О цветопередаче

Еще один пост, родившийся из комментария.

Давид Мзареулян спрашивает:

Вот у нас сенсор (+АЦП). Сигнал от него, как я понимаю, линейный с высокой точностью. Даже если точность не очень высокая, то откалибровать отклик конкретной модели сенсора не должно составлять труда. Перед сенсором светофильтры. Они тоже линейно сворачивают спектр в скаляры. RGB-пространство тоже линейно, ну гамма там по яркости. Получается, что задача преобразования сигнала от сенсора в RGB линейная с точностью до одной единственной заданной гаммы. Значит, чтобы заставить монитор светиться так же как светился объект перед камерой, достаточно линейно преобразовать сигнал от сенсора. С точки зрения цвета это означает ткнуть пипеткой в нейтральный объект и таким образом найти взаимные коэффициенты для трёх каналов. Ну и гамму потом наложить. Всё, этого должно быть достаточно.

Что я упускаю? Потому что если я ничего не упускаю, то совершенно непонятно, почему разные конвертеры по-разному разрешают и передают цвета с разных камер а они таки их передают по-разному.

Отвечаем (чуть подробнее, чем в том комментарии в ЖЖ):

Это место просто густо усыпано граблями. В том порядке, что вспомнил:

1. Не учтено то, что спектры фильтров и спектры пикселей на мониторе - разные. Причем спектры фильтров на сенсоре расширяют для повышения чувствительности, что ухудшает качество "разделения цветов" (мысленный пример - черно-белая камера, где разделения нет вовсе). В результате однозначного преобразования из цветов камеры в цвета монитора может и вовсе не быть.

   Вот снимаешь радугу, смотришь, а на ней не все цвета (потому что профиль их завернул не туда).

   В той степени, в которой это возможно - преобразование из "камерных" в "мониторные" цвета делается путем применения "профиля" т.е. некоторого описания цветопередачи камеры.

2. Откуда берутся эти самые профили камер, какое у них качество, должны ли мы иметь один профиль для всех съемочных случаев (с учетом пункта 1) - большой для меня вопрос.

   Ну, вероятно, снимают какую-то мишень или спектралку, строят ICC-профиль, применяют.

3. Что там творится в цветовом движке, с учетом округлений, выхода за диапазон ("охват у камеры" - шире видимого диапазона) - не меньший вопрос. В примере по ссылке видно, как сильно по-разному разные CMS-движки интерпретируют одни и те же данные.

   Ну да, пример злой, там primaries камеры (в матричном профиле) - вне видимого глазом охвата, но кто сказал что так нельзя? Матричный профиль - это всего-то 3D-поворот.

4. Вообще, ICC-стандарты для input profiles есть большая попаболь, они как-то работали со сканерами (где одна и та же лампа), а с камерами, как мне кажется, там все не слишком хорошо. Что хорошо видно на предыдущем примере: primaries оказались за гранью, а машинка не справилась.

   В части ICC - Adobe уже от них фактически отказался, их DCP-профили - больше чем ICC. Но народу тоже не нравится, они их обратно раскручивают (untwisted profiles).

5. На закуску. В тенях оно таки нелинейно (за счет шумов). А где будет синий канал у темно-красной плашки с колорчекера? Там и будет, в глубоких тенях, плашка темная, синий канал - слабый (в смысле чувствительности). А если посветить лампой накаливания, желая построить профиль для такого освещения?

   Это не говоря о всяких засветках-рассеянии от оптики, которые при съемке мишени тоже будут и линейности не прибавят. А описание мишени, построенное спектрофотометром - не учитывает никакого рассеяния, следовательно построенный профиль будет нелинейности как-то компенсировать. И сняв потом CC24 при том же освещении и применив профиль - мы таки получим очень неплохой рендеринг стандартных цветов колорчекера.

6. А потом некто снимает с ETTR, потому что ему на семинаре так велели. Применяя профиль, построенный по мишени, снятой с нормальной экспозицией. Профиль построенный на пункте 5 будет компенсировать нелинейность (коя была в тенях нормально снятой мишени в слабом канале), но мы то подвинулись из области нелинейности - и нам это перекомпенсируют, цвета уедут.
7. Ну и пользователи конверторов, они же не хотят правильного цвета. Они хотят красивого цвета. Может быть в этом причина расхождения в цветах?
8. А, да, еще есть интерполяция, где цветовые компоненты восстанавливаются как-то. Эти эффекты больше влияют на шум, но в тенях, где шум виден хорошо, там и на цвет тоже.

А, да, готовых решений у меня нет. Ну кроме того, что если самостоятельно строить профили, то и использовать их надо в тех же условиях. Снимаете с ETTR - стройте и профили так же.