Цветовая, говорите, наука?

О консенсусе

Несмотря на мой скепсис в отношении цветовой науки и любви потоптаться по святому, прикладную задачу копирования изображений я считал решенной (как минимум, в простых случаях).

Ну вот есть файл (RGB), к нему прилагается профиль (ICC), следует ожидать что на одном и том же устройстве (LCD мониторе, чтобы быть конкретным) он при включенном Color Engine отобразится более-менее разумно и одинаково.

Естественно, предполагается что все необходимые условия соблюдены: монитор отпрофилирован, показываемые цветовые данные привязаны к цвету (снабжены профилем), условия наблюдения постоянные, программа показа розумиет ICC, наливай да пей бери и выводи.

Конечно, жизнь несколько богаче и 2.5 года назад я уже исследовал проблему точности CMM (Color Management Module) и написал про это серию статей. Но я наблюдал в эксперименте разумные ошибки - 5-6, а для хороших CMM и 8 бит данных сохранялись, отклонения от смены CMM в худшем случае были заметны глазом, но не были фатальными.

Однако свежее письмо в Colorsync users и прилагавшийся к нему файлик заставили пересмотреть вышеописанное мнение. Спасибо добрым людям, что обратили внимание, не дали пройти мимо.

Да, на картинке слева вы видите кусочек из этого файла, показанный на одном и том же мониторе, с одним и тем же профилем монитора, одним и тем же профилем при цветовых данных файла, одной и той же программой (Adobe Photoshop) с одними и теми же настройками за исключением одной....

Показ файла

Начнем с картинки, которая шокировала автора исходного письма в Colorsync-users. Берем Мак (с Snow Leopard), берем Photoshop CS4, ставим Apple Colorsync в качестве Color Engine и видим отличные розовые облака. Скажите, где вы такую траву берете почему вы стали художником если вы так видите:

Необходимое лирическое отступление: картинки здесь и далее получены следующим образом:

• Сделан скриншот (фотошоповских окошек). Скриншот у color-aware программы будет в цветовом пространстве монитора.
• Результаты скриншота сконвертированы в sRGB.
• Результат конверсии визуально проконтролирован, с учетом того, что написано в данной статье, - это необходимо.

А теперь возьмем и поменяем Color Engine на Adobe CMM:

Почувствуйте разницу....

Но и это не все. Идем на PC, открываем тот же файл в Фотошопе, видим что для Adobe CMM результаты для PC и Mac визуально близки (точнее нам в этом эксперименте не надо, весь текст даже не про видимую разницу, а про бросающуюся в глаза), включаем Microsoft CMM. На PC, чтобы увидеть эффект, нужно перестартовать фотошоп (на маке разница при смене CMM видна сразу), перестартуем и видим:

Как мы видим, три разных CMM при прочих равных (один профиль монитора, одни настройки цветового преобразования) дают три визуально очень разных результата.

Преобразование в sRGB

Попробуем сделать еще одну операцию: преобразование исходного файла сначала в Lab, а затем в sRGB, сохраняя предыдущие результаты.

Micorosoft CMM, слева направа: исходник, конверсия в Lab, конверсия из Lab в sRGB:

Adobe CMM, порядок тот же:

Apple ColorSync, порядок тот же:

Мы видим следущее:

1. У Microsoft CMM все три изображения выглядят визуально одинаково (а точнее нам и не надо). Предположительно, конверсия из исходного RGB в дисплейное представление у этой CMM происходит через промежуточный пересчет в Lab.
2. Adobe CMM пересчитывает в Lab (а затем и в sRGB) визуально так же, как и Microsoft CMM. Показ на мониторе резко отличается, по всей видимости механизм gamut mapping (см. ниже) в данной CMM работает иначе (например, пересчет происходит через XYZ, а не через Lab).
3. Colorsync по смыслу эквивалентен Microsoft (пересчет через Lab), однако gamut mapping считается совершенно иначе.

Анализ

Профиль изучаемого изображения имеет гигантский цветовой охват, на ряде уровней яркости выходящий даже за пределы видимой человеком области. На диаграмме показан охват для L=26 (синяя кривая), для сравнения показан Adobe RGB (желтый треугольник):

Широкий охват (даже выходящий за пределы видимой области) - это относительно нормально для цифровых камер: они чувствительны и к ИК и УФ. Проблема заключается в том, что CMM должны преобразовывать эти данные (включая и "невидимые цвета") в что-то видимое, а с этим очевидные проблемы.

Возьмем диаграмму охвата на уровне L=76 и добавим туда точки с нашего изображения:

На этой диаграмме:

• Внутренний 4-угольник - охват sRGB.
• Два близких промежуточных 4-угольника - охват Adobe RGB (светлый) и моего монитора (темный).
• Внешний 4-угольник - охват рассматриваемого профиля.
• Синие точки - точки изображения.

Если оставить на диаграмме только точки изображения из проблемных облаков (розовых в ColorSync), то картина будет выглядеть так (это L=74):

Синтез, он же мораль

Если честно, то всяких глубоких выводов про особенности Gamut Mapping делать не хочется (рассмотренных данных маловато), мораль сугубо практическая.

1. Очевидно, что изучаемый профиль - "плохой". Плох он в том смысле, что допускает неоднозначную интерпретацию существующими CMM.
2. В то же время, построенные стандартными методами профили цифровых камер и будут такими "плохими" - с очень большим охватом и стандартные CMM обязательно будут "напрягаться" при показе данных в цветовом пространстве ЦФК. Собственно, охват ЦФК выходит за видимую человеком область и проблемы неизбежны.
3. Самый практический вывод: допустим, у вас есть профиль под вашу камеру и результаты съемки (визуализированные вашим CMM) вас устраивают. У вас PC (и адобовский CMM в фотошопе), вы посылаете файл в типографию, там его редактируют какой-то маковской программой (да хоть фотошопом, но с Colorsync, а не Adobe CMM), будучи в полной уверенности что "управляют цветом" и печатают тираж. У вас на экране была картинка 2, в типографии - 1, вы действительно считаете, что цветом "управляют"?