Fargestyring - Color management

I digitale bildesystemer er fargestyring (eller fargestyring ) den kontrollerte konverteringen mellom fargegjengivelsene til forskjellige enheter, for eksempel bildeskannere , digitale kameraer , skjermer, TV -skjermer, filmskrivere, dataskrivere , offsetpresser og tilsvarende medier.

Det primære målet med fargestyring er å oppnå en god match på tvers av fargeenheter; for eksempel skal fargene på en ramme i en video vises som de samme på en datamaskin LCD -skjerm , på en plasma -TV -skjerm og som en trykt plakat. Fargestyring bidrar til å oppnå det samme utseendet på alle disse enhetene, forutsatt at enhetene er i stand til å levere den nødvendige fargeintensiteten. Med fotografering er det ofte kritisk at utskrifter eller nettgallerier ser ut som de var ment. Fargestyring kan ikke garantere identisk fargegjengivelse, da dette sjelden er mulig, men det kan i det minste gi mer kontroll over eventuelle endringer som kan oppstå.

Deler av denne teknologien er implementert i operativsystemet (OS), hjelperbibliotekene, applikasjonen og enheter. En plattformsvisning av fargestyring er bruk av et ICC-kompatibelt fargestyringssystem. Den International Color Consortium (ICC) er en industri konsortium som har definert:

  • En åpen standard for en Color Matching Module (CMM) på operativnivå
  • fargeprofiler for:
    • Enheter, inkludert devicelink-profiler som representerer en fullstendig fargetransformasjon fra kildeenhet til målenhet
    • Arbeidsrom , fargerommene der fargedata skal manipuleres

Det er andre tilnærminger til fargestyring i tillegg til å bruke ICC -profiler . Dette skyldes delvis historie og delvis på grunn av andre behov enn ICC -standarden dekker. Film- og kringkastingsindustriene bruker noen av de samme konseptene, men de er ofte avhengige av mer begrensede boutique -løsninger. Filmindustrien bruker for eksempel ofte 3D LUT ( oppslagstabell ) for å representere en komplett fargetransformasjon for en bestemt RGB -koding. På forbrukernivå gjelder fargestyring for tiden mer for stillbilder enn video. Operativsystemer som macOS, iOS og Android kan utføre fargestyring for videoer i hele systemet, mens på Windows er videohåndtering praktisk talt ikke-eksisterende.

Oversikt

  1. Karakteriser. Hver fargestyrte enhet krever en personlig tabell, eller "fargeprofil", som karakteriserer fargesvaret til den aktuelle enheten.
  2. Standardiser. Hver fargeprofil beskriver disse fargene i forhold til et standardisert sett med referansefarger ("Profilforbindelsesområdet").
  3. Oversette. Fargestyrt programvare bruker deretter disse standardiserte profilene til å oversette farge fra en enhet til en annen. Dette utføres vanligvis av en fargestyringsmodul (CMM).

Maskinvare

Karakterisering

Se også: ICC -profil

For å beskrive oppførselen til forskjellige utgangsenheter, må de sammenlignes (måles) i forhold til et standard fargerom . Ofte utføres et trinn som kalles linearisering først, for å angre effekten av gammakorreksjon som ble gjort for å få mest mulig ut av begrensede 8-biters fargebaner. Instrumenter som brukes til måling av enhetsfarger inkluderer kolorimetre og spektrofotometre . Som et mellomliggende resultat er enhetsomfanget beskrevet i form av spredte måledata. Transformasjonen av de spredte måledataene til en mer vanlig form, som kan brukes av applikasjonen, kalles profilering . Profilering er en kompleks prosess som involverer matematikk, intens beregning, dømmekraft, testing og iterasjon. Etter at profileringen er fullført, opprettes en idealisert fargebeskrivelse av enheten. Denne beskrivelsen kalles en profil .

Kalibrering

Hovedartikkel: Fargekalibrering

Kalibrering er som karakterisering, bortsett fra at den kan inkludere justering av enheten, i motsetning til bare måling av enheten. Fargestyring blir noen ganger omskåret av kalibreringsenheter til et vanlig standard fargerom, for eksempel sRGB ; Når slik kalibrering er gjort godt nok, er det ikke nødvendig med fargeoversettelser for å få alle enheter til å håndtere farger konsekvent. Denne unngåelsen av kompleksiteten i fargestyring var et av målene i utviklingen av sRGB.

