Цветопередача

Оригинал: ExtremeTech
Перевод: Сергей Мильчаков, Дмитрий Чеканов

Даже темными холодными зимними вечерами за окном нас продолжает радовать прекрасный мир всеми своими красками. А с появлением Интернета, с ростом популярности цифровых камер, сканеров, цветных принтеров, все большая часть прекрасного реального мира находит себе отражение в цифровом.

Задача мало изменилась с момента постановки - необходимо обеспечить соответствие цветов между печатью на бумаге и изображением на мониторе, на принтере, и на цифровой камере - обеспечить взаимное соответствие между всеми этими изображениями и реальным миром.

Вы даже и представить себе не можете, насколько сложно правильно передавать цвет. Но все же отметим, со временем технологии работы с цветом улучшаются и становятся проще в использовании как для конечных пользователей, так и для разработчиков оборудования и программного обеспечения.

Причиной тому главным образом стало то, что индустрия (включая и программные продукты, и аппаратное обеспечение) обретает свои стандарты. Отметим, что существует не один стандарт, а целое семейство стандартов представления цвета. В нашей статье мы рассмотрим стандарт ICM 2.0 (Image Color Management - управление цветностью изображения), он используется в Windows 98, 2000 и ME, стандарт профилей ICC (International Color Consortium - международного сообщества проблемы цветопередачи), стандарты sRGB и scRGB (которые, скорее всего, вам знакомы в качестве более старой версии - sRGB64). Для того, чтобы осознать значимость всех этих стандартов, для начала надо разобраться, почему при цветопередаче возникают такие сложности.

В идеале все должно быть так: вы берете сканер, монитор, цифровую камеру или принтер, и мгновенно создаете с их помощью качественное цветное изображение. Причем изображение, что на экране, что на принтере - должно соответствовать друг другу. При сканировании или фотографировании в идеале изображение должно также соответствовать оригиналу.

Ещё недавно такое было утопией - нормальной цветопередаче мешало множество факторов. Среди самых существенных отметим следующие:

Во-первых, цвет - понятие субъективное. Казалось бы, совершенно очевидно, что цвет - это характеристика объекта. Травушка-муравушка - зеленая, небеса - голубые, обои в комнате - цвета персика (у кого - как :), и так далее. С первого взгляда кажется, что проще некуда. На самом деле все не так. Цвет - это ощущение, его можно сравнить с прикосновением. И те цвета, что мы видим, полностью субъективны, они интерпретируются нашей зрительной системой, нашим мозгом.

Во-вторых, на цвет влияет освещение: цвет предмета - и в оригинале, и в распечатанном виде - будет различным в зависимости от освещения. Например, изображение будет различным в зависимости от того, освещается ли предмет лампой накаливания, люминесцентной лампой, или дневным светом.

В-третьих, одинаковые цвета могут оказаться метамерными - два предмета имеют один цвет при одном освещении, но могут оказаться разных цветов при изменении освещения.

В-четвертых, цвета взаимозависимы друг от друга - от того, каким образом расположены цвета, вы будете воспринимать общую картину по-разному. Такой эффект называется одновременным зрительным контрастом. Попробуйте нарисовать на синем фоне маленький зеленый квадратик, и он примет оттенок желтого. Если поменять фон на желтый, то квадрат примет оттенок синего.

В-пятых, человеческие глаза - не сенсоры сканера или фотоаппарата. Сенсоры устройств и колбочки человеческих глаз воспринимают свет различных частот в разных пропорциях.

Кроме того, различные устройства характеризуются различной цветовой гаммой. Монитор способен показать такие цвета, которые не способен напечатать принтер, а принтер, в свою очередь, может произвести цвет, который нельзя воспроизвести на мониторе. Сенсоры камеры или сканера могут определять цвета, которые нельзя воспроизвести ни на мониторе, ни на принтере.

Наконец, различные устройства используют разные цветовые модели. Цветовая модель - это представление цвета в математическом виде. Если устройства используют различные цветовые модели, они должны преобразовывать цвет из одной модели в другую. При таких операциях часто происходят ошибки. Это целая проблема для зависимых от устройств моделей (device-dependent models) - моделей, предназначенных только для работы с конкретным принтером, монитором, сканером или фотоаппаратом.

Важно не только знать все эти факторы, но и понимать разницу между поправимыми цветовыми ошибками и неисправимыми ошибками. Первые можно исправить программным путем. Со вторыми уже ничего не поделаешь, так как информации, требуемой для исправления, уже не существует. При таких ошибках информация теряется во время сканирования, съемки или печати.

Например, если вы не видите некоторых тонких оттенков, которые должны видеть, вы не сможете правильно воссоздать цвета. Если же вы сохранили оттенки, и видите, что цвет не тот, вы можете это исправить.

Обычно в качестве образца фотографии, чтобы судить о качестве изображения, служит снимок корзины с фруктами, сделанный с близкого расстояния. Такой выбор не случаен - каждый знает, как должен выглядеть фрукт, поэтому можно судить о реалистичности изображения. Не обращайте пока внимания на цветопередачу, заметьте, изображение стало не трехмерным - каким вы его видели в оригинале. Такое уплощение означает потерю некоторых тонких оттенков при распечатке, и это считается неисправимой ошибкой.

Внимательно присмотритесь к изображению с плавно изменяющимся цветом (крупный план лица или небо), и вы убедитесь, что цвет изменяется постепенно, непрерывно. Резкое изменение цвета вместо постепенного называется огрублением (posterization), и относится к неисправимым ошибкам.

Попробуйте распечатать фотографию, на которой есть и темные, и яркие области - например, фотографию ряда деревьев на фоне ясного неба. Присмотритесь, теряется ли качество на этих областях? Детали должны просматриваться на всем диапазоне яркости.

Все эти эффекты происходят в результате потери градаций серого. Уплощение объекта происходит вследствие потери оттенков цвета, огрубление также происходит в результате потери различных оттенков. Потеря деталей на светлых и темных областях изображения также является результатом потери оттенков.

В любом случае, если нельзя произвести ту или иную градацию серого, теряется определенный цвет. А так как информация практически отсутствует, ничего поделать нельзя. С другой стороны, при других ошибках - например, сдвиге по цвету (shift in color) - информация не теряется, она просто не используется должным образом. И такие ошибки считаются исправимыми.

То же самое (касательно исправимых и неисправимых ошибок) относится и к камерам, и к сканерам. Лучшие объективы, лучшее оптическое покрытие и улучшенные ПЗС матрицы могут свести все непоправимые ошибки при сканировании или фотографировании к минимуму. Отметим, для преодоления исправимых ошибок требуется управление цветами (color management). Теперь, когда мы разобрались со всеми факторами, влияющими на передачу цвета, называть это уравниванием цветов (color matching - уравнивание цветов) будет несколько неправильно, с точки зрения английского языка, более точным будет называть это именно управлением, подбором цветов (color management).

До недавних пор, подбор цвета в цифровых изображениях считался чем-то загадочным, доступным лишь только профессиональным фотографам и полиграфистам. Дело в том, что работа с цветом на самом деле была очень сложна. Классический подход к подбору цвета заключался в замкнутой калибровке (closed loop calibration) различных частей специального аппаратного обеспечения для последующей работы с какой-либо специальной программой.

