Архивы: по дате | по разделам | по авторам

В цвет как в копеечку

автор : Серж Скаут 23.07.2002

О цветокоррекции и настройке мониторов существует множество разнообразных мифов и баек. Дескать правильно настроенный монитор и цвета отобразит в точности такими, какими они будут выглядеть на бумаге, и сканированная картинка на нем - «прямо как в жизни»… Это не совсем соответствует действительности. Почему? Да потому, что монитор просто не в состоянии воспроизвести те же самые цвета, что были у вас на оригинале или будут на отпечатке. Монитор строит цвет за счет излучения лучей с определенными длинами волн (аддитивный метод), а бумажный оригинал - за счет поглощения определенной части спектра отраженного от него белого света (субтрактивный метод). Так зачем же тогда нужна цветокоррекция и что она дает?

Давайте разбираться. Сразу предупрежу: несмотря на то, что данный «Советник» посвящен исключительно мониторам, говорить нам придется как о них, так и о принтерах, ибо без знания особенностей создания цвета разными устройствами невозможно понять, как откалибровать монитор.

Известно, в компьютере цвет кодируется числами. Так, для стандартного 24-битного представления RGB-цвета на каждую цветовую составляющую (R, G, B - красный, зеленый, синий) приходится по 1 байту. Таким образом, значение каждой составляющей может быть закодировано числом от 0 до 255. Предположим, компьютер посылает монитору команду залить весь экран цветом RGB (255, 0, 0), то есть абсолютно красным. Как вы думаете, на двух разных мониторах эти цвета совпадут? Вряд ли. Представьте себе, что на одном мониторе я выставил ручки контрастности и яркости в самое крайнее положение, а на втором - оставил в середине диапазона. Воспроизводимые ими красные цвета будут кардинально отличаться, хотя с компьютера на монитор поступила совершенно определенная команда - воспроизвести абсолютно красный цвет.

Естественно, подобная ситуация не могла устроить ни одного специалиста, профессионально работающего с цветом, да и любителям, скажем прямо, радости не приносила. Представьте себе: в мире существуют десятки тысяч моделей мониторов, принтеров, сканеров, и каждый из них «понимает» и воспроизводит один и тот же цвет по-разному. Для того чтобы избежать подобной нестыковки, и были созданы системы управления цветом.

Впервые подобная система появилась на компьютерах Macintosh и носила название ColorSync. Во всех последних операционных системах от Microsoft также используется похожая система сквозной цветокоррекции под названием ICM. Задачи у них совершенно одинаковые - обеспечить на уровне операционной системы автоматическую подстройку цвета между разнообразными устройствами таким образом, чтобы воспроизводимые ими цвета были максимально похожими. Например, при печати картинки на струйном принтере правильно настроенная система должна так изменить цвета исходной картинки, посылаемой на принтер, чтобы выжать все из его возможностей по воспроизведению цветов, при этом передав их максимально близко к оригиналу. Для этого система управления цветом должна знать о возможностях цветопередачи устройства, на которое выводится изображение.

Эти возможности записываются в специальные цветовые профили устройства - ICC profile. Система управления цветом состоит из «движка», являющегося своим для каждой операционной системы или платформы, и цветового профиля устройства, который может использоваться на разных платформах. Каждый профиль уникален для данного устройства или класса устройств - так, все струйные принтеры одной модели имеют один и тот же ICC Profile, хотя для достижения наилучшей цветопередачи вообще-то необходимо создавать для каждого отдельного принтера свой профиль и обновлять его каждый раз при смене чернил или сорта бумаги - только в этом случае цветопередача будет максимально точной. Но такие нюансы - удел профессионалов, к тому же создание ICC Profile для принтера - задача не из легких, требующая специального измерительного оборудования, поэтому «для дома, для семьи» достаточно цветовых профилей принтера, поставляемых вместе с ним - разброс в цвете на двух разных отпечатках будет практически незаметен непрофессионалу, поскольку как сами принтеры, так и чернила для них строго сертифицированы ¹.

