Точность цветопередачи имеет решающее значение для современной творческой работы. Возможно, это не самая гламурная часть работы, но есть большая вероятность, что вы проводите больше времени перед компьютером, редактируя цифровые файлы, чем на самом деле снимаете контент. И если вы выполняете эту работу на плохом, некалиброванном мониторе, вы стреляете себе в ногу.
Вот почему необходим хороший рабочий процесс управления цветом. Соедините высококачественный монитор с приличным колориметром, и вы сможете быть уверены, что цвета, которые вы видите на экране, будут такими, как предполагалось. Это еще более важно, если вы будете выводить свои фото на печать, поскольку программная цветопроба требует, чтобы ваш дисплей был максимально точно профилирован и откалиброван.
Если вы читаете это, вы, вероятно, уже согласны что цветовая калибровка очень важна. Вы знаете, что монитор с точной цветопередачей является важной частью вашего творческого рабочего процесса и что этот монитор необходимо регулярно калибровать, если вы хотите обеспечить наилучшие результаты. Но задумывались ли вы когда-нибудь о том, как все это на самом деле работает? Как мы на самом деле «измеряем» цвет, как определяем, что цвет «точный», и как это делает колориметр?
Из этой статьи вы поймёте основы того, как измеряется и отображается цвет, и как такие компании, как Datacolor, упаковывают этот сложный научный процесс в небольшую пластиковую шайбу и немного программного обеспечения. Колориметры, такие как линейка продуктов XRite i1Display , которая была передана новой компании Calibrite для производства линейки ColorChecker , и известная линейка продуктов Spyder от Datacolor, являются основными продуктами в наборе инструментов каждого цифрового фотографа. И как любой инструмент, он максимально эффективен, когда вы, пользователь, точно знаете, как он работает и что он может (и не может) делать.
Основы колориметрии
По своей сути «колориметрия» — это всего лишь наука об измерении цвета, но это обманчиво простое определение, поскольку цветовое зрение — чертовски сложная вещь.
Грубо говоря, ученые-цветоведы определяют цвет двумя способами. В конце другие наши статьи по цветокоррекции, обязательно просмотрите их.
Первый и самый простой тип измерения цвета описывает эффект, который определенный цвет, будь то на экране компьютера или напечатанный на листе бумаги, оказывает на светочувствительные колбочки сетчатки. Это похоже на необработанные сигналы RGB, исходящие от сенсора вашей камеры. Второй, гораздо более сложный метод добавляет множество нюансов (и математических вычислений) для описания того, как вы на самом деле воспринимаете цвет, пытаясь учесть всю обработку, которая происходит между этой первой стадией зрительной системы и той частью вашего мозга, которая на самом деле видит то, на что вы смотрите. Это похоже на всю схему и обработку, которая находится между выходом вашего датчика изображения и изображением, которое отображается на заднем ЖК-дисплее.
К счастью, вам не нужно разбираться во всей колориметрии, чтобы лучше понимать, что делает ваш колориметр и как. Все, что вам действительно нужно знать, — это то, как измеряется цвет, как цвет отображается и как два цвета сравниваются друг с другом.
Как измеряется цвет
Когда вы размещаете колориметр на мониторе своего компьютера и он измеряет выходной сигнал цветового пятна, он пытается определить, как этот свет будет взаимодействовать с механизмами определения цвета и яркости в вашем глазу. Для этого он использует так называемые функции согласования цветов стандарта наблюдателя CIE 1931 2° (или для краткости «CMF»), которые изображены ниже:
Полное объяснение того, как были получены CMF 1931 , немного запутано. Упрощенная версия состоит в том, что они основаны на трех воображаемых цветных источниках света, или основных цветах, которые настолько насыщены, что человек может «сопоставить» каждый цвет, который человек может воспринимать, с помощью некоторой положительной комбинации этих трех. Есть красный первичный элемент, обозначенный X, зеленый основной, обозначенный Y, и синий основной, отмеченный Z, и кривые показывают, сколько каждого источника света вам понадобится, чтобы соответствовать каждой точке видимого спектра от 380 нм (фиолетовый свет). ) до 730 нм (красный).
Это может показаться немного странным и запутанным, но результатом этой системы является то, что каждый видимый цвет можно описать определенной комбинацией X, Y и Z, уникальной для этого цвета.
