Г Л А В А 1 9

АППАРАТНО%НЕЗАВИСИМОЕ ЦВЕТОВОСПРОИЗВЕДЕНИЕ

ны индивидуальные вариации: коль скоро последние могут усиливать сущест венные культурологические отличия в цветовых приоритетах, то столь же вер ным будет и то, что диапазон цветовых приоритетов данной субкультуры мо жет выходить за рамки индивидуальных отличий (Фернандес, 2002). Проще говоря, достаточно лишь одной попытки воспроизвести изображение, призван ное стать идеальным для двух разных наблюдателей, чтобы осознать масштаб отличий между индивидуальными приоритетами.

19.11 ОБРАТНЫЙ ПРОЦЕСС

Итак, на сей момент процесс цветовоспроизведения достиг середины поточ ной диаграммы на рис. 19.1. Как только обработка на данном уровне будет за вершена, данные, представляющие цветовое восприятие в абстрактном про странстве, репродуцируются при помощи выводного устройства. На данном этапе процесс должен пойти в обратном направлении, то есть от просмотро не зависимого цветового пространства к традиционному пространству аппарат ных координат (а затем к собственно репродуцированному изображению). Ска занное свидетельствует о равновеликой важности прямого и обратного направ лений репродукционного процесса для получения высококачественной копии оригинала.

Ясно, что для облегчения работы как самоя модель цветового восприятия, так и схемы аппаратной характеризации должны быть легко обратимы. Глав ное преимущество моделей цветового восприятия в том, что они позволяют пользователю манипулировать установками устройства визуализации или из менениями в условиях просмотра, но при этом не терять возможности при необ ходимости восстанавливать весь процесс и воспроизводить изображение с дос таточной скоростью.

Если же использованная модель требует итеративной инверсии или же вос становления через полное измерение, то такая система может оказаться совер шенно непрактичной.

19.12 ОБРАЗЦОВАЯ СИСТЕМА

Ранее мы говорили об общей идеологии аппаратно независимого цветовос произведения, теперь же весьма полезным будет иллюстративный пример его результатов, полученных с помощью образцовой цветорепродукционной сис темы.

То, на что способны модели цветового восприятия, участвующие в аппарат но независимом репродукционном процессе, последовательно иллюстрируют рис. 17.4–17.6, тогда как качество цветовоспроизведения, которое можно по лучить при тщательной характеризации устройств, в сравнении с качеством репродукций, полученных при помощи устройств некалиброванных и неха рактеризованных (то есть работающих, что называется, «прямо из короб ки») — продемонстрирует нам рис. 19.3.

Образцовая система состоит из высококлассных настольных устройств вво

382

Г Л А В А 1 9

АППАРАТНО%НЕЗАВИСИМОЕ ЦВЕТОВОСПРОИЗВЕДЕНИЕ

да, обработки, отображения и печати изображений. Изображения на рис. 19.3 — это искусственно подобранные цветовые стимулы, имитирующие восприятие тех стимулов, что образуются на разных стадиях репродукционно го аппаратно независимого процесса.

В нашем примере в качестве оригинала взят фотоотпечаток карты Macbeth ColorCheker (Мак Ками и колл., 1976), который показан в первом ряду рис. 19.3: изображение сканировано с разрешением 600 dpi на планшетном сканере и с разрядностью дискретизации 10 бит на канал.

Второй ряд рис. 19.3 демонстрирует идеальное условное отображение ска нированного оригинала («безошибочная визуализация»). Изображение сле ва — это результат, полученный без колориметрической характеризации (только гамма коррекция), в то время как изображение справа демонстрирует результат высокоточной характеризации по методу Бернса и Шиу (1995).

Следующий шаг задействует процесс отображения, реализуемый при помо щи CRT монитора с высоким разрешением (третий ряд рис. 19.3). Левое изобра жение — результат отображения при условии, что монитор и видеодрайвер уста новлены на гамма, номинальную для данной операционной системы (к примеру, 1.8 для Macintosh; 1.3–1.5 для Silicon Graphics; 2.2–2.5 для Windows). Предпо лагается также, что некое отклонение от номинальной белой точки не замечает ся благодаря хроматической адаптации. Изображение справа демонстрирует высокоточную визуализацию, полученную при помощи специфической харак теризации системы отображения по методу Бернса (1996).

