Отличительная черта цифрового фотопроцесса — последовательная передача цветовой информации по всей цепочке устройств, каждое из которых может внести свои аппаратные «поправки», неизбежно влияющие на качество финального отпечатка.
Эта проблема объясняется тем, что цветовой спектр каждого устройства
заведомо ограничен, и пока невозможно передать все богатство красок. И
пленка, и сенсор имеют свой динамический диапазон, который немного
обедняет натуральную гамму. При постобработке или после сканирования
картинка также может потерять свою естественность — монитор (или
сканер) также не способен стопроцентно передать некоторые оттенки. К
тому же надо принять во внимание, что и конечное устройство
формирования отпечатков также имеет свои границы.
Система управления цветом (Color Management Service, CMS) — это набор программных средств, согласовывающих цветопередачу сканеров, принтеров, мониторов и т.д. Она обеспечивает неизменность оттенков на всех этапах предварительной обработки до распечатки включительно. В идеале, отображаемые на мониторе цвета будут строго соответствовать тому, что получится на выходе. А для этого различные ОС, мониторы и приложения должны соблюдать некий протокол согласования. Наиболее очевидна выгода CMS применительно к устройствам с небольшим диапазоном цветности (гаммой) — например, настольным принтерам. CMS пересчитывает гамму первичного устройства (в частности, монитора) в координаты цветовой шкалы принтера. В результате все цвета монитора реализуются в соответствии с возможностями конечного звена.
Без системы цветового менеджмента
такие яркие снимки не могут иметь
правильную цветопередачу
Картинка будет удачной, если камера,
сканер и принтер исповедуют схожие
цветовые модели
Неоднозначность трактовки
цвета влечет за собой неожиданные результаты
Системный анализ
До того, как миру явились настольные издательские системы (desktop publishing), использовались так называемые «закрытые» системы, где все компоненты были откалиброваны и подогнаны для работы друг с другом. Но полного соответствия удавалось достичь далеко не всегда, и специалисты высокой квалификации, исходя из своего опыта, корректировали отсканированные изображения, заведомо зная, как скажутся на готовой печатной продукции результаты их манипуляций. Тем не менее, новейшие тенденции в цифровой индустрии ставят под сомнение целесообразность таких комплексных решений.
Очевидно, что разнородные электронные компоненты по-разному воспроизводят оттенки на различных стадиях цифрового фотопроцесса. К примеру, в соответствии со своей спецификацией сканер интерпретирует картинку как набор RGB-величин. Далее, монитор отображает цвета, исходя из характеристик люминофора или жидких кристаллов. Ну а большинство цветных принтеров реализуют печать, руководствуясь стандартами CMYK.
Данный пример наглядно иллюстрирует необходимость внедрения системы цветового менеджмента. Принцип открытого управления позволяет компенсировать разницу цветопередачи посредством аппаратно-независимого протокола.
Способ генерации цвета зависит от специфики устройства. В каком-то смысле, каждый компонент обучен одному «цветовому языку» и не может полноценно общаться со всеми прочими. Поэтому, как вы поняли, срочно потребуется переводчик. Представим, что в комнате собрались четыре незнакомца. Один разговаривает на суахили, другой на французском, третий на китайском, а четвертый вообще на языке жестов. Этой незадачливой компании нужен кто-то, кто знает все четыре языка плюс еще один нейтральный. Дискуссия будет развиваться через переводчика, транслирующего реплики на универсальный язык. Таким образом, продолжая общаться по-своему, каждый будет в курсе текущих событий.
Почему WYS не всегда тождествен WYG
«Цифровые гуру» стараются нивелировать разницу между отпечатком и содержимым экрана
В работе с файлами более всего раздражают отклонения от принципа WYSIWYG (получаешь при печати то, что видишь на экране). Тяжко «выстраданный» цвет при печати безбожно искажается. А все потому, что принтер и монитор по-разному подходят к воспроизведению цвета.