Например, чтобы произвести калибровку сканера и принтера, вы сначала сканируете предмет, затем печатаете получившееся изображение. Калибровочное программное обеспечение после этого сравнит то, что увидел сканер, с тем, что распечатал принтер. После этого программа создаст профиль для принтера, с помощью которого будет компенсироваться разница. Если у вас не один принтер, операцию придется повторить. Если вы потом перешлете файл с отсканированным изображением ещё кому-то, это вовсе не будет означать, что изображение будет откалибровано для экрана этого человека. Кроме того, вы можете откалибровать изображение специально для той программы, из которой вы собираетесь распечатать файл - ведь каждая программа воспринимает цвета по-разному.

Идея калибровки монитора такая же, но несколько отличается сама процедура. Программа отображает определенные цвета - скажем, столько-то частей красного, зеленого и синего, и затем сравнивает эти характеристики с характеристиками цвета, увиденного колориметром. После сравнения программа создает профиль, который затем компенсирует разницу.

Эта рутинная работа была неизбежной, так как не существовало общепринятых стандартов управления цветом. Очевидно, что если бы каждая программа пользовалась одним и тем же подходом для управления цветом, что и принтер, монитор, сканер или камера - вся работа оказалась бы намного проще. Если бы все программное обеспечение пользовалось одинаковым стандартом цветовой модели, или поставлялось с профилем, который бы приводил всю информацию о цвете в стандартный вид, то можно было бы перемещать изображения из программы в программу или сканировать и затем распечатывать практически без ошибок.

Оригинал: ExtremeTech
Перевод: Сергей Мильчаков, Дмитрий Чеканов

Решение от Microsoft

Именно в эту сторону смотрит весь цифровой мир. И уже довольно продолжительное время. В операционной системе Windows 95 корпорация Microsoft предоставила свою собственную технологию управления цветом - ICM 1.0 (Image color management). Но эта технология не получила поддержки производителей ПО. Затем была выпущена операционная система Windows 98, реализовавшая улучшенную версию этой технологии - ICM 2.0. (Кроме того, данная технология была включена в Windows ME и Windows 2000). Спустя некоторое время новшество начало обретать популярность и окупать себя разными способами.

Данная технология удовлетворяет как потребности профессионалов, так и простых пользователей. Для профессиональных фотографов или полиграфистов она поддерживает стандарт профилей ICC. Эти профили используются как переводная таблица для определения цветовых параметров конкретного принтера, сканера или любого другого аппарата. Многие high-end устройства имеют встроенные профили для каждой конкретной модели. Эти профили можно найти в Интернете. Кроме этого допускается создание профилей для конкретного экземпляра той или иной модели аппаратного обеспечения.

Второе преимущество ICM 2.0 заключается в том, что позволяет пользователю ничего не указывать. Вы можете ничего не делать - не определять конкретному устройству свой профиль - в этом случая система сама сделает предположение о цветовой информации, основываясь на стандартной цветовой модели, называемой sRGB. Эта модель была разработана с учетом характеристик имеющихся мониторов. Поэтому, например, фотография, полученная в этой цветовой модели и выложенная в Интернете, будет выглядеть примерно одинаково на любом мониторе.

Модель sRGB продолжает завоевывать все большее признание среди производителей цифровых камер, сканеров, принтеров. Например, если вы сегодня купите в магазине какое-либо из этих устройств, существует высокая вероятность того, что после фотографирования или сканирования объекта вы можете получить на принтере или на мониторе высококачественное изображение с правильной цветопередачей. Отметим, однако, что качество цвета никогда не будет выше, чем если бы вы использовали полноценный ICC профиль. В качестве примера одного из ограничений данной цветовой модели можно отметить, что её гамма цветов определяется лишь цветами, воспроизводимыми монитором - ведь модель основана на цветах, вырабатываемых типичными мониторами. Однако данная модель позволяет добиться достаточно хорошего цвета практически без всяких усилий.

В обозримом будущем широкое распространение получит новая цветовая модель, разработанная компаниями Microsoft и Hewlett-Packard - scRGB. В данный момент он рассматривается международной электротехнической комиссией (IEC International Electrotechnical Commission). Планируется, что к концу 2001 года он станет полноценным стандартом IEC. Новый стандарт займет нишу между профилями ICC, востребованными профессионалами, и цветовой моделью sRGB, хорошо зарекомендовавшей себя среди обычных пользователей. В сравнении с предыдущей цветовой моделью, новая предлагает более широкую гамму цветов, улучшенную градационную шкалу и более точный механизм описания цветов - с 16 битами на каждый цветовой канал.

Компания Microsoft считает, что стандарт sRGB займет свою нишу "продвинутых пользователей" ("prosumer") и планирует внедрить его в свои операционные системы к концу 2002 года. Внедрение стандарта sRGB64 в аппаратное обеспечение может занять больше времени. Компания предполагает, что устройства, поддерживающие новую цветовую модель, получат широкое распространение "лишь к 2005 году". Если прогноз оправдается, управление цветами в устройствах, поддерживающие стандарт sRGB64 будет настолько же простым, что и управление цветами в модели sRGB. Задача заключается в том, чтобы обеспечить такое же высокое качество и те же возможности управления цветами, что предоставляют профили ICC, при этом полагается, что пользователи не будут задумываться об управлении цветами вообще.

Субъективность цвета

Пожалуй, самым сложным, говоря о цвете, будет осознать, что весь цвет - это буквально результат работы мозга. Восприятие цвета можно сравнить с прикосновением. Как и в случае с любым другим ощущением, цвет нельзя воспринимать без физической реальности. Но как таковой, он не представлен никаким физическим явлением - по крайней мере, явлением внешнего мира. Теперь самое сложное. Цвет - это не свойство предмета, которой вы видите. То есть, трава на самом деле не зеленая, а небо - не синее. Тем не менее, они обладают физическими свойствами, которые заставляет вас воспринимать их зелеными или голубыми. Но и это допустимо лишь при определенных условиях.

Чтобы проще объяснить идею - попробуйте уловить разницу между свойствами объекта и ощущением, получаемым от этих свойств - если вам ближе физический контакт, а не зрительный.

Например, если вас кто-то задевает за руку, вы можете почувствовать прикосновение. И это ощущение, без сомнения, вызвано физической реальностью - рукой, касающейся вашей руки. Но вам даже и в голову не придет подумать о том ощущении как об одном из качеств задевшей вас руки. Вероятнее всего, ощущение возникает внутри вас.

Ощущения, которые вы чувствуете, могут измениться в зависимости от состояния вашей кожи. Даже самое нежное прикосновение может показаться вам грубым и причинить боль, если вы сгорели на солнце. Но в любом случае, физическая реальность, причина этого ощущения, будет неизменной. В любом случае, ощущения происходят внутри организма. Давление чужой руки воздействует на сенсоры вашего тела, которые и определяют прикосновение и затем передают эту информацию мозгу.

В случае восприятия цвета происходит то же самое. Акцентируем ваше внимание, именно то же самое, а не аналогичное. Цвет - это то же самое ощущение. Когда глаза видят свет, этот свет влияет на сенсоры, которые регистрируют фотоны и затем передают информацию в мозг. Цвет зависит от вашей зрительной системы.