Другими словами: мы можем связать любой цвет с человеческим зрением, определив комбинацию X, Y и Z, которую вам нужно будет использовать, чтобы «сопоставить» этот цвет. И из-за некоторых изящных математических трюков, которые использовались при создании этой системы, значение Y само по себе описывает яркость цвета, а пропорция X, Y и Z описывает его цветовые координаты, или цветность.
Как отображается цвет
Получив значения XYZ цветового пятна, мы можем просто отобразить цвет в трехмерном цветовом пространстве XYZ, но на практике это делается редко. Вместо этого вы, скорее всего, увидите диаграмму, которая выглядит следующим образом:
Это называется диаграммой цветности и представляет собой плоское цветовое пространство, основанное на функциях сопоставления цветов XYZ, которое игнорирует яркость и сообщает вам только о цвете.
Возвращаясь к нашей аналогии с датчиком изображения, если значения XYZ представляют собой необработанные сигналы R, G и B, исходящие от вашей сетчатки, координаты цветности xy говорят вам только об относительном количестве R, G и B в конкретном цвет. Таким образом, средний серый со значениями XYZ (50, 50, 50) и чистый белый со значениями XYZ (100, 100, 100), очевидно, являются двумя разными «цветами», но они будут располагаться в одной и той же точке на диаграмме цветности (0,33) . , 0,33) , также называемый «белым с равной энергией».
Это много технического жаргона, давайте посмотрим на реальный пример. Допустим, я открываю свой MacBook Pro 14, переключаю его в режим отображения «Фотография — P3», и он показывает мне участок чистого белого цвета. График ниже, полученный с помощью специального оборудования, называемого спектрорадиометром, точно измеряет, сколько световой энергии излучает экран в каждой точке видимого спектра.
Другими словами: когда на экране отображается белое пятно, это количество световой энергии, которое оно фактически посылает к моим глазам, нанометр за нанометром:
Поскольку любой цвет, видимый человеком (включая это белое пятно), можно описать некоторой комбинацией наших воображаемых основных цветов X (красный), Y (зеленый) и Z (синий), мы можем определить уникальное расположение этого цвета в цветовом пространстве человека с помощью вычисление того, сколько X, Y и Z вам нужно будет использовать, чтобы соответствовать этому белому свету. Для этого мы умножаем значения энергии на графике выше поточечно с функциями согласования цветов X, Y и Z, суммируем результаты и умножаем на специальную фотометрическую константу .
Результатом этого расчета является одно число для X, одно число для Y и одно число для Z. Для белого пятна на моем MacBook Pro 14, когда он установлен в режим «Фотография — P3» с заблокированной яркостью, эти числа являются:
- Х = 150,16
- Д = 156,69
- З = 180,11.
Значение Y равно 156,69 , что означает, что мой дисплей излучает ток 156,69 кандел на квадратный метр (или «нит») яркости. А отношение X к Y к Z составляет 30,8% X к 32,2% Y к 37% Z, что соответствует точке белого моего MacBook (0,308, 0,322) в пространстве цветности xy:
Если затем я проведу те же измерения и расчеты для чисто красного участка, чисто зеленого участка и чисто синего участка, я получу числа ниже, которые я могу добавить к графику, чтобы показать полную цветовую гамму дисплея моего MacBook Pro. .
| X | Y | Z | x | y | |
|---|---|---|---|---|---|
| Красный | 76.40 | 35.67 | 0.28 | 0.680 | 0.317 |
| Зеленый | 40.86 | 108.04 | 6.34 | 0.263 | 0.696 |
| Синий | 33.07 | 13.00 | 175.43 | 0.149 | 0.059 |
Полученный треугольник представляет собой самые насыщенные цвета, которые мой MacBook Pro может создать, а точка в центре — это белая точка: цвет, который получается, когда основные цвета моего дисплея — красный, зеленый и синий — выдвинуты на максимум. На самом деле у этого графика есть третье измерение — заглавная буква «Y» или значение яркости, где белый цвет «ярче», чем зеленый, который ярче красного, который ярче синего. Но диаграмма цветности игнорирует это измерение:
Таким образом, значения XYZ позволяют нам связать весь цвет – независимо от того, как он создан – с человеческим зрением, а диаграмма цветности сводит эти значения к плоскости, которая игнорирует яркость и говорит нам только о самом цвете . Но ни одно из этих значений точно не описывает, как на самом деле выглядит цвет , они могут сказать нам только о том, совпадают ли два цвета , отсюда и «функции сопоставления цветов».