Монитор действует по аддитивному принципу RGB, где все цвета образуются через смешение красного, зеленого и голубого. Причем белый состоит из суммы всех трех при их максимальной интенсивности.
В полиграфии и струйной печати на вооружение принята схема CMYK. Здесь всевозможные оттенки формируют красители трех цветов (голубой, пурпурный, желтый) в сочетании с черным (K). Модель CMYK называется субтрактив-ной, поскольку чернила выступают в качестве фильтров, на которые падает композитный белый свет, и поглощаются различные его составляющие. Пурпурная краска поглощает зеленый спектр, голубая — красный, желтая — синий. Теоретически, комбинация всех трех красок в равных пропорциях порождает «непроглядную тьму», или черный цвет.
Однако недостаточная чистота существующих красителей не позволяет добиться абсолютной насыщенности, и в черном все равно проскакивают посторонние оттенки. В результате вместо идеально-черного получается нечто грязно-бурое. Вот почему к CMY-палитре специально добавляют черный краситель. Эти цвета можно увидеть на картриджах принтеров, поддерживающих CMYK.
Нейтральная цветовая модель
Система цветового менеджмента работает по схожему принципу, используя в качестве универсального языка один из аппаратно-независимых протоколов. Особняком среди прочих стоит цветовая модель CIELAB. Разработанная в 1976 г. международной комиссией по освещению (CIE), она ориентирована на естественное восприятие цветов человеческим глазом. Однако наиболее укоренился способ представления цвета в пространстве RGB (красный, зеленый, голубой), а также его инверсионная разновидность CMY (голубой, пурпурный, желтый). Эти модели «подражают» организации восприятия цвета человеком. А также реализуют аддитивный и субтрактивный принципы (см. вкладку).
Об ограниченности гаммы
Обсуждая проблемы RGB и CMY, нельзя не упомянуть об ограниченности их диапазона. Полная цветовая гамма, доступная человеческому глазу, довольно обширна. Однако глядя на продукты моделей RGB и CMY, сразу же замечаешь, что количество отображаемых цветов не соответствует нашим оптическим возможностям.
Чтобы не быть голословными, мы наложили RGB- и CMY-гаммы на Диаграмму цветности, построенную CIE в 1931 г. (полный диапазон зрения человека). Как видно, обе модели нельзя назвать полноценными. Более того, они отличаются по форме и охвату. Некоторые RGB-цвета нельзя выразить через CMY(K) и наоборот.
Из-за разницы диапазонов
картинки GMYK и RGB отличаются
одна от другой
Цветовая модель печатающего
устройства прямо влияет на
красочность фотографии
Как функционируют цветовые модели
В понимании сущности RGB и CMYK лежит ключ к успешному управлению цветом
Аддитивные цвета производятся путем смешения различных спектральных световолн. Именно так формируются изображения на телеэкранах и компьютерных мониторах, где цветные пиксели «выстреливаются» на люминесцентный слой красной, зеленой и голубой электронными пушками. Дело в том, что если разместить несколько светящихся точек достаточно близко, они будут восприниматься как одна.
Проиллюстрируем данный тезис простейшим опытом по смешению цветов. Возьмем диск, разделенный на разноцветные сектора, и присоединим его к электродвигателю. При высокой скорости вращения диск приобретет некий композитный оттенок.
Субтрактивные цвета образуются за счет поглощения объектом определенных составляющих белого спектра. Все прочие цвета, соответственно, отражаются. На том и стоит вся индустрия печати, причем в качестве субтрактивного базиса рассматривают голубой, пурпурный и желтый.
На красном, зеленом и синем построено трехцветное представление человека, поэтому их считают основой основ аддитивности. Вторичные цвета (голубой, пурпурный, желтый) формируются сложением каждого из двух первичных. Очевидно, что комбинация красной, зеленой и синей составляющих максимальной интенсивности производит белый цвет. Модель RGB реализована в CCD-матрицах цифровых камер, но для печати она неприменима.
