On-Line Библиотека www.XServer.ru - учебники, книги, статьи, документация, нормативная литература.
       Главная         В избранное         Контакты        Карта сайта   
    Навигация XServer.ru






 

Преобразования цветовых пространств

Когда мы говорим о цветоделении графики, то подразумеваем отображение одного цветового пространства в другом. То есть стоит задача выяснить, как цвета, описанные координатами одной цветовой модели (для вводного устройства, например, это RGB или CIE Lab), будут представлены в координатах цветовой модели выводного устройства (для устройств печати это обычно CMYK). И самое интересное, что станет с цветами, которые не могут быть воспроизведены выводным устройством, то есть выпадают из его цветового охвата. Собственно, это и есть важнейший аспект при управлении процессом цветоделения. Вопрос этот особенно важен при печати, поскольку цветовой охват большинства CMYK-принтеров заметно меньше по сравнению с цветовым охватом мониторов или сканеров, не говоря уже о разнообразии цветов в природе.

В программах цветоделения используются разные методики установления соответствия между цветами, определенными в двух цветовых пространствах. Впрочем, у каждого из устройств в составе издательской системы есть свой ICC-профиль, в деталях описывающий возможности устройства и специфику его цветовой модели. А потому наиболее надежным методом цветоделения представляется математическое преобразование цветовых координат, отталкивающееся от ICC-профилей вводного и выводного устройств. Спецификации ICC предусматривают четыре алгоритма отображения цветовых пространств: по восприятию (Perceptual), по насыщенности (Saturation), по относительным (Relative Colorimetric) и абсолютным (Absolute Colorimetric) колориметрическим данным.

Названия этих алгоритмов определены стандартными спецификациями ICC. При работе с некоторыми графическими программами можно натолкнуться на другие обозначения этих же методов. Кроме того, от изготовителей профилей ICC и CMM стандарт не требует реализации непременно всех четырех алгоритмов. Например, многие профили не разделяют абсолютный и относительный колориметрические алгоритмы, вводя вместо них один общий Colorimetric. В некоторых случаях можно встретить несколько вариантов алгоритма Saturation, отличающихся параметрическими настройками. Вместо термина Perceptual в программах часто встречаются более понятные пользователю названия "фотометрический" (Photometric) или "фотографический" (Photographic). Предлагаемые производителями систем управления цветом (Color management System, CMS) алгоритмы базируются на их собственных технологиях цветоделения.

Базовые вопросы

Вернемся к сути процесса. Существуют всего два способа отображения цветов из большего цветового пространства в меньшем. Это отсечение (Clipping), при котором цвета, находящиеся за пределами цветового охвата, преобразуются в наиболее близкие к ним по тону цветам внутри цветового охвата, а также сжатие (Compression), когда каждый цвет на входе независимо от того, попадает он в цветовой охват выводного устройства или нет, приводится к другому цвету из цветового диапазона выводного устройства (естественно, далеко не случайным образом). Все алгоритмы преобразования цветовых пространств отличаются друг от друга по тому, как они решают три главных вопроса: сжатие цветовой гаммы, тональная компрессия (приведение динамического диапазона вводного устройства к выводному) и отображение точки белого цвета. Остановимся на этом подробнее.

Отображение цветовой гаммы (gamut mapping). Есть возможность сжать всю цветовую гамму вводного устройства путем преобразования каждого из входящих в нее цветов к аналогичному по тону, но менее насыщенному цвету из цветового охвата выводного устройства. В качестве другого варианта преобразования можно оставить цвета без изменения, если они попадают в гамму выводного устройства, а все те, которые выходят за ее пределы, заменить на ближайшие к ним цвета внутри цветового охвата выводного устройства. Надо только помнить, что очень многое тут зависит от того, как трактуется понятие "ближайший".

Тональная компрессия (tone compression). Динамический диапазон принтера ограничен, с одной стороны, белизной бумаги. Эта точка часто обозначается как Dmin, поскольку ее можно замерить с помощью денситометра - темные сорта бумаги, к примеру газетная, имеют более высокую оптическую плотность, чем яркая белая бумага, но в любом случае этот параметр не равен нулю, так как бумага всегда поглощает часть падающего на нее света. На другом конце динамический диапазон принтера ограничен максимальной плотностью красителя, эта величина обозначается Dmax.

