显示器为什么要Gamma校正

1. 电视视频γ校正

LED显示器的亮度非线性修正，常常被称为γ校正，但准确的说应当是反γ校正，因为前段视频信号经过了γ校正（1/γ），所以需要反γ校正修正回来。为了获得优质的全才显示效果，亮度修正是必不可少的，修正包括γ修正和一致性校正。

众所周知，最初的视频显示设备全部使用CRT，但CRT显像管具有非线性的转移特性，其屏幕发出的光强和输出到阴极——栅极间的控制电压功率函数呈非线性关系，可表示为幂函数：

指数γ的典型值为2.5。

直接将视频数据送给CRT→亮度非线性失真，相对对比度太大，图像变暗。正如上图所示，CRT由于功率函数非线性的原因，将会线性失真到指数为γ的曲线（即右边红色曲线），所以在视频数据送给CRT之前，先进行1/γ校正（即左边蓝色曲线）（γ>1）

历史上，γ修正是对摄像机的视频信号进行补偿，以修正CRT电子枪功率函数的非线性特性，但现在已经广泛应用于整个系统的传输特性的处理。所以，应当从系统角度广义的对系统的非线性特性进行补偿处理，以达到满意的画面效果。

常见电视信号NTSC、PAL的γ分别为2.2和2.8.（还有R709，用于HDTV）

LCD，PDP，LED等平板显示，特性与CRT不同，因此在接受电视信号时，要不同的修正。为了使得LCD，PDP，LED与CRT有相似的非线性特性，常用数字方法修正→反γ校正（与电视视频处理（CRT）的γ修正成互逆关系，其实就是模拟CRT的功率函数非线性传输特性，使得数据从新被校正回来）：

加大γ

降低γ

电视视频

图像相对对比度降低，画面变淡

图像相对对比度增加，画面变暗

LED显示屏

图像相对对比度增加，画面变暗

图像相对对比度降低，画面变淡

2. LED点阵反γ校正

计算机监视器：CRT，LCD，两者传输特性不同。

计算机视频没有关于编码方法的统一标准，也就是说，是否有γ修正或者具体采用的γ值岁软件工具盒显卡的不同而异。

由于LED大屏常常从显卡或接口上取得显示信号，所以为了正确的重新图像，有必要确认节目源是否已经加入了γ修正以及γ值的大小。

LED显示屏的传输特性基本上是线性的，由于前端的视频一般是进行γ校正过的，因此要进行反γ校正叫数据修正回来，即如下公式：

典型的可以通过LUT查找表来实现数据的修正，这在FPGA利用ROM能完美实现。为了适应不同的特性和工作环境以及观看爱好，可以选择不同的 γ值，例如2.3~2.8，制作多个LUT，做成多条曲线，由用户自行选择.

γ值越大，画面对比度越高，高亮区域的层次感越清晰，而较暗的场面会显得较黑，层次不清楚（降低了对比度）。所以γ的值与播放视频的基调有关，如果图像反差小，宜用较小的γ，反之则用γ较大的值。因此户外用大γ，2.8~3.0，室内用小γ，如1.5。

当然这些都是对于视频而言，因为视频加了γ校正，对于位图而言，当然就另当别论了……

当γ增大，画面对比度提高，层次清晰的同时，将会降低对比度的级数，比如γ=2.8的时候，256级灰度只有180级别，这将会降低视频显示的能力。因此γ校正的同时，通常要提高LUT的输出位数，使得输入级数不变的情况下，可以获得更高的灰度表现能力和更多的色彩标下能力。因此，新的公式如下：

其中C(k)为校正值，C(k)≤1，k是LUT地址，m为输入级数，n为输出级数，m≤n，γ为定值。