Диапазон цветности
RGB-мониторы отображают отдельные оттенки, которые можно назвать «НЕпечатными». И наоборот, некоторым «художествам» CMYK дорога на экран также закрыта. Кроме того, границы RGB-диапазо-на в каждом устройстве существенно разнятся.
Парадоксально, но чем шире RGB-гамма, тем больше проблем возникает при печати. Цвета, не вписывающиеся в модель CMYK, нужно некоторым образом «сокращать» (т.е. переводить в границы
печатного диапазона). Естественно, это приводит к некоторой потере качества и нарушению принципа WYSIWYG.
Впрочем, точное значение диапазонов CMY и RGB зависит от ряда факторов. Любое RGB-устрой-ство, будь то камера, принтер, сканер или монитор, обладает собственной уникальной гаммой. Качество красителей и бумаги, условия окружающей среды могут так или иначе сдвинуть границы CMY(K).
Такие колебания спектра могут перерасти в проблему при печати. Увы, но цветовая несовместимость — это побочный эффект электронного представления фотографий, борьба с которым порой занимает большую часть допечатной подготовки и непосредственно печати в лабораториях и типографиях.
Управление цветом
Методы довольно прозрачны: этот процесс подразделяется на две основные стадии. Картинки переводятся в аппаратно-независимую систему цветовых координат, причем более полную, чем, скажем, у монитора. Затем файлы сохраняются вместе с «профилями», хранящими информацию о характеристиках устройства вывода.
Преимущества такого подхода очевидны: графический файл становится транспортабельным. Чтобы переориентировать его на другое устройство, достаточно просто присоединить соответствующий профиль.
Наиболее популярная модель «цветоуправле-ния» родилась в 1993 г., когда компьютерщики и полиграфисты учредили Международный консорциум по цвету (ICC) с целью обеспечить устойчивое воспроизведение цвета на всех этапах репродукции. Попутно ICC заложил фундаментальные основы цветового менеджмента.
Система управления цветом от ICC включает три основных компонента: аппаратно-независимое цветовое пространство (еще называемое «связующим»), профили устройств и модуль управления цветностью (CMM), интерпретирующий содержимое профилей и выполняющий инструкции по коррекции диапазона.
CMY — основной полиграфический стандарт,
хотя в большинстве принтеров гамму усиливают черным (K)
ICC сразу же постановил, что ответственность за трансформацию цветового пространства будет возлагаться на операционную систему. Такое «разделение полномочий» освобождает от необходимости реализовывать в каждом графическом приложении однотипные управляющие функции. Исходными данными для преобразований служат профили устройств, описывающие поведение цвета в различных условиях.
Цветовая модель CMY(K)
Этот формат является антиподом стандартного представления RGB
Если перевести CMY на язык элементарных цветов, то это будет приблизительно так: красный, голубой и желтый. По аналогии с предыдущей схемой ниже приведена взаимосвязь между CMY и RGB.
Давайте рассмотрим следующий рисунок. На белую основу, отражающую 100% света, нанесли 17-процентный слой пурпура, 100-процентный голубого и 87-процентный желтого. Известно, что пурпур поглощает зеленые световолны, голубой — красные, а желтый — синие. Следовательно, в отраженных лучах будет 44% зеленого, 29% синего и совсем не будет красного.
На этапе печати микроскопические точки трех элементарных цветов образуют так называемые «розетки» растрового изображения. Для невооруженного глаза они сливаются в однородный полутон. Однако при тщательном исследовании (например, вооружившись линзой) можно обнаружить элементарные ячейки.
В данном примере «100-процентная голубизна» будет печататься сплошным слоем. 87% желтого реализуются в виде зеленых точек, так как желтый будет ложиться поверх голубого. Точки от 17% пурпура будут довольно темными, поскольку они в основном перекроются и желтой, и голубой красками.
