_1475239688.jpg)
_1826294941.jpg)
_443908423.jpg)
Monitor dla fotografa - część III : o technice słów kilka
3. Jak dbać o jakość wyśwetlanego obrazu?
Tę skomplikowaną na pierwszy rzut oka formułkę można przedstawić w analogi do języków, jakimi posługują się ludzie na świecie. Słowniki to podstawowe narzędzie w tłumaczeniu znaczeń słów opisujących to samo zjawisko czy ten sam przedmiot. Możemy też spojrzeć na naszą polską różnorodność językową - gwarę góralską i kaszubską: cześć słów rozumiemy, innych nie. A bogactwo języka polskiego? Odmiana potoczna, literacka, staropolska lub... prawnicza? Wyobraźmy sobie, że skaner operuje językiem potocznym, monitor rozumie tylko język literacki, a drukarka wymaga dialektu prawniczego. System zarządzania komunikacją miedzy tymi urządzeniami musi uwzględniać różnice w opisie tego samego artefaktu przez każdy z kodów.
Tak też działa CMS, a “słownikami” urządzeń, czyli opisami zbiorów pojęć (w tym wypadku kolorów), stosowanych w danym języku (czyli przestrzeni barwnej) są profile barwne. Dzięki nim program komputerowy może prawidłowo zinterpretować, z jakim rodzajem odcienia czerwieni, zieleni lub błękitu ma do czynienia w każdym punkcie obrazu. Profil zawiera zatem charakterystykę barwną urządzenia wejściowego (aparatu, skanera), wyjściowego (monitora, projektora, drukarki) lub używanej przestrzeni barwnej (referencyjna przestrzeń robocza). Profile przestrzeni barwnych są bardzo pomocne w interpretacji danych zawartych w plikach graficznych.
Powinniśmy w tym miejscu rozróżnić dwa zbliżone znaczeniowo pojęcia – profilowanie i kalibrację. Profilowanie urządzenia (np. monitora lub drukarki) to proces prowadzący do określenia charakterystyki barwnej tego urządzenia. Wynikowo otrzymujemy profil, pozwalający na prawidłową interpretację barw pracy tego urządzenia. Kalibrowanie polega także na zmierzeniu jego charakterystyki barwnej, jednak proces ten wiąże się z odpowiednią modyfikacją parametrów pracy tego urządzenia. Podczas kalibrowania także zostanie stworzony profil, który będzie opisywał nową charakterystykę barwną urządzenia.
Aby przygotować monitor do pracy ze zdjęciami, potrzebujemy prawidłowo ustalić początkowe parametry jego pracy, a następnie przy użyciu urządzenia pomiarowego wygenerować odpowiedni profil barwny. Skorzystać możemy z kolorymetru lub spektrofotometru. Różnica między nimi sprowadza się do tego, że kolorymetr mierzy kolor, natomiast spektrofotometr cale widmo światła. Wobec charakterystyki pracy monitorów LCD należy uznać, że jedynie spektrofotometr umożliwi opomiarowanie dowolnego monitora, podczas gdy stosowanie kolorymetru na profesjonalnych szerokogamutowych monitorach może prowadzić do bardzo dużych błędów pomiarowych. Używanie tych urządzań sprowadza się do uruchomienia dostarczonego wraz z nimi oprogramowania, które w zależności od wersji i stopnia skomplikowania samo przeprowadzi pomiar, korzystając z domyślnych konfiguracji lub poprosi nas o podanie dziesiątek nastaw, a nasza ewentualna pomyłka wpłynie na błędne skalibrowanie monitora, a przez to wytworzenie złego profilu barwnego.
W niektórych monitorach Eizo, wyposażonych w zintegrowane systemy kalibracji, proces ten będzie dużo prostszy przez jego zautomatyzowanie.
Wiedząc, że pewne treści publikowane są na różnych rodzajach drukowanych i cyfrowych mediów, istotne jest posiadanie wiedzy, jak klient będzie widział kolory. Monitory ColorEdge i dostarczane w komplecie oprogramowanie ColorNavigator pozwalają sprawdzić docelowy wygląd obrazu, ponieważ zaprojektowano je zarówno z myślą o softproofingu, jak i o emulacji barw wyświetlanych na różnych urządzeniach cyfrowych. Umożliwiają zatem ocenę, jaki kolor będą widzieć klienci, niezależnie od tego, czy materiały zostaną wydrukowane (np. ulotki, albumy), czy zostaną wyświetlone na ekranie notebooka, tabletu, a nawet smartfonu.
Ważnym aspektem jest też korekcja gamma, czyli przetwarzanie obrazu usuwające zniekształcenia wprowadzone przez urządzenia poprzez redukcję nadmiernego kontrastu obrazu wejściowego.