Отметим, что в работе системы, собранной из сканера и монитора, проявля ют себя как недочеты сканирования, так и недочеты экранного показа (что вид но на обоих изображениях).

Финальный этап демонстрации: печать изображения с разрешением 600 dpi на цветном лазерном принтере. Изображение слева представляет результат, полученный при использовании default установок драйвера и PPD файла (PostScript Printer Description). Изображение справа демонстрирует результа ты, полученные благодаря трехмерной LUT, построенной на основании проме ров тест карты с выборкой охвата 9 9 9. Здесь мы вновь наблюдаем ошибки, накопившиеся в процессе работы некалиброванной и нехарактеризованной системы воспроизведения. Становится ясно, что тщательная колориметриче ская характеризация всех трех устройств делает систему способной выдавать радикально лучшие результаты.

К сожалению, текущее состояние технологии не позволяет обычным пользо вателям подняться на уровень колориметрической точности цветовоспроизве дения, однако потенциально такое все таки возможно: описанная в следующем разделе т.н. ICC система, создает рабочий базис для достижения колориметри ческого уровня точности цветовоспроизведения. Фактически, последнее, что осталось сделать на этом пути, — это добиться того, чтобы уже на этапе произ водства цветовоспроизводящие устройства подвергались точной калибровке и характеризации (и при этом работали стабильно), что позволит обычному поль зователю не утруждать себя решением данной проблемы.

383

Г Л А В А 1 9	АППАРАТНО%НЕЗАВИСИМОЕ ЦВЕТОВОСПРОИЗВЕДЕНИЕ
	Без колориметрической	C колориметрической
	характеризации	характеризацией

Данные

оригинального

изображения

Идеальная

визуализация

сканированного

изображения

CRT-дисплей

Принтерный

отпечаток

Рис. 19.3 Примеры точности цветовоспроизведения, выполняемого типичной настольной сис темой до и после колориметрических калибровки и характеризации.

19.13 ICC%СИСТЕМА

Международный консорциум по цвету (International Color Consortium, 1995) путем спецификации формата ICC профайлов заложил основу универ сальной системы реализации процессов аппаратно независимого цветовоспро изведения (рис. 19.1). В консорциум вошли примерно 50 корпораций и органи заций, имеющих прямое отношение к цветорепродукционному программному обеспечению, аппаратам и компьютерным операционным системам.

Формат профайлов — это спецификация структуры данных, которая может быть использована для описания результатов характеризации устройств, усло вий просмотра и цветопередачи. Профайлы могут быть использованы в связке с различными цветовоспроизводящими устройствами или присоединены

384

Г Л А В А 1 9

АППАРАТНО%НЕЗАВИСИМОЕ ЦВЕТОВОСПРОИЗВЕДЕНИЕ

к цифровым изображениям с целью облегчения обмена информацией об их ко лориметрической «биографии».

Формат профайлов обеспечивает структуру обмена информацией таким об разом, что их можно легко перемещать с компьютера на компьютер, из одной операционной среды в другую, от одной программы к другой. Поскольку ICC профайлы поставляют данные, необходимые для реализации процесса аппаратно независимого цветовоспроизведения, у разработчиков оборудова ния и программного обеспечения есть возможность разрабатывать программы эффективного использования данной информации с целью создания полноцен ных цветовоспроизводящих систем. Такое программное обеспечение именует ся «системой управления цветом» (color management system — CMS), которая все более и более интегрируется в операционные среды компьютеров.

К профайлам предъявляется ряд серьезных требований, а именно: высоко точная характеризация различных устройств, расчет смены цветового воспри ятия, преобразования гамут мэппинга, а также мэппинг по цветовым приори тетам.

Поскольку качество систем, основанных на ICC профайлах, зависит как от возможностей CMS программ, так и от самих профайлов, то в целом описание цветовоспроизводящей системы с помощью ICC профайлов (при условии их добротного исполнения) закладывает основу для получения высококлассных результатов.