На самом деле между представлением цвета как ощущения и представлением его как свойства предмета существует тонкое различие. И все не так просто, это не академический педантизм. Мы нарочно акцентируем на это внимание, так как правильные представления требуются для лучшего понимания проблемы подбора цвета - в независимости от того, где требуется обеспечить правильную цветопередачу - между принтером и камерой, или между каким-либо устройством и реальным миром.

Помните: цвет любого предмета частично зависит от условий освещения. Грубо говоря, вы можете не узнать своего автомобиля на стоянке, освещенной натриевой лампой. Отметим, что для изменения ощущения цвета вовсе не обязательно такое яркое освещение - цвет изменится и если просто перейти из комнаты, освещенной лампой накаливания на уличный свет.

Если бы цвет был свойством объекта, то вы бы воспринимали его каждый раз одинаково при любых условиях освещенности. Скажем, вы бы одинаково воспринимали фотографию, где бы вы ни находились. Но так как цвет на самом деле не является свойством объекта, а скорее является именно ощущением, единственное, что вы можете сравнивать - это ощущения конкретного цвета, вызванные вашей зрительной системой. Это ощущение изменится при изменении освещения, и для разных объектов эти изменения будут различными. Поэтому сравнивать цвета следует при определенном освещении.

Свет и цвет

Цвет объекта, который вы видите, зависит от частоты тех световых волн, что попадают в ваши глаза. Этот набор, в свою очередь, зависит от двух факторов - от поглощаемых объектом частот, и от частоты источника света. На следующем рисунке показано воздействие отраженного света. Если поверхность не поглощает никаких цветов, тогда все цвета отражаются, и вы видите белый цвет. Если поверхность поглощает только лишь красный цвет, а зеленый и синий отражает, то вы увидите голубой цвет, и так далее.

Между прочим, мы не случайно упомянули красный, зеленый и синий цвета - они определяют три больших части видимого спектра. Эти же части в свою очередь определяются тремя типами колбочек человеческого глаза. Они так и называются - по названию цвета тех волн, к которым чувствительны колбочки - тех волн, которые они лучше всего поглощают. Но на самом деле они поглощают широкий диапазон волн, а не какую-то конкретную частоту.

Ключевой момент здесь заключается в том, что для отражения волн какой-либо частоты (или для пропускания волны через прозрачный фильтр - например, через цветное стекло) волны этой самой частоты должны существовать, их должен вырабатывать источник света. Скажем, свет, вырабатываемый обыкновенной лампой накаливания, содержит намного больше фотонов из желтого и зеленого спектра, а не синего - именно поэтому свет лампы накаливания кажется нам желтоватым и именно поэтому его называют теплым - в нем больше красного и зеленого, которые отражаются от предметов и достигают глаз.

Или взять, к примеру, лампу дневного света - она вырабатывает волны, среди которых намного больше волн синего диапазона, которые при отражении от предмета создают так называемые холодные цвета.

Эти различия среди источников света объясняют тот факт, что людям больше по душе свет лампы накаливания, а не флуоресцентный свет. Если на лицо будет падать синий цвет, и вообще, холодные цвета, лицо будет казаться нам нездоровым, бледным. Если же свет будет теплых тонов - цвет лица будет вполне здоровым, если только не перестараться. Кстати говоря, именно по этой причине в супермаркетах рядом с фруктами и овощами стараются не ставить обычных флуоресцентных ламп.

Обобщим: изменение цвета после изменений условий освещенности объясняется различиями в источниках света. Действительно, предметы выглядят днем несколько иначе, чем вечером. Отметим еще одну особенность - в одних условиях освещения предметы могут казаться одинакового цвета, но стоит изменить освещение, и предметы будут разноцветными. Такое явление получило название метамерии.

Оригинал: ExtremeTech
Перевод: Сергей Мильчаков, Дмитрий Чеканов

Метамерия и метамерные пары

Метамерию можно наблюдать, но очень сложно объяснить. Лучше всего объяснить это явление на примере одежды.

Пройдитесь по супермаркету - вероятнее всего вы найдете кучу пиджаков и кучу брюк, казалось бы, подобрать цвет труда не составляет. Обычно, ассортимент цветов не такой и большой - чтобы было проще подобрать пару. В магазине вы найдете соответствующие пиджак и брюки, но дома может вполне оказаться, что их цвет не совпадает.

Присмотритесь к материи, вы обнаружите, что цвет совпадает при любом магазинном освещении - скорее всего это будет люминесцентное - но он перестанет совпадать при солнечном свете или свете лампы накаливания. Такой феномен и называется метамерией, а эти два цвета являют собой метамерную пару.

Научное обоснование этому феномену вполне понятно - ведь цвет - это ощущение, а не свойство объекта. Отметим, что колбочки в наших глазах способны вызывать одинаковые ощущения от света совершенно различных частот.

Для начала рассмотрим похожий, только намного более простой пример. Попробуйте сначала положить руку на стол, а потом положите на эту руку пятикилограммовую гирю. Ваша рука будет ощущать то же давление, что и давление пяти гирек весом в один килограмм, или одной двухкилограммовой и одной трехкилограммовой гири, или двух гирь по 2,5 килограмма. Таки комбинаций может быть очень много.

В случае с цветом ситуация похожа, только все значительно сложнее. Человеческий глаз определяет цвет с помощью светочувствительных клеток, называемых колбочками. Как уже было рассмотрено выше, существует три типа этих клеток - красные колбочки, синие и зеленые - по названию поглощаемых этими клетками частей спектра. Несмотря на такое, казалось бы, небольшое число разнотипных клеток, их вполне достаточно, чтобы видеть все цвета - человеческий глаз способен отличать примерно семь миллионов цветов. (Это немногим меньше половины всех цветов, доступных в компьютерной палитре True Color. Компьютер должен иметь в своем распоряжении большее количество цветов, так как чувствительность глаза к изменениям в различных частях спектра неравномерна, а компьютер распределяет градации равномерно.)

Подытожим: вы видите цвет исключительно потому, что в глазе имеются светочувствительные клетки, называемые колбочками, которые и передают импульсы в мозг, которые в свою очередь создает ощущение конкретного цвета. Скажем, когда ваши глаза воспринимают желтый цвет (волны с диной, соответствующей желтому цвету), то красные, зеленые и синие колбочки поглощают волны в определенных пропорциях. Когда вы видите комбинацию красного и зеленого цвета (выраженного в длине волны света), колбочки воспринимают свет в тех же пропорциях и ваша зрительная система опять ощущает желтый цвет. В действительности же таких комбинаций, которые заставляли бы вашу зрительную систему создавать одно и то же ощущение (а следовательно, один и тот же цвет) очень и очень много.

Вернемся опять-таки к вопросу про брюки и пиджаки.

Если пиджак и брюки, которые вы видите в магазине, сделаны из одного рулона материи (что будет означать, что они окрашены одинаково) - вероятнее всего они будут одинаковым образом отражать волны разной длины. Поэтому в независимости от условий освещения, они будут казаться вам одинакового цвета.

Если же они были сшиты из разных тканей, шансы, что они при любых условиях будут выглядеть одинаково, очень малы. Но, скажем, в магазинных условиях освещения они будут казаться одинаковыми - ведь вы подбираете одежду в магазине, а не выносите её на улицу. А так как ткани были окрашены разным образом, каждая из тканей по-разному поглощает и отражает различные волны, поэтому вероятнее всего при другом освещении цвета будут разными.