Ситуация же с мониторами сильно отличается. Единственное, что стандартизирует производитель на заводе - цвета свечения люминофора, нанесенного на трубку монитора. И кроме того создает несколько заводских пресетов яркости, контрастности и цветовой температуры. Но пользователь всегда может подкрутить какие-либо настроечки, да и люминофор со временем выгорает, поэтому мониторы цветовыми профилями либо вовсе не снабжаются, либо снабжаются, но сильно усредненными ². Исключением (да и то не всегда) являются мониторы, управляемые исключительно по цифровому интерфейсу с помощью операционной системы - например, во всех мониторах фирмы Apple настройка осуществляется непосредственно из MacOS, при этом система немедленно вводит поправки в цветовой профиль монитора, «запоминая» его новые свойства. Все остальные же мониторы необходимо настраивать. К счастью, процесс настройки монитора более прост и доступен, нежели цветокалибровка принтера, и может быть выполнен «в домашних условиях». Конечно, для профессиональной калибровки все равно необходимы специальные устройства, замеряющие параметры монитора и создающие максимально точный цветовой профиль, но довольно неплохих результатов можно добиться и «на глазок».

Для этого необходимо воспользоваться одной из программ калибровки. Существует множество программ этого класса - например, Colorific или PowerDesk, кроме того, многие производители мониторов и видеокарт снабжают свои изделия собственным программным обеспечением. Однако все они выполняют одни и те же задачи: во-первых, создают цветовые профили монитора для системы управления цветом, а во-вторых, преобразуют поступающую на монитор информацию так, чтобы картинка на мониторе соответствовала его цветовому профилю. Главное - не использовать одновременно несколько подобных программ, иначе они будут «корректировать» друг друга, и о какой-либо цветопередаче можно будет забыть. Мы рассмотрим процесс создания цветового профиля и настройки монитора на примере использования программы Adobe Gamma, поставляемой в комплекте со всеми графическими программами от Adobe. После ее инсталляции в «Панели управления» Windows появится дополнительный ярлык Adobe Gamma (рис. 1).

Первое, что мы увидим после запуска программы - предложение выбрать тип работы: пошаговый, в режиме «Мастера» или же в режиме «Контрольной панели» (рис. 2). Выберем пошаговый режим (Step by step) и пойдем дальше.

На этом этапе вы можете ввести имя для вновь создаваемого цветового профиля или загрузить уже имеющийся - на тот случай, если с вашим монитором поставлялся цветовой профиль (рис. 3). Предполагая, что нужного профиля у нас нет, введем имя «My monitor».

На следующем этапе вам необходимо установить контраст монитора в максимально возможное значение (100%), а затем настроить яркость монитора, чтобы центральный серый квадрат на черном поле был едва различим, но рамка этого поля оставалась бы чисто белой, а не серой (рис. 4).

Затем нужно выбрать тип люминофора вашего монитора (рис. 5). Для чего это делается? Дело в том, что красный, синий и зеленый люминофоры у разных типов мониторов слегка отличаются по цвету, и программе нужно знать, с каким именно люминофором она «столкнулась». Загляните в руководство к своему монитору - добросовестные производители обычно указывают цвета люминофоров в цветовых координатах «x» и «y». Если вам повезло и в паспорте вашего монитора эти значения указаны - выберите Custom… и введите их в соответствующие поля (рис. 6). Если у вас нет подобных данных - выберите наиболее близкий тип люминофоров для вашей модели, например, Trinitron для мониторов с соответствующим типом кинескопа. А если вы не можете определить, какой у вас монитор - оставьте значения по умолчанию.

Теперь пора настроить гамму вашего монитора (рис. 7). Для этого отодвиньтесь подальше от монитора, прищурьтесь и с помощью движка добейтесь того, чтобы центральное серое поле сливалось с обрамляющей его рамкой из горизонтальных чередующихся линий. Кстати, движком гораздо удобнее управлять не с помощью мыши, а клавишами курсора «вверх» и «вниз». Для более точных результатов настройте гамма-коррекцию отдельно для каждого цветового канала (рис. 8) - для этого очистите галочку «View single gamma only». Ну и, наконец, выберите желаемое значение гамма-коррекции из выпадающего списка или введите его вручную (рис. 9). Здесь я рекомендовал бы оставить значение по умолчанию (Windows Default), если только вы не преследуете каких-либо специальных целей.

