15 лет назад 7 февраля 2004 в 18:14 117

Беспорядочная жизнь цвета на разных стадиях обработки изображений часто принимает просто катастрофические формы: прекрасная картинка тускнеет, на глазах меняет гамму и становится абсолютно непривлекательной. Этот материал должен помочь тем, кому надоело видеть на сканируемой фотографии или слайде одни цвета, на экране монитора уже совершенно другие, а на распечатке – третьи.

Теория цветового беспредела

Ни для кого не секрет, что в тотальное искажение цвета свою лепту вносит каждое устройство, участвующее в процессе обработки изображения. Сначала сканер при преобразовании изображения в цифровую форму как-то по-своему воспринимает цвета снимка или слайда. Затем видеокарта отображает полученные цифры на экране монитора, и у этой связки к цветам тоже свое собственное, оригинальное отношение. Ну и принтер старается на всю катушку, чтобы на листе бумаги выразить свое видение печатаемого изображения. Именно поэтому на всех стадиях мы видим совершенно разные цветовые решения, а главное – не можем предсказать, что же получится в итоге.

Почему так происходит? Прежде всего, потому, что способы формирования цвета монитором и принтером не просто различны, а абсолютно противоположны: первый излучает свет того или иного цвета, который воспроизводится на изначально черном экране, второй получает цвет путем смешивания различных красок при нанесении их на белую бумагу.

Способ формирования цвета, используемый в мониторе, называется аддитивным, поскольку весь возможный диапазон цветов образуется в результате сложения излучаемых в разных соотношениях красного, зеленого и синего. Дело в том, что для человеческого глаза базовыми являются именно эти цвета, остальные же – производными: красный и зеленый в сумме воспринимаются как желтый, синий и красный дают пурпурный, а сумма всех трех основных цветов, излучаемых с максимальной интенсивностью, превращается в белый.

Для цифрового описания аддитивного способа формирования цвета используется модель RGB (Red-Green-Blue – по названиям основных цветов). Каждый из основных цветов модели называется каналом, каждый канал имеет 256 градаций, и в итоге общий охват этой цифровой модели составляет 16,7 млн цветовых оттенков.

Принтер формирует цвет, используя субтрактивный способ, понять который несколько проще, поскольку мы так или иначе сталкиваемся с ним в жизни, смешивая краски или нанося одну краску поверх другой: различные пропорции голубого и желтого в смеси дают всевозможные оттенки зеленого; если же смешивать голубой с пурпурным, легко получить оттенки синего и фиолетового цветов и так далее. Субтрактивным этот способ называется потому, что при наложении нового цвета поверх предыдущего отражается меньшая часть падающего света – часть спектра отражаемого света вычитается, меняется тон, и одновременно происходит затемнение объекта.

Для цифрового описания субтрактивного способа формирования цвета используется модель CMYK. Несмотря на то что это четырехканальная модель, базовых цветов в ней, так же как и в модели RGB, всего три – Cyan (голубой), Magenta (пурпурный) и Yellow (желтый). Все эти цвета получаются путем вычитания трех основных цветов модели RGB из белого (голубой – белый минус красный, пурпурный – белый минус зеленый, желтый – белый минус синий).

Смешав три основные цвета CMYK при максимальной плотности каждого, мы получим черный. Однако на практике это ведет к переувлажнению бумаги, а если попытаться этого избежать, то результирующий цвет будет не черным, а грязно-коричневым. Поэтому в модель введен четвертый цвет – Black (черный), который отвечает за яркость получаемого цвета и является ключевым.

Даже введение дополнительного цвета, увеличивающего диапазон воспроизводимых моделью CMYK оттенков, не позволяет получить в печати все цвета, которые можно отобразить на экране монитора. В то же время некоторые оттенки, которые могут быть напечатаны современными цветными принтерами, недоступны для воспроизведения в модели RGB. Итак, разное толкование монитором и принтером цвета одного и того же цифрового изображения обусловлено различиями в способах формирования цвета, и, как следствие, несовпадающими цветовыми охватами устройств.

Не вдаваясь в подробности, можно сказать, что при формировании цвета сканер, так же как и монитор, использует модель RGB. Но и это не спасает от искажений, поскольку сам принцип работы устройств различен, и диапазон цветов, доступный для считывания сканером, оказывается отличным как от диапазона монитора, так и от диапазона принтера.