И такие метамерные пары могут встретиться практически в любой ситуации - набор мебели, когда разные предметы были окрашены разной краской, рулоны обоев из различных партий, автомобильная покраска, и так далее.

Вернемся к нашим баранам. Феномен метамерии никоим образом не стоит забывать, разговаривая о цвете в компьютерах. Когда вы пытаетесь обеспечить правильную цветопередачу при сканировании, вы должны помнить о том, что цвет зависит от освещения. То, что выглядит нормально при свете ламп накаливания, может оказаться совсем негодным в офисе, при свете люминесцентных ламп.

Как на цвет влияет цвет

Наверное, всякий, кто играл с цветами, заметил, что цвет зависит ещё и от фона. Попробуйте сами найти яркий источник света - например, электрическую лампочку, и попробуйте посмотреть на неё через поднятый большой палец. Постарайтесь поместить палец прямо по центру лампы - вероятнее всего вы не сможете разглядеть даже ногтя - будет виден один силуэт.

Затем, продолжая смотреть на палец, поместите что-нибудь непрозрачное между рукой и лампой. Зрение быстро приспособится и позволит разглядеть вам все детали вашей руки.

Изменение в одной области поля зрения, вызванное изменением в другой области поля зрения называется одновременным зрительным контрастом. Он влияет не только на то, с какой степенью детализации вы можете видеть объект, но также и на тени, и на сам цвет.

Изображения, представленные выше, могут проиллюстрировать данное утверждение на вашем экране. Все зависит от того, насколько точно ваш экран соответствует тому экрану, на котором были созданы эти изображения и насколько правильно соответствуют цвета. Кроме того, требуется то же самое разрешение и размер экрана - ведь это скажется на размере изображений.

Если изображение не соответствует подписи, попробуйте распечатать его, возможно, распечатанная версия сработает. Мы постарались включить достаточно различных вариантов, чтобы, по крайней мере, один или два из них продемонстрировали феномен. Кроме того, вы найдете ссылки на некоторые страницы в Интернете с подобными изображениями. (Это небольшая часть того, что доступно в Интернете. Можете поискать больше различной информации, воспользовавшись запросом "Simultaneous Contrast" в своей любимой поисковой системе. Поиск на Гугле выдал около полутора тысяч страниц и в первых пятидесяти, изученных нами, были прекрасные примеры этого явления. Если не удастся найти пример в электронном виде, можно воспользоваться услугами традиционной библиотеки.

маленькие серые квадратики на этом изображении - одного и того же оттенка и размера, тем не менее, из-за фона левый квадратик должен казаться темнее и меньше правого.

Это изображение очень похоже на предыдущее, только контраст выражен сильнее. Опять таки, цвет и размер маленьких квадратиков одинаков, однако левый квадратик кажется темнее и меньше, чем правый.

Одновременный контраст влияет на цвет. Два зеленых квадрата в этом примере на самом деле одного цвета, но тот, что слева, должен выглядеть с оттенками желтого, или, по крайней мере, более светло. А тот, что справа - синеватым, более темным.

Два оранжевых круга в этом примере на самом деле одинаковы. В зависимости от того, какой цвет создает ваш монитор или принтер в данном случае, оранжевый круг слева может казаться значительно темнее того, что справа. Или он может казаться ближе к оранжевому, а тот, что справа - ближе к красному.

Круги в этом примере тоже одинаковы. В зависимости от настроек монитора или принтера, левый круг может казаться значительно более светлым, чем тот, что справа.

Даже на нормально настроенном принтере или экране разница между зелеными областями в верхней и нижней половинах велика. На самом деле цвет этих областей одинаков, но верхняя область кажется нам значительно темнее нижней.

Этот пример выделяется среди остальных. Каждый следующий рисунок будет примером тому высказыванию, что цвет может сильно отличаться в зависимости от соседствующих цветов. На этом рисунке вы можете видеть, насколько одинаковыми могут казаться совершенно разные цвета. Если ваш принтер или монитор правильно интерпретировали цвет, то две пары диагональных линий на изображении - или два икса, если вам так больше нравится - выглядят практически одинаково. Две полоски в правом нижнем углу изображения показывают, какого цвета эти самые кресты.

Оригинал: ExtremeTech
Перевод: Сергей Мильчаков, Дмитрий Чеканов

Человеческое зрение против сканеров и фотоаппаратов

Сенсоры человеческого глаза, чувствительные к свету, называются колбочками. Как уже говорилось, существует три типа колбочек - красные, зеленые и синие. Как подразумевают их имена, красные колбочки наиболее чувствительны к волнам красного или близкого к красному цвета. Аналогично зеленые колбочки чувствительны к зеленому, а синие - к синему цвету. Любой цвет, который вы видите, определяется тем, какое количество фотонов поглощают колбочки каждого из этих трех типов, и в каких именно пропорциях они поглощают эти фотоны.

Сканеры и камеры также обладают сенсорами для красного, зеленого и синего цвета. Так же, как и в человеческом глазе, каждый из типов сенсоров чувствителен лишь к определенному диапазону частот. Если бы чувствительность сенсоров и колбочек к различным диапазоном была одинаковой, то разработать камеру или сканер с точной передачей цветов было бы очень просто. Но существующие сенсоры не позволяют достоверно имитировать чувствительность колбочек к каждому цвету. А это означает, что производителям приходится подстраивать свои сканеры и камеры под определенные цвета.

Для разработчиков сканеров самое главное в их деле - решить, будут ли их сканеры обрабатывать фотографии, или они будут сканировать реальный мир. Суть этого станет яснее, если вы знакомы с явлением метамерии.

Суть метамерии заключается в том, что если у вас есть реальный предмет определенного цвета и фотография этого самого предмета, то они могут по-разному поглощать свет различной длины. Другими словами, их спектры (меры света различных волн, отражаемых ими) - не совпадут. Таким образом, эти цвета являются метамерной парой, то есть при одном освещении они отражают свет одинаково, и следовательно создают одинаковый цвет в зрительной системе, а при другом освещении - по-разному, соответственно меняется и цвет.

Так как чувствительность сенсора сканера не соответствует чувствительности человеческого глаза, то, что является метамерной парой цветов для человеческого глаза, метамерной парой для сканера вовсе не является. Другими словами, два цвета на фотографии или в реальном мире, кажущиеся человеческому глазу одинаковыми, отсканируются как два совершенно разных цвета (результат, кроме всего прочего, зависит ещё и от источника света в сканере).

Компании разрабатывают сканеры с тем условием, что они будут сканировать именно фотографии, при этом они учитывают цвета так, чтобы человек видел на экране изображение, максимально соответствующее тому, что на фотографии. Однако такие сканеры не будут воссоздавать правильное изображение при сканировании, скажем, объектов реального мира. С другой стороны, цифровые камеры разработаны с учетом того, что ими будут снимать именно объекты реального мира. Некоторые сканеры также разработаны для сканирования реальных объектов, но если вы попробуете отсканировать фотографию, цвета вряд ли будут соответствовать оригиналу.