Структура и исполнение формата ICC, а также color management при ложений (и прочих совместимых с ними систем) непрерывно развиваются (www.color.org). Документы ICC, которые можно найти по указанной ссылке, содержат информацию о текущих разработках международных стандартов, от носящихся к аппаратно независимому цветовоспроизведению.

Пространство связи профайлов

Одной из важнейших концепций ICC спецификации является т.н. про странство связи профайлов (profile connection space — PCS), суть которого для многих остается непонятной, так как точное определение и реализация PCS по прежнему проблемны и активно обсуждаются внутри самого ICC. Следова тельно, ниже мы должны упомянуть о самой последней на сегодня ICC доку ментации1.

По сути, пространство связи профайлов определено неким конкретным на бором параметров условий просмотра, позиционирующих т.н. эталонные усло вия просмотра (reference viewing conditions). Концепция PCS состоит в том, что профайл устройства ввода поставляет информацию, необходимую для преобра зования аппаратных координат этого устройства в аппаратно независимую цветовую спецификацию (CIE XYZ или CIELAB) или наоборот: из пространства связи профайлов в аппаратные координаты выводного устройства. Аппарат

1	На сегодня действует ICC спецификация 4 го пересмотра (формат профайлов 4.2). Текст

спецификации в русском переводе можно найти по адресу: http://shadrin.rudtp.ru/ISO ICC/; файл: ICC Specification v42_RUS.pdf. — Прим. пер.

385

Г Л А В А 1 9

АППАРАТНО%НЕЗАВИСИМОЕ ЦВЕТОВОСПРОИЗВЕДЕНИЕ

но независимая цветовая спецификация несет в себе информацию о цветовом восприятии всех элементов оригинального изображения в условиях просмот ра, прописанных в PCS. Однако сам метод, реализующий данное преобразова ние, до сих пор не утвержден.

Согласно оригинальному ICC определению, PCS эталонные условия про смотра таковы:

Эталонный носитель: идеальный отпечаток с Dmin = 0.1

Эталонное просмотровое оборудование: стандартная кабина ANSI PH2.30. Окружение: среднее.

Освещение: CIE D50 осветитель.

Освещенность: 2200 / 470 lux.

Колориметрия: идеальное безбликовое измерение.

Наблюдатель: Стандартный колориметрический двухградусный наблюда тель CIE 1931.

Геометрия измерения: не специфицирована.

В качестве примера использования ICC профайлов в связке с PCS рассмот рим систему визуализации, состоящую из цифровой камеры (калиброванной на D65 освещение), CRT монитора (с белой точкой на 9300 К) и принтера (с ус ловием просмотра результатов при D50).

Профайл цифровой камеры на основании стандартной процедуры калибров ки и характеризации должен поставлять информацию, необходимую для пер вого преобразования аппаратных координат камеры (скажем, RGB данных)

вCIE трехстимульные значения при D65 осветителе. Трехстимульные значе ния элементов изображения, полученные при D65 осветителе (с учетом прочих значимых атрибутов условий регистрации стимулов сцены) должны быть пре образованы (с использованием той или иной модели цветового восприятия)

всогласованные трехстимульные значения для условий просмотра PCS (осве титель D50 и пр.), то есть: в профайле устройства ввода должна содержаться вся информация, необходимая для выполнения преобразования аппаратных координат в согласованные трехстимульные значения для PCS.

CRT монитор должен иметь выходной профайл, который должен нести ин формацию, необходимую для преобразования значений из PCS в согласован ные трехстимульные значения для условий просмотра на CRT мониторе (9300 К по белой точке, тусклое окружение и пр.) и последующего преобразова ния (на основании данных характеризации монитора) в RGB аппаратные коор динаты, необходимые для экранного воспроизводства согласованных цвето вых стимулов. Отметим, что профайлы устройств ввода и вывода могут быть объединены так, что RGB данные камеры будут преобразовываться в RGB дан

1	В последней редакции спецификации ICC профайлов действует следующее определение

эталонного носителя: «Эталонный носитель определен как гипотетический отпечаток, выпол ненный на подложке с нейтральным коэффициентом отражения 89%; самый темный участок отпечатка на данном носителе имеет нейтральный коэффициент отражения 0,30911%, что со ставляет 0,34731% коэффициента отражения подложки: соответственно это будут белая и чер ная точки эталонного носителя. Примечание: таким образом, линейный динамический диапа зон эталонного носителя равен 287,9:1, а диапазон плотностей 2,4593». — Прим. пер.