Возвращаясь еще раз к аналогии с датчиком: необработанные значения RGB, исходящие от вашего датчика, не говорят вам точно, как этот пиксель будет выглядеть на заднем ЖК-дисплее, потому что эти значения являются всего лишь входными данными для сложного набора изображений. этапы обработки. Но эти значения могут сказать вам, совпадают ли два цвета или нет, потому что, если ваш датчик вначале отправляет одни и те же значения RGB, не имеет значения, что делает процессор, два выходных сигнала будут одинаковыми.
Конечно, когда дело доходит до калибровки дисплея, нас волнует , как на самом деле выглядит цвет. Одним из наиболее важных измерений, используемых при калибровке, является дельта E , которая представляет собой измерение того, насколько различаются два цвета . Итак, если мы хотим выйти за рамки «совпадают ли эти две вещи» и перейти к «насколько они различны», нам нужно выйти за рамки XYZ. Именно здесь на помощь приходит цветовая система CIELAB.
Как мы сравниваем два цвета
CIELAB был создан для удовлетворения потребности в едином цветоразностном пространстве: цветовом пространстве, в котором расстояние между двумя точками коррелирует с тем, насколько разными кажутся эти два цвета, когда вы смотрите на них рядом. Написанное L*a*b*, L* означает «Яркость», которая пытается имитировать наше восприятие того, насколько светлым или темным выглядит цвет, а a* и b* — это цветовые координаты, которые описывают комбинацию оттенка и насыщенности. .
CIELAB делает две очень важные вещи, которые в конечном итоге позволяют нам сравнивать, как выглядят похожие цвета :
- Он масштабирует значения XYZ вокруг эталонного белого, что частично учитывает встроенную систему «баланса белого» в человеческом зрении. Это очень важно, поскольку зрительная система быстро адаптируется к вашему окружению, поэтому белая стена по-прежнему «выглядит белой», независимо от того, находитесь ли вы под очень теплым вольфрамовым светом или очень холодным флуоресцентным светом.
- Он генерирует отдельные значения того, как мы воспринимаем ахроматические и хроматические свойства цвета, а затем отображает их вместе в (в основном) перцептивно однородном цветовом пространстве, где расстояние между двумя точками в этом трехмерном пространстве примерно эквивалентно тому, насколько на самом деле различаются эти два цвета. появляются , когда вы смотрите на них рядом.
Если я построю точку белого MacBook Pro 14 и основные цвета RGB в стандартном цветовом пространстве L*a*b*, используя Illuminant D50 в качестве эталонного белого, получится вот что:
Подобные трехмерные координаты L*a*b* являются основой для метрики «цветового расстояния» Delta E , которая используется для сравнения двух цветов. Все три версии Delta E основаны на сравнении двух пар координат L*a*b*, причем в более новых версиях внесены некоторые корректировки для повышения точности.
Поскольку расстояние между точками в CIELAB примерно эквивалентно тому, насколько разными кажутся эти два цвета, мы можем экспериментально определить наименьшее расстояние, которое все еще заметно для обычного человека, то, что мы называем «просто заметной разницей». Для Delta E это число составляет где-то около 2,3, поэтому компании рекламируют мониторы со средним значением Delta E менее 2,0 для заранее определенного набора значений серого и цветовых полей.
Как работают колориметры
Надеюсь, теперь стало очевидно, что функции сопоставления цветов являются отправной точкой для всего, что пытается сделать ваш колориметр. Если вы можете измерить точные значения XYZ, вы можете отобразить эти значения в пространстве цветности и сравнить их с установленными стандартами, такими как AdobeRGB (охват гаммы), вы можете проверить, насколько стабильны ваши значения серого при увеличении яркости (баланс серого), и вы можете преобразовать эти значения в L*a*b*, чтобы рассчитать, насколько точно ваш дисплей может воссоздать набор известных тестовых цветов (Delta E).
Но как колориметр на самом деле измеряет эти значения?