Переходим к настройке цветовой температуры, или «белой точки» монитора. Общую информацию о том, что это такое, вы получите из соответствующей врезки, здесь же нужно решить, как ее правильно настроить. Сначала необходимо определить текущую цветовую температуру монитора. Если в меню настроек вашего монитора присутствует выбор цветовой температуры, установите там желаемую (для Windows стандартной считается температура 65 000), а затем выберите ее из выпадающего списка (рис. 10). Однако лучше все же измерить цветовую температуру монитора - дело в том, что даже калиброванные заводские предустановки могут со временем «поплыть» из-за выгорания люминофора, и тогда цветовая температура, указанная в меню монитора, не будет соответствовать реальной ³. Для измерения цветовой температуры нажмите кнопку Measure и внимательно прочитайте открывающуюся инструкцию (рис. 11). Для тех, кто не знает английского, объясню, что, собственно, надо делать. Сначала нужно постараться минимизировать все внешнее освещение - выключить свет, задернуть шторы и так далее. После нажатия кнопки Ok перед вами на абсолютно черном экране появятся три немного отличающихся серых квадрата, из них нужно выбрать тот, чей цвет вам покажется наиболее нейтральным (без примесей желтого или голубого). Если вы выбираете правый или левый квадрат, то вам снова будут предложены три отличающихся по тону квадрата. Повторяйте эту операцию до тех пор, пока наиболее нейтрально-серый, по вашему мнению, квадрат не окажется по центру, затем щелкните по нему мышью и - вуаля! - температура измерена.

Далее переходим к следующему шагу и выбираем необходимую цветовую температуру, которую будет эмулировать монитор (рис. 12). Какую именно - зависит от вас. Так, для обычной работы лучше поставить температуру в 6500, для полиграфии - в 5000.

При следующем шаге вы можете сравнить, как ваш экран выглядел до применения Adobe Gamma и как он выглядит сейчас (рис. 13). Сохраните файл, нажав кнопку Finish, и… наслаждайтесь калиброванным монитором! Adobe Gamma будет автоматически загружаться при каждом запуске компьютера и корректировать изображение на экране требуемым образом.

Тем же, кому интересно узнать больше про цветокалибровку и работу с цветом, я рекомендую прочитать три темы номера в журнале «Компьютерра» за 1999 год. Найти их можно по адресам:

www.computerra.ru/offline/1999/293/
www.computerra.ru/offline/1999/294/
www.computerra.ru/offline/1999/295/ .

1 (обратно к тексту) - Кстати, именно поэтому для точной цветопередачи необходимо использовать родные чернила и бумагу - цветовой профиль принтера на заводе создается именно под оригинальные расходные материалы, чернила и бумага сторонних фирм могут иметь слегка отличающиеся цвет, впитываемость, отражающую способность и так далее - в общем, цветопередача будет гораздо хуже.
2 (обратно к тексту) - К примеру, такими, как sRGB, разработанными специально для того, чтобы сделать возможной корректную цветопередачу для как можно большего количества устройств, включая и «бытовые» мониторы, принтеры и сканеры. Естественно, любая универсальность дается дорогой ценой, и цветовое пространство sRGB не позволяет описать многие цвета, которые воспроизводят конкретные модели мониторов или принтеров. Так что если у вас есть сканер, монитор и принтер, поддерживающие sRGB, вы добьетесь довольно точной передачи цвета между ними безо всяких дополнительных настроек, но, увы, «бриллиантовых» цветов можете не ожидать.
3 (обратно к тексту) - В 2000 году «ДК» проводил тестирование восьми 17-дюймовых мониторов - лидеров рынка. В частности, с помощью профессионального цифрового колориметра LTM С2200 (Германия) измерялась температура цвета в стандартных режимах. Ни у одного (!) из тестируемых мониторов, хотя это были совершенно новые модели, температура цвета не совпадала со стандартными 65000. Отклонения составляли от 500 до 2000 градусов. (Прим. ред.)
Аддитивный и субтрактивный синтез цвета

Цвет можно синтезировать двумя принципиально разными методами. Аддитивный синтез цвета предполагает получение цвета смешением излучений. Согласно трехкомпонентной теории цвета, человеческий глаз содержит три типа рецепторов, реагирующих на синее, зеленое и красное излучение, для создания цвета необходимо смешать в определенных пропорциях три цветовых луча. Примером может служить монитор или телевизор, в котором цвет получается за счет RGB-излучений люминофоров экрана, возбужденных потоками электронов, попавших на них.