386

Г Л А В А 1 9			АППАРАТНО%НЕЗАВИСИМОЕ ЦВЕТОВОСПРОИЗВЕДЕНИЕ

Рис. 19.4 Общая схема процесса аппаратно независимого цветовоспроизведения, обновленная концепцией пространства связи профайлов (ICC).

ные монитора непосредственно, то есть, не задействуя при этом какие либо промежуточные пространства и даже самое PCS.1

Теперь предположим, что принтер калиброван и характеризован так, что предполагаемые условия просмотра отпечатка эквивалентны просмотровым условиям PCS: в этом случае выходной профайл должен содержать информа цию, необходимую для преобразования из D50 CIE координат в аппаратные координаты принтера.

1 Действительно, два профайла устройств могут быть соединены непосредственно через т.н. device link profile (профайл жесткой связки устройств — см. спецификацию профайлов). Однако необходимо отметить, что в самоем процессе объединения неизбежно участвует PCS; при этом из результирующего профайла оно исключается за ненадобностью. — Прим. пер.

387

Г Л А В А 1 9

АППАРАТНО%НЕЗАВИСИМОЕ ЦВЕТОВОСПРОИЗВЕДЕНИЕ

Интересной «особенностью» данного процесса является то, что профайл уст ройства необходим для преобразования аппаратных координат в PCS даже в тех ситуациях, когда в использовании модели цветового восприятия нет необ ходимости, к примеру: если фотокамера установлена на D65 и монитор при этом тоже калиброван на D65 по белой точке, то нет никакого смысла использо вать модель цветового восприятия, поскольку придется переходить к D50 PCS, а потом назад к белой точке монитора на D65. Однако же, коль скоро профайлы связаны между собой при помощи CMS, такой маршрут не создает проблем, бо все переходы выполняются одной и той же моделью.

Отметим, что ICC работает над описанной проблемой, но в текущий момент еще нет единой рекомендации по выбору модели цветового восприятия для по строения ICC профайлов, то есть, входной профайл (для перехода к PCS) может задействовать, например, хантовскую модель, в то время как программа по строения выходных профайлов (для выхода из PCS) может использовать RLAB. Поскольку разница между моделями цветового восприятия весьма су щественна, обработанные изображения могут разительно отличаться друг от друга даже тогда, когда применение моделей восприятия вообще не требуется. Однако же появление моделей цветового восприятия, разработанных под эги дой CIE, может помочь исправить сложившуюся ситуацию. По последним ICC документам хорошо видно, как именно предполагается решать данную за дачу.

Концепция пространства связи профайлов полностью совместима с процес сом, показанным на рис. 19.1, к которому требуется лишь одно дополнение: преобразование из просмотро независимого цветового пространства в аппарат но независимое цветовое пространство (CIE XYZ или CIELAB) проходит с уче том условий просмотра, принятых в последнем. На данном этапе репродукци онного процесса происходит концептуальная передача данных от одного уст ройства другим устройствам.

Финальный этап: преобразование данных из аппаратно независимого цве тового пространства (с определенным набором условий просмотра) в просмот ро независимое цветовое пространство, выполняемое до внесения поправок на выходные просмотровые условия. Весь процесс иллюстрирован рис. 19.4: коль скоро концепция обработки информации осталась неизменной, то о простран стве связи профайлов мы говорим как о виртуальном устройстве визуализа ции. Сказанное означает также, что поточная диаграмма на рис. 19.1 по прежнему работает, но любое устройство ввода (для выводных ситуаций) или любое устройство вывода (для ситуаций ввода) благодаря пространству связи профайлов превращается в идеологически «виртуальное устройство».