Управление цветом — это процесс обеспечения единообразия и точности цветов на различных устройствах, таких как мониторы , принтеры и камеры . Он предполагает использование цветовых профилей, которые представляют собой стандартизированные описания того, как цвета должны отображаться или воспроизводиться.
Управление цветом необходимо, поскольку разные устройства имеют разные возможности и характеристики цвета. Например, монитор может отображать цвета иначе, чем принтер может их воспроизводить. Без управления цветом одно и то же изображение может выглядеть по-разному на разных устройствах, что приводит к несоответствиям и неточностям.
Чтобы обеспечить управление цветом, для каждого устройства, участвующего в рабочем процессе с цветом, создается цветовой профиль. Этот профиль описывает цветовые возможности и характеристики устройства, такие как его цветовая гамма (диапазон цветов, которые оно может отображать или воспроизводить) и цветовая температура. Эти профили затем используются для преобразования цветов между устройствами, обеспечивая согласованную и точную цветопередачу.
Управление цветом особенно важно в таких отраслях, как графический дизайн, фотография и печать, где точная цветопередача имеет решающее значение. Это помогает поддерживать согласованность цвета на протяжении всего рабочего процесса, от захвата изображения до его отображения или печати.
Части управления цветом реализованы в операционной системе (ОС), вспомогательных библиотеках, приложении и устройствах. Тип цветового профиля, который обычно используется, называется профилем ICC . Межплатформенный подход к управлению цветом заключается в использовании ICC-совместимой системы управления цветом. Международный консорциум по цвету (ICC) — это отраслевой консорциум, который определил:
Помимо использования профилей ICC, существуют и другие подходы к управлению цветом. Частично это связано с историей, а частично с другими потребностями, не предусмотренными стандартом ICC. В киноиндустрии и телерадиовещании используются одни и те же концепции, но они часто полагаются на более ограниченные специализированные решения. Например, в киноиндустрии часто используются 3D LUT ( таблица поиска ) для представления полного преобразования цвета для определенной кодировки RGB.
На потребительском уровне общесистемное управление цветом доступно в большинстве продуктов Apple (macOS, iOS, iPadOS, watchOS). [2] В Microsoft Windows отсутствует общесистемное управление цветом, и практически все приложения не используют управление цветом. [3] API медиаплеера Windows не учитывает цветовое пространство, и если приложения хотят управлять цветом видео вручную, им придется понести значительные потери производительности и энергопотребления. Android поддерживает общесистемное управление цветом [4] , но большинство устройств поставляются с отключенным управлением цветом. [5]
Чтобы описать поведение различных устройств вывода, их необходимо сравнить (измерить) относительно стандартного цветового пространства . Часто сначала выполняется этап, называемый линеаризацией, чтобы отменить эффект гамма-коррекции , которая была сделана для получения максимальной отдачи от ограниченных 8-битных цветовых путей. К приборам, используемым для измерения цвета устройств, относятся колориметры и спектрофотометры . В качестве промежуточного результата цветовой охват устройства описывается в виде разрозненных данных измерений. Преобразование разрозненных данных измерений в более регулярную форму, пригодную для использования приложением, называется профилированием . Профилирование — это сложный процесс, включающий математику, интенсивные вычисления, оценку, тестирование и итерацию. После завершения профилирования создается идеализированное цветовое описание устройства. Это описание называется профилем .
Калибровка аналогична характеристике, за исключением того, что она может включать в себя настройку устройства, а не просто измерение устройства. Управление цветом иногда обходится калибровкой устройств по общему стандартному цветовому пространству, например sRGB ; если такая калибровка выполнена достаточно хорошо, преобразование цветов не требуется, чтобы все устройства могли последовательно обрабатывать цвета. Устранение сложности управления цветом было одной из целей разработки sRGB.
Сами форматы изображений (такие как TIFF , JPEG , PNG , EPS , PDF и SVG ) могут содержать встроенные цветовые профили , но формат изображения не требует этого. Стандарт Международного консорциума цвета был создан для объединения различных разработчиков и производителей. Стандарт ICC допускает обмен характеристиками устройств вывода и цветовыми пространствами в форме метаданных . Это позволяет встраивать цветовые профили в изображения, а также сохранять их в базе данных или каталоге профилей.
Рабочие пространства, такие как sRGB , Adobe RGB или ProPhoto , — это цветовые пространства, которые обеспечивают хорошие результаты при редактировании. Например, пиксели с одинаковыми значениями R,G,B должны выглядеть нейтральными. Использование большого (гаммы) рабочего пространства приведет к постеризации , а использование маленького рабочего пространства — к обрезке . [7] Этот компромисс должен учитываться критическим редактором изображений.
