Калибровка цвета

Целью калибровки цвета является измерение и/или корректировка цветовой реакции устройства (входа или выхода) до известного состояния. ^[1] С точки зрения Международного консорциума по цвету (ICC), это является основой для дополнительной цветовой характеристики устройства и последующего профилирования. ^[2] В рабочих процессах, отличных от ICC, калибровка иногда означает установление известной связи со стандартным цветовым пространством. ^[3] за один раз. Устройство, которое необходимо калибровать, иногда называют источником калибровки ; цветовое пространство, которое служит стандартом, иногда называют эталоном калибровки . ^{[ нужна ссылка ]} Калибровка цвета является обязательным требованием для всех устройств, активно участвующих в рабочем процессе с управлением цветом , и используется во многих отраслях, таких как телепроизводство, игры, фотография, машиностроение, химия, медицина и т. д.

Информационный поток и искажение вывода

Входные данные могут поступать из источников устройств, таких как цифровые камеры , сканеры изображений или любые другие измерительные устройства. Эти входы могут быть либо монохромными (в этом случае необходимо калибровать только кривую отклика , хотя в некоторых случаях необходимо также указать цвет или распределение спектральной мощности, которому соответствует этот отдельный канал) или заданными в многомерном цвете, в большинстве случаев обычно в трехканальной красно-зелено-синей модели. Входные данные в большинстве случаев калибруются по пространству соединения профилей (PCS) . ^[4]

Одним из наиболее важных факторов, которые следует учитывать при калибровке цвета, является наличие действующего источника. Если источник измерения цвета не соответствует возможностям дисплея, калибровка будет неэффективной и даст ложные показания.

Основные факторы искажения на входном каскаде возникают из-за амплитудной нелинейности характеристик канала, а в случае многомерного потока данных - неидеальных длин волн отдельных фильтров цветоделения, чаще всего массива цветных фильтров , в сочетании с спектральное распределение мощности освещения сцены.

После этого данные часто циркулируют в системе и переводятся в рабочее пространство RGB для просмотра и редактирования.

На этапе вывода при экспорте на устройство просмотра, такое как электронно-лучевая трубка , жидкокристаллический экран или цифровой проектор, компьютер отправляет сигнал на графическую карту компьютера в форме RGB [красный, зеленый, синий]. Набор данных [255,0,0] сигнализирует только об инструкции устройства, а не о конкретном цвете. Эта инструкция [R,G,B]=[255,0,0] затем заставляет подключенный дисплей отображать красный цвет с максимально достижимой яркостью [255], в то время как зеленый и синий компоненты дисплея остаются темными [0]. Однако отображаемый в результате цвет зависит от двух основных факторов:

люминофоры или другая система , фактически производящая свет, попадающий в красный спектр;
общая яркость цвета, обеспечивающая желаемое цветовосприятие : чрезвычайно яркий источник света всегда будет восприниматься как белый, независимо от спектрального состава.

Следовательно, каждое устройство вывода будет иметь свою собственную уникальную цветовую подпись, отображающую определенный цвет в зависимости от производственных допусков и износа материала в результате использования и возраста. Если устройством вывода является принтер, дополнительными искажающими факторами являются качество конкретной партии бумаги и чернил.

Проводящие свойства и соответствие стандартам соединительных кабелей, схем и оборудования также могут изменить электрический сигнал на любой стадии прохождения сигнала. (Частично вставленный разъем VGA может привести к тому, что дисплей будет монохромным, например, поскольку некоторые контакты не подключены.)

Восприятие цвета

Восприятие цвета зависит от уровня окружающего освещения и точки окружающего белого ; например, красный объект выглядит черным в синем свете. Поэтому невозможно добиться калибровки, которая позволила бы устройству выглядеть правильно и стабильно во всех условиях съемки или просмотра. Дисплей компьютера и калибровочная цель должны рассматриваться в контролируемых, заранее заданных условиях освещения.

Методы и процедуры калибровки

*Калибровочная мишень* « Mars Hand Lens Imager (MAHLI) » на марсоходе Curiosity (9 сентября 2012 г.) ( 3-D изображение )

Наиболее распространенная форма калибровки направлена на настройку камер, сканеров, мониторов и принтеров для воспроизведения фотографий. Цель состоит в том, чтобы напечатанная копия фотографии выглядела идентичной по насыщенности и динамическому диапазону оригиналу или исходному файлу на дисплее компьютера. Это означает, что необходимо выполнить три независимые калибровки:

Камере или сканеру требуется калибровка для конкретного устройства, чтобы однозначно отображать предполагаемые цвета оригинала.
Для воспроизведения цветов цветового пространства изображения компьютерному дисплею требуется калибровка для конкретного устройства.
Принтеру требуется калибровка для конкретного устройства для воспроизведения цветов цветового пространства изображения.

