HP DreamColor LP2480zx - управление цветом

Настоящая статья дополняет обзор монитора HP DreamColor LP2480zx в части аппаратной калибровки и профилирования, выполняемых при помощи опционального комплекта HP DreamColor Advanced Monitor Profiling Solution. Несмотря на то, что это решение базируется на продукте ColorMunki Create, выпускаемом под марками X-Rite и Pantone и стоящем 120-150 долл. (за рубежом; к нам его почему-то не поставляют), аксессуар с логотипом HP под кодовым обозначением KZ300AA предлагается уже за 300-350 долл.

Основные компоненты DreamColor Advanced Profiling Solution.

Дело в том, что Advanced Profiling Solution является не простой, а специализированной версией оригинального программно-аппаратного комплекса, и даже имеет свое собственное неофициальное название - i1Display ObiWan. Входящий в состав комплекта колориметр не является точной копией известного прибора i1Display2. Во-первых, согласно заявлениям разработчиков, он оснащен светофильтрами, оптимизированными конкретно под LP2480zx (честно говоря, будь это действительно так, использование данного прибора с другими мониторами оказалось бы под большим вопросом). Во-вторых, с точки зрения программ, это именно прибор ColorMunki, который поддерживается пока только фирменными утилитами. По последнему поводу горевать, вроде бы, не с чего, ведь аппаратная калибровка сторонними средствами чаще всего невозможна. Однако профессионалы по управлению цветом вряд ли останутся удовлетворены функционалом стандартной программы ColorMunki, которая, вообще-то, позиционируется как любительский инструмент. Здесь нельзя задать требуемую точность калибровки и профилирования, нельзя выполнить валидацию (проверку актуальности профиля), нет учета тенденций дрейфа цветовых характеристик. Для решения таких задач потребуются дополнительные средства. Программа не позволяет использовать обычные устройства серии ColorMunki: например, подключенный спектрофотометр ColorMunki Photo она попросту не опознала. Обратное возможно - использовать ObiWan в обычных программах ColorMunki, - но не имеет смысла, потому что только специализированная версия калибровщика способна задействовать весь потенциал монитора LP2480zx: полностью автоматически выполнить настройку, загрузить калибровочные данные в его внутреннюю память и затем построить цветовой профиль.

Выбор типа монитора и параметры калибровки обычных мониторов.

Программа Advanced Profiling Solution согласна работать и с другими вашими дисплеями: формально - с настольными ЖК и ноутбуками, фактически - также и с ЭЛТ; способность обслуживать еще и проекторы, приобретаемая дополнительно для устройств серии Eye-One, в случае с колориметрами ColorMunki не предусмотрена. Отличие режима "ноутбук" от режима для "обычного монитора" состоит в том, что создаются цветовые профили табличного типа: в отличие от простых матричных, они громоздки и требуют больше измерений, зато позволяют точнее описать цветовые свойства дешевых ЖК-панелей. Диалог настройки специализированного режима DreamColor (см. ниже) лишен опций настройки яркости и контраста, а также приведения яркости в соответствие с текущими условиями освещения. Эти опции просто не нужны: параметры изображения и так всегда на оптимальном уровне (не в последнюю очередь потому, что у пользователя нет возможности их испортить), а свет на рабочем месте дизайнера просто обязан быть нормированным и постоянным. Глядя на компакт-диск с надписями на семи языках, никак не ожидаешь подвоха: на самом деле, диск совершенно пустой - там только программка, которая загружает основной дистрибутив из интернета. Это не редкость для новых продуктов фирмы X-Rite - такова их концепция, стимулирующая устанавливать самые свежие версии программного обеспечения. Размер дистрибутива составляет 20 Мб, что немного по меркам западных разработчиков: например, для начала работы с обычным ColorMunki Photo придется скачать около 300 Мб, из которых 90% приходится на библиотеки .NET и Java.

Цветовой охват

Прежде чем приступить к более детальному знакомству с комплексом Advanced Profiling Solution, необходимо оценить потенциал возможностей самого монитора. Невооруженным глазом видно, что цвета на экране DreamColor LP2480zx гораздо насыщеннее, чем на любом мониторе с обычной флуоресцентной подсветкой. Но помимо насыщенности (узкополосности спектра), важен и его спектральный охват - насколько далеко друг от друга разнесены спектры трех основных цветов.

