Návrh metody konverze barev pomocí kalibrace a ICC profilů

Mendelova univerzita v Brně Provozně ekonomická fakulta

Návrh metody konverze barev pomocí kalibrace a ICC profilů Bakalářská práce

Vedoucí práce: Ing. Mgr. Jana Dannhoferová, Ph.D.

Brno 2011

Petr Příkazský

Děkuji touto cestou především vedoucí mé bakalářské práce paní Ing. Mgr. Janě Dannhoferové Ph.D. za ochotu při spolupráci, poskytnuté cenné rady, za metodické vedení a věcné připomínky k této práci. Děkuji také Jaubkovi Wagnerovi, Zbyňku Maděryčovi, Jaroslavu Panákovi a firmě Digitální Studio v zastoupení Radka Altmanna za zapůjčení potřebných zařízení. Dále děkuji touto cestou všem, kteří mi věnovali svůj čas při ochotném vyplňování dotazníku. Chci poděkovat také mým rodičům za vynaloženou podporu během celého mého studia a všem mým blízkým za podporu projevenou během psaní práce.

Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma Návrh metody konverze barev pomocí kalibrace a ICC profilů vypracoval samostatně s odborným přispěním vedoucí mé bakalářské práce Ing. Mgr. Janou Dannhoferovou, Ph.D. Veškeré použité a citované prameny jsou uvedeny v seznamu literatury. V Brně dne 20. prosince 2011

_________________

Abstract Příkazský, P. Draft of color conversion method using calibration and ICC profiles. Bachelor thesis. Brno: Mendel University, 2011. Color management system in computers is an important in the work of profesional graphic and photographer. But it´s not only matter of computer, but also surrounding devices, that color management works with. Bachelor thesis deals with color conversion using monitor calibration and settings of color management in the graphical editor. There are included knowledge about methodics and technologies from the area. Based on knowledge and results are established procedures to work with a focus on user. Keywords Monitor calibration, color management, ICC profiles, Corel PHOTO-PAINT, colorimetry, color conversion, color management module, profile connection space, rendering methods, CIE LAB.

Abstrakt Příkazský, P. Návrh metody konverze barev pomocí kalibrace a ICC profilů. Bakalářská práce. Brno: Mendelova univerzita, 2011. Správa barev v počítači je důležitou součástí při práci profesionálních grafiků a fotografů. Není to však záležitost pouze počítače, ale i okolních zařízení, se kterými správa barev pracuje. Bakalářská práce se zabývá problematikou konverze barev za pomoci kalibrování monitorů a nastavení správy barev v grafickém editoru. Jsou zde shrnuty základní poznatky o metodikách a technologiích z dané oblasti. Na základě poznatků a výsledků jsou stanoveny postupy práce se zaměřením na uživatele. Klíčová slova Kalibrace monitoru, správa barev, ICC profily, Corel PHOTO-PAINT, kolorimetrie, konverze barev, CMM, PCS, vykreslovací metody, CIE LAB.

Obsah

6

Obsah 1

2

Úvod a cíl práce

11

1.1

Úvod ......................................................................................................... 11

1.2

Cíl práce ................................................................................................... 11

Teorie správy barev 2.1

12

Co je to barva ........................................................................................... 12

2.1.1

Kolorimetrie ..................................................................................... 13

2.1.2

Jak se měří barvy ............................................................................. 13

2.2

Barevné modely ....................................................................................... 14

2.2.1 2.3

Model CIELAB ................................................................................. 15

Správa barev ............................................................................................ 15

2.3.1

Prostor propojení profilů ................................................................. 16

2.3.2

Profil................................................................................................. 16

2.3.3

Modul správy barev ......................................................................... 17

2.3.4

Vykreslovací způsoby ....................................................................... 18

2.4

Kalibrace a profilace ................................................................................ 19

2.5

Dostupné kalibrační metody ................................................................... 19

2.6

Profily.......................................................................................................22

2.7

Kalibrační nástroje pro monitory ............................................................23

2.8

Postupy kalibrace monitoru ....................................................................24

2.8.1

Předkalibrační úlohy .......................................................................24

2.8.2

Kalibrace .......................................................................................... 25

3

Metodika

26

4

Vlastní práce

27

4.1

Analýza kalibračních zařízení .................................................................. 27

