Статті про колір та перенесення кольорів
1. Введення
Велика кількість компаній і просто фахівців з різних галузей промисловості брали участь у розвитку специфікації ICC (Міжнародний колірний консорціум), що спроектована для забезпечення розробників та інших зацікавлених сторін чітким описом формату профайлу. Для вивчення даного питання необхідний достатній рівень розуміння науки про колір, зокрема — близьке знайомство з колірним простором CIELAB, хороші знання про характеризацію різних пристроїв та близьке знайомство принаймні з однією операційною системою на рівні системи управління кольором. Для отримання більш детальної інформації щодо основ колориметрії можна звернутися до статті «Введення в аналіз зображень» Річарда Гарольда.
Профайли пристроїв забезпечують системи керування кольором інформацією, необхідної для перетворення даних про колір між власне колірним охопленням пристрою і апаратно незалежним колірним простором. Специфікація ділить пристрої кольору на три великі класи: пристрої введення, пристрої відображення та пристрої виведення. Для кожного класу описаний набір базових алгоритмів, що виконують перетворення між колірними просторами. Ці алгоритми забезпечують певний рівень якості кольору, що досягається за рахунок компромісу між необхідним обсягом пам'яті, продуктивністю та якістю зображення.
Ясність та відкритість профайлу пристрою досягається завдяки використанню добре визначеного еталонного колірного простору та здатності профайлу бути сприйнятим будь-якою операційною системою ICC або додатком, якщо ті, звичайно, відповідають специфікації ICC. Спільно з профайлами пристроїв колірне перетворення може бути визначене якможливість задовільного відтворення колірного охоплення одного пристрою багатьма іншими пристроями. Інформація, що міститься в профайлі, є достатньою для забезпечення рівня точності (достовірності), що задається користувачем, і для перетворення колірної інформації між колірними охопленнями пристроїв, здійснюваного модулем управління кольором (СММ). Такі модулі існують у багатьох операційних системах та додатках.
Для забезпечення міжплатформного стандарту для чинного формату профайлів специфікація також визначає угоду на вбудовування цих профайлів у графічні документи та зображення. Вбудовані профайли дозволяють користувачам легко передавати дані про колір між різними комп'ютерами, мережами і навіть операційними системами, не замислюючись про те, чи є в них потрібні профайли. Призначенням вбудованих профайлів є інтерпретація асоційованих з ними даних про колір.
Формат профайлів Міжнародного колірного консорціуму (ICC) підтримує різні апаратно-залежні та апаратно-незалежні колірні простори, розділені на три основні сімейства: 1) система CIEXYZ Міжнародної Комісії з Освітлення (CIE); 2) RGB-моделі; 3) CMY-моделі ( Включаючи модель CMYK). Система CIEXYZ визначена як простір стикування.
2. Простір стикування профайлів (PCS)
Ключовим компонентом специфікації є певний простір стикування профайлів. Цей стандарт колірного простору — не що інше, як інтерфейс, який забезпечує однозначне з'єднання між вхідним та вихідним профайлом, що дозволяє створювати профайли для пристроїв введення, відображення та виведення незалежно один від одного. Добре певне PCS забезпечує спільний інтерфейс для профайлівпристроїв і являє собою віртуальний простір-мету для вхідних перетворень та віртуальний простір-джерело для вихідних перетворень. Якщо вхідне і вихідне перетворення засновані на тому самому визначенні PCS, то навіть незважаючи на те, що вони створені незалежно, вони можуть поєднуватися в довільному порядку під час проведення перетворень модулем керування кольором (CMM) і будуть давати добре узгоджені та передбачувані результати при роботи з конкретними кольорами.
Простір стикування профайлів заснований на стандартному колориметричному спостерігачі, визначеному Міжнародною Комісією з Висвітлення у 1931 році. Такий експериментально отриманий стандартний спостерігач забезпечує гарне уявлення про зорову систему сприйняття кольору людини. На відміну від апаратно-залежних колірних просторів, два кольори, що мають однакові колориметричні показники по CIE, виглядатимуть однаково (за тих самих умов, визначених для колориметрії).