Kiedy komputer i monitor wymieniają między sobą dane o kolorach, to idealna relacja między nimi zachodziłaby wtedy, gdyby każdy z 8 bitów składowych kolorów RGB wysyłanych z komputera mógł być odbierany w takiej samej postaci przez monitor – wtedy moglibyśmy mówić o liniowej relacji między wyjściem a wejściem. W praktyce komputer i monitor mają różne charakterystyki gamma. Zazwyczaj oddanie gradientów monitorów jest takie, że średnie tony mają tendencję do bycia ciemniejszymi niż powinny. W związku z tym przesyłane na wejście monitora sygnały powinny być odpowiednio rozjaśnione, żeby porównanie obrazu wejściowego z wyjściowym dało stosunek 1:1.
Windows zaadaptował wartość gamma właściwą dla telewizji (2.2), podczas gdy w Mac OS przyjęto wartość odpowiednią dla komercyjnych drukarek (1.8). Nie powinno to dziwić, jako że komputery Apple mają długą historię współpracy z przemysłem drukarskim i aplikacjami DTP, w których to zastosowaniach gamma na poziomie 1.8 jest do dziś podstawową wartością. Z drugiej strony gamma o wartości 2.2 jest standardem w przestrzeni kolorów sRGB, podstawowej dla cyfrowych treści.
Panele LCD, nawet gdy dochowana jest najwyższa staranność podczas ich produkcji, mają poszarpane krzywe gamma. Te niejednorodności powodują silne odchylenia w poszczególnych składowych kolorów RGB. Zjawisko to jest głównie zauważalne w ciemnych i jasnych odcieniach, często odbierane okiem użytkownika jako tonalne przeskoki lub zacieranie różnic w gradientach.
 |
Wbudowanie w monitory Eizo funkcji wewnętrznej korekcji kolorów pozwala na skorygowanie tych nieregularności krzywej gamma i osiągnięcie idealnej zależności y = xγ. O takim właśnie monitorze możemy powiedzieć, że został stworzony z myślą o jakości obrazu. Wbudowana korekcja jest dostępna zawsze, gdy specyfikacja monitora podaje, że tablica LUT (ang. look-up table) jest co najmniej 10-bitowa. Taka obróbka danych polega na konwersji sygnału z komputera, który zawiera informację o kolorze w formie 8 bitów na każdą składową RGB poprzez zwiększenie rozdzielczości do 10 bitów (dając około 1 064 330,000 kolorów) lub do 12 bitów (około 68 miliardów kolorów) - technika ta nosi nazwę multigradacji. Następnie w tabeli LUT jest odnajdywany optymalny 8-bitowy kolor RGB (około 16,77 milionów kolorów) i wyświetlany na ekranie. W ten sposób korygowane są nieregularności w krzywej gamma i odchylenia w składowych kolorów RGB, co daje w rezultacie na ekranie obraz osiągający idealną zależność y = xγ.
Monitory Eizo wyposażone w korekcję 3D-LUT umożliwiają jeszcze dokładniejsze przeliczanie barw. Tradycyjny LUT posiada trzy niezależne tablice dla trzech składowych obrazu RGB. Dla kontrastu 3D-LUT można przedstawić jako sześcian, trójwymiarową reprezentacje przestrzeni barwnej, gdzie każdy wymiar to odpowiednia składowa koloru. Ponieważ taka tablica zawiera trójwymiarowe współrzędne, podczas korekcji brane są pod uwagę interakcje między składowymi dla różnych gradacji ich jasności.
W wypadku monitorów innych firm, nieposiadających wbudowanych tabel LUT, proces kalibracji prowadzi do modyfikowania sygnału jeszcze przed wysłaniem go do komputera. Dlatego w sytuacjach wymagających silnych korekt ograniczamy zakres tonalny (w sygnale 8-bitowym zamiast transmitować 255 różnych wartości system będzie korzystał tylko z np. 220), a to prowadzi do redukcji zakresu prezentowanych kolorów. Poniżej przedstawiamy przykłady zakresów tonalnych dla korekcji programowej i sprzętowej (LUT w monitorze).
Poniżej przedstawiamy przykłady zakresów tonalnych dla korekcji programowej i sprzętowej (LUT w monitorze).
 Efekt kalibracji sprzętowej i programowej z zaznaczonym obszarami nieciągłości tonalnej |
Z powyższych informacji można wyciągnąć wniosek, że kalibracja programowa nie zapewni odpowiednio wysokiego poziomu dokładności, jaki wymagany jest w zastosowaniach fotograficznych i graficznych. Tak jest w istocie, gdyż nie chodzi jedynie o poprawne wyświetlanie bieli o zadanych parametrach, ale również o uzyskanie poprawnego odwzorowania tonalnego dla każdej z barw podstawowych, bez utraty niektórych odcieni. Różnica między tymi dwoma sposobami kalibracji będzie najlepiej widoczna, gdy zechcemy wyświetlić obrazy w skali szarości bez dominanty któregoś z kolorów podstawowych.
Artykuł powstał na zlecenie firmy Alstor – dystrybutora monitorów Eizo.
Optyczne.pl jest serwisem utrzymującym się dzięki wyświetlaniu reklam. Przychody z reklam pozwalają nam na pokrycie kosztów związanych z utrzymaniem serwerów, opłaceniem osób pracujących w redakcji, a także na zakup sprzętu komputerowego i wyposażenie studio, w którym prowadzimy testy.