Спектр излучения HP LP2480zx со светодиодной подсветкой в сравнении со спектром HP L1740 на обычных лампах. Серым фоном обозначен спектр белого цвета.

На диаграмме видно, что ширина спектра базовых цветов действительно намного уже при использовании светодиодов, однако общий охват не так однозначен: доминантные длины волн в первом случае составляют 452, 528 и 635 нм, тогда как пики флуоресцентной лампы приходятся на 435, 545 и 612 нм. То есть либо более богатый красный, либо синий. Тут, конечно, ничего не поделаешь, не изобретая новые виды светодиодов. Но кое-что улучшить все-таки можно было бы, если применять в ЖК-матрице более строгие синие и зеленые фильтры - чтобы они не захватывали свет соседних излучателей, зеленого и красного соответственно (см. небольшие вторичные всплески на диаграмме). Что касается оценки собственно цветового охвата, то официальные материалы не содержат сколь-нибудь внятной информации. Повторяя опыт конкурентов, маркетологи обещают "цветовой охват …% NTSC", где вместо многоточия фигурирует то число 105, то 110, а иногда и 133. Последние два варианта даже расшифровываются: это не объем трехмерной фигуры цветового охвата, а всего лишь площадь двумерного цветностного охвата. Но способность воспроизвести тот или иной цвет определяется всеми тремя координатами!

Цветовой охват HP LP2480zx в сравнении с эталонами: соприкасание грань в грань с Adobe RGB и полное покрытие FOGRA39, включая чистый желтый и голубой.

Более того, важен не столько относительный объем охвата, сколько степень пересечения с охватом эмулируемого устройства - печатного или абстрактного (sRGB, NTSC). Поэтому оценка охвата производилась с акцентом именно на покрываемую долю, а вместо малопонятного нашему человеку эталона NTSC использовались стандарты Adobe RGB, sRGB и полиграфический FOGRA39 (ISO coated v2 ECI), относительный объем которых составляет 64, 93 и 35% от NTSC. То есть в переводе на американских "попугаев", охват монитора DreamColor равен 106% NTSC, но покрывает лишь около 91% этого эталона - как видите, сама по себе величина охвата еще ни о чем не говорит. Примечание. Расчет охвата производился с помощью Argyll CMS в относительном колориметрическом режиме (с адаптацией белой точки). Поскольку выбранный для сравнения профессиональный монитор на обычной CCFL-подсветке поставляется другой фирмой, не будем называть конкретную марку и модель. Намекнем лишь, что этот монитор базируется на точно таком же типе ЖК-панели того же производителя и обладает одним из самых широких охватов среди традиционных устройств.

Эмуляция эталонных дисплеев

Вопреки популярному заблуждению, обычную видеосистему невозможно калибровать так, чтобы она имитировала другое устройство с отличными хроматическими координатами красного, зеленого и синего. Сколько ни называйте цветовой режим словом "sRGB", ни капельки ближе к этому стандарту дисплей не окажется: калибровкой вы лишь настроите цветовую температуру (общий цветовой баланс каналов) и выполните отстройку гаммы (цветовой баланс отдельных градаций), то есть приведете систему в некое нормализованное состояние. Для эмуляции другого устройства с другим цветовым охватом необходимо выполнять колориметрическое преобразование, которое в простейшем виде представляется умножением вектор-столбца на матрицу 3х3, вычисляемую однократно. Подобные действия над каждым пикселем экрана в реальном времени требуют специализированного быстродействующего процессора, что отчасти объясняет редкость мониторов с такой функцией и высокую их цену. К тому же, только с появлением светодиодной подсветки, увеличившей собственный цветовой охват мониторов, по-настоящему обрела смысл сама эта идея имитации произвольных охватов. До этого редко какой монитор мог похвастаться полным покрытием Adobe RGB, а уж об абсолютно достоверном воспроизведении полиграфических CMY-красителей, особенно насыщенных голубых и желтых тонов, раньше и мечтать не приходилось. Подробности данной технологии можно почерпнуть из руководства пользователя, доступного с сайта компании. Отметим лишь, что вся внутренняя математика реализуется с 12-битным представлением каждого цветового канала, а на входе и выходе стоят обычные гамма-корректирующие таблицы (LUT) с глубиной цвета 10 бит для внешнего представления и 12 бит - для внутреннего. Входная таблица описывает эмулируемое цветовое пространство (например, гамму 2,2 при эмуляции Adobe RGB), тогда как выходные значения служат для сопряжения с собственной передаточной характеристикой ЖК-панели. Именно определением этих значений и вычислением матрицы перехода и занимается калибровочный программно-аппаратный комплекс.