4.1.1

Kritéria analýzy ............................................................................... 28

4.1.2

Hodnocení analýzy ..........................................................................29

4.2

Analýza softwarů ke kalibrování .............................................................32

Obsah

4.2.1

Kritéria analýzy ............................................................................... 32

4.2.2

Hodnocení analýzy .......................................................................... 33

4.3

Pracovní postupy .................................................................................... 34

4.3.1

Pracovní postupy s GretagMacbeth Eye-One Display 2................. 34

4.3.2

Grafické zobrazení gamutu profilu ................................................. 36

4.4

5

7

Návrh pracovních postupů v grafickém editoru......................................37

4.4.1

Pracovní postupy správy barev zařízení ......................................... 38

4.4.2

Nastavení prostoru propojení profilů ............................................. 39

4.4.3

Postup volby obrazu a vnitřního profilu ......................................... 40

4.4.4

Volba a získání vzorků ..................................................................... 41

4.4.5

Převody hodnot, komparace a odchylka barev ∆E .......................... 41

4.4.6

Hodnocení vykreslovacích metod .................................................. 44

Závěr

45

5.1

Shrnutí práce .......................................................................................... 45

5.2

Přínos práce ............................................................................................ 45

5.3

Návrh na pokračování............................................................................. 46

6

Literatura

47

A

Použitá zařízení a příslušenství

50

B

Gamuty vytvořených profilů

51

C

Tabulky převodu hodnot a odchylka

52

D

Grafické porovnání vzorků

54

Seznam obrázků

8

Seznam obrázků Obr. 1 Elektromagnetické spektrum

12

Obr. 2

13

Viditelné světlo

Obr. 3 Barevné modely: LAB (vlevo), RGB (uprostřed) a CMYK (vpravo)

15

Obr. 4 Konverze bez použití PCS (vlevo) a s použitím PCS (vpravo)

16

Obr. 5

Proces konverze barev

17

Obr. 6

Relativní kolorimetrický a perceptuální metoda

19

Obr. 7

Kalibrační sonda Pantone ColorMunki Display

20

Obr. 8

Kalibrační tabulka

20

Obr. 9

Fixace kalibrační sondy Pantone Huey Pro při procesu

31

Obr. 10

Kalibrační sonda GretagMacbeth Eye-One Display 2

35

Obr. 11 Grafické zobrazení gamutů sondy Eye-One Display2 profilů CRT a LCD

36

Obr. 12

Hlavní okno správy barev v Corel PHOTO-PAINT X3

38

Obr. 13

Okno rozšířeného nastavení zobrazení

38

Obr. 14

Okno nastavení tiskárny

39

Obr. 15

Nastavení vnitřního profilu

39

Obr. 16

Kalibrační terč GretagMacbeth ColorChecker

40

Obr. 17 Vnitřní profily (CIE RGB – vlevo, D65 XYZ – střed, Obecný vnitřní profil – vpravo)

40

Obr. 18

Lokace vzorků v obrazu

41

Obr. 19

Grafické znázornění odchylek 2.vzorku profilu NTB1

43

Obr. 20


43

Seznam obrázků

9

Obr. 21

Výsledné gamuty profilů pro LCD monitor

51

Obr. 22

Porovnání vzorků profilu CRT – Eye-One Display 2

54

Seznam tabulek

10

Seznam tabulek Tab. 1

Tabulka k analýze dostupných kalibračních metod

21

Tab. 2

Parametry kalibračních zařízení (1.část)

27

Tab. 3


28

Tab. 4

Analýza kalibračních zařízení

29

Tab. 5

Analýza softwarů ke kalibrování

33

Tab. 6

Převod hodnot vzorků simulace tiskárny z RGB do Lab

42

Tab. 7 Převod hodnot vzorků zobrazení na monitoru z RGB do Lab 42 Tab. 8 Tabulka hodnot vzorků profilu NTB1 rozšířená o odchylku ∆E

44

Tab. 9

Průměrné odchylky jednotlivých metod

44

Tab. 10 Tabulka převodu hodnot vzorků ze zobrazení na monitoru

52

Tab. 11 Tabulka převodu hodnot vzorků simulace tiskárny a odchylka profilů NTB2 a LCD

52

Tab. 12 Tabulka převodu hodnot vzorků simulace tiskárny a odchylka profilů NTB1 a CRT