3. Способи перетворень (Renderings intents)
3.1 Колориметричні способи перетворення (Colorimetric Intents)
Як згадувалося раніше, колориметричний спосіб перетворення зберігає співвідношення між кольорами всередині охоплення кольору такими ж, як співвідношення між кольорами поза зоною колірного охоплення. Спосіб перетворення для кольорів, що знаходяться поза зоною охоплення кольорів, чітко не визначений, але повинен узгоджуватися з даним принципом перетворення.
Необхідно зауважити, що у трансформаціях для відносних та абсолютних способів перетворення, що визначаються ICC (для вхідних профайлів), значення колірних координат у просторі стикування профайлів (PCS) представляють оригінал краще, ніж його колориметрична копія. Теж самесправедливо і для профайлів вихідних пристроїв. Однак, коли використовуються профайли, PCS-значення, отримані шляхом такої трансформації, інтерпретуються як колориметричні значення оригіналу та копії, незалежно від справжності такої колориметрії.
3.1.1 Відносний колориметричний спосіб перетворення (Media-Relative Colorimetric Intent)
Цей спосіб перетворення перемасштабує вхідний колірний охоплення (за умови стандартної хроматичної адаптації) таким чином, що біла точка реального носія перетворюється на білу точку еталонного носія (для входу або виходу). Це дуже корисно для кольорів, які вже відтворені на матеріалі, що має менший колірний охоплення, ніж еталонний носій (і тому надалі не потребують компресії). У трансформаціях, що використовують відносний колориметричний спосіб перетворення, PCS-значення являють відносні вимірювання оригіналу (для вхідних профайлів) або відносне відтворення кольорів, виконане кольоровідтворювальним пристроєм (для вихідного профайлу).
3.1.2 Абсолютний ICC спосіб перетворення (перекладу) (ICC-Absolute Colorimetric Intent)
У цьому способі хроматично адаптовані значення вхідного колірного простору не змінюються. Цей спосіб підходить для спотових кольорів, а також для імітації одного матеріалу, що запечатується на іншому матеріалі (наприклад, на кольоропробі). У трансформаціях для абсолютного способу перетворення PCS-значення являють виміряні значення оригіналу щодо гіпотетичного досконалого відбиваючого розсіювача (для вхідних профайлів) або кольорової копії, виробленої вихідним кольоровідтворювальним пристроєм щодо гіпотетичного досконалого відбиваючого розсіювача (для вихіднихпрофайлів).
Слід зазначити, що визначення ICC-абсолютної колориметрии насправді термінах CIE називається «відносна колориметрия (relative colorimetry)», т.к. дані були нормалізовані щодо джерела світла.
3.1.3 Метод перетворення насиченості (Saturation Intent)
Метод перетворення колірного охоплення за насиченістю є специфічним, він був розроблений на вимогу постачальників зображень і передбачає такі компроміси, як збереження тону кольору для того, щоб зберегти насиченість кольорів. Цей спосіб добре підходить для зображень, які містять такі об'єкти як схеми або діаграми.
3.1.4 Перцепційний метод перетворення
Перцепційний метод перетворення колірного охоплення був розроблений на вимогу постачальників зображень і передбачає такі компроміси, як збереження контрасту для того, щоб зберегти деталі протягом усього тонового діапазону. Цей спосіб добре підходить для широкого кола зображень, що містять ілюстрації з великою кількістю дрібних деталей або для фотографій.
Концепція еталонного носія, що проглядається в еталонному оточенні, допомагає творцю профайлу зрозуміти, як реалізувати «необхідне зображення» PCS. У той же час така концепція має на меті роз'єднання характеристик реального носія за допомогою віртуального проміжного опису процесу репродукування.
Оскільки перцепційне перетворення визначається постачальником, то малоймовірно, що у різних виробників буде той самий результат. Користувачі повинні усвідомити це і бути впевненими в тому, що їхні робочі потоки (workflow) будуть узгоджені, коли це потрібно (у разі розподіленого друку), наприклад, у разі одночасногопередачі зображень та їх профайлів на друк. В даний час немає узгодженої з ICC специфікації для цієї процедури і все покладається на користувача. Однак ICC потребує стандартизації таких робочих потоків.
