Цветовая координатная система Lab. Происхождение и смысл координатных осей. Применение.
При разработке Lab преследовалась цель создания цветового пространства, изменение цвета в котором будет более линейным с точки зрения человеческого восприятия (по сравнению с XYZ), то есть с тем, чтобы одинаковое изменение значений координат цвета в разных областях цветового пространства производило одинаковое ощущение изменения цвета. Таким образом, математически корректировалась бы нелинейность восприятия цвета человеком.
В цветовом пространстве Lab значение светлоты отделено от значения хроматической составляющей цвета (тон, насыщенность). Светлота задана координатой L (изменяется от 0 до 100, то есть от самого темного до самого светлого), хроматическая составляющая — двумя декартовыми координатами a и b. Первая обозначает положение цвета в диапазоне от зеленого до пурпурного, вторая — от синего до желтого.
В отличие от цветовых пространств RGB или CMYK, которые являются, по сути, набором аппаратных данных для воспроизведения цвета на бумаге или на экране монитора (цвет может зависеть от типа печатной машины, марки красок, влажности воздуха в цеху или производителя монитора и его настроек), Lab однозначно определяет цвет. Поэтому Lab нашел широкое применение в программном обеспечении для обработки изображений в качестве промежуточного цветового пространства, через которое происходит конвертирование данных между другими цветовыми пространствами (например, из RGB сканера в CMYK печатного процесса). При этом особые свойства Lab сделали редактирование в этом пространстве мощным инструментом цветокоррекции.
Благодаря характеру определения цвета в Lab появляется возможность отдельно воздействовать на яркость, контраст изображения и на его цвет. Во многих случаях это позволяет ускорить обработку изображений, например, при допечатной подготовке. Lab предоставляет возможность избирательного воздействия на отдельные цвета в изображении, усиления цветового контраста, незаменимыми являются и возможности, которые это цветовое пространство предоставляет для борьбы с шумом на цифровых фотографиях.
Логика системы управления цветом на примере cms графических редакторов Adobe.
Международный консорциум по цвету (International Color Consortium – ICC) принял стандарты, предназначенные для работы программ и цветовоспроизводящих устройств.
На основе стандартов ICC разработаны т.н. Color Management Systems - системы управления цветовоспроизведением. Говорить "системы управления цветом", с нашей точки зрения, неправильно. Управлять цветовыми ощущениями человека и заставить его видеть, к примеру, голубое зеленым можно с помощью медикаментозных средств, но не с помощью компьютера.
УПРАВЛЕНИЕ ЦВЕТОВОСПРОИЗВЕДЕНИЕМ ОСНОВАНО НА ТРЕХ ПРИНЦИПИАЛЬНЫХ ПОЛОЖЕНИЯХ:
любой цвет имеет координату в цветовой координатной системе (ЦКС);
профайл устройства несет информацию о цветовоспроизводящих свойствах данного устройства;
визуализация цифровых изображений всегда строится на принципе пересчета аппаратных данных источника (чаще устройства оцифровки) в цифровые координаты, а из них в аппаратные данные того устройства, на котором предполагается окончательная визуализация (тиражирование).
Наиболее развитой и толковой CMS обладают графические программные продукты Adobe, в частности, растровый редактор Adobe Photoshop последних версий (6, 7). Его систему и будем использовать в качестве примера.
Давайте пройдем весь путь обработки изображения: от оцифровки (или получения готового файла) до окончательной визуализации. Предполагаем, что все устройства были характеризованы и их профайлы записаны в соответствующую папку.
ЭТАП ПЕРВЫЙ. ПОЛУЧЕНИЕ ЦИФРОВОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ
После загрузки в растровый редактор готового файла или сканирования по TWAIN 32 прямо в Photoshop, на экране появляется некое изображение, отдаленно напоминающее оригинал. И это вполне понятно: для CMS Photoshop не указан профайл, по которому можно пересчитать RGB-данные в L*a*b*, то есть, в цвет. Но без профайла не может быть визуализации, поэтому CMS подхватывает тот профайл, который установлен в ней по умолчанию (working space), и, следовательно, цветовые координаты уже не могут соответствовать исходным цветовым ощущениям.
ЭТАП ВТОРОЙ. ЭКРАННАЯ (ПРОМЕЖУТОЧНАЯ) ВИЗУАЛИЗАЦИЯ
В случае, когда мы отсканировали изображение по TWAIN 32, присвоим изображению профайл сканера (Mode\Assign profile). Экранные цвета радикально меняются, изображение становится очень близким к оригиналу (на рисунке).
В случае, когда мы получаем цифровое изображение в виде готового файла с вписанным в него профайлом (к примеру, изображение было сохранено программным обеспечением сканера), при открытии его в растровом редакторе Photoshop 6 (7) в появившемся диалоговом окне дадим команду "Use the Embedded Profile". Суть этой команды и команды Mode\Assign profile сводится к присваиванию изображению профайла, вписанного в файл изображения. В результате определяются цветовые координаты пикселов.