53

Úvod a cíl práce

11

1 Úvod a cíl práce 1.1

Úvod

Hardwarové a softwarové kalibrační pomůcky jsou dnes již obvyklým nástrojem firem zabývajících se tiskem, grafikou ale i profesionálních a amatérských fotografů. Platí obecné pravidlo, že všechny přístroje po čase ztrácí účinnost či přesnost v důsledku lidských i přírodních vlivů a je potřeba určit míry (kalibrovat). Monitory, tiskárny, skenery a jiná vstupní a výstupní zařízení nejsou výjimkou a zejména tam, kde je práce s grafikou (zejména tiskem) prováděna za účelem výdělku, je potřeba mít co nejlepší výsledky. Není to však jen o samotné kalibraci zařízení, naopak je to také o znalosti a využití správy barev. Ať už jde o ICC profily zařízení, způsoby vykreslení, konverzi barev až po procesy správy barev a její aplikaci v rámci jednotlivých grafických softwarů. Rozdílná zařízení mají odlišné schopnosti reprodukce barev. Barevný monitor dokáže zobrazit méně barev než množství barev vnímané lidským okem a tiskárna ještě méně. Při přechodu dokumentů, obrázků či fotografií do počítače nebo ven z něj chceme, aby byly zachovány barvy a vypadaly stejně, a k tomu slouží právě správa barev.

1.2 Cíl práce Cílem práce je navrhnout a otestovat v praxi optimální postup při převodu barev pomocí správy barev. Aby bylo výše uvedeného cíle možné dosáhnout, bude potřeba zhodnocení vlivu kalibrace a práce s ICC profily na konverzní procesy správy barev a jejich výsledky v grafických softwarech.

Teorie správy barev

12

2 Teorie správy barev 2.1 Co je to barva V současné době se využívá pro barvu několik definicí z různých úhlů pohledu. Barva může být definována jako vlastnost objektu, jako například „modrá obloha“ či „červená jahoda“. Protikladem této definice je vyjádření barvy jako vlastnosti či složky světla. Zastánci této teorie poukazují na lom slunečního světla optickým hranolem, kde se toto světlo rozkládá do řady barev. (Hashimoto, 2008). Další definuje barvu jako vjem vytvářený světlem dopadajícím na sítnici lidského oka. Vidění barev v lidském oku zajišťují buňky (receptory), které se nazývají čípky (asi 120 milionů buněk) nacházející se na sítnici. Vitamín A je zde vázán na tři různé opsiny, což je důvodem citlivosti na 3 barvy (červená, modrá a zelená). Dá se tedy říci, že existují tři typy těchto buněk. Od rozeznání těchto tří základních barev se odvíjí rozlišení všech barev. Druhý typ receptorů nacházejících se v podstatně menším množství na sítnici (cca 7 milionů) se nazývají tyčinky a mají za úkol adaptaci vidění při slabém osvětlení. Různé vlnové délky elektromagnetického záření tvoří elektromagnetické spektrum (někdy také Maxwellova duha). Podle vlnové délky dělíme tato záření do několika kategorií, znázorněných na Obr.1.

Obr. 1

Elektromagnetické spektrum

Zdroj: Wikipedia, 2008.

Je to část elektromagnetického spektra, které je lidské oko schopno zachytit. Rozmezí vlnových délek viditelného spektra je mezi 380 nm až 700 nm (mezní hodnoty viditelného spektra se liší u různých zdrojů) a nachází se mezi vlnovými délkami infračerveného a ultrafialového světla. Rozložení barev ve viditelném spektru je znázorněno na Obr.2.


Obr. 2

13

Viditelné světlo

Zdroj: Správa barev, 2003.