Разные устройства обладают разными цветовыми гаммами

Цветовая гамма - это обыкновенный набор цветов. Для устройств вывода, таких как принтер или монитор, цветовая гамма - это все те цвета, которые способно отобразить устройство. Для устройств ввода - таких как сканер или фотоаппарат - это набор цветов, к которым эти устройства чувствительны. Взгляните на следующий рисунок - на нем изображена вся цветовая гамма стандарте sRGB.

Обычно на такого типа рисунках имеются комментарии, что это все цвета, которые различает человеческий глаз. На самом деле это не совсем так, чуть позже мы объясним наши слова. Но если не вдаваться в детали, это похоже на правду.

Для лучшего понимания рисунка отметим, что на подкове изображены все цвета видимого спектра. Диагональ, связывающая два конца подковы, содержит цвета вне спектра, но которые, тем не менее, вы можете создать, смешав цвета из разных частей спектра.

Цвета на границе подковы полностью насыщены. Чем дальше от границы подковы, внутрь, тем меньше становится насыщенность цвета, тем цвет бледнее. Так сначала синий цвет приобретает оттенки пастельных тонов, затем меняется бледно-голубым, голубоватым и, наконец, белым цветом. Это относится к любому цвету, с которого вы начнете продвижение в центр подковы. Будет точнее выразиться, какого оттенка на внешней линии вы дойдете до области с нулевой насыщенностью - до белого цвета.

Ещё одна важная вещь для понимания этой диаграммы - это система восприятия человека. Как уже было отмечено ранее, в человеческом глазе имеется три типа колбочек - красные, зеленые и синие. На этой диаграмме вы видите все эти цвета в определенных пропорциях. По оси абсцисс мы видим долю красного цвета, а на оси ординат - доля зеленого. Доля синего - это то, что получается от сложения красного и зеленого. Чистый белый цвет соответствует трети красного и трети зеленого цвета.

Когда обсуждают подобные диаграммы, часто забывают тот факт, что это двумерная фигура трехмерной модели. Чтобы полностью описать все цвета, видимые человеческим глазом, вам потребуется не только описание тона и насыщенности, но также и описание яркости. Только при стопроцентной яркости и при нулевой насыщенности можно наблюдать чистый белый цвет. Если яркость на нуле, мы видим черный цвет. Когда яркость находится между ста процентами и нулем, мы наблюдаем различные градации серого. Отметим, что яркость влияет на цвет любого оттенка и любой насыщенности.

Таким образом, чтобы наиболее точно описать эту диаграмму, скажем, что на ней отображены те цвета, которые может воспринимать человеческий глаз при максимальной яркости. С другой стороны, когда мы говорим о цветовых гаммах устройств вывода, можно опустить фактор яркости, так как все вышеизложенное относится к цветам любой яркости.

Запомните для себя, этот рисунок называется цветовым графиком (chromaticity diagram), на нем отображены в цвете все комбинации оттенков и насыщенности. В итоге мы видим гамму. Распечатав этот график на принтере, или выведя его на монитор, можно увидеть, какие цвета способно воспроизвести то или иное устройство.

В действительности устройства могут выводить лишь ограниченный набор цветов. Например, мониторы оперируют только красным, зеленым или синим цветами. Пропорции определяются люминофором в случае ЭЛТ-мониторов или фильтрами в жидкокристаллических мониторах. Все остальные цвета, которые вы видите на мониторе, на самом деле им не отображаются - они создаются вашей зрительной системой, позволяющей комбинировать три цвета буквально в вашей голове.

Чтобы определить всю цветовую гамму монитора, вам нужно лишь отметить точки на диаграмме, представляющие те цвета монитора, которые на самом деле отображает ваш монитор. Вы можете измерить эти цвета либо с помощью колориметра, либо с помощью фотоспектрометра, в связке с программным обеспечением, позволяющим выводить стопроцентный красный, зеленый и синий цвет для соответствующих опытов. (Пакеты для калибровки мониторов обычно используют не только эти замеры, но и некоторые другие. А так как в пакеты включены готовые измерения, некоторые из них могут показать вам в качестве бонуса к калибровке всю цветовую гамму монитора.)

Когда вы измерите красный, зеленый и синий цвета вашего монитора, вы можете определить всю гамму, соединив прямыми эти точки. Монитор способен произвести любой цвет, заключенный внутри того треугольника, что вы получите. Монитор не способен создать цвет вне этого треугольника. Диаграммы ниже показывает цветовую гамму стандартного электроннолучевого монитора.

Вы наверняка заметили, насколько меньше этот самый треугольник, чем весь спектр цвета, видимого человеческому глазу. Все дело в люминофоре, используемом монитором. Эта гамма может незначительно изменяться в зависимости от модели монитора. В любом случае цветовую гамму монитора практически невозможно спутать с цветовой гаммой, скажем, принтера.

Определение цветовой гаммы принтера схоже с определением гаммы монитора. Тем не менее, существуют некоторые различия. Как и мониторы, принтеры используют для печати всего три цвета. В принтерах цвет создается чернилами или краской, а не фосфором. И цвета здесь - голубой, желтый и пурпурный. Мы не рассматриваем черный цвет, так как любой оттенок серого или черный цвет состоит из определенных пропорций всех этих цветов. Вы можете определить любой другой цвет через доли чернил каждого из этих трех цветов (обычно таких долей - до 256 на каждую из трех этих красок). Скажем, в теории, цвет, определенный как 50 долей голубого, 50 желтого и 75 долей пурпурного соответствует цвету из 50 долей черного и 25 долей пурпурного.

В отличие от мониторов, принтеры могут смешивать цвета, накладывая один цвет поверх другого, а не размещая определенные люминофоры или ячейки на экране. Большинство (не все) принтеры могут либо накладывать цвета друг на друга целиком, либо не накладывать их вообще. Градаций не существует. Поэтому большинство принтеров ограничено лишь шестью цветами:

• Голубым, желтым, пурпурным, красным (являющимся комбинацией желтого и пурпурного)
• Зеленым (желтым и пурпурным)
• И синим (голубым и пурпурным)

Принтеры, умеющие распределять количество чернил, могут создавать конечное число точек различных цветов, но эти цвета никоим образом не изменяют ни формы, ни размера всей цветовой гаммы. Это лишь дискретное число возможных цветов из гаммы. Как и в случае с мониторами все остальные цвета - результат работы вашей зрительной системы.

В большинстве принтеров цветовая гамма определяется шестью цветами, а не тремя, как у мониторов. Поэтому, чтобы увидеть цветовую гамму принтера, необходимо распечатать все эти цвета и измерить их с помощью колориметра или фотоспектрометра, затем построить из полученных точек диаграмму, и соединить прямыми эти точки - получится заваленный шестиугольник. Цветовые гаммы принтеров варьируются сильнее, чем у мониторов, но опять же цветовую гамму принтера невозможно спутать с гаммой монитора. На диаграмме ниже представлена типичная цветовая гамма принтера.

Опять-таки цветовая гамма значительно меньше той, что может воспринимать человеческий глаз. Заметьте, что диаграмма отличается не только размером, но и формой. Это означает, что цветовая гамма принтера не может совпадать с цветовой гаммой монитора. На следующем рисунке представлены сразу обе цветовые гаммы.