Преобразование цвета или преобразование цветового пространства — это преобразование представления цвета из одного цветового пространства в другое. Этот расчет требуется всякий раз, когда происходит обмен данными внутри цепочки управления цветом и выполняется модулем подбора цветов. Преобразование профилированной информации о цвете в различные устройства вывода достигается путем ссылки данных профиля в стандартное цветовое пространство. Это упрощает преобразование цветов одного устройства в выбранное стандартное цветовое пространство, а затем в цвета другого устройства. Гарантируя, что эталонное цветовое пространство охватывает множество возможных цветов, которые может видеть человек, эта концепция позволяет обмениваться цветами между множеством различных устройств вывода цвета. Преобразования цвета могут быть представлены двумя профилями (исходным профилем и целевым профилем) или профилем связи устройства. В этом процессе используются аппроксимации, которые гарантируют, что изображение сохраняет свои важные цветовые качества, а также дают возможность контролировать, как изменяются цвета. [8]
В терминологии Международного консорциума цвета перевод между двумя цветовыми пространствами может идти через пространство соединения профилей (PCS): Цветовое пространство 1 → PCS ( CIELAB или CIEXYZ ) → Цветовое пространство 2; каждое преобразование в PCS и из него определяется профилем. [9]
Практически в каждом процессе перевода нам приходится сталкиваться с тем, что цветовая гамма разных устройств различается по диапазону, что делает невозможным точное воспроизведение. [8] Поэтому они нуждаются в некоторой перестановке вблизи границ гаммы. Некоторые цвета необходимо сместить внутрь гаммы, поскольку в противном случае они не могут быть представлены на устройстве вывода и будут просто обрезаны. Это так называемое несоответствие гаммы возникает, например, когда мы переводим из цветового пространства RGB с более широкой гаммой в цветовое пространство CMYK с более узким диапазоном гаммы. В этом примере темный, насыщенный пурпурно-синий цвет «синего» основного цвета типичного компьютерного монитора невозможно напечатать на бумаге с помощью обычного принтера CMYK . Ближайшее приближение в пределах гаммы принтера будет гораздо менее насыщенным. И наоборот, «голубой» основной цвет струйного принтера, насыщенный синий средней яркости, находится за пределами цветового охвата типичного компьютерного монитора. Система управления цветом может использовать различные методы для достижения желаемых результатов и давать опытным пользователям возможность контролировать поведение отображения гаммы.
Когда гамма исходного цветового пространства превышает цветовую гамму назначения, насыщенные цвета могут быть обрезаны (неточно представлены) или более формально выжжены . Модуль управления цветом может решить эту проблему несколькими способами. Спецификация ICC включает четыре различных способа рендеринга, перечисленных ниже. [9] [10] [11] Прежде чем приступить к фактическому рендерингу, можно временно смоделировать рендеринг с помощью программной цветопробы . [12] Это полезный инструмент, поскольку он прогнозирует результат цвета и доступен в качестве приложения во многих системах управления цветом:
Абсолютная колориметрия полезна для получения точно заданного цвета (например, синего цвета IBM) или для количественной оценки точности методов картирования.
Относительная колориметрия является способом рендеринга по умолчанию во многих системах.
На практике фотографы почти всегда используют относительное или перцептивное намерение, поскольку для естественных изображений абсолют вызывает цветовой оттенок , а насыщенность дает неестественные цвета. Если все изображение находится в гамме, идеально подходит относительное, но если есть цвета вне гаммы, что предпочтительнее, зависит от каждого конкретного случая. КИМ могут предлагать варианты BPC и частичной хроматической адаптации. [13]
Коррекция черной точки (BPC) не применяется для абсолютных колориметрических профилей или профилей связи устройств. Для ICCv4 это всегда применяется к намерению восприятия. [14] : 17 профилей sRGB ICCv2 отличаются друг от друга по ряду параметров, один из которых заключается в том, применяется ли BPC. [13]
Модуль сопоставления цветов (также — метод или — система ) — это программный алгоритм, который корректирует числовые значения, отправляемые или получаемые от разных устройств, так, чтобы воспринимаемый цвет, который они создают, оставался постоянным. Ключевой вопрос здесь заключается в том, как поступить с цветом, который не может быть воспроизведен на определенном устройстве, чтобы показать его на другом устройстве, как если бы это был визуально тот же цвет, точно так же, как когда воспроизводимый диапазон цветов находится между цветными прозрачными пленками и печатными материалами. разные. Для этого процесса не существует общего метода, и производительность зависит от возможностей каждого метода сопоставления цветов.
Некоторые хорошо известные CMM — это ColorSync , Adobe CMM, Little CMS и ArgyllCMS.
Классические операционные системы Apple Mac OS и macOS предоставляют API-интерфейсы управления цветом на уровне ОС с 1993 года через ColorSync . macOS автоматически добавила автоматическое управление цветом (при условии, что для большинства вещей используется sRGB) в ОС, но приложения могут явно ориентироваться на другие цветовые пространства, если захотят. Общесистемное управление цветом также используется в iOS, iPadOS и watchOS. [15]
С 1997 года управление цветом в Windows доступно через систему управления цветом ICC: ICM (Image Color Management).
