當初聽到伽瑪(Gamma)，第一個念頭是gamma一定是高科技時代的技術，沒想到看了前輩寫的文章後，才知道gamma是舊時代的產物。話說由於早期CRT螢幕輸入單位電壓並不會產生等量的亮度(所以是非線性)，為了正確地顯示畫面顏色亮度，刻意制定一個曲線關係(x軸為輸入與y軸為輸出)，讓最終輸出的影像為線性顏色亮度的影像。即使現代能夠製造出線性反應的液晶螢幕，這種現象仍然深深地影響影像處理，不管是後製、合成、調色或是3D算圖渲染都離不開gamma這個技術。可以參考我先前整理的伽瑪 (Gamma)。
我們人接受外界的資訊，視覺佔了所有感官一半以上，Gamma這個概念(技術)最好能夠瞭解！無論是輸入還是輸出或是介於其中，Gamma已經深入在我們眼前，過去使用CRT螢幕，現在使用LCD螢幕，它們的差異為何？為什麼Mac要使用Gamma 1.8，而PC要使用Gamma 2.2呢？為什麼做設計的人比較偏好蘋果系列電腦？
Gamma的定義
Gamma是一個描述階調(tone)特性的對數。字典裡定義Gamma為一個數，指示影像明暗的對比等級，它可以是一條直線。一個更好對Gamma的描述是非線性指數函式，這個函式是以兩個變數來定義：f(x) = x^γ。在以上兩者狀況，Gamma描述一條線性曲線或是在對數尺度的一條直線。
伽瑪校正(Gamma correction)是個常被誤解的觀念。簡單來說，伽瑪描述了相機或螢幕的非線性(nonlinear)反應的現象。當一個相機接收到兩倍的光強時，相機並不會把這個資料存成兩倍的RGB值。有很多原因是為什麼相機的記錄系統會有這種記錄方式，這種現象稱為伽瑪(Gamma)。其中一個原因是顯示器感光本身的問題，例如底片具有非線性的感光曲線，另外CRT螢幕也有同樣問題：像素的光亮強度跟輸入的電壓強度並不是呈現線性關係。
另外一個原因，因為人眼對於黑暗中的細節比明亮中的細節還要更敏感（人眼的感光曲線其實是對數曲線，稱為Weber-Fechner定律），所以人眼視覺是以非線性的方式來記錄訊號。而現代液晶顯示器(Thin film transistor liquid crystal display (TFT-LCD))本身雖然沒有先天上的伽瑪問題，但是為了要迎合傳統的工作流程，TFT-LCD螢幕會刻意模擬出伽瑪的效果。
註：Weber – Fechner定律敘述主觀感覺與刺激強度的對數成正比關係，意即當人體感官所接收到的感覺以算術級數增加時，外界刺激強度需要以更大的幾何級數增加，人們才能感覺其差異。該定律能以下式表示：S=K×log(I/I0)，S為感覺大小，I/I0為物理強度變化比值，K為一比例數。
＃伽瑪的基本觀念(Gamma 101)
- 所有的螢幕都有非線性的輸出和輸入反應，這是故意的。
- 大多數的2D軟體都會以線性的顏色模型來處理，所以它假定，255數值的亮度是128數值的兩倍。但由於顯示器對於訊號的輸出輸入是非線性的，所以產生的亮度會是不正確的。事實上，大多數螢幕(gamma=2.2)，如果你想要顯示出255數值亮度的50%亮度的話 那你就必須要輸入(0.5 ^(1/2.2))* 255 = 186的數值。如果你不考慮gamma的問題 輸入128數值 就只會產生大約(128/255)^ 2.2 = 22%的亮度。
- 數位相機基本上具有線性的輸出入效果，但因為通常我們會在電腦螢幕上面看拍出來的照片，所以數位相機會故意在照片裡面嵌入gamma。（所以。JPG格式是帶有gamma的，但是RAW的格式是線性資料，當你把RAW檔轉成JPG格式時就會產生非線性的照片了）
- 因此，如果你用2D軟體去開你照片拍出的jpg圖檔時，您必須要把gamma補償回來(去gamma)。
- 如果你的圖片是在2D軟體產生的(基本上這張圖是線性的)，當你把這張照片顯示在帶伽瑪的螢幕 你也要做gamma補償。
＃更多關於伽瑪
- Gamma不是bug，它是一個功能，因為人的眼睛對光線的亮度具有非線性的感光反應。如果你每個顏色只有8 bit來記錄顏色資料，很重要地利用這8 bit正確地重現人眼的感光效果很重要，它必須要是非線性的編碼方式。即使是新一點的螢幕仍然有伽瑪：通常顯示卡會用8 bit來處理每種顏色避免色帶問題，這8 bit必須每個強度看起來間距是等距的。製造螢幕的廠商有能力生產線性反應曲線的螢幕，但如果你用8 bit來顯示圖片，效果會很糟糕。
- 現今大多數電腦螢幕都以sRGB (standard RGB)的標準來顯示，也就是伽馬2.2。
- 大多數的數位相機也以sRGB紀錄相片。如果是掃描進來的圖或是合成圖像就不會帶有伽馬2.2。
- 幾乎所有的浮點紀錄HDR資料是線性的，即與伽瑪為1.0。
- 對於圖片而言，「伽馬」代表了強度是如何被記錄的。換句話說：圖檔的gamma是為了要讓圖片在螢幕上能正確地顯示出來。