Параметры эмулируемого пространства.

Гораздо важнее обратить внимание на другие особенности. Во-первых, шаблон Adobe RGB имеет неправильную координату красного (должно быть y=0,330), и это вина не программы, а самого монитора, поскольку все шаблоны загружаются из его памяти. Тут довольно туманная история. Сброс к заводским установкам не исправлял ситуацию, в том числе после обновления прошивки, что исключало гипотезу о предварительном пользовательском вмешательстве. Более того, любая пользовательская попытка внести коррективы приводит к изменению названия ячейки памяти на "User Adobe RGB", что было бы трудно не заметить. Однако после полной очистки памяти с помощью сервисного меню шаблон все-таки принял нужный вид; проводить подобную "промывку мозгов" надо аккуратно, потому что шаблоны содержат информацию только о хроматических координатах, но не о яркости и гамме. Вообще, остается загадкой, как такая ошибка проскочила в конечный продукт, учитывая, что корректный профиль Adobe RGB можно найти почти на каждом компьютере, и что сами составители документации ссылаются на описание стандарта, где все четко расписано. Кстати, там же говорится и про то, что черная точка должна соответствовать контрасту 288:1, но никак не 1000:1; этой фундаментальной проблемы мы еще коснемся. Вторым недостатком калибровщика является задание гаммы в виде скалярного числа, что тоже является распространенной проблемой, так как истинная гамма sRGB - вовсе не 2,2, как многие привыкли думать, но суть нетривиальная функция, значения которой лежат в диапазоне от 1,0 до 2,4. Впрочем, программа могла бы по-особому обрабатывать эту ситуацию, неявно используя правильные значения при калибровке, поскольку информационное меню монитора сообщает о гамме 2,4. Но эта гипотеза не подтверждается ни содержимым цветового профиля, ни реальной передаточной характеристикой дисплея. Впрочем, по последнему пункту нет уверенности, что сама калибровка производится достаточно аккуратно. Хотелось бы надеяться, что в будущих версиях появится возможность импортировать все настройки из готового цветового профиля - сколь угодно сложные, быстро и без ошибок. А пока остается повторить тезис первой статьи: несмотря на то, что сам монитор честно и точно выполняет колориметрическое преобразование входного сигнала для эмуляции стандартных дисплеев, фактический результат далек от стандартов, потому что калибровщик записывает в монитор нестандартные гамма-кривые. То есть все равно требуется адаптация изображений в графических программах на основании частного профиля монитора, а не стандартного профиля эталонного устройства. И проблема-то как раз в том, что эти самые частные профили, полученные путем инструментальных замеров, тоже далеки от реальности.

Качество цветовых профилей

В зависимости от выбранного режима - "монитор DreamColor" или "обычный монитор", - программа либо сначала выполняет калибровку по адаптивной шкале серого, а потом строит профиль по цветным градиентам, как это свойственно утилите Eye-One Match, либо калибрует и профилирует в один проход, делая по девять замеров на каждый цветовой канал, как поступает ColorMunki. Второй вариант нерелевантен для исследуемого монитора, поэтому оценка точности профилей будет проводиться только для первой методики. Поскольку формируемые цветовые профили содержат целевое значение гаммы, а не фактическую характеристику, и лишены информации о черной точке, они не самым лучшим образом моделируют происходящее на экране. Оценка качества калибровки уже была дана в первой статье - сейчас будет рассмотрена точность построенных профилей. Для сравнения, в сводную таблицу добавлены показатели самодельных профилей, построенных по 24 точкам на канал и с сохранением черного. Первая часть таблицы составлена по результатам валидации в традиционном понимании и показывает, насколько точно цветовой профиль описывает свойства дисплея - какой цвет создается той или иной комбинацией управляющих RGB-сигналов. Однако на практике профиль устройства отображения используется для обратной процедуры: подобрать RGB-сигналы для создания нужного цвета. Поэтому таблица результатов была дополнена оценками "прагматичной валидации", при которой по каждому профилю рассчитывались требуемые RGB-значения для отображения тестового набора цветов, а затем реальный отклик монитора сравнивался с исходными образцами.

Тест-карта для обычной валидации профилей.

Общий вид тест-карт для проверки точности отображения.