Выбор сделан
В качестве аппаратно-независимой модели ICC выбрал модель CIE. Так как любой специфический цвет может быть переведен в независимое пространство, «сборка» разнородных устройств в систему с единой спецификацией особого труда не представляет. Оказалось, что цветовой язык CIE действительно «велик и могуч». В одном из следующих выпусков мы расскажем, как это происходит на практике...
Посредством профилей можно приспособить
принтеры к любым условиям эксплуатации
Профили устройств
Система управления цветом (CMS) должна располагать характеристиками каждого репродукционного звена, т. е. знать его гамму и прочие особенности цветопередачи. Искомая информация хранится в специальных файлах (профилях). Профиль устройства позволяет CMS переводить «внутренние» цвета в аппаратно-независимую систему координат (CIELAB или CIEXYZ).
У каждого интегрируемого в CMS устройства имеется собственный профиль, разработанный производителем или какой-либо третьей фирмой. Конвертировав «зависимые» цвета в связующее пространство, CMS переводит их в координаты следующего по цепочке устройства.
Профиль характеризует устройство, описывая его цветовое пространство в зависимости от конкретных условий. Для некоторых технических средств вполне достаточно единственного файла (например, для монитора). Однако принтеры и иже с ними могут обладать сразу несколькими, так как малейшее изменение условий (например, краска или бумага другого производителя) должно быть учтено в отдельном профиле. Профили можно встраивать непосредственно в графический файл. Это позволяет автоматизировать интерпретацию цветов при передаче картинки от одного устройства к другому.
Профили
- Профили устройства ввода — сканеры, цифровые камеры (их также называют «исходными»)
- Профили дисплея — мониторы, плазменные панели
- Профили устройства вывода — принтеры, копировальные устройства, пленочные рекордеры, печатные машины (их также называют «конечными»)
От модели CMYK до распечатки цифрового фото
Теоретически, комбинация голубого, пурпурного и желтого дает «радикально черный цвет» (абсолютное поглощение). Но практика поставила под сомнение самодостаточность схемы CMY. Оказалось, что из-за несовершенства процесса и дефектов красителей невозможно добиться полного поглощения. Поэтому смешение чернил в равных пропорциях вовсе не гарантировало передачу черного и оттенков серого. Фактически они выходили грязновато-коричневыми.
Чтобы «сгустить краски», пришлось добавить к палитре отдельный черный цвет. Он маркируется как «К».Практи-ческая ценность модели CMY воплотилась в четырехцветной печати, которая позволяет получать картинки, состоящие из полутонов. К ним относятся и фотографии. В зависимости от тонального диапазона элементарные составляющие полутона разнятся по однородности и величине. Впрочем, сущность метода осталась неизменной: наложение голубых, пурпурных, желтых и черных «микроэлементов», организованных в растровые розетки.
CMYK подразумевает нанесение
множества точек, сливающихся
в непрерывный цвет
Хотя модель CMYK считается субтрактивной, ее в определенном смысле можно считать аддитивной. Благодаря оптической иллюзии, желтая, голубая и пурпурная россыпь воспринимается глазом как непрерывный цвет.
Это происходит из-за того, что нам не удается различить отдельные точки (на хорошо отпечатанной фотографии их 300 на каждый дюйм). Оттенки же формируются смешением красок CMYK в различных пропорциях.
Профессиональный жаргон
Гамма - полный набор цветов, генерируемый каким-либо устройством. Цвет считается «вне гаммы», когда его координаты в пространстве одного из устройств нельзя транслировать напрямую. К примеру, на мелованной фотобумаге отображается больше цветов, чем на обычной. Поэтому говорят, что у нее большая цветовая гамма. Интересно, что стандартная гамма CMYK существенно скромнее, чем у RGB.
Четырехцветная печать - процесс, при котором цвет формируется из комбинации голубого (C), пурпурного (M), желтого (Y) и черного (K) красителей. Иногда его называют CMYK-печатью
По материалам DPhotographer