Цветопередача

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.