Управление цветом — это процесс обеспечения единообразных и точных цветов на различных устройствах, таких как мониторы , принтеры и камеры . Он включает использование цветовых профилей, которые являются стандартизированными описаниями того, как цвета должны отображаться или воспроизводиться.
Управление цветом необходимо, поскольку разные устройства имеют разные цветовые возможности и характеристики. 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.
Для управления цветом создается цветовой профиль для каждого устройства, участвующего в цветовом рабочем процессе. Этот профиль описывает цветовые возможности и характеристики устройства, такие как его цветовая гамма (диапазон цветов, которые оно может отображать или воспроизводить) и цветовая температура. Затем эти профили используются для перевода цветов между устройствами, обеспечивая согласованную и точную цветопередачу.
Управление цветом особенно важно в таких отраслях, как графический дизайн, фотография и печать, где точное представление цвета имеет решающее значение. Оно 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 . Кроссплатформенное представление управления цветом — это использование системы управления цветом, совместимой с ICC. Международный консорциум по цвету (ICC) — это отраслевой консорциум, который определил:
Существуют и другие подходы к управлению цветом, помимо использования профилей ICC. Это отчасти связано с историей, а отчасти с другими потребностями, которые не покрываются стандартом ICC. Киноиндустрия и вещательная индустрия используют некоторые из тех же концепций, но они часто полагаются на более ограниченные бутиковые решения. Киноиндустрия, например, часто использует 3D LUT ( таблицу поиска ) для представления полного преобразования цвета для определенной кодировки RGB.
На уровне потребителя 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 распознает цветовое пространство, и если приложения хотят управлять цветом видео вручную, им придется столкнуться со значительными потерями в производительности и энергопотреблении. Android поддерживает общесистемное управление цветом, [4] но большинство устройств поставляются с отключенным управлением цветом. [5]
Чтобы описать поведение различных выходных устройств, их необходимо сравнить (измерить) относительно стандартного цветового пространства . Часто сначала выполняется шаг, называемый линеаризацией, чтобы отменить эффект гамма-коррекции , которая была сделана для максимального использования ограниченных 8-битных цветовых путей. Приборы, используемые для измерения цветов устройств, включают колориметры и спектрофотометры . В качестве промежуточного результата гамма 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, суждение, тестирование и итерацию. После завершения профилирования создается идеализированное цветовое описание устройства. Это описание называется профилем .
Калибровка похожа на характеристику, за исключением того, что она может включать настройку устройства, а не только измерение устройства. Управление цветом иногда обходят путем калибровки устройств по общему стандартному цветовому пространству, такому как sRGB ; когда такая калибровка выполнена достаточно хорошо, не требуется никаких цветовых преобразований, чтобы все устройства обрабатывали цвета согласованно. Это избежание сложности управления цветом было одной из целей при разработке sRGB.
Сами форматы изображений (такие как TIFF , JPEG , PNG , EPS , PDF и SVG ) могут содержать встроенные цветовые профили , но не обязаны этого делать из-за формата изображения. Стандарт Международного консорциума по цвету был создан для объединения различных разработчиков и производителей. Стандарт ICC позволяет обмениваться характеристиками выходных устройств и цветовыми пространствами в форме метаданных . Это позволяет встраивать цветовые профили в изображения, а также хранить их в базе данных или каталоге профилей.
Рабочие пространства, такие как sRGB , Adobe RGB или ProPhoto, являются цветовыми пространствами, 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 , тогда как использование малого рабочего пространства приведет к обрезке . [7] Этот компромисс является соображением для критического редактора изображений.