Fargeprofiler

En 3D -visning av to ICC -profiler

Innebygging

Bildeformater i seg selv (for eksempel TIFF , JPEG , PNG , EPS , PDF og SVG ) kan inneholde innebygde fargeprofiler, men er ikke nødvendig for å gjøre det av bildeformatet. Den internasjonale fargekonsortiestandarden ble opprettet for å bringe ulike utviklere og produsenter sammen. ICC -standarden tillater utveksling av utskriftsenhetens egenskaper og fargerom i form av metadata . Dette gjør det mulig å legge inn fargeprofiler i bilder, samt lagre dem i en database eller en profilkatalog.

Arbeidsrom

Arbeidsområder, for eksempel sRGB , Adobe RGB eller ProPhoto, er fargerom som muliggjør gode resultater under redigering. For eksempel bør piksler med like verdier R, G, B virke nøytrale. Bruk av et stort arbeidsområde vil føre til plakisering , mens bruk av et lite arbeidsrom vil føre til klipping . Denne avveiningen er et hensyn til den kritiske bildeditoren.

Fargetransformasjon

Fargetransformasjon, eller konvertering av fargerom, er transformasjonen av representasjonen av en farge fra ett fargerom til et annet. Denne beregningen er nødvendig når data utveksles i en fargestyrt kjede og utføres av en fargematchingsmodul . Transformering av profilert fargeinformasjon til forskjellige utskriftsenheter oppnås ved å referere profildataene til et standard fargerom. Det gjør det lettere å konvertere farger fra en enhet til et valgt standardfargerom og fra det til fargene på en annen enhet. Ved å sikre at referansefargerommet dekker de mange mulige fargene som mennesker kan se, lar dette konseptet utveksle farger mellom mange forskjellige fargeutgangsenheter. Fargetransformasjoner kan representeres av to profiler (kildeprofil og målprofil) eller av en enhetslink -profil. I denne prosessen er det tilnærminger involvert som sørger for at bildet beholder sine viktige fargekvaliteter og gir også en mulighet til å kontrollere hvordan fargene endres.

Profiltilkoblingsplass

I terminologien til International Color Consortium kan en oversettelse mellom to fargerom gå gjennom et profiltilkoblingsrom (PCS): Color Space 1 → PCS ( CIELAB eller CIEXYZ ) → Color space 2; konverteringer til og ut av PCS er hver spesifisert av en profil.

Gamut kartlegging

I nesten alle oversettelsesprosessen, må vi håndtere det faktum at fargen gamut av forskjellige enheter varierer i rekkevidde som gjør en nøyaktig gjengivelse umulig. De trenger derfor noen omorganisering nær grensene for spekteret. Noen farger må flyttes til innsiden av spekteret, da de ellers ikke kan vises på utdataenheten og bare ville bli klippet. Denne såkalte gamut-mismatchen oppstår for eksempel når vi oversetter fra RGB-fargerommet med et bredere spekter til CMYK-fargerommet med et smalere spekter. I dette eksemplet er den mørke, veldig mettede lilla-blå fargen på en typisk dataskjerms "blå" primær umulig å skrive ut på papir med en typisk CMYK- skriver. Den nærmeste tilnærmingen i skriverens område vil være mye mindre mettet. Motsatt er blekkskriverens "cyan" primær, en mettet blå lysstyrke, utenfor spekteret av en typisk dataskjerm. Fargebehandlingssystemet kan bruke forskjellige metoder for å oppnå ønskede resultater og gi erfarne brukere kontroll over spekteret av kartlegging.