Суть даже не в том, что гаммы не совпадают, а в том, что каждая из них заключает в себе те цвета, которых нет в другой. Все очень просто - монитор может показывать цвета, которые не способен воспроизвести принтер, а принтер может распечатать те цвета, которые нельзя вывести на монитор.

Конкретные цвета зависят от конкретных моделей принтера и монитора, но в общем случае правило работает.

Стоит усвоить и тот факт, что кроме этих цветов существуют ещё и такие, которые не может вывести ни монитор, ни принтер, а ваш глаз может увидеть. Понятно, что нельзя настроить принтер или монитор таким образом, чтобы он отображал эти цвета.

Отметим, что в качестве основных цветов могут быть и другие цвета, отличные от красного, зеленого и синего цвета. Так, например, Peter N. Glaskowsky из Microprocessor Report активно пропагандирует среди производителей мониторов идею создания технологии мониторов, использующей другие основные цвета.

По утверждению Glaskowsky, дело не в том, какие цвета могут получаться с помощью люминофора или эквивалентных ему фильтров в ЖК мониторах, а в способности компьютера переводить использующиеся цвета в какую-либо другую цветовую модель, которая возможно будет в будущем использоваться в мониторах. Становится понятно, что технология, позволяющая преобразовывать перевод цветов в реальном времени уже существует, и во многом похожа на технологии, использующиеся в современных 3D чипах. Однако на сегодняшний день таких мониторов пока нет.

Оригинал: ExtremeTech
Перевод: Сергей Мильчаков, Дмитрий Чеканов

Различные устройства используют разные цветовые модели

Существует несколько подходов к описанию цветов, и каждый такой подход называется цветовой моделью. Например, вы можете присвоить определенный цвет сочетанию конкретного оттенка, насыщенности и яркости (модель HSB - hue, saturation, brightness - модель тон-насыщенность-яркость), или определенному сочетанию красного, зеленого и синего (RGB модель - модель красного-зеленого-синего), или сочетанию голубого, пурпурного и желтого (модель CMY), или сочетанию голубого, пурпурного, желтого и черного (модель CMYK).

Кроме определения самих цветов, каждая модель предполагает ещё деление каждого параметра на определенное количество градаций. В некоторых схемах таких градаций может быть сто. В других - 256. Такое число выбрано неслучайно - в цифровом мире оно более удобно - можно описать 256 градаций каждого цвета, описывая каждый цвет восемью битами, или одним байтом.

Все эти цветовые модели, и некоторые другие, широко используются для описания цвета как в программном обеспечении, так и в различных устройствах, таких как цифровые фотоаппараты, сканеры, мониторы и принтеры. К сожалению, исторически сложилось, что большинство из этих моделей зависят от устройств. То есть определение конкретного цвета относится лишь к определенному устройству. И это усложняет задачу безошибочной передачи информации о цвете.

Зависящие от устройств модели могут носить одинаковые названия, но они не будут при этом описывать под одним именем одинаковые цвета, если не брать во внимание совпадения. Например, некоторые принтеры работают по модели CMYK. (Не все. Некоторые принтеры могут использовать модель RGB и переводить эти цвета в CMYK модель.)

Предположим, вы определили цвет в программе как 120 частей синего, 75 частей пурпурного и 130 частей желтого. Затем распечатали это изображение на трех принтерах, каждый из которых использует зависящую от устройства модель CMY или CMYK. В итоге вы обнаружите, что полученные изображения совсем разные. А кроме всего прочего, ни одно из полученных изображений не будет соответствовать изображению на вашем мониторе.

Дело не в том, что принтер печатает неправильно, просто у каждого принтера своя собственная цветовая модель, пусть даже она имеет то же название, что и модель другого принтера. Итак, хотя мы и задали цвет, на каждом принтере он выводится по-своему.

Проблема становится серьезнее, когда необходимо перевести цвет из одной зависящей от устройства модели в другую подобную. Например, сканеры используют красные, зеленые и синие сенсоры, и представляют информацию о цвете в модели RGB. Поэтому, если вы отсканируете изображение и откроете его в программе для рисования, информация о цвете картинке определена в модели RGB. Если вы захотите распечатать это изображение на принтере, использующем, модель CMYK, вам придется по ходу дела переводить информацию о цвете.

Чтобы перевести цвет из одной модели в другую, ваше программное обеспечение должно сделать предположения относительно цветовой модели RGB, откуда оно будет переводить цвет, и относительно модели CMYK, куда будет осуществляться перевод. Если хотя бы одно из предположений окажется неправильным - а они редко оказываются правильными - цвета могут сдвинуться ещё больше, чем если бы вы просто переместили информацию о цвете из одной модели в другую вообще без преобразования.

Говоря о цветовых моделях, нельзя не отметить тот факт, что существуют модели, не зависящие от устройства - либо потому что они описывают цвет с точки зрения зрительной системы человека, или потому что они используют общепринятые эталоны. К числу первой категории относятся модели, разработанные или основанные на исследованиях Международной комиссии по освещению, МКО (Commission International d'Eclairage - CIE). Как правило, в именах этих моделей можно встретить символы CIE - например, модель CIE LAB, используемая в Photoshop, предназначена для профессионалов. Кроме того, она служит основой для цветовых профилей в цветных PostScript принтерах. (Так как, начиная с версии PostScript 2, она была внедрена в PostScript.) Тем не менее, в большинстве приложений эта модель не поддерживается.

Ко второй категории относится получающая широкое распространение модель sRGB, поддерживаемая в Windows. Однако конвертирование цветовой информации из зависимой от устройств модели в независимую модель, все равно, требует предположений, в результате которых могут возникнуть ошибки. Существует два способа устранения ошибок при передаче информации о цвете. Можно либо все аппаратное и программное обеспечение должно использовать независимую от устройства модель, либо они должны поставляться с таблицами для перевода цвета - известными как профили - они позволят программному обеспечению перевести информацию о цвете с устройства без каких-либо предположений.

Несколько слов о профилях ICC, sRGB и scRGB

Профили ICC, sRGB и scRGB являются взаимодополняющими инструментами для решения однотипных задач в различных условиях. Можно провести аналогию с ножами - нож для очистки овощей, острый столовый нож, наконец, хлебный нож - всё это режущий инструмент, но используется он по-разному. В двух словах, профили ICC предназначены для профессионалов, sRGB - для обыкновенных пользователей, а scRGB - для более искушенных пользователей. Конечно же, характеристики профилей этим не ограничиваются.

Исторически так сложилось, что профессионалы работают в области типографии, фотографии и проводят допечатную подготовку информации. Так сложилось, что именно в этих областях от цифровой фотографии и графики требуется максимально точная цветопередача. Обычно устройства калибруются с помощью замкнутой калибровки - одна единица оборудования калибруются с помощью другой - при этом используются схемы управления цветом, разработанные специально для каждого продукта. Скажем, если бы вам, как фотографу, пришлось бы иметь дело с двумя различными сервисными центрами, вам бы пришлось по отдельности производить замкнутые калибровки для работы с каждым из этих центров. Профили ICC предоставляют стандартный подход к управлению цветом, востребованный профессионалами.