Катастрофа с несоответствием цветовых охватов устройств усугубляется еще и тем, что у каждой модели того или иного устройства – свой диапазон. Более того, даже устройства одной модели характеризуются значительным разбросом диапазона.

Единое пространство цветов
Выход из ситуации, когда нужно согласовать несколько устройств с различными диапазонами цветов, напрашивается сам собой: чтобы на всех стадиях обработки изображение выглядело одинаково, необходимо найти пересечение цветовых охватов всех устройств и заставить их работать в новом, одинаково доступном ограниченном диапазоне.

Первые шаги к глобальной реализации этой идеи были сделаны в начале 90-х годов, когда группа ученых организовала Международную комиссию по цвету (CIE, Comission Internationale de l’Eclairage), в результате работы которой появилась новая синтетическая цветовая модель, называемая Lab.

Пространство цветов этой модели почти полностью соответствует цветовому охвату человеческого глаза и целиком включает в себя пространства RGB и CMYK. Отображение в пространстве Lab цветовых диапазонов различных устройств позволяет точно находить и вычленять область пересечения охватов, то есть тот самый новый диапазон, который позволит совместить эти устройства.

В 1993 году ведущими компаниями был основан Международный консорциум цвета (ICC, International Color Consortium), который после долгих дебатов и споров создал единый стандарт описания любого работающего с цветом аппарата. Такое описание получило название цветового профиля устройства. В основе работы стандарта ICC лежит межпространственное преобразование цветов, за которое отвечает операционная система.

В качестве основы для стандарта ICC не была взята ни одна конкретная ОС, он описывает только технологический подход к решению проблемы. В операционной системе есть блок управления цветом, который занимается ключевыми преобразованиями: формированием цветовых пространств для устройств ввода-вывода, поддержкой профилей цвета и различных цветовых пространств. В качестве основной цветовой модели используется Lab, формируются же необходимые для конкретных устройств цветовые пространства RGB и CMYK.

От теории к практике
Цветовые профили ICC по своему предназначению бывают различными: для устройств ввода, для устройств вывода, для мониторов, для преобразования между цветовыми пространствами и для связывания устройств. По сути, цветовой профиль – это файл с числовыми показателями положения и конфигурации зоны цветового охвата данного устройства в пространстве Lab.
Имея профили для каждого устройства, мы теоретически можем не волноваться насчет отклонений цвета – достаточно каждому устройству поставить в соответствие необходимый профиль, и дальше уже сама операционная система сделает все, что необходимо, а именно ограничит цветовые пространства связанных устройств.

Но на практике все не так просто. Дело в том, что профили цвета создаются производителем оборудования для класса устройств или конкретной модели, но цветовой охват того или иного конкретного устройства зависит от огромного количества факторов. Это и особенности электроники конкретного аппарата, и температура окружающей среды, и время работы аппаратуры (прогрев, старение), и примеси в красителях, и характер/качество внешнего освещения (что влияет на наше восприятие картинки на мониторе).

В итоге, чтобы получить максимально совпадающие охваты для всех конкретных устройств, имеющихся в нашем распоряжении, необходимо откорректировать стандартные для модели цветовые профили и только затем подключать их к модулю согласования цвета ОС (в Windows XP, например, цветовые профили подключаются в свойствах устройства на закладке Color Management (“Управление цветом”)). Этот процесс и называется цветовой калибровкой устройства. Люди, профессионально работающие с цветом, в некоторых случаях делают калибровку монитора два или даже три раза в сутки, поскольку внешнее освещение меняется и происходят изменения, связанные с продолжительностью работы устройства. В домашних же условиях вполне достаточно выполнять эту процедуру один-два раза в месяц.

Итак, для того, чтобы на всех этапах обработки изображения видеть цвет, который может быть воспроизведен любым имеющимся у нас устройством, необходимо создать или откорректировать три профиля: профиль монитора, профиль принтера и профиль сканера. Существует множество программ, дающих возможность сделать это для каждого устройства в отдельности. Кроме того, есть программные комплексы, которые позволяют создать все три профиля. Производители полупрофессионального и профессионального оборудования обязательно комплектуют свои устройства программными средствами для калибровки и управления цветом.