4. Розуміння та використання специфікації для перцепційного перетворення
Такі міркування призводять до цього раніше фундаментального визначення: PCS для перцепційного перетворення представляє "необхідне" зображення. Термін "необхідне" передбачає, що PCS орієнтовано на кольори, що відтворюються на вихідному носії. Безумовно, термін "необхідне" відкритий для обговорення. Однак, для того, щоб було можливим поділ вхідного та вихідного перетворення, воно має бути інтерпретоване таким чином, щоб найбільшою мірою перевершувати можливості та обмеження певних кольорово-репродукційних процесів, пристроїв та носіїв, для яких і створюються профайли.
Наприклад, вхідний профайл для слайд-сканера повинен спробувати відтворити «потрібні» кольори, представлені в PCS, який є незалежним колірним охопленням та естетичним поданням будь-якого спеціального вихідного носія. Така незалежність, що відокремлює кольори PCS від кольорів пристрою, дозволяє використовувати вхідний профайл незалежно від вихідного. Ці потрібні кольори будуть засновані на кольорах вхідного слайду, але не обов'язково ідентичні кольорам та обмеженням колірного охоплення цього слайду. Вони є кольорами, які мають бути отримані на виході, якщо характеристики потенційного вихідного носія можуть бути перевищені.
Наприклад, вихідний профайл кольорового принтера повинен відтворювати необхідні кольори, враховуючи можливості та обмеження вихідного носія та пристрою. Таке репродукування може міститидеяке спотворення кольорів, як визначено методом перетворення, але це деякий вихід за межі характеристик будь-якого певного вхідного носія і можливості незалежного використання вихідного профайлу в поєднанні з різноманітними вхідними профайлами.
При такому визначенні PCS воно відповідає за трансформацію профайлу для управління будь-якими необхідними корекціями та модифікаціями в колориметрії репродукування. Вхідні профайли відповідають за модифікацію колориметрії вхідного носія для опису рівня адаптації, відблиску та обмежень колірного охоплення. Вони також повинні забезпечувати творче розуміння слова "необхідний", щоб забезпечити простір для варіацій. Наприклад, "потрібні" кольори можуть означати хороше факсиміле оригіналу, художнє перетворення оригіналу або імітацію специфічного носія, відмінного від вхідного та вихідного носія.
4.1 Адаптація за світлом та тонова корекція
Такі підстроювання можуть набувати різних форм, що залежать від бажаного художнього ефекту. У деяких випадках повинна бути відтворена точна копія оригіналу, в інших потрібно внести усвідомлені зміни у зображення для того, щоб оптимізувати спосіб перетворення вихідного носія або імітувати ще якийсь носій. Такий діапазон різних варіантів можна охарактеризувати однією фразою «потрібне сприйняття кольору» у визначенні PCS для перцепційного перетворення. Зображення на носії з динамічним діапазоном, відмінним від динамічного діапазону еталонного носія, може керуватися технікою «тонового формування», яка стискає (або розширює) тоновий діапазон у діапазон вихідного пристрою. Більше того, у вихідних профайлах різні способи перетворення можуть включати різні підстроювання. Наприклад,деякі перцепційні перетворення можуть бути спроектовані для збереження тонового діапазону еталонного носія, різко скорочуючи, якщо необхідно, коефіцієнт відбиття. Інші перцепційні перетворення можуть використовувати більш тонкі зміни у високих світлах і тінях.
До входу з носія з динамічним діапазоном, відмінним від еталонного носія, також може бути застосована техніка «тонового формування» разом з масштабуванням коефіцієнта відображення для збереження балансу яскравості. Ці підстроювання повинні бути оборотними, у тому сенсі, що вони повинні наводити точність вхідних даних у відповідність тим, що виходять (обчисленим). Наприклад, у разі, коли зображення з діапазоном, розширеним по високих світлах (такі, як відскановані слайди), повинні бути приведені до еталонного носія таким чином, що високі світла будуть стиснуті в діапазон PCS.