- 有些圖片會帶有gamma的標籤，但這是不可靠的，因為很多繪圖軟體會忽略這個標籤。因此，要正確知道圖檔的gamma數值並不容易。
- 如果您的螢幕有2.2的伽瑪而顯示的圖片看起來有很正常，那該圖片可能本身就帶有伽瑪2.2。
＃伽瑪常被誤解的觀念
- 錯誤觀念：我已經校正螢幕了，
所以我不需要管gamma！
錯。當你校正完螢幕，代表你校準到標準的sRGB曲線，通常會是伽瑪2.2。當你的螢幕做過校正，這表示你的所有圖檔都必須要做伽瑪2.2的補償。 - 錯誤觀念：我的數位相機會記錄「線性」的照片！
有可能，你如果是用RAW檔來存檔的話，它的格式是線性沒有錯。然而當你把RAW檔轉成JPG格式時，影像就會自動套用gamma，通常這個數值是2.2。
參考：
- WiKi – Gamma correction
- WiKi – TFT LCD
- Gamma correction and Linear workfkow 伽瑪校正與線性工作流程 (翻譯自My Mental Ray Community – Gamma)
- Linux System Gamma Calibration
- Eye-one Display2校色器(二)
逍遙文工作室 
Comments on: "伽瑪校正 (Gamma Correction)" (15)
BMP跟JPG檔案格式里都沒有GAMMA的
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怎麼說呢？
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我觉得这里gamma应该和Weber-Fechner Law没有关系,应该遵循的是Steven’s Law;因为前者是对数函数,和gamma没啥关系啊,后者才是和gamma一样的幂函数.(看了下wikipedia也说的是consistent with the Stevens’ power law for brightness perception)
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謝謝你的回覆喔！Gamma來頭不小呢～ 😀
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非常感谢，明白了不少。少了不少文章，中文的解释就这个最详细了。想了解下，还有什么书可以让我更加深入了解这方面的知识呢？我是做办公软件的软件工程师。
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關於伽馬，我幾乎都在網路上查找資料，或是在攝影相關書籍上認識喔！
很高興有大陸的朋友來留言～謝謝你的讚賞！ 😀
辦公軟件需要用到伽馬的概念？感覺很有趣！而我是作iOS App的工程師，因為所做即所見讓我很有成就感，而且可以馬上給他人使用。
可以加我ＱＱ：2483327313@qq.com
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很詳細的解說!
感謝大大無私的分享^^!!!
謝謝您!
祝您新年快樂!
讚讚
很高興有幫助到你！
也祝你新(馬)年快樂～ 😀
讚讚
很清楚的講解，謝謝您。
讚讚
很高興幫助到你！ 😀
讚讚
謝謝你
你的文章用字很口語(順暢台灣腔)
因為受到這篇文章的幫助
所以我要寫一點回應給你掌聲
讚讚
很高興有幫助到你！謝謝你的掌聲～ 😀
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[…] Gamma 校正 ：色管的重要程序之一，這篇寫的詳細（有些我還是不太瞭解就是了…），作者有另外介紹Gamma是什麼（Link here） […]
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您好，想請問您如果使用MATLAB將一個數值介於0~255之間的矩陣用imwrite存成一張bmp的圖，那麼請問這種圖也會有gamma嗎? 如果有那gamma值為多少呢?
(因為我使用MATLAB將矩陣存成bmp和jpg然後再將圖片用imread讀回MATLAB中查看矩陣的數值，發現還是在0~255之間，這是否代表用此軟體儲存一個資訊成圖片並沒有gamma呢?)
謝謝您耐心看完這個問題。
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這可能需要去瞭解BMP檔裡紀錄的資訊，我想應該有特別的軟體可以讀取gamma值，不過影像通常不會紀錄gamma值，因為我喜歡攝影，看到影像紀錄相當多資料，卻還沒看過gamma值。
你所看到的陣列值，其實是RGB的值（三個值都介於0-255），它並不能讓你知道gamma值是多少喔！
讚讚