В аддитивном синтезе под белым цветом мы понимаем смешение основных излучений в максимальном количестве, черный цвет - полное отсутствие излучений, серый - промежуточный между белым и черным.

При субтрактивном синтезе цвета RGB-излучения попадают в глаз не прямо, а отражаясь от окрашенной поверхности, поглощающей часть энергии излучения источника света. Причем одни лучи поглощаются сильнее, другие - слабее. В результате баланс попавших на сетчатку глаза излучений меняется, что вызывает ощущение цвета. Пример субтрактивного синтеза цвета - цветные фотографии, кинофильмы, печатная продукция, изображения, полученные на цветных принтерах.

Субтрактивным синтезом мы никогда не получим белый цвет - только серый или черный, потому что краска всегда поглощает свет сильнее, чем бумага, на которую она нанесена. В субтрактивном синтезе белый цвет - цвет бумаги для печати, при полном отсутствии краски. Черный цвет получается смешением максимального количества красок, а серый - смешением их в определенных пропорциях.

Для идеального субтрактивного синтеза достаточно всего трех красок - желтой, пурпурной и голубой (желтая поглощает синие лучи, пропуская красные и зеленые, пурпурная поглощает зеленые, пропуская синие и красные, голубая поглощает красные, пропуская желтые и зеленые). Однако на практике смешение этих трех красок дает не черный, а буро-коричневый цвет, серые тона требуют для воспроизведения неравных количеств этих красок. Почему? Да потому, что реальные краски поглощают не только «свои» излучения, но и часть «чужих» - так, реальная голубая краска поглощает 100% красных, 20% синих и 40% зеленых лучей! Поэтому для расширения возможностей цветопередачи используется большее число красок - обычно не менее четырех (к триадным краскам добавляется черная), а в фотопринтерах и того больше (в последних моделях Epson и Hewlett-Packard, к примеру, используется семикрасочная печать).

Гамма

Для чего используется гамма-коррекция? Дело в том, что у мониторов передача полутонов нелинейная - так, два отличающихся на некоторое числовое значение цвета, находящихся в «темной» области (близкие к черному), на мониторе будут выглядеть почти одинаково. А вот отличающиеся на то же значение цвета в средних или светлых областях покажутся вам довольно далеко отстоящими друг от друга. Для компенсации этой нелинейности и используется гамма-коррекция.

Цветовая температура

Любое тело с температурой, отличной от абсолютного нуля, испускает излучение. По мере нагревания тело излучает сначала в инфракрасной части спектра, затем в красной части видимого спектра, и далее с повышением температуры - в желтой, фиолетовой и ультрафиолетовой частях спектра. Например, разогретая добела металлическая пластина, остывая, меняет цвет от бело-голубого через желтый, оранжевый к ярко-красному, затем к вишневому и, наконец, становится темной, практически прекращая излучать в видимой части спектра. Цветовая температура как раз и характеризует распределение энергии в спектре излучения. В физике ее используют для того, чтобы по спектральному составу излучения определить температуру объекта, например, Солнца. В нашем же случае к понятию цветовой температуры нужно подходить с точностью до наоборот: указав цветовую температуру для монитора, мы определяем, какой спектральный состав будет иметь его абсолютно белое излучение - то есть какого «цвета» будет абсолютно белый экран! В зависимости от цветовой температуры наш белый цвет имеет более теплые (при низкой цветовой температуре) или холодные (при высокой) оттенки.

Зачем это нужно? Помните, во врезке про типы синтеза цвета мы говорили о том, что при субтрактивном синтезе краска ослабляет определенную часть спектра падающего на нее излучения, отражая или пропуская все остальное. Но если в падающем излучении доля, к примеру, синих лучей мала, то мы никогда не сможем увидеть на отпечатке насыщенного синего цвета - там просто нечему будет отражаться! Для примера рассмотрите один и тот же отпечаток при свете лампы накаливания и на улице - вы увидите, что при солнечном освещении цвета более живые и насыщенные. Так вот, установка цветовой температуры на мониторе необходима для того, чтобы сымитировать те условия освещения, при которых будет рассматриваться картинка.

Источник света	Цветовая температура
Лампы накаливания	2800-3200К
Люминесцентные лампы	4100К
Ксеноновые лампы	5290К
Импульсные ксеноновые лампы (вспышки)	6000К
Дневной свет	6500К
Северное небо	7500К