Как и с цветовой гаммой, тут можно пойти двумя путями. Сжать динамический диапазон вводного устройства до границ динамического диапазона выводного устройства, пропорционально приводя все тона к новым значениям (более светлым или темным). Однако при этом высока вероятность общего затемнения или осветления изображения в процессе печати. В другом случае можно просто отсечь тона, выходящие за границы динамического диапазона выводного устройства, заменив их соответственно на тона Dmin и Dmax.

Отображение точки белого (white point mapping). Каждый сорт бумаги имеет характерный цветовой оттенок. Одна бумага выглядит голубоватой, в то время как другая - желтоватой. Совершенно белая бумага должна выступать идеальным рассеивателем света и правильно отражать лучи любой длины волны. Если взять стандартный источник освещения D50, такая бумага должна точно соответствовать точке белого источника D50. Но в реальности это недостижимо. Поэтому можно пересчитать колориметрические координаты входных цветов, взяв за начало отсчета новую точку белого, соответствующую бумаге. Или можно считать цвета как абсолютные колориметрические координаты, не зависящие от бумаги, и не заниматься их пересчетом. Последнее не всегда представляется возможным и зависит от того, насколько отличается от идеальной бумага, которую вы используете.

Теперь, разобравшись с основными вопросами и путями их решения, перейдем к рассмотрению особенностей каждого из четырех методов преобразования цветовых пространств. Применительно к цветоделению. То есть обсудим преобразование пространства RGB вводного устройства к пространству CMYK принтера. Однако эти концепции во многом действительны и в отношении преобразования цветовых пространств вводных устройств, скажем, RGB-пространства сканера к аппаратно-независимому пространству Lab. Например, при получении цвета со сканера или цветоизмерительного устройства вы можете использовать метод Relative Colorimetric, чтобы вычесть из изображения цвет бумаги, на которой напечатано изображение. Используя в этом же случае метод Absolute Colorimetric, вы получите абсолютные значения цветов.

Absolute Colorimetric

Этот метод сохраняет колориметрические характеристики цветов (под колориметрическими характеристиками в данном случае понимается положение цвета в цветовом пространстве CIE относительно точки белого, определяемой стандартным источником освещения D50). Не производится отображение точки белого. Не выполняется также компрессия динамического диапазона и цветовой гаммы. Все цвета, выходящие за пределы цветового охвата выводного устройства, отсекаются и заменяются на ближайшие к ним.

Лучше всего этот алгоритм подходит для печати плашечных (Spot) цветов, когда требуется исключительная точность их передачи. Например, при печати рекламных каталогов с образцами цветов или предметов вам нужна точная передача их окраски независимо от того, на какой бумаге будет осуществлен вывод. Такой каталог с образцами цветов покупатели используют для сравнения с предлагаемыми им образцами продукции.

Неплохо подходит метод Absolute Colorimetric для отсканированных изображений с очень узким динамическим диапазоном, в основном ограниченным средними тонами, со слабонасыщенными цветами. Такие изображения иногда получаются при сканировании непрозрачных художественных оригиналов. Но этот метод не подходит для отсканированных изображений с нормальным или широким динамическим диапазоном, особенно для снятых со слайдов, или с акцентом на темные или светлые тона.

Метод Absolute Colorimetric редко применяется при графической художественной печати, поскольку он игнорирует вопрос учета цвета бумаги при сканировании. Измеряется цвет бумаги с помощью колориметра. В художественной работе цвет бумаги используется автором для передачи самых светлых тонов и учитывается в других цветах. Этот метод не всегда реализуется в профилях CMM. Однако он может оказаться полезен тогда, когда требуется точное совпадение образцов цветов с оригиналом. Все цвета внутри цветового охвата выводного устройства передаются точно, но выходящие за его пределы просто теряются.

Relative Colorimetric

Сохраняется колориметрия цветов, где под колориметрией подразумевается положение в пространстве CIE, замеренное относительно точки белого цвета бумаги. То есть при переводе из CIE Lab в CMYK точка белого пространства Lab, соответствующая источнику D50, приводится к точке белого бумаги. Этот метод подразумевает также сжатие динамического диапазона, но сжатие гаммы не выполняется. Все выпадающие из цветового охвата выводного устройства цвета отсекаются и на их место подставляются ближайшие.