2.1.1

Kolorimetrie

Je to věda zabývající se shodami barev z pohledu lidského vidění s cílem vytvořit barevný model. Aby byl model odpovídající, musí být splněna určitá kritéria: shoda hodnot při shodě barevných vzorků a naopak, za předpokladu schopnosti vypočítání rozdílných hodnot. 2.1.2

Jak se měří barvy

Z důvodu, že vznik barvy je pouze vjem pozorovatele v jeho mysli, nelze barvu přímo měřit. Lze však měřit světelné stimuly vstupující do pozorovatelova oka, což vytváří onen vjem. K tomu se používají tři principiálně stejně založené přístroje: denzitometry, kolorimetry a spektrofotometry. Všechny tři pracují na stejném principu. Ten spočívá v přesně definované spektrální charakteristice světla, které je vyzařováno na objekt či skrz něj a následně měří odrážené či průchozí světlo. Přístroje se liší pouze na základě počtu a konkrétních typech použitých světelných filtrů. Norma ČSN platící pro měření barev je v ČR označena číslem 01 1718 a platí pro měření chromatičnosti a kolority barev, a jejich vyjádření v kolorimetrických soustavách. Ustanovuje měření zdrojů světla, číselné vyjádření, požadavky na měřicí přístroje a podmínky při měření. (Technické normy: ČSN 01 1718 – Měření barev [online]) Denzitometry měří množství absorbovaného světla (denzita – hustota) či propustnost konkrétního povrchu. Jejich využití nalezneme při ověřování zpracování v předtiskové přípravě a při tisku při korekci a kontrole množství inkoustu. Využít se také dají jako kalibrační zařízení pro nastavení optimálního výstupu u zařízení. Kolorimetry jsou přístroje měřící světlo procházející filtry, které reagují podobně jako čípky v oku člověka. Výpočty poté vedou k výsledným hodnotám v jednom z barevných modelů CIE (viz dále). Počítá se rozdíl barev dvou vzorků. Při měření lze měnit jak výchozí barevný model CIE, tak režim pro měření rozdílu. Poslední z přístrojů jsou spektrofotometry, které slouží pro měření spektrálních dat. Jinak řečeno, jde o detekci množství světelné energie odražené od


14

povrchu či průchozí povrchem v určitých intervalech pro všechny vlnové délky viditelného spektra.

2.2 Barevné modely Barevný model popisuje základní barvy a určuje způsob mísení těchto barev. Základní rozdělení modelů je podle míchání barev, aditivní a subtraktivní. Dělí se také například podle závislosti či nezávislosti na zařízení. Mezi závislé na zařízení patří například známé modely RGB nebo CMYK, která jsou specifická pro zařízení. Naopak nezávislé, modely standardizované komisí CIE (Mezinárodní komise pro osvětlování), jsou modely modelované co nejblíže lidskému vnímání. Jsou to například: CIE XYZ, CIELUV, CIELAB a další. Gamut zařízení definuje rozsah barev, které je zařízení schopno zaznamenat nebo reprodukovat. Vyjadřuje se graficky jako podmnožina chromatického diagramu CIE (CIE XYZ, 1931). Oblasti gamutu mají nejčastěji tvar trojúhelníku, protože nejbarevnější reprodukce lze dosáhnout se třemi základními barvami. RGB je asi nejčastěji používaným modelem krychlovitého tvaru. Určení barvy se provádí aditivním (součtovým) mícháním barev. Smícháním základních barev (červená, zelená, modrá) vznikají barvy doplňkové, např.: R (červená) + G (zelená) = Y (žlutá). Model obsahuje 256 odstínů pro každou základní barvu v celočíselném rozsahu 0-255. Z toho vyplívá že model obsahuje 16 777 216 barev. K jejich zobrazení není potřeba vnějšího světla. Model RGB využívají zařízení jako monitory, projektory, ale i skenery, které přímo vyzařují světlo. (Freeman, 2004) Model RGB nemá pro základní barvy přesnou specifikaci,c a proto vzniklo několik dalších podobných modelů (sRGB, Adobe RGB, Apple RGB, Wide Gamut RGB, atd.). CMYK (azurová, purpurová, žlutá, černá), další krychlovitý model určuje barvy subtraktivním (odečítacím) způsobem odečítáním jednotlivých barev z bílé. Používá se především v tiskárnách, kde se barvy tisknou přes sebe. Pro dokonalejší zobrazení černé a efektivitu se tiskne černá barva přímo (jako čtvrtá barva k CMY). Barvy v modelu nabývají hodnot 0-100 (v %) a celková škála je menší než u RGB. U dalších velmi podobných modelů HSV a HSL je barva definována třemi složkami (ne barvami). U jehlanovitého modelu HSV to jsou H – hue (barevný tón), S – saturation (sytost) a V – value (jas), kde jas vyjadřuje míru bílého světla, sytost míru obsahu jiných barev a barevný tón označuje dominantní spektrální barvu. Sytost a jas jsou reprezentovány na intervalu 0-1 a barevný tón reprezentuje úhel na intervalu 0-360°. U kuželovitého modelu HSL je rozdíl oproti HSV v jedné ze tří složek: L – lightness (světlost). Barevný tón je opět vyjádřen úhlem a světlost na intervalu od 0-1. Výhodou modelu HSL je analogické míchání barev přidáváním bílých nebo černých pigmentů k základním barvám.


