采用的有利于DVD電影或電視節(jié)目顯示效果的準(zhǔn)確條件，以及設(shè)備的設(shè)置功能，因此很難在家里設(shè)置觀(guān)看，生成準(zhǔn)確的再現(xiàn)圖像。您的起居室條件很可能與攝影室完全不同并且不斷變化。

　　例如，黑暗的房間可以降低黑度的感覺(jué)，因?yàn)檫@時(shí)用以參照的環(huán)境光線(xiàn)是漆黑的(黑暗環(huán)境下看不出黑色)。相反，如果打開(kāi)明亮的電燈，環(huán)境光線(xiàn)會(huì)高過(guò)顯示屏亮度，由于缺少低端細(xì)節(jié)(黑度)，會(huì)感覺(jué)圖像對(duì)比度下降。

　　總之，伽瑪不一定能夠輕松定義，但作為高科技產(chǎn)品的消費(fèi)者，最好從系統(tǒng)角度或由淺入深地了解這一概念。顯然，這將對(duì)購(gòu)買(mǎi)新的LCD電視有好處，您不必校正伽瑪。這對(duì)于大多數(shù)人來(lái)說(shuō)是困難的，而且是不可能的。電視廠(chǎng)商完成了最初的艱苦工作，設(shè)置了源驅(qū)動(dòng)器DAC的轉(zhuǎn)換函數(shù)，使顯示屏具有其所需的非線(xiàn)性伽瑪響應(yīng)。

　　不過(guò)，大部分電視具有各種用戶(hù)調(diào)整功能，這些功能可在一定程度上控制系統(tǒng)響應(yīng)，盡管對(duì)于大量用戶(hù)特定伽瑪調(diào)整控制的價(jià)值存在許多爭(zhēng)議。大多數(shù)情況下，消費(fèi)者的確不會(huì)直接控制電視伽瑪響應(yīng)，但這有利于普通電視收看者精確微調(diào)。