Калибровка цвета

Цель цветовой калибровки — измерять и / или корректировать цветовой отклик устройства (ввода или вывода) в известное состояние. В терминах Международного цветового консорциума (ICC) это является основой для дополнительной цветовой характеристики устройства и последующего профилирования. В рабочих процессах, отличных от ICC, калибровка иногда относится к установлению известной связи со стандартным цветовым пространством за один раз. Устройство, которое должно быть откалибровано, иногда называют источником калибровки; цветовое пространство, которое служит стандартом, иногда называют целью калибровки. Калибровка цветов является обязательным требованием для всех устройств, принимающих активное участие в управляемом цветом документооборота, и используется многими отраслями, такими как производство телевизоров, игры, фотография, техника, химия, медицина и многое другое.

Поток информации и выходное искажение
Входные данные могут поступать от источников устройств, таких как цифровые камеры, сканеры изображений или любые другие измерительные устройства. Эти входы могут быть либо монохромными (в этом случае нужно откалибровать только кривую отклика, хотя в нескольких отдельных случаях необходимо также указать распределение цвета или спектрального питания, которое соответствует одному каналу) или указано в многомерном цвете — чаще всего в трехканальной модели RGB. Входные данные в большинстве случаев откалиброваны по отношению к пространству соединения профиля (PCS).

Один из наиболее важных факторов, который следует учитывать при работе с калибровкой цвета, имеет допустимый источник. Если источник измерения цвета не соответствует возможностям дисплеев, калибровка будет неэффективной и даст ложные показания.

Основные искажающие факторы на входном каскаде обусловлены нелинейной нелинейностью ответных сигналов (каналов) канала, а в случае многомерного потока данных — неидеальными ответами на длину волны отдельных фильтров разделения цвета (чаще всего матрица цветных фильтров (CFA) )) в сочетании со спектральным распределением мощности освещения сцены.

После этого данные часто распространяются в системе, переведенной в рабочее пространство RGB для просмотра и редактирования.

На выходном кадре при экспорте на устройство просмотра, например, на ЭЛТ или ЖК-экран или цифровой проектор, компьютер отправляет сигнал на графическую карту компьютера в виде RGB [Красный, Зеленый, Синий]. Набор данных [255,0,0] сигнализирует только инструкцию устройства, а не конкретный цвет. Эта команда [R, G, B] = [255,0,0] затем приводит к тому, что подключенный дисплей отображает красный цвет с максимальной достижимой яркостью [255], в то время как компоненты зеленого и синего дисплея остаются темными. Однако отображаемый цвет зависит от двух основных факторов:

люминофоров или другой системы, фактически создающей свет, попадающий в красный спектр;
общая яркость цвета, приводящая к желаемому восприятию цвета: чрезвычайно яркий источник света всегда будет восприниматься как белый, независимо от спектрального состава.
Следовательно, каждое устройство вывода будет иметь свою уникальную сигнатуру цвета, отображающую определенный цвет в соответствии с допусками производства и ухудшением качества благодаря использованию и возрасту. Если устройством вывода является принтер, дополнительными искажающими факторами являются качества конкретной партии бумаги и чернил.

Кондуктивные качества и соответствие стандартам соединительных кабелей, схем и оборудования также могут изменять электрический сигнал на любой стадии потока сигнала. (Частично вставленный разъем VGA может привести к монохромному отображению, например, когда некоторые контакты не подключены.)

Восприятие цвета
Восприятие цвета зависит от уровня окружающего света и окружающей точки белого; например, красный объект выглядит черным в синем свете. Поэтому невозможно добиться калибровки, которая заставит устройство выглядеть правильно и согласованно во всех условиях захвата или просмотра. Экран отображения и калибровки компьютера должен быть рассмотрен в контролируемых, предопределенных условиях освещения.

Методы и процедуры калибровки
Наиболее распространенной формой калибровки является настройка камер, сканеров, мониторов и принтеров для фотографического воспроизведения. Цель состоит в том, чтобы печатная копия фотографии выглядела идентичной по насыщенности и динамическому диапазону исходному или исходному файлу на дисплее компьютера. Это означает, что необходимо выполнить три независимые калибровки:

Камера или сканер нуждаются в калибровке для конкретного устройства, чтобы однозначно представить ориентировочные цвета оригинала.
Для отображения цветов цветового пространства изображения на дисплее компьютера требуется калибровка конкретного устройства.
Принтеру необходима калибровка конкретного устройства для воспроизведения цветов цветового пространства изображения.
Эти цели могут быть реализованы посредством прямого перевода значения из источника в цель или с использованием общего известного эталонного цветового пространства в качестве промежуточного уровня. В наиболее часто используемой системе цветовых профилей ICC это называется PCS или «Connection Connection Space».

камера
Для калибровки камеры требуется известная цель калибровки, которую нужно сфотографировать, и полученный результат от камеры преобразуется в значения цвета. Затем может быть создан профиль коррекции с использованием разницы между значениями результата камеры и известными опорными значениями. Если две или более камеры необходимо калибровать относительно друг друга, чтобы воспроизвести одни и те же значения цвета, можно использовать технику цветового сопоставления.

сканер
Для создания профиля сканера ему нужен целевой источник, такой как цель IT8, оригинал со многими небольшими полями цвета, который был измерен разработчиком с помощью фотометра. Сканер считывает этот оригинал и сравнивает отсканированные значения цвета с опорными значениями цели. Принимая во внимание различия этих значений, создается профиль ICC, который связывает цветовое пространство устройства (цветовое пространство RGB) с независимым от устройства цветовым пространством (L * a * b *). Таким образом, сканер способен выводить с точностью цветопередачи на то, что он читает.

дисплей
Для калибровки монитора колориметр прикреплен плоский к поверхности дисплея, экранированный от всего окружающего света. Программное обеспечение для калибровки отправляет на дисплей ряд цветовых сигналов и сравнивает значения, которые были фактически отправлены против показаний калибровочного устройства. Это устанавливает текущие смещения в цветном отображении. В зависимости от используемого программного обеспечения для калибровки и типа используемого монитора программное обеспечение либо создает коррекционную матрицу (например, профиль ICC) для значений цвета перед отправкой на дисплей, либо дает инструкции по изменению яркости / контрастности дисплея и значений RGB на экранном меню , Это настраивает дисплей, чтобы воспроизводить довольно точно часть в гамме желаемого цветового пространства. Целью калибровки для такой калибровки является печать бумаги для печати, освещенная лампой D65 при 120 кд / м2.

принтер
Профиль ICC для принтера создается путем сравнения результатов тестовой печати с использованием фотометра с исходным ссылочным файлом. Контрольная карта содержит известные цвета CMYK, смещения которых на их фактические цвета L * a * b *, отсканированные фотометром, приводят к профилю ICC. Другой возможностью для профиля ICC принтером является использование откалиброванного сканера в качестве измерительного устройства для печатной контрольной матрицы CMYK вместо фотометра. Для каждой комбинации принтера / бумаги / чернил необходим профиль калибровки.