В данной статье рассматриваются способы калибровки устройств на уровне операционной системы. Существуют конкретные методики настройки графических программ (Adobe Photoshop, Adobe Illustrator, CorelDRAW, QuarkXPress), которые позволяют добиться еще более точной настройки вывода и отображения цветов. Их мы постараемся рассмотреть в будущем. Кроме того, мы расскажем о приемах настройки и работы с малокалибруемой техникой и том, как выжать максимум качества из имеющегося оборудования.

Калибруем монитор
Все, о чем говорится в этой главе, относится к ЭЛТ-мониторам, но с тем же успехом может применяться и к набирающим сейчас популярность моделям TFT. Главное – чтобы в меню последних было достаточно опций для точной настройки цветопередачи.
На восприятие глазом цветов, отображаемых монитором, влияет множество факторов: освещение рабочего места, частота обновления экрана и прочее.

Поэтому до запуска программы калибровки необходимо выполнить некоторые подготовительные действия. Прежде всего, рабочее место нужно организовать так, чтобы исключить попадание на монитор прямого света и солнечных лучей и наличие сильного цветового фона (например, ярко окрашенных стен или света, пробивающегося сквозь темные цветные шторы). Настройку следует производить тогда, когда освещение рабочего места соответствует наиболее часто используемому. Поверхность экрана должна быть чистой (для ее очистки рекомендуется использовать специальные жидкости и салфетки).

Далее нужно установить последние версии драйверов для видеокарты и монитора (INF-файл и ICM-файл) и выставить такое разрешение, при котором частота обновления экрана будет как минимум 75 Гц (высоким разрешением злоупотреблять не следует: режимы выше 1024х768 стоит применять только на мониторах с диагональю 19 дюймов и более).

Геометрию монитора необходимо отрегулировать максимально точно, для чего можно воспользоваться программой Nokia Monitor Test. И последнее – монитор перед началом настройки должен проработать не менее часа.
Вот теперь можно запускать программу калибровки.

Необходимо отметить, что утилиты Adobe Gamma, которая поставляется со всеми продуктами Adobe, для калибровки монитора в “домашних” условиях вполне достаточно. Используйте только одну программу калибровки, иначе результат работы другой программы исказит параметры цветового профиля.

Adobe Gamma
Если в работе используется один из продуктов компании Adobe, то совершенно логично воспользоваться для калибровки утилитой Adobe Gamma. Запускается эта программа из панели управления. При запуске автоматически загружается профиль монитора. Если профиля вашего монитора нет, можно использовать системный, но лучше все же найти профиль данной модели на сайте фирмы-производителя.

Adobe Gamma позволяет настраивать следующие параметры: баланс яркости/контрастности, тип люминофора, значение гаммы и температуру “точки белого цвета”. Первый этап – настройка баланса яркость-контрастность. С помощь регулятора яркости добейтесь того, чтобы серые квадратики в линейке настройки окна программы были хотя и с трудом, но все же различимы на фоне черных квадратиков. Положение регуляторов яркости и контрастности после настройки менять нельзя. Второй этап – указание типа люминофора монитора. Эту информацию можно найти в документации к устройству (к тому же ее обычно помещают на заднюю крышку монитора).

Третий этап – установка значения гаммы монитора, описывающего среднюю яркость экранных цветов. Меньшие значения (до 0,75) делают изображение более темным, большие (до 3,00) – более светлым. На экране будет представлен серый квадрат со штрихованными сторонами. Двигая регулятор, необходимо добиться того, чтобы цвет квадрата стал однородным. Может сложиться ситуация, когда монитор будет неправильно отображать один из трех основных цветов. Для регулировки такого монитора в программе существует возможность коррекции гаммы отдельно для каждого из трех основных цветов.

Злоупотреблять этой возможностью не следует, так как при нечеткой настройке возможно искажение цветов, полученных в результате смешивания. Это происходит потому, что изменение тонопередачи в мониторе нелинейно. И, наконец, последний этап – установка температуры “белого цвета” монитора. После нажатия кнопки Measure программа отображает три квадратика. Центральный квадрат – текущее положение температуры “точки белого”.