Gjengivelse av hensikt

Når omfanget av kildefargerommet overskrider bestemmelsesstedet, kan mettede farger bli klippet (unøyaktig representert) eller mer formelt brent . Fargebehandlingsmodulen kan håndtere dette problemet på flere måter. ICC -spesifikasjonen inkluderer fire forskjellige gjengivelseshensikter, som er oppført nedenfor. Før den faktiske gjengivelsesintensjonen utføres, kan man midlertidig simulere gjengivelsen ved myk korrektur . Det er et nyttig verktøy ettersom det forutsier utfallet av fargene og er tilgjengelig som et program i mange fargestyringssystemer:

Absolutt kolorimetrisk
Absolutt kolorimetri og relativ kolorimetri bruker faktisk den samme tabellen, men avviker i justeringen for hvite punktmedier. Hvis utdataenheten har et mye større spekter enn kildeprofilen, dvs. at alle fargene i kilden kan representeres i utgangen, ville absolutt gjengivelsesintensjonen ved å bruke absolutt kolorimetri gjengi intensjonen (ignorere støy, presisjon, etc.) gi en eksakt utgang av de angitte CIELAB -verdiene. Perceptuelt kan fargene virke feil, men instrumentmålinger av den resulterende utgangen vil matche kilden. Farger utenfor prøveutskriftssystemets mulige farge er kartlagt til grensen for fargespekteret.

Absolutt kolorimetri er nyttig for å få en nøyaktig spesifisert farge (f.eks. IBM -blå), eller for å kvantifisere nøyaktigheten av kartleggingsmetoder.

Relativ kolorimetrisk
Målet i relativ kolorimetri er å være sannferdig til den angitte fargen, med bare en korreksjon for media. Relativ kolorimetri er nyttig i korrekturapplikasjoner, siden den kan brukes til å få en ide om hvordan en utskrift på en enhet vil se ut på en annen enhet. Medieforskjeller er det eneste man virkelig bør justere for, selv om det også må brukes en viss kartlegging. Vanligvis gjøres dette på en måte der fargetone og letthet opprettholdes på bekostning av redusert metning. Som standard er fargene i spekteret uendret, mens fargene utenfor spekteret klemmes fast.

Relativ kolorimetrisk er standard gjengivelsesintensjon på mange systemer.

Perseptuell
Den perseptuelle hensikten beveger seg jevnt utenom fargegrupper til spekteret, bevarer graderinger, men forvrider farger i spekteret i prosessen. I likhet med metningsintensjonen, er resultatene virkelig avhengig av profilskaperen. Dette er til og med hvordan noen av konkurrentene i dette markedet skiller seg ut. Profilprodusenten prøver å gjøre resultatene behagelige på denne hensikten. Perceptuell gjengivelse anbefales for fargeseparasjon.
Metning
Metningsintensjonen er designet for å presentere iøynefallende forretningsgrafikk ved å bevare metningen (fargerikhet). Det er mest nyttig i diagrammer og diagrammer, der det er en diskret fargepalett som designeren ønsker mettet for å gjøre dem intense, men der spesifikk fargetone er mindre viktig.

I praksis bruker fotografer nesten alltid relativ eller perseptuell hensikt, som for naturlige bilder, forårsaker absolutte fargestoffer , mens metning gir unaturlige farger. Hvis et helt bilde er in-gamut, er slektningen perfekt, men når det er fargerom, som er å foretrekke, avhenger det fra sak til sak.

En svartpunktskorreksjon (BPC) brukes ikke for absolutte kolorimetriske eller devicelink -profiler. For ICCv4 brukes den alltid på

Gjennomføring

Modul for fargestyring

Fargematchingsmodul (også - metode eller - system ) er en programvarealgoritme som justerer de numeriske verdiene som blir sendt til eller mottatt fra forskjellige enheter, slik at den opplevde fargen de produserer forblir konsistent. Hovedproblemet her er hvordan man håndterer en farge som ikke kan reproduseres på en bestemt enhet for å vise den gjennom en annen enhet som om den visuelt hadde samme farge, akkurat som når det reproduserbare fargespekteret mellom fargetransparenter og tryksaker er forskjellig. Det er ingen felles metode for denne prosessen, og ytelsen avhenger av evnen til hver fargematchingsmetode.

Noen kjente CMM -er er ColorSync , Adobe CMM, Little CMS og ArgyllCMS.