Международное сообщество проблемы цветопередачи (ICC) было сформировано в 1993 году как консорциум ColorSync, которым заправляла всем знакомая компания Apple Computer. Кроме того, к консорциум входили Sun, SGI, Microsoft, Adobe, Agfa и Kodak. Основной целью этого образования было определение стандарта для управления цветом. Для этого сначала было определено аппаратно-независимое цветовое пространство (profile connection space - PCS), с помощью которого явно определялись соответствующие параметры описываемых цветов. Пространство описывало идеальное изображение, распечатанное на совершенной бумаге (non-selective diffuser) чернилами с большим динамическим диапазоном и широкой цветовой гаммой. Изображения исследовались на стандартном стенде ANSI PH-2.30, освещенном D50 - эквивалентом дневного света температурой 5000 градусов.

После определения пространства, стало возможным определить профиль для каждого устройства в этом пространстве. Пространство предоставляет все необходимое для работы с цветом. Профиль описывает цвет для любого устройства вывода информации (сканера, камеры, принтера или монитора) в виде соотношения с тем пространством, и позволяет преобразовывать цвет к этому пространству и из него.

Добавив информацию о профиле в файл с изображением, можно описать, что именно означает информация о цвете в данном файле. При имеющемся профиле, программа или операционная система, поддерживающая профили ICC может связать цвета одного устройства с цветами другого. Другими словами, данное пространство служит эффективной основой для универсальных преобразований цветов.

Примерно так функционируют профили ICC. Важно понимать, что реалии профилей ICC небезоблачны. Скажем только, что и у ICC профилей есть ограничения. В частности, пространство не определяет всех параметров, которые в идеале необходимо определить. Некоторые параметры определены неоднозначно. Большинство этих ограничений не имеют прямого отношения к нашему повествованию. Вы можете ознакомиться с этими вопросами по данному адресу. Там вы найдете документацию и отчеты достижений ICC. Отметим, что профили ICC вовсе не совершенны. Многие профессионалы и различные службы, особенно те, которые пользуются принтерами CMYK, отдают предпочтение старым, проверенным методам, возникшим задолго до профилей ICC.

Профили ICC поддерживаются и в операционных системах Apple Macintosh (посредством ColorSync 2 и следующих), и в Microsoft Windows 98 и далее (посредством ICM 2.0, ICM 1.0 в Windows 95 также поддерживала профили ICC, только с некоторыми ограничениями). Отметим, что эта операционная система не занимается управлением цветов автоматически. Она только позволяет вам использовать профили ICC.

Любой сканер, камера, монитор или принтер могут поставляться с профилями ICC. Те устройства, которые поставляются с профилями, могут устанавливать их когда вы устанавливаете драйверы. Если же вам попалось устройство без профиля ICC, вы можете установить профиль самостоятельно. Профиль можно найти на веб-сайте компании. Чтобы установить профиль в любую версию Windows, достаточно щелкнуть правой кнопкой по профилю и выбрать пункт "Установить профиль". После этого файл скопируется в папку Windows/System/Color, и добавится запись в реестр. Затем откройте диалоговое окно Свойства для устройства, откройте вкладку Управление Цветом, нажмите кнопку Добавить. Профессионалы в любом случае должны регулярно обновлять профили, поставляемые с устройством или найденные в Интернете - ведь они приблизительны. Каждое конкретное устройство отличается от другого устройства этой же модели. Например, некоторые принтеры могут день ото дня изменять цвет под воздействием температуры и влаги. И уж тем более, большинство принтеров меняют цвет после смены чернил. Подобным образом изменяются и цвета, воспроизводимые мониторами - мониторы из одной серии могут показывать различные цвета.

Поэтому для профессионального управления цветом необходимо после создания профиля для конкретного устройства регулярно восстанавливать его. Процедура восстановления практически сводится к замкнутой калибровке. Разница в том, что вместо калибровки одного устройства относительно другого, вы калибруете все устройства относительно единого стандарта - пространства ICC профиля.

Хотя некоторые устройства, включая профессиональные сканеры, поставляются со своими инструментами для создания профилей ICC, легче от этого не становится. Большинство устройств, все же, поставляется без инструментов, что означает, либо вы должны приобрести себе такой пакет инструментов (включая калибровочное программное обеспечение и колориметр или фотоспектрометр) и научиться пользоваться этим пакетом, либо заплатить кому-то ещё, чтобы он выполнил за вас эту работу.

В итоге, чтобы вы могли воспользоваться профилями ICC, ваши программы должны их поддерживать. Назовем API, поддерживающие эти профили: в среде Windows - это ICM, в среде Macintosh - это ColorSync. Чтобы программы могли работать с профилями, они должны уметь взаимодействовать с API. Кроме того, вашей программе необходимо указать, чтобы она пользовалась именно той схемой управления цветом, которая используется в операционной системе, а не какой-либо другой, альтернативной. Также необходимо проверить, поддерживает ли данная программа профили ICC, и если поддерживает - узнать, каков механизм использования этих профилей.

Все вышесказанное сводится к тому, что профили ICC являются усовершенствованной формой традиционного управления цветом, предназначенной для гуру. Ведь именно им необходимо поддерживать правильность цвета, начиная со стадии разработки продукции вплоть до её выпуска. Тем не менее, этот подход требует слишком больших усилий от большинства пользователей, профили не поддерживаются большинством программ. Ещё одна сложность для потребителей заключается в том, что данные о профилях могут быть встроены лишь только в пять различных типов файлов (BMP, JPG, PNG, TIF, EPS и PICT от Apple). Да и то, при встраивании этих данных в файл, размер файла может сильно увеличиться. Рассмотрим стандарт sRGB, разработанный компаниями Microsoft и Hewlett-Packard для повседневного использования в качестве альтернативы профилям ICC. На сегодняшний момент этот стандарт служит цветовым пространством для HTML, CSS, SMIL и других веб-стандартов. Стандарт утвержден Международной Электротехнической комиссией (International Electrotechnical Commission -IEC) в IEC 61966-2-1, и был опубликован в октябре 1999 года. Этим подразумевается, что данная схема управления цветом достаточно хороша для любых нужд. Процитируем сайт стандарта www.srgb.com "Цель данного стандарта - обеспечить решение для 80% всех нужд". И что самое важное, подразумевается, что каждый пользователь получит свою выгоду от использования этого стандарта, и при этом вовсе не обязательно быть экспертом по цвету или создавать и управлять профилями ICC.

Вспомните, когда вы отдаете пленку на проявку, вы же не указываете, как именно надо её проявлять, не указываете, каким образом нужно корректировать цвет. При этом вы получаете, в общем-то, приемлемое качество цвета. Стандарт sRGB и предназначен для такого рода управления цветом на компьютере, где пользователям не приходилось бы ни о чем задумываться. Ранее таких технологий не существовало. Тем не менее, сегодня вы можете сделать несколько снимков цифровой камерой формата sRGB, или отсканировать какое-то изображение на sRGB-сканере, а затем распечатать это изображения на принтере без каких-либо корректировок, при этом результат будет вполне соответствовать действительности.

Это не означает, что цветопередача совершенна, это не означает даже того, что цвета окажутся теми же, скажем, при распечатке на другом sRGB-принтере. Но эти отклонения будут в пределах разумного. Быть может, вы раньше не замечали, но всё это относится и к обычной фотографии. Если одну и ту же пленку отдать в разные центры, или даже в тот же, только днем позже, вы увидите разницу в цветах на полученных фотографиях. Цвета на обеих будут вполне правильными, но разными.