Левый квадрат – уменьшение значения, правый – увеличение. Квадраты эти отличаются оттенком. Двигаясь щелчками мыши по шкале температуры белой точки, необходимо добиться того, чтобы центральный квадрат был нейтрально серым. После этого двойной щелчок мыши по центральному квадрату сохранит установленное значение параметра.

Теперь нужно сохранить результат настройки в файл. Проверьте, чтобы в свойствах монитора (“Пуск” – “Настройка” – “Панель управления” – “Экран” – “Параметры” – “Дополнительно” – “Управление цветом”) был установлен созданный профиль монитора, и его же нужно использовать как профиль монитора при работе в графических приложениях.

Профессиональная калибровка монитора
Для калибровки монитора профессионалы обязательно используют колориметр и спектрофотометр. Данные, полученные с помощью этих устройств, передаются в специализированную программу, например Heidelberg View Open, которая и выстраивает профиль монитора. Некоторые профессиональные видеокарты снабжены цифровым входом для подключения колориметра и соответствующим программным обеспечением, позволяющим строить профиль.

Калибровка сканера
К сканеру, если это приличный аппарат, всегда прилагается комплект мишеней Kodak IT-8 или других, специально разработанных фирмой-производителем. Цвета, расположенные на этих мишенях, регламентируются стандартами ISO. В строках (от A до L) расположены квадраты с одинаковым оттенком, каждый из которых представлен тремя уровнями яркости (колонки с 1-4, с 5-8 и с 9-12). На каждом уровне яркости расположены квадраты разной насыщенности.

Цвета первых трех столбцов в каждой группе подобраны на основании данных, представленных фирмами Agfa, Kodak, Fuji и Konica таким образом, чтобы они могли быть изображены на всех типах материалов мишеней. Четвертый столбец каждой группы имеет максимальную насыщенность, которая возможна на материале мишени при его оттенке и яркости. Все цветовое пространство разделено на 12 оттенков, в каждом из которых представлено три уровня яркости и четыре уровня насыщенности.

Остальные колонки, вплоть до 20-й, содержат “чистые” цвета моделей CMYK и RGB, в которых насыщенность меняется от белого до максимума, а в нижней части мишени расположены оттенки нейтрально-серого цвета. Оставшиеся колонки с 20-й по 22-ю заполнены цветами, выбранными производителем конкретного устройства, – с их помощью оценивается корректность цветопередачи.

С каждой мишенью обязательно поставляется файл, который содержит колориметрические значения цветов. Если вы потеряли этот файл, можно поискать его на сервере фирмы-производителя. Существует два типа мишеней: калиброванные и некалиброванные. Цвета калиброванной измеряются после их изготовления и записываются в файл. На такой мишени отклонения цветов от указанных в файле минимальны, но стоит она недешево – до нескольких сотен долларов. Мишени компании Kodak не калиброванные, но производитель утверждает, что по точности они не отличаются от калиброванных.

Кроме мишеней в поставку сканера обязательно входит программное обеспечение для калибровки устройства. Несмотря на изобилие различных программ, работают они все примерно по одной и той же схеме: мишень сканируется, после чего программа калибровки сканера на основании информации из своего опорного файла и данных, полученных в результате сканирования, строит разностный профиль устройства.

О мишенях нужно знать еще одну вещь – эти бумажки с разноцветными квадратиками очень чувствительны к условиям хранения (недоступное для света место, температура не выше 21°C и влажность не более 50%), и даже в идеальных условиях срок их службы не превышает трех лет. Обычно мишени необходимо менять раз в один-два года.

Профессиональная калибровка сканера
Профессионалы не доверяют даже калиброванным мишеням, так как их цвета со временем изменяются, и всякий раз перед калибровкой сканера калибруют мишень. Мишень сканируется, и полученный растровый файл загружается в программу калибровки, а цветовые характеристики мишени измеряются по цветовым зонам с помощью колориметра. Полученные данные сравниваются с отсканированным отпечатком. Такой способ обеспечивает очень высокую точность настройки.

Калибровка принтера
Говоря о настройке принтера, надо отдавать себе отчет в том, что точно откалибровать это устройство без применения дорогостоящего профессионального оборудования нереально. В лучшем случае мы сможем добиться достаточно близкого соответствия экранных цветов цветам на отпечатках, чего для любительской печати должно быть вполне достаточно. А поможет нам в этом компания Antelligent MicroSystems (www.antelligent.com) , разработавшая фильтр Color Darkroom для Adobe Photoshop.