Operativsystem nivå

Fargeprofilvisning på KDE Plasma 5 , som viser en ICC -fargeprofil

Apples klassiske Mac OS- og macOS- operativsystemer har levert fargestyrings-API-er på OS-nivå siden 1993, gjennom ColorSync . macOS har lagt til automatisk fargestyring (forutsatt sRGB for de fleste ting) automatisk i operativsystemet, men applikasjoner kan eksplisitt målrette andre fargerom hvis de ønsker det.

Siden 1997 er fargestyring i Windows tilgjengelig via et ICC -fargestyringssystem (ICM). Fra og med Windows Vista , Microsoft innført en ny farge arkitektur kjent som Windows Color System . WCS supplerer Image Color Management (ICM) -systemet i Windows 2000 og Windows XP, opprinnelig skrevet av Heidelberg . Dessverre bruker de aller fleste applikasjoner ikke Windows Color System. Dette forverres ytterligere av det faktum at Windows maskinvarevideodekode -API -er ikke tillater fargestyring. Således er nesten hver videospiller ikke i stand til å ha fargestyring, og nettlesere (Chrome, Firefox, Edge) kan bare gjøre fargestyring for bilder, men ikke video.

Operativsystemer som bruker X Window System for grafikk kan bruke ICC -profiler , og støtte for fargestyring på Linux , fremdeles mindre moden enn på andre plattformer, er koordinert gjennom OpenICC på freedesktop.org og bruker LittleCMS .

Filnivå

Enkelte bildefiltyper ( TIFF og Photoshop ) inkluderer begrepet fargekanaler for å spesifisere fargemodus for filen. De mest brukte kanalene er RGB (hovedsakelig for display (skjermer), men også for noen skrivebordsutskrifter) og CMYK (for kommersiell utskrift). En ytterligere alfakanal kan spesifisere en transparent maske verdi. Noen bildeprogramvare (for eksempel Photoshop ) utfører automatisk fargeseparasjon for å opprettholde fargeinformasjon i CMYK -modus ved hjelp av en spesifisert ICC -profil, for eksempel US Web Coated (SWOP) v2 .

Søknadsnivå

Fra 2005 ignorerte de fleste nettlesere fargeprofiler. Viktige unntak var Safari , som starter med versjon 2.0, og Firefox som starter med versjon 3. Selv om det er deaktivert som standard i Firefox 3.0, kan ICC v2 og ICC v4 fargestyring aktiveres ved å bruke et tillegg eller angi et konfigurasjonsalternativ.

Fra juli 2019 støtter Safari, Chrome og Firefox fargestyring fullt ut. Det er imidlertid viktig å merke seg at de fleste nettlesere bare gjør fargestyring for bilder og CSS -elementer, men ikke video.

  • Firefox: versjon 3.5 (utgitt i 2011) og videre støtter ICC v2 -merkede bilder, og versjon 8.0 (utgitt i 2011) legger til støtte for ICC v4 -profiler. Versjon 89 (utgitt i 2021) og nyere bruker fargestyring på alle umerkede bilder og sideelementer som standard.
  • Internet Explorer: støtter ICC-profiler fra versjon 9 og utover, men konverterer bare ikke-sRGB-bilder til sRGB-profilen, uavhengig av det faktiske skjermfargerommet.
  • Google Chrome : bruker systemet som gir ICC v2 og v4 støtte på macOS , og fra versjon 22 (utgitt i 2012) støtter ICC v2 profiler som standard på andre plattformer. macOS -versjoner av Chrome gjengir video korrekt.
  • Safari: har støtte som starter med versjon 2.0 (utgitt i 2005). Støtter v2 og v4 ICC -profiler, og gjengir video korrekt.
  • Opera: har støtte siden 12.10 (utgitt i 2012) for ICC v4.
  • Pale Moon støttet ICC v2 fra den første utgivelsen, og v4 siden Pale Moon 20.2 (utgitt i 2013).

Når det gjelder mobile nettlesere, gjenkjenner Safari 13.1 (på iOS 13.4.1) enhetens fargeprofil og kan vise bilder deretter. Chrome 83 (på Android 9) ignorerer visningsprofilen og konverterer ganske enkelt alle bildene til sRGB.

Se også

Referanser

Videre lesning

Eksterne linker