Итак, RGB-значения пикселов изображения пересчитаны по профайлу сканера в ЦКС L*a*b*, то есть собственно в цвет.
Затем, обращаясь к профайлу монитора, прописанному в CMS операционной системы, Photoshop выясняет, какие сочетания аппаратных данных нашего монитора воссоздадут цветовые ощущения, соответствующие цветовым координатам изображения.
То есть, выполняется конверсия изображения по принципу "profile to profile": scanner profile to monitor profile. Следует понимать, что полного соответствия изображения на мониторе оригиналу мы можем и не увидеть, т.к. весьма вероятно, что изображение содержит цвета, не воспроизводимые монитором.
Описанным выше принципом руководствуется любая CMS любого современного графического редактора.
В случае, когда мы получаем цифровое изображение в виде готового файла, но профайл не вписан в файл, мы должны присвоить изображению какой-либо профайл.
В логике CMS не может существовать изображения с RGB-аппаратными данными без описания устройства, на котором воспроизводилось или оцифровывалось изображение. Но в жизни такая ситуация встречается достаточно часто: графический редактор при открытии файла сообщает, что к изображению не прикреплен профайл. Как быть? В таких случаях необходимо присваивать аппаратным данным какой-нибудь профайл (Assign Profile), чтобы можно было хотя бы приблизительно определить цветовые координаты. Они, конечно, будут совершенно произвольными, но это даст возможность хоть как-то работать дальше.
В противном случае нам остается дать команду "Cancel". Третьего не дано: даже когда CMS графического редактора отключена, программа все равно присваивает изображению стандартный профайл - в противном случае визуализация и обработка изображения будут невозможны. При выключенной Adobe-CMS RGB-изображению автоматически присваивается профайл усредненного PC-монитора - sRGB.
Если мы дадим команду "don't color manage", программа все равно "приклеит" к изображению профайл - тот, что стоит в ее CMS по умолчанию.
Итак, изображению, к которому профайл не был прикреплен, мы должны какой-либо профайл присвоить. Если мы присвоим профайл какого-либо реального устройства, то мы, помимо произвольных цветовых координат, сразу получим и все его недостатки: небольшой цветовой охват, неравномерность в воспроизведении серого.
В этом случае файлу с изображением можно присвоить профайл абстрактного устройства: Adobe RGB или Wide Gamut RGB. Охваты этих абстрактных устройств будут никак не меньше, чем охват неизвестного нам источника, а баланс серого будет достигаться равными значениями RGB. Последнее создает дополнительные удобства в работе с изображением.
Если мы увидим, что результат оказался неудовлетворительным (слишком насыщенный цвет, например, "пережаренная" картинка), - можно попробовать присвоить изображению какой-нибудь другой профайл: sRGB, AppleRGB или профайл какого-либо реального устройства.
Теперь, когда изображению присвоен профайл, CMS графического редактора может вычислить цветовые координаты пикселов и по ним найти аппаратные данные для визуализации изображения монитором. Что и происходит.
Тактика работы с CMYK-изображениями абсолютно такая же. В качестве абстрактного CMYK-устройства (если реальный профайл отсутствует) наилучшим выбором в большинстве случаев, на наш взгляд, будет профайл усредненного абстрактного устройства StandartEURO.
ЭТАП ТРЕТИЙ. ТИРАЖИРОВАНИЕ
Предположим, что оцифрованное изображение предназначено для тиражирования по сети Интернет. В этом случае охватом назначения, точнее, охватами назначения будут являться цветовые охваты мониторов потенциальных пользователей сети. Понятно, что это будут миллионы профайлов, воспользоваться которыми мы не в состоянии. Более того: у подавляющего большинства пользователей компьютеров мониторы не характеризованы и никаких профайлов для них не существует. Как быть?
Мы знаем, что усредненный монитор соответствует стандартному абстрактному цветовоспризводящему устройству sRGB IEC611966. Его профайл и возьмем как профайл устройства вывода.
Теперь нам остается лишь выполнить конверсию аппаратных данных, имеющихся у нас, в аппаратные данные для абстрактного устройства sRGB: Mode\Convert to profile.
В ПОЯВИВШЕМСЯ ДИАЛОГОВОМ ОКНЕ СЛЕДУЕТ ВЫБРАТЬ:
программный модуль, интерпретирующий профайлы и выполняющий вычисления (Engine). Возможны два варианта выбора: "ACE" и "Microsoft ICM".
Напомним, что пересчетом аппаратных значений изображения в L*a*b* и обратно занимается Color Management Module (CMM). Есть возможность выбора между модулями. В Photoshop - это будут, соответственно, ACE (Adobe color management system and color engine) и Microsoft ICM. Рекомендуем пользоваться ACE, которая стоит по умолчанию.