Как изменить яркость и контраст изображения без потерь?
Cout = Cin + ΔB, контраст масштабирует отклонение от среднего серого по формуле Cout = F · (Cin − 128) + 128 с коэффициентом F = 259 · (K + 255) ÷ (255 · (259 − K)), а экспозиция умножает сигнал на 2E. Гамма-коррекция осветляет полутона по степенному закону Vout = Vin1/γ, не трогая чёрную и белую точки. Гистограмма по 256 уровням яркости показывает, где значения упираются в 0 или 255 и теряют детали, поэтому контроль клиппинга идёт по крайним колонкам. Гистограмма как инструмент контроля контраста
Гистограмма растрового изображения — дискретный график распределения пикселей по 256 уровням яркости от абсолютного чёрного нуля до чистого белого 255. Форма гистограммы выявляет дефекты экспозиции: недодержку с аккумуляцией значений слева и передержку с пиками у правой границы. Регулировка контраста растягивает или сжимает тональный профиль, расширяя динамический диапазон кадра.
Если пики скапливаются у краёв, часть деталей необратимо отсекается до сплошного чёрного или белого. Поэтому оценку клиппинга выполняют по крайним колонкам гистограммы до сохранения результата, а не после.
Зачем нужна нелинейная гамма-коррекция?
Гамма-коррекция изменяет световое восприятие полутонов без искажения крайних опорных точек чёрного и белого по степенному закону. В отличие от линейной яркости, она компенсирует повышенную чувствительность человеческого зрения к изменениям тёмных оттенков. Совместная настройка гаммы и насыщенности сохраняет естественность телесных тонов и природного пейзажа, предотвращая цветовую деградацию и клиппинг каналов. На практике это означает, что гаммой осветляют тёмный кадр без выбеливания светов, а насыщенностью возвращают естественные цвета после обесцвечивания, сохраняя баланс телесных тонов.