В приведенном выше примере мы использовали специальное оборудование, называемое спектрорадиометром, для непосредственного измерения энергии света, а затем умножили эту выходную энергию на каждую из функций сопоставления цветов по очереди, чтобы получить значения XYZ для этого цвета. Этот подход очень точен, но, как вы уже догадались, он также медленный и дорогой. Konica Minolta CS-2000a, использованная для этого тестирования, представляет собой лабораторное оборудование стоимостью 40 000 долларов. Ух ты.
Колориметры используют хитрый способ упростить этот процесс. Вместо точного измерения энергии света на каждой длине волны во всем видимом спектре стандартный трихроматический колориметр использует цветные фильтры или специальную оптику для максимально точной имитации CMF. Разместив эти фильтры и/или оптику перед специально откалиброванным датчиком, они могут напрямую измерять значения XYZ, исключая дополнительные измерения и математические вычисления, необходимые для этого, как это сделали мы.
По этой причине колориметры гораздо быстрее и эффективнее измеряют десятки или сотни цветовых пятен, необходимых для правильного профилирования и калибровки дисплея. А когда они спроектированы и откалиброваны соответствующим образом, они могут предоставить все данные, необходимые для оценки точности цветопередачи, без дополнительных затрат.
Проблемы и ограничения
Возможно, вы уже догадались, но недостатком использования быстрого, эффективного и относительно недорогого устройства для измерения цвета является точность.
Изготовить точные цветные фильтры, точно соответствующие CMF, сложно и дорого, и даже небольшие недостатки в выводе могут существенно исказить ваши результаты. Это ограничение усугублялось по мере того, как дисплеи становились лучше. Дисплей со сверхширокой гаммой, который может покрывать 99% цветов DCI-P3 или AdobeRGB, будет использовать насыщенные основные цвета RGB, которые представляют собой очень узкие кривые на диаграмме спектральной мощности, и, поскольку они такие узкие, они подчеркивают любые небольшие недостатки. в фильтрах и/или оптике, используемых для оценки CMF.
Предположим, что спектры пропускания ваших фильтров XYZ выглядят как сплошные линии на этом графике по сравнению с пунктирными линиями, которые представляют собой фактические CMF, которые вы пытаетесь воспроизвести:
Фильтр Z (синий) будет занижать свои пиковые значения, фильтр Y (зеленый) имеет выступ около 490 нм, но слабый на большей части своего заднего конца, а фильтр X (красный) слабый на коротковолновом пике и пропускает слишком много света на его длинноволновом пике. Если у вас очень широкие праймериз, эти недостатки могут сгладиться сами собой, но при использовании узких насыщенных праймериз ваши значения X, Y и/или Z могут основываться на небольшой части каждой кривой, которая не совпадает должным образом.
Производители колориметров всегда пытаются найти более точные способы измерения этих значений. Тем не менее, как по техническим, так и по экономическим причинам используемые ими методы не идеальны. Поэтому, чтобы преодолеть этот разрыв между фильтрами и реальностью, программное обеспечение, поставляемое с вашим колориметром, будет использовать математические преобразования для исправления конкретных ошибок, которые колориметр допускает при измерении различных типов дисплеев.
Вот почему ваше программное обеспечение колориметра предлагает вам выбрать «технологию отображения» или «технологию подсветки» перед профилированием и калибровкой монитора, и именно поэтому вам никогда не следует игнорировать эту опцию. Ваш выбор сообщает программе, какой спектральный выходной сигнал следует ожидать, и оно рассчитывает матрицу коррекции, которая учитывает конкретные ошибки, которые колориметр будет производить при измерении такого типа отображения.
На снимке экрана ниже вы можете видеть, что Datacolor предоставляет мне пять различных вариантов для Spyder X2 Ultra: широкий светодиод, стандартный светодиод, общий, светодиод GB и высокая яркость. Если я измерю один и тот же дисплей пять раз, используя каждую из этих настроек по очереди, я получу пять немного разных результатов:
Колориметр профессионального уровня стоимостью более 5000 долларов от таких компаний, как Colorimetry Research, стоит так дорого, потому что они гарантируют очень высокий уровень точности. Качество их фильтров гарантировано в строгих пределах, они используют более сложные математические поправки и специально разработаны для быстрой и простой калибровки с помощью спектрорадиометра. Это делает их более точными сразу после установки, и их можно легко откалибровать до 100% точности с любым дисплеем, если у вас есть время, деньги и опыт.