В качестве такого тестового набора использовалась тест-карта FOGRA MediaWedge 3.0 CMYK для офсетных процессов FOGRA39 и FOGRA44, которые олицетворяют две противоположности: качественная печать на мелованной бумаге и менее критичная печать, с низкой плотностью краскослоя. Тестирование проводилось в режиме с родным цветовым охватом при яркости 100 кд/м² и цветовой температуре 5000 К. Чтобы имитировать контраст, свойственный этим печатным процессам, уровень черного поднимался с 0,1 кд/м² до 1,0 и 5,0 кд/м² (оптическая плотность 3,0, 2,0 и 1,3 D соответственно). В двух первых режимах проверялась тест-карта для FOGRA39, в режиме низкого контраста - FOGRA44. С сожалением приходится констатировать, что игнорирование фактической черной точки стандартным средством профилирования приводит к недопустимым для полиграфии погрешностям. Это не значит, что все безнадежно, просто следует пользоваться только режимами с полным контрастом, принимая меры к тому, чтобы при цветопробе на экране не отображались более темные элементы интерфейса. Но как быть с черной рамой дисплея?

Затягивающая глубина цвета

Нельзя не сказать пару слов о "новомодном" 10-битном представлении цвета. При всей прозрачности желания производителей спровоцировать массовое обновление аппаратуры и программных средств, какие-либо серьезные преимущества для конечного потребителя эта инициатива вряд ли принесет. Благодаря применению гамма-коррекции, 8 бит достаточно для обеспечения практически незаметной разницы между соседними градациями - она и так находится ниже порога различения (определенного в идеализированных лабораторных условиях!), даже на мониторах с таким широким цветовым охватом.

Различие между соседними градациями при глубине цвета 8 и 10 бит на канал. Симуляция на основе реальных данных HP LP2480zx.

Единственным веским доводом в пользу увеличения глубины цвета является то обстоятельство, что любая калибровка с помощью LUT-видеокарты, так или иначе выдающей 8 бит на выходе, приводит к потере градаций, тем самым увеличивая зазор между соседними используемыми ступенями. Однако эта проблема полностью снимается аппаратной калибровкой с сохранением данных во внутренних 10- или 12-битных коррекционных таблицах монитора, что становится все более распространенной техникой по мере популяризации протокола DDC/CI. Другими словами, вместо того чтобы на 25% увеличивать пропускную способность интерфейса, достаточно всего лишь грамотно использовать уже имеющийся функционал. Как бы то ни было, получить 10-битный цвет "прямо здесь и сейчас" все равно пока еще затруднительно: совместимые видеокарты можно по пальцам пересчитать, и поддержку в программном обеспечении тоже, мягко говоря, нельзя назвать повсеместной.

Выводы

Аппаратная калибровка - нечто само собой разумеющееся для высокопрофессионального монитора, к тому же, использующего большую глубину внутреннего представления цвета. И вообще-то, не суть важно, насколько точно она выполняется, пока результат устраивает вас чисто визуально - ведь все серьезные графические приложения умеют подстраиваться под фактическое состояние дисплея на основе его цветового профиля. Проблемы будут только в том случае, если такая адаптация не предусмотрена (например, в видеоредакторах - для повышения быстродействия), или если сам профиль недостаточно хорошо описывает свойства монитора. Последнее как раз имеет место с профилями, создаваемыми программой Advanced Profiling Solution. Отдельным вопросом стоит учет точки черного, которая в родном режиме столь темна, что ее никто не хочет учитывать - ни профилировщик, ни встроенный видеопроцессор (при эмуляции других устройств). Впрочем, справедливости ради стоит отметить, что наличие соответствующей информации в цветовом профиле зачастую игнорируется в самих конечных приложениях. Наконец, не очень ясна польза от применения 10-битного цвета на интерфейсе между видеокартой и монитором. Даже на мониторах с очень широким охватом, обеспечиваемым светодиодной подсветкой, отличие между соседними градациями в 8-битном режиме [при хорошей аппаратной калибровке] находится ниже человеческого порога различения и меркнет на фоне других неидеальностей монитора - например, пространственной неравномерности или зависимости от угла обзора, которая даже на IPS-матрицах все равно присутствует. Выражая мнение одной фразой, можно сказать, что средство управления цветом DreamColor Monitor Advanced Profiling Solution в его текущем виде является недостаточно проработанным для монитора с таким впечатляющим потенциалом, как у HP LP2480zx.