Преобразование цвета, или преобразование цветового пространства, — это преобразование представления цвета из одного цветового пространства в другое. Это вычисление требуется всякий раз, когда происходит обмен данными внутри управляемой цветом цепочки и выполняется модулем сопоставления цветов. Преобразование профилированной цветовой информации для различных устройств вывода достигается путем ссылки данных профиля на стандартное цветовое пространство. Это упрощает преобразование цветов с одного устройства в выбранное стандартное цветовое пространство и из него в цвета другого устройства. Гарантируя, что эталонное цветовое пространство охватывает множество возможных цветов, которые могут видеть люди, 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 devicelink. В этом процессе задействованы приближения, которые гарантируют, что изображение сохраняет свои важные цветовые качества, а также дают возможность контролировать, как изменяются цвета. [8]
В терминологии Международного консорциума по цвету преобразование между двумя цветовыми пространствами может осуществляться 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]
Почти в каждом процессе перевода нам приходится иметь дело с тем фактом, что цветовой охват различных устройств различается по диапазону, что делает точное воспроизведение невозможным. [8] Поэтому им требуется некоторая перестановка вблизи границ гаммы. Некоторые цвета должны быть смещены внутрь гаммы, так как в противном случае они не могут быть представлены на устройстве вывода и будут просто обрезаны. Это так называемое несоответствие гаммы происходит, например, когда мы переводим из цветового пространства RGB с более широким охватом в цветовое пространство CMYK с более узким диапазоном гаммы. В этом примере темный, высоконасыщенный пурпурно-синий цвет типичного «синего» основного цвета компьютерного монитора невозможно напечатать на бумаге с помощью типичного 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 гаммы типичного компьютерного монитора. Система управления цветом может использовать различные методы для достижения желаемых результатов и предоставляет опытным пользователям контроль над поведением отображения гаммы.
Когда цветовой охват исходного цветового пространства превышает цветовой охват конечного пространства, насыщенные цвета могут быть обрезаны (неточно представлены) или, более формально, выжжены . Модуль управления цветом может справиться с этой проблемой несколькими способами. Спецификация ICC включает четыре различных способа рендеринга, перечисленных ниже. [9] [10] [11] Перед тем, как будет выполнен фактический способ рендеринга, можно временно смоделировать рендеринг с помощью программной цветопробы . [12] Это полезный инструмент, поскольку он предсказывает результат цветов и доступен в качестве приложения во многих системах управления цветом:
На практике фотографы почти всегда используют относительное или перцепционное намерение, так как для естественных изображений абсолютный вызывает цветовой оттенок , в то время как насыщенность производит неестественные цвета. Если все изображение находится в гамме, относительное идеально, но когда есть цвета вне гаммы, что предпочтительнее, зависит от каждого конкретного случая. КИМ могут предлагать варианты для BPC и частичной хроматической адаптации. [13]
Коррекция черной точки (BPC) не применяется для абсолютных колориметрических или devicelink-профилей. Для ICCv4 она всегда применяется к перцептуальному намерению. [14] : 17 профилей ICCv2 sRGB отличаются друг от друга несколькими способами, одним из которых является применение BPC. [13]
Модуль сопоставления цветов (также - метод или - система ) - это программный алгоритм, который корректирует числовые значения, отправляемые или получаемые с различных устройств, так, чтобы воспринимаемый ими цвет оставался постоянным. Ключевой вопрос здесь заключается в том, как обращаться с цветом, который невозможно воспроизвести на определенном устройстве, чтобы отобразить его на другом устройстве так, как если бы это был визуально тот же цвет, точно так же, как когда воспроизводимый цветовой диапазон между цветными прозрачными пленками и печатными материалами отличается. Для этого процесса нет единого метода, и производительность зависит от возможностей каждого метода сопоставления цветов.
Некоторые известные CMM — ColorSync , Adobe CMM, Little CMS и ArgyllCMS.