Оптимально применение Relative Colorimetric при печати плашечных цветов в большинстве случаев. Если эти цвета подобраны по PANTONE, то тогда понятие "ближайший" цвет означает минимальный сдвиг DE. Хорошо подходит этот метод и для вывода отсканированных с непрозрачных оригиналов художественных изображений с нормальным динамическим диапазоном. Но его не рекомендуется использовать при сканировании с прозрачных оригиналов, характеризующихся широким динамическим диапазоном или содержащих много теней и светов.

Relative Colorimetric - метод общего применения. Хорошо работает для большинства цветов. Попадающие в цветовой охват выводного устройства передаются исключительно точно, а выпадающие из него "урезаются" меньше (меньше сдвиг DE), чем при Absolute Colorimetric. Однако, поскольку цвета сдвигаются с учетом белизны и оттенка бумаги, вы должны учитывать, что цветные отпечатки на разных сортах бумаги могут немного отличаться друг от друга.

Perceptual (Photometric)

При использовании этого метода сохраняются визуальные соотношения между цветами. Производится отображение точки белого, динамический диапазон и цветовая гамма сжимаются. Таким образом, все цвета, полученные с вводного устройства, неминуемо приводятся к своим эквивалентам внутри цветового охвата выводного устройства. Никакого отсечения нет.

Метод Perceptual лучше всего применять для отсканированных (особенно с прозрачных оригиналов) изображений, которые имеют динамический диапазон существенно больший, чем способно воспроизвести любое CMYK-устройство. Отсутствие отсекания выходящих за цветовой охват цветов означает минимальные потери в деталях как в светах, так и в тенях. Для плашечных цветов этот метод также подходит, но лишь в том случае, когда требуется не точное их воспроизведение, а сохранение соотношения между ними. Например, Perceptual можно использовать, когда печатается выполненный плашечными цветами логотип фирмы и этот же логотип находится на размещенной рядом отсканированной фотографии, а вы хотите, чтобы оба логотипа совпали по цвету.

В других работах, базирующихся на плашечных цветах, Perceptual лучше не использовать, поскольку при компрессии гаммы замещаются эквивалентными поголовно все цвета, а не только те, что находятся за пределами цветового охвата выводного устройства. Этот метод не очень подходит и для бизнес-графики, так как все цвета в результате оказываются менее насыщенными.

Saturation

Сохраняется насыщенность цветов, пусть даже ценой нарушения точности передачи их тональных оттенков. В этом случае точка белого отображается с учетом бумаги и сжимается динамический диапазон. Сжатие гаммы не производится, большинство цветов заменяется на им эквивалентные из цветового охвата выводного устройства, а оставшиеся замещаются цветами с аналогичной насыщенностью и наиболее близкими по пространству CIE. Если сравнивать методы Saturation и Relative Colorimetric, то последний преобразует выходящие за цветовой охват цвета в ближайшие в чисто колориметрическом понимании, отдавая предпочтение не насыщенности, а точности передачи цветового оттенка.

Метод Saturation применяется в первую очередь для деловой графики (диаграмм, графиков, карт и т.д.), когда важнее сохранить соотношения между насыщенностью цветов, даже если для этого придется немного изменить их оттенки. На географических и морских картах, например, насыщенность используется, чтобы показать уровень глубины или высоты. Точность передачи тонального оттенка при этом не играет роли, гораздо важнее относительный сдвиг в насыщенности при переходе от одного уровня глубины к другому. Иные методы, подразумевающие изменение насыщенности, чтобы точнее передать сам цвет, в данном случае просто неприменимы.

Кроме того, метод Saturation можно использовать при печати на дешевых цветных принтерах, чтобы улучшить чистоту цвета (ослабить артефакты стохастического смешения цветов). Он хорошо подходит и для таких работ, в которых цвет применяется для выделения и сохранение оттенка не имеет никакого значения. Но для вывода отсканированных изображений его почти никогда не применяют.


Графика и дизайн: общие темы