Начиная с Windows Vista , Microsoft представила новую цветовую архитектуру, известную как WCS ( цветовая система Windows ). [16] WCS дополняет систему ICM в Windows 2000 и Windows XP , первоначально написанную Heidelberg . [17] [18]
Средство просмотра фотографий Windows из Windows 7 (также включенное в более поздние версии Windows) выполняет правильное управление цветом, однако новое приложение Windows Photos в Windows 8, 10, 11 не выполняет управление цветом [19] [20] [21] до версии v2022. .31070.26005.0. [22]
К сожалению, подавляющее большинство приложений не используют систему цвета Windows. [3] Для приложений, которые используют управление цветом (обычно веб-браузеры ), управление цветом обычно применяется только к изображениям и пользовательскому интерфейсу, но не к видео. Это связано с тем, что API медиаплеера Windows не поддерживает цветовое пространство. Таким образом, браузеры ( Chrome , Firefox , Edge ) могут управлять цветом только изображений, но не видео. [23] По той же причине практически ни один видеоплеер в Windows не поддерживает управление цветом (включая стандартное приложение «Кино и ТВ» и VLC ), за исключением Media Player Classic Home Cinema . [24] [25] [ не удалось проверить ]
В Android общесистемное управление цветом представлено в Android Oreo 8.1 . [4] Однако большинство телефонов Android поставляются с отключенным управлением цветом (например, «адаптивный» цветовой профиль в Google Pixel , «яркий» цветовой профиль в Samsung Galaxy [26] ). Это приводит к перенасыщению содержимого sRGB по сравнению с собственным цветовым охватом дисплея, обычно DCI-P3 . Пользователям необходимо вручную выбрать «естественный» цветовой профиль, чтобы включить управление цветом и обеспечить точное отображение цветового содержимого sRGB и P3.
Операционные системы, использующие систему X Window для графики, могут использовать профили ICC , а поддержка управления цветом в Linux , все еще менее развитая, чем на других платформах, координируется через OpenICC на сайте freedesktop.org и использует LittleCMS .
Некоторые типы файлов изображений ( TIFF и Photoshop ) включают понятие цветовых каналов для указания цветового режима файла. Наиболее часто используемые каналы — это RGB (в основном для дисплеев (мониторов), но также и для настольной печати) и CMYK (для коммерческой печати). Дополнительный альфа- канал может указывать значение маски прозрачности. Некоторые программы обработки изображений (например, Photoshop ) выполняют автоматическое разделение цветов для сохранения информации о цвете в режиме CMYK с использованием заданного профиля ICC , например US Web Coated (SWOP) v2 .
По состоянию на 2005 год [обновлять]большинство веб-браузеров игнорировали цветовые профили. [27] Заметными исключениями были Safari , начиная с версии 2.0, и Firefox, начиная с версии 3. Хотя управление цветом ICC v2 и ICC v4 отключено по умолчанию в Firefox 3.0, его можно было включить с помощью надстройки [28] или установки вариант конфигурации. [29]
По состоянию на июль 2019 года Safari, Chrome и Firefox полностью поддерживают управление цветом. [30] Однако важно отметить, что большинство браузеров управляют цветом только для изображений и элементов CSS, но не для видео.
Что касается мобильных браузеров, Safari 13.1 (на iOS 13.4.1) распознает цветовой профиль устройства и может отображать изображения соответствующим образом. [38] Chrome 83 (на Android 9 ) игнорирует профиль дисплея, просто конвертируя все изображения в sRGB. [38]
Начиная с 2023 года Chrome 114 , браузер Android 114 и Firefox для Android 115 поддерживают несколько цветовых пространств. [39] То же самое справедливо и для их настольных аналогов: Chrome 118, Edge 114, Safari 16.6, Firefox 117 и Opera 100. [39]
Профиль DeviceLink всегда находится между двумя цветовыми пространствами и не проходит через L*a*b* для преобразования.
Перцептивные преобразования, разработанные в соответствии со спецификациями ICC до версии 4.0, часто используют ноль для обозначения черной точки и, таким образом, не соответствуют этой спецификации.
Многие дизайнеры предпочитают не включать профили ICC в веб-файлы, поскольку большинство веб-браузеров не могут их прочитать, и они увеличивают размер файла.
gfx.color_management.enabled
может быть установлено в «true» в файле « about:config » Firefox, начиная с версии 3. Firefox 3: поддержка цветового профиля (о, какие красивые, красивые цвета). Архивировано 1 мая 2008 г. на Wayback Machine , Deb. Ричардсон, корпорация Mozilla.