Для сравнения, колориметр стоимостью 150–300 долларов от Datacolor или Calibrite предоставит вам на выбор только 5 или 6 универсальных технологий отображения. Если вы сделаете неправильный выбор, ваша калибровка может быть неверной. Если вы сделаете правильный выбор, но ваш дисплей немного шаткий по сравнению с общим «средним», которое программа использует для своих корректировок, ваши результаты будут немного неверными. И даже если у вас есть возможность арендовать спектрорадиометр и создать собственную коррекцию для каждого дисплея в вашей студии, программное обеспечение, поставляемое с этими колориметрами, обычно не поддерживает это.
«Для большинства людей и большинства дисплеев в большинстве случаев современный колориметр потребительского уровня будет очень точным. Но стоит знать его ограничения, чтобы попытаться компенсировать их».
Для большинства людей и большинства дисплеев большую часть времени современный колориметр потребительского уровня будет очень точным. Но стоит знать ограничения, чтобы попытаться их компенсировать. Об этом мы еще много расскажем в следующей статье.
Заключение
Наука измерения цвета увлекательна и сложна. Мы лишь коснулись здесь поверхности, игнорируя или замалчивая некоторые концепции в пользу объяснения основ того, как цвет измеряется, отображается на графике и сравнивается. Нашей целью было дать вам лучшее понимание наиболее распространенных цветовых терминов, с которыми вы, вероятно, столкнетесь, и того, как стандартный колориметр измеряет эти параметры.
В следующей статье мы углубимся в реальный процесс калибровки вашего дисплея в домашних условиях, взяв за основу этот базовый обзор колориметрии. В ближайшем будущем мы также надеемся провести обзор самых популярных колориметров от Datacolor и Calibrite , чтобы увидеть, насколько точны они с различными типами дисплеев, что их новейшее программное обеспечение позволит (и не позволит) вам делать и почему мы рекомендовал бы (или не рекомендовал бы) вам их покупать.
А пока, если у вас есть какие-либо вопросы или вы хотите, чтобы мы погрузились еще глубже, дайте нам знать в комментариях! Наука о свете и цвете безгранично применима к фотографии и редактированию видео, и есть гораздо больше возможностей для более детального рассмотрения технических подробностей, если вам интересно об этом услышать.
по материалам dpreview.com
ЦВЕТОВАЯ МОДЕЛЬ И ЦВЕТОВОЕ ПРОСТРАНСТВО: РУКОВОДСТВО ДЛЯ НАЧИНАЮЩИХ [1/2]
CALIBRITE PROFILER: ИНТУИТИВНО ПОНЯТНОЕ РЕШЕНИЕ ДЛЯ ПРОФИЛИРОВАНИЯ ЦВЕТОВОГО РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА
ВСЕ, ЧТО ВАМ НУЖНО ЗНАТЬ О ЦВЕТОВОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ
ЧТО ТАКОЕ ЦВЕТОКОРРЕКЦИЯ? РАЗБИРАЕМСЯ С NETFLIX
ПРОСТЫЕ СОВЕТЫ ПО ЦВЕТОКОРРЕКЦИИ
КАК ВЫБРАТЬ ШРИФТ, ЦВЕТ, ФОН ПРАВИЛЬНО ДЛЯ КИНО И ВИДЕО РОЛИКОВ.
8 КНИГ О ЦВЕТЕ, КОТОРЫЙ ДОЛЖЕН ПРОЧИТАТЬ КАЖДЫЙ!
Уроки по съёмке и монтажу тут — https://news.fidller.com/category/lesson/
Как снимается кино — https://news.fidller.com/category/articles/bts/
Приобрести apple box или заказать 3d печать/3d сканирование или переходник для объективов, а также изготовить оборудование под заказ очень просто, достаточно перейти в наш магазин — https://fidller.com или написать нам в telegram — https://t.me/fidller
мы в телеграме — https://t.me/fidller_com
мы вконтакте https://vk.com/club_fidller
Aleksandr Fidller
Latest posts by Aleksandr Fidller (see all)
- Это конец Голливуда? - 17.03.2025
- Как профессионально выполнить цветокоррекцию видеоматериалов с дрона DJI - 17.03.2025
- Blackmagic Design Руководство для начинающих по DaVinci Resolve 19 - 08.03.2025