Классические операционные системы Mac OS и macOS от Apple предоставляют API управления цветом на уровне ОС с 1993 года через ColorSync . В macOS добавлено автоматическое управление цветом (предполагая sRGB для большинства вещей) автоматически в ОС, но приложения могут явно указывать другие цветовые пространства, если они этого хотят. Управление цветом на уровне системы используется также 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 ( Windows Color System ). [16] WCS дополняет систему ICM в Windows 2000 и Windows XP , изначально написанную Heidelberg . [17] [18]
Приложения должны знать об управлении цветом и соответствующим образом помечать контент для точного отображения цветов. В противном случае (в отличие от macOS) Windows будет отображать цвета в максимальном объеме гаммы дисплея, что приведет к перенасыщенным цветам на дисплеях с широким охватом. [19] Чтобы исправить эту проблему, Microsoft включает новую функцию под названием «Автоматическое управление цветом» с Windows 11 2022. [20]
Средство просмотра фотографий Windows из Windows 7 (также включенное в более поздние версии Windows) выполняет надлежащее управление цветом, однако новое приложение Windows Photos в Windows 8, 10, 11 не выполняет управление цветом [21] [22] [23] до версии v2022.31070.26005.0. [24] Другие компоненты Windows, включая Microsoft Paint , Snipping Tool , Windows Desktop , Windows Explorer , не выполняют управление цветом. [25]
К сожалению, подавляющее большинство приложений не используют цветовую систему Windows. [3] Для приложений, которые используют управление цветом (обычно веб-браузеры ), управление цветом, как правило, 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 для изображений, но не для видео. [26] По той же причине практически ни один видеоплеер в Windows не поддерживает управление цветом (включая стандартное приложение Movies & TV и VLC ), за исключением Media Player Classic Home Cinema . [27] [28] [ неудачная проверка ]
На Android общесистемное управление цветом представлено в Android Oreo 8.1 . [4] Однако большинство телефонов Android поставляются с отключенным управлением цветом (например, «адаптивный» цветовой профиль на Google Pixel , «яркий» цветовой профиль на Samsung Galaxy [29] ). Это перенасыщает содержимое sRGB до родной гаммы дисплея, обычно DCI-P3 . Пользователям необходимо вручную выбрать «естественный» цветовой профиль, чтобы включить управление цветом, обеспечивая точное отображение широкого цветового содержимого sRGB и P3.
Операционные системы, использующие X Window System для графики, могут использовать профили ICC , а поддержка управления цветом в Linux , пока еще менее развитая, чем на других платформах, координируется через OpenICC на 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 — RGB (в основном для отображения (мониторов), но также и для некоторой настольной печати) и CMYK (для коммерческой печати). Дополнительный альфа- канал может указывать значение маски прозрачности. Некоторые программы для работы с изображениями (например, Photoshop ) выполняют автоматическое разделение цветов для сохранения цветовой информации в режиме CMYK с использованием указанного профиля ICC, такого как US Web Coated (SWOP) v2 .
Программное обеспечение Adobe включает в себя собственный движок управления цветом - Adobe Color Engine. Он также доступен как отдельный модуль управления цветом - Adobe CMM для использования не-Adobe приложениями, которые поддерживают сторонние CMM. [30]
По состоянию на 2005 год [обновлять]большинство веб-браузеров игнорировали цветовые профили. [31] 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 дополнения [32] или настройки параметра конфигурации. [33]
По состоянию на июль 2019 года Safari, Chrome и Firefox полностью поддерживают управление цветом. [34] Однако важно отметить, что большинство браузеров выполняют управление 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. [42] Chrome 83 (на Android 9 ) игнорирует профиль отображения, просто преобразуя все изображения в sRGB. [42]
По состоянию на 2023 год Chrome 114 , Android Browser 114 и Firefox для Android 115 поддерживают несколько цветовых пространств. [43] То же самое относится и к их настольным аналогам: Chrome 118, Edge 114, Safari 16.6, Firefox 117 и Opera 100. [43]
DeviceLink всегда находится между двумя цветовыми пространствами и не проходит через L*a*b* для выполнения преобразования.
Перцептивные преобразования, разработанные для соответствия спецификациям ICC до версии 4.0, часто используют ноль для представления 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.enabledможет быть установлено на «true» в файле « about:config » Firefox, начиная с версии 3. Firefox 3: Поддержка цветового профиля (о, эти красивые, красивые цвета) Архивировано 01.05.2008 на Wayback Machine , Деб Ричардсон, Mozilla Corporation.