Эти цели могут быть реализованы либо путем прямого перевода значений из источника в цель, либо с использованием общеизвестного эталонного цветового пространства в качестве золотой середины. В наиболее часто используемой системе цветовых профилей ICC это известно как PCS или «Пространство подключения профиля».

Камера

Для калибровки камеры необходимо сфотографировать известную калибровочную цель и преобразовать полученные выходные данные камеры в значения цвета. Затем можно построить профиль коррекции, используя разницу между значениями результатов камеры и известными эталонными значениями. технику цветового отображения Когда две или более камеры необходимо откалибровать относительно друг друга, чтобы воспроизвести одинаковые значения цвета, можно использовать .

Сканер

Для создания профиля сканера ему необходим целевой источник, например IT8 -мишень, оригинал со множеством небольших цветовых полей, который был измерен разработчиком с помощью фотометра . Сканер считывает этот оригинал и сравнивает отсканированные значения цвета с эталонными значениями объекта. Принимая во внимание различия этих значений профиль ICC , создается , который связывает цветовое пространство, специфичное для устройства ( цветовое пространство RGB ), с независимым от устройства цветовым пространством ( цветовое пространство L*a*b* ). Таким образом, сканер способен выводить цветопередачу с точностью до того, что он читает.

Отображать

Для калибровки монитора колориметр прикрепляют ровно к поверхности дисплея и защищают от окружающего света. Программное обеспечение для калибровки отправляет на дисплей серию цветовых сигналов и сравнивает фактически отправленные значения с показаниями калибровочного устройства. Это устанавливает текущие смещения на цветном дисплее. В зависимости от программного обеспечения для калибровки и типа используемого монитора оно либо создает матрицу коррекции (т. е. профиль ICC ) для значений цвета перед отправкой на дисплей, либо дает инструкции по изменению яркости/контрастности дисплея и значений RGB через экранное меню .Это настраивает дисплей на достаточно точное воспроизведение части гаммы желаемого цветового пространства. Целью калибровки для этого вида калибровки является бумага для печати, освещенная светом D65 с яркостью 120 кд/м. ².

Принтер

Профиль ICC для принтера создается путем сравнения результата тестовой печати с помощью фотометра с исходным эталонным файлом. Тестовая таблица содержит известные цвета CMYK , смещения которых относительно их фактических цветов L*a*b*, сканированные фотометром, приводят к получению профиля ICC. Другая возможность профилирования принтера ICC — использовать калиброванный сканер в качестве измерительного устройства для напечатанной тестовой таблицы CMYK вместо фотометра. Калибровочный профиль необходим для каждой комбинации принтер/бумага/чернила.

См. также

Ссылки

^ Вранский, Майкл (3 ноября 2015 г.). Методы калибровки цвета для измерения истинного цвета: компьютерная интерпретация цвета . Лап Ламберт Академик Паблишинг ГмбХ КГ. ISBN 978-3-659-78939-7 .
^ Грэм Джилл. «Калибровка против характеристики» . Грэм Джилл. Архивировано из оригинала 30 октября 2011 года . Проверено 4 ноября 2011 г.
^ Сянь-Че Ли (2005). Введение в науку о цветном изображении . Издательство Кембриджского университета. ISBN 0-521-84388-Х .
^ Энн Л. Маккарти. «Примитивы рабочего процесса цветного изображения» (PDF) . Международный консорциум цвета. Архивировано (PDF) из оригинала 31 июля 2021 г. Проверено 14 сентября 2021 г.

[1] Вранский, Майкл (3 ноября 2015 г.). Методы калибровки цвета для измерения истинного цвета: компьютерная интерпретация цвета . Лап Ламберт Академик Паблишинг ГмбХ КГ. ISBN 978-3-659-78939-7 .

[2] Грэм Джилл. «Калибровка против характеристики» . Грэм Джилл. Архивировано из оригинала 30 октября 2011 года . Проверено 4 ноября 2011 г.

[3] Сянь-Че Ли (2005). Введение в науку о цветном изображении . Издательство Кембриджского университета. ISBN 0-521-84388-Х .

[4] Энн Л. Маккарти. «Примитивы рабочего процесса цветного изображения» (PDF) . Международный консорциум цвета. Архивировано (PDF) из оригинала 31 июля 2021 г. Проверено 14 сентября 2021 г.

[1]

[2]

[3]

[4]