Важно понимать, что стандарт sRGB не составляет конкуренцию профилям ICC, а лишь дополняет эти профили. Скажем, в Windows 98 и более поздних версиях Windows, в случае отсутствия определенного ICC профиля для какого-либо устройства, профилем по умолчанию становится sRGB. В таблице ниже показано, как взаимодействуют эти схемы. (Таблица относится только к Windows).

Iccsrgbsolution.gif (переведи табличку то, и сделай ее в тексте)

Чаще всего Windows не доступны ни исходные профили, ни профили назначения, в этом случае она просто воспринимает изображения в формате sRGB. Так, например, картинка на веб-странице просматривается именно в формате sRGB, фотографии снимаются и распечатываются в формате sRGB. При этом ни вам, ни вашей операционной системе не нужно производить коррекцию цветов. Вам даже не нужна программа, поддерживающая профили ICC. Но скажем, когда у вас есть принтер с определенным профилем ICC, установленным во время установки драйверов, и вы используете программу, поддерживающую профили ICC, программа может заставить операционную систему перевести только что сделанную цифровую фотографию из схемы sRGB в эквивалентные цвета вашего принтера.

Отметим, что в отличие от Windows, в операционной системе Macintosh вам придется явным образом задавать sRGB профили для каждого sRGB устройства. Необходимо указывать, чтобы операционная система использовала именно этот профиль. Кроме того, заметьте, что в операционной системе по умолчанию профиль sRGB не устанавливается. Чтобы заставить компьютер работать с профилем sRGB, вам необходима программа, поддерживающая профили ICC. Самые главные претензии к sRGB - к встроенным в профиль цветам и к цветовой гамме.

Для профиля sRGB была определена гамма 2.2. Такой выбор обусловлен частично тем, что она позволяла равномерно распределять градации серого. (именно так, как воспринимает цвет человек). Выбор хорош ещё и потому, что обычно мониторы персональных компьютеров тоже пользуются этой гаммой. Однако компьютеры Apple Macintosh используют в своих мониторах гамму 1.8 (что в принципе правильно, хотя излишне упрощено). Именно поэтому на таких мониторах изображения sRGB кажутся темнее, чем надо. Единственное приемлемое решение этой проблемы - это изменение sRGB файла или устройства с помощью ColorSync, создание профиля ICC, соответствующего sRGB, и использование его как любого другого ICC профиля.

Критики sRGB указывают также на тот факт, что цветовая гамма (все цвета, которые способна определить эта схема) значительно меньше гаммы, воспринимаемой человеком. Ниже как раз представлены треугольник (обозначающий sRGB гамму) и уже знакомая вам подкова, представляющая вам все видимые человеческим глазом цвета.

Сторонники sRGB признают ограничения, но указывают на то, что sRGB гамма близка к стандартной гамме большинства мониторов, она также включает в себя большинство цветов, доступных для многих принтеров, поставляемых с компьютерами, поэтому считается, что при просмотре изображений на мониторе или распечатке на принтере потерь цветовой информации практически не происходит. Даже поборники sRGB признают, что до совершенства ещё далеко, и стандарту есть куда развиваться. Существует большой пробел между теми небольшими затратами, требующимися от потребителей, не желающих ничего знать об управлении цветами, и теми высокими требованиями профессионалов, которым важно уметь управлять цветами и периодически исправлять ICC профили.

Ответ компании Microsoft - scRGB (ранее известный как sRGB64). Этот стандарт будет встроен в интерфейс графических устройств GDI+, который будет дополнением к существующему в Windows XP интерфейсу GDI. Стандарт scRGB определен в IEC 61966-2-2 и предназначен для заполнения бреши между гибкой системой управления цветом, существующей в профилях ICC и более ограниченной по своим возможностям схемой sRGB. Так как в основу нового стандарта положена схема sRGB, он очень похож на sRGB. В нем те же основные цвета. Среди преимуществ - scRGB предоставляет более широкую гамму цветов, а 64-битного кодирования с шестнадцатью битами на канал вполне достаточно, чтобы определить 65000 градаций каждого цвета вместо 256 градаций, доступных в sRGB, где на канал выделяется 8 бит.

Заметьте, что цветовая гамма scRGB не только намного больше гаммы sRGB, но также и больше цветовой гаммы, видимой человеческим глазом. Ниже на цветовом графике показано различие между этими гаммами. Кроме того, это изображение есть вид сверху на трехмерное представление гаммы sRGB внутри scRGB.

В отличие от sRGB, новый формат позволяет принимать отрицательные значения, и значения больше 1,0, что дает значительные негласные преимущества при обработке цвета. При работе с информацией о цвете, большинство приложений отбрасывают все значения, ниже нуля (черный цвет) и все значения, больше единицы (белый в градациях серого, или полностью насыщенный цвет).

После такой обработки пропадает значительная часть информации. Чтобы не терять эту информацию - для многократной отмены, например, программам приходится хранить целиком все промежуточные изображения. Позволив приложениям отслеживать значения ниже черного и выше белого, новый формат позволяет приложениям сохранять информацию о цвете без использования большого объема памяти для хранения промежуточных изображений.

Более того, информация будет доступной и при последующей обработке или связывании его с другими устройствами, имеющими более широкую цветовую гамму, нежели представлена в информации о цвете в данном конкретном изображении. А так как форматом обрабатываются значения больше 1,0 формат обладает большей цветовой гаммой по сравнению с sRGB даже не смотря на одинаковые базовые цвета. (При максимальном значении, равным 1,0 гаммы просто будут совпадать. Значения выше 1,0 являются основой расширенной гаммы.)

Компания Microsoft разрабатывала эту схему с тем, чтобы обеспечить ту же простоту в использовании, что обаспечивает sRGB. Для того чтобы воспользоваться новым форматом, не приходится прикладывать практически никаких усилий. Тем не менее, для нормальной работы потребуется большая производительность системы. Поэтому новый формат может нормально работать далеко не на всех системах. Так как пока устройства ещё не поддерживают формат scRGB, мы можем только предполагать, как всё это скажется на реальном мире.

Ниже представлен список литературы по проблемам цвета, цветовосприятия, цифровому цвету и зрительной системе человека.

• Bride M. Whelan
  Color Harmony 2, A Guide to Creative Color Combinations
  (Rockport Publishers, 1994)
• M. David Stone
  The Underground Guide to Color Printers
  (Addison-Wesley, 1996)
• Richard Jackson, Lindsay MacDonald, and Ken Freeman
  Computer Generated Colour, A Practical Guide to Presentation and Display
  (John Wiley & Sons, 1994)
• Robert G. Gann, Ph.D
  Desktop Scanners
  (Prentice Hall, 1999)
• Charles A. Poynton, Poynton's Colour FAQ
• Peter K. Kaiser
  Радость зрительного восприятия
• Компания Adobe располагает большим количеством материалов о цвете и об управлении цветом. Некоторые относятся только к продуктам компании. Наиболее общая информация здесь:
  Теория цвета применительно к персональным компьютерам,
  Цветовые модели
• Веб-сайт международного консорциума (International Color Consortium - ICC)
  http://www.color.org