Color Darkroom
Работа фильтра Color Darkroom основана на изменении кривых цвета профиля принтера таким образом, чтобы отображаемые им цвета соответствовали цветам монитора. Первый этап после запуска фильтра – загрузка профиля принтера. Чтобы случайно не испортить стандартный профиль, который установился с комплектом драйверов принтера, нужно сразу сохранить файл с другим именем.

Фильтр автоматически читает данные о входной и выходной цветовой модели, о методе преобразования цветов принтера, а также информацию о кривых цвета. На основании этих данных он формирует три изображения: входное – изображение, которое отображает монитор, выходное – то, что получается на печати на основании данных кривых цвета из профиля принтера, и разностную характеристику, которая позволяет очень ясно увидеть, в каких зонах цветов вывод принтера не совпадает с отображением на мониторе.

Второй этап – настройка характеристики кривых профиля принтера, которые отвечают за насыщенность цвета. Нажмите Result – Graph. После этого с помощью кнопки Sample выбирайте максимально насыщенный прямоугольник в полосе шагового градиента. В верхней правой части в ячейках цвета отображается характеристика цвета для входной зоны. Необходимо добиться таких же значений в ячейках правой нижней части окна программы. Это можно сделать для каждого канала цвета отдельно с помощью кнопок “+” и “-“ или воспользоваться стрелками на клавиатуре.

Этот шаг нужно повторить для всех зон полосы шагового градиента, постепенно переходя к менее насыщенным прямоугольникам при выборе цвета кнопкой Sample. Третий этап – изменение общей яркостной характеристики профиля. Это делается на основе той же шкалы шагового градиента черного цвета.

Нажав кнопку Spot Color – Edit – Sample, необходимо выбрать сначала первый шаг градиента (максимально черный прямоугольник). Нажав Spot Color – Graph, нужно привести значения выходных параметров цвета в соответствие с входными. Фильтр дает возможность регулировки каждого из выходных каналов принтера. Эти шаги, как и на втором этапе настройки, нужно повторить для всех прямоугольников с разной насыщенностью в линейке градиента.

После завершения третьего этапа мы получим профиль цвета для нашего принтера. Калибровка с помощью Color Darkroom – универсальный и наиболее точный метод для устройств, цветовой охват которых описывается профилями ICM. Точность его зависит только от точности исходного профиля принтера. Например, для принтеров серии Epson STYLUS Color с его помощью удается добиться точность в ±1 в характеристике цвета для каждого из каналов.

Adobe PressReady
До этого момента в данной главе говорилось о принтерах, не поддерживающих язык PostScript. Если же у вас PostScript-принтер, то для такого же приведения цветов печати к цветам монитора нужно воспользоваться программой Adobe PressReady. Такой класс принтеров имеет специфический профиль цвета, который описывает цветовой охват устройства по другим правилам. Adobe PressReady при установке позволяет задать (или загрузить из интернета) профиль конкретного принтера.

После установки из графической программы выполняется печать в файл стандартным драйвером принтера, затем полученный файл открывается с помощью Adobe PressReady, и именно из этой программы осуществляется печать на принтер. Программа автоматически откорректирует цвета при выводе в соответствии с профилем монитора. На выходе получаются цвета, максимально соответствующие тем, которые мы видели на мониторе.

Профессиональная калибровка принтера
На профессиональном уровне контролируется не только полученный цвет, но и его плотность, то есть количество красителя, который использует принтер. В случае с PostScript-устройством большую роль играет также растискивание краски, форма точки, линеатура растра. От всех этих параметров зависит восприятие цвета. Полученный отпечаток анализируется с помощью колориметра и денситометра, а затем данные передаются в программу калибровки, которая строит профиль устройства. Мишень печати в таком процессе может иметь от 210 до 840 тестовых цветовых полей.

Все рассмотренные варианты калибровки устройств позволяют добиться вполне приемлемых для “домашней полиграфии” результатов. После построения и подключения профилей монитора, сканера и принтера разногласия в трактовке цвета этими устройствами будут очень незначительными, а значит, на каждом этапе обработки цифрового изображения мы будем видеть именно тот цвет, который получится в итоге.