2.2.1

15

Model CIELAB

Model CIELAB (někdy také LAB či L*a*b*) popisuje nejpřesněji všechny barvy zachytitelné (vnímané) lidským okem. Jednotlivá písmena v názvu reprezentují tři parametry: L* – světlost, a* – míra červené a zelené barvy, b* – míra žluté a modré barvy. Model LAB nám slouží zejména jako převodník barev mezi jedním a druhým zařízením (např.: převod mezi RGB a CMYK). Je větší než CMYK i RGB a proto při převodu barvy zůstanou v rozsahu gamutu.

Obr. 3

Barevné modely: LAB (vlevo), RGB (uprostřed) a CMYK (vpravo)

Zdroj: Průvodce světem Digitální fotografie, 2004.

2.3 Správa barev Každé zařízení je specifické a má své možnosti. Hlavním úkolem správy barev (CMS – Color Management System) je řídit konverzi barev mezi zařízeními neboli detekci vnímaných barev z barev RGB či CMYK a zachovávání informace při přenosu údajů mezi zařízeními. Základní činnosti systémů pro správu barev jsou pouze dvě:  Přiřazuje hodnotám RGB či CMYK jednoznačný význam barev  Odesílané hodnoty RGB či CMYK mění tak, aby přijímající zařízení přiřadilo hodnotám správnou barvu Dříve žádná správa barev neexistovala a vše se provádělo procesem jedním vstupem a výstupem. Obrazy byly skenovány operátorem s jedním skenerem s pevným nastavením na jediné výstupní zařízení (práce s jednou sadou hodnot). Nyní jako vstupní zařízení existuje celá škála skenerů dle využití a na výstupu různé druhy tiskáren, kopírek, monitorů, atd. Tato různorodost zařízení je složitější vzhledem k počtu možných konverzí mezi zařízeními (konkrétně m × n kombinací). Řešením je součást správy barev, prostor propojení profilů (PCS – Profile Connection Space). Propojení přes „centrální“ prostor redukuje problém s počtem konverzí z m × n na m + n, což je při větším počtu zařízení výhodou. Na Obr.4 lze vidět grafický pohled na obě varianty. (Fraser a kol., 2003)


Obr. 4

16

Konverze bez použití PCS (vlevo) a s použitím PCS (vpravo)

Zdroj: Správa barev, 2003

2.3.1

Prostor propojení profilů

PCS (Profile Connection Space) neboli prostor propojení profilů je jednou z nejdůležitějších součástí správy barev a používá se pro měření a definování barev. Dle specifikace ICC (International Color Consortium1) jsou používány dva barevné prostory, CIE XYZ a CIE LAB, které reprezentují barvy vnímané člověkem. Přes tyto prostory jsou tedy prováděny všechny konverze barev. 2.3.2

Profil

Popisuje zařízení jednotlivě či celé série zařízení (např.: série tiskáren HP 5500) nebo abstraktní prostory (např.: Adobe RGB, CIE LAB, apod.). Jsou to soubory s daty uloženými v tabulce. Tato data reprezentují hodnoty řídících signálů zařízení (RGB či CMYK) na jedné straně a hodnoty skutečných barev v daném PCS na straně druhé. Profil přiřazuje hodnotám RGB či CMYK konkrétní význam, neboli konkrétně spojuje hodnoty RGB či CMYK s barvami definovaných v PCS. (International Color Consortium: Introduction to the ICC profile format [online]) V procesu konverze barev je zapotřebí dvou profilů a to vstupního a výstupního. Profil na vstupu tedy profil vstupního zařízení říká, jaké reálné barvy jsou obsaženy v dokumentu, zatímco profil výstupního zařízení vyhledává hodnoty řídících signálů výstupního zařízení. Převod je znázorněn na Obr.5. Více o profilech v kapitole 2.6.

International Color Consortium (ICC) je konsorcium založeno v roce 1993 průmyslovými dodavateli za účelem vytváření, podpory a posílení standardizace a vývoje otevřené, neutrální architektury systému správy barev. Výsledkem této spolupráce byla specifikace ICC profilu. (International Color Consortium: About ICC [online]) 1


Obr. 5

17

Proces konverze barev

Zdroj: Správa barev, 2003

2.3.3

Modul správy barev

Převod hodnot RGB či CMYK provádí modul správy barev (CMM - Color Management Module2), který tak činí za pomocí dat z jednotlivých profilů. Profil však neobsahuje všechny hodnoty potřebné pro převod, a tak některé přechodné hodnoty jsou vypočítávány modulem CMM. Profily neobsahují všechny definice pro hodnoty RGB či CMYK zejména kvůli problému velikosti profilů. Ta by se při obsažení všech definicí hodnot mohla pohybovat od desítek MB až po velikost kolem 1 GB. To by bylo nejen neúsporné ale i nemožné vkládat do obrazů a dokumentů. (Fraser a kol., 2003) Když se zaměříme na strukturu profilu, tak jedna z informací uložená v hlavičce profilu je značka typu modulu pro správu barev, jenž určuje preferovaný modul. Pro jednoznačné určení a předcházení rozporů jsou značky modulů registrovány. Není-li však tento preferovaný modul dostupný, musí být profil funkční s jiným modulem (kompatibilním s ICC). Součástí CMM je proces interpolace, což je výpočet potřebných bodů z bodů již existujících, čímž je dosaženo toho, že profil nemusí obsahovat všechny data pro převod. Existuje mnoho druhů modulů CMM, které se liší přesností a rozdíly výpočtu adaptace a interpolace bílého bodu. Výrobců, které disponují vlastními moduly, je na trhu celá řada. Nejrozšířenější jsou od výrobců Adobe, Apple, XRite, Kodak, Heidelberg, s moduly ColorSync, Adobe CMM, CMM L2, LittleCMS, ArgyllCMS atd. Z důvodu rychlé adaptace lidského oka na bílou barvu okolí a následnému posuzování barev dle této stanovené bílé, se nejprve provádí převod bílého bo-

Zkratka CMM pod sebou skrývá více významů – Color Management Module, Color Matching Method, Color Manipulation Model. Všechny jsou ovšem ekvivalentní. 2


18

du. Některé moduly však tento převod neprovádějí přesně a proto není od věci použití i jiného modulu. Také problém s nepřesnou interpolací je nežádoucí a může mít velký vliv na výsledky převodu. Jsou to především problémy při práci s CIE LAB, které mají za následek velmi zkreslené výsledky. 2.3.4

Vykreslovací způsoby

Tyto metody jsou alternativou při problému menšího množství barev reprodukovatelných na výstupním zařízení. Dle specifikace ICC existují 4 tyto metody, které jsou nazývány jako způsoby vykreslení (reprodukce): perceptuální, sytostní, relativní a absolutní kolorimetrický. Při práci se správou barev je potřeba s volbami vstupního a výstupního profilu také zadat jeden z těchto způsobů. Pokud tato možnost není je většinou nastaven jako výchozí perceptuální. (Fraser a kol., 2003) Prvním je perceptuální způsob, který se hodí především pro obrazy s vysokým počtem barev mimo gamut. Princip spočívá ve změně všech barev ze vstupu na odpovídající barvy na výstupu. Jde tedy o kompletní přizpůsobení všech barev při zachování vztahů mezi nimi. Relativní kolorimetrický způsob pracuje na principu převodu vstupní bílé na bílou výstupní (bílá papíru, nikoli vstupní). Barvy obsahující oba gamuty jsou shodné a přesné, což je jeho velkou výhodou. Horší je to z barvami mimo gamut. Ty jsou jednoduše ořezány a nahrazeny nejbližším reprodukovatelným odstínem barev. Sytostní vykreslení se snaží zachovat syté barvy. Přesnost převodu sytých barev je horší a udržení sytosti barev může být na úkor změny barvy odstínu. To je pochopitelně nepřijatelné pro fotografie a obrazy s potřebou vysoce přesné reprodukce. Je vhodný spíše pro počítačovou grafiku, jako jsou grafy, diagramy, atd. Posledním ze způsobů je absolutní kolorimetrický. Ten na rozdíl od relativního kolorimetrického nemapuje bílou. Na výstupu se bílá barva jen simuluje dle originálu na vstupu (např.: namodralá bílá na vstupu, azurová na výstupu). Tento způsob se používá pro simulaci výstupu tiskárny na odlišném zařízení. Na Obr.6 jsou znázorněny příklady demonstrující porovnání relativního kolorimetrického a percentuálního způsobu. Písmeno A znázorňuje vstupní gamut, písmeno B výstupní gamut a plochy s bílým křížkem množinu barev mimo gamut. (Fraser a kol., 2003)


Obr. 6

19

Relativní kolorimetrický a perceptuální metoda

Zdroj: Vlastní obrázek

2.4 Kalibrace a profilace Kalibrace je soubor procesů, na jejichž konci má zařízení nastavené své měřící systémy podle odpovídajících hodnot (standardů). Mírami pro stanovení technických a fyzikálních veličin se zabývá věda zvaná metronomie, kterou mezinárodně koordinuje Mezinárodní organizace pro zákonnou metronomii. Při kalibraci zařízení se reálně mění jeho způsob chování, tak aby profil zůstal co nejpřesnější. Naproti tomu při profilaci jde pouze o zaznamenání chování zařízení. Oba odesílají barevné signály (stimul) do zařízení, změří reprodukované barvy (reakce) a odesílají výsledky k dalšímu zpracování. Při profilaci se však pouze měří reakce a výsledky se odesílají, na rozdíl od kalibrace, kde stimul a reakce vedou k reálným změnám reakcí zařízení. Spekulace jsou stále vedeny nad četností kalibrace. Čím častěji se mění chování daného zařízení, tím častěji se musí kalibrovat. Jinak řečeno se zvyšující se nestabilitou zařízení roste četnost kalibrací. U monitorů CRT3 jsou doporučovány opakované kalibrace v řádech 1 až 2 týdnů. U LCD je tato doba delší a pohybuje se v rozmezí 1 až 2 měsíců, za předpokladu že součástí monitoru je stabilizační obvod jasu a signálový procesor. Technologie stabilizace jasu obsahuje obvod pro velmi rychlé nastavení hodnoty, která je požadována po zapnutí monitoru. Senzor, který je také součástí obvodu neustále měří intenzitu jasu a upravuje její hodnotu na uživatelem požadovanou. (Govil-Pai, 2004)

2.5 Dostupné kalibrační metody Způsobů a návodů jak kalibrovat monitor lze nalézt v literatuře a na webu velké množství, ale všechny spadají do několika kategorií: kalibrace pomocí zařízení a kalibrace „od oka“, kterou bych rozdělil ještě na 2 podkategorie: manuální a softwarová.

CRT (Cathode Ray Tube) – je to technologie využívaná u obrazovek a monitorů. Elektronové dělo emituje množství elektronů, skrz vychylující a zaostřovací systém, který směruje paprsek elektronů na přesnou pozici na vrstvu luminoforu. Ta pak vydává světlo dle intenzity, kterou přijímá. (Govil-Pai, 2004) 3


20

První kategorie kalibrace s použitím měřícího zařízení (Obr.7) a jeho softwarového vybavení pracuje na vysoké úrovni. U této kalibrační metody nedochází k téměř žádným nárokům na znalosti problematiky z pohledu uživatele. Kromě manuálního připevnění sondy na monitor, nastavení několika hodnot v grafickém rozhraní programu a konečného uložení výsledného profilu, není nutnost zásahu uživatele do procesu. Zařízení zajišťující tyto nejkvalitnější kalibrace se mohou pohybovat od cca 2500 Kč až do řádů desetitisíců, což může některé uživatele odradit od koupě takového zařízení a sáhnout po jiné variantě kalibrace. (Dry Creek Photo: Monitor Calibration Methods [online])

Obr. 7

Kalibrační sonda Pantone ColorMunki Display

Zdroj: web firmy Pantone (www.pantone.com)

Další jsou kategorie, kde se značně projevuje lidský faktor. Každý člověk vidí jinak citlivě a tak dochází k malé přesnosti a chybným nastavením při kalibrování. Jednou z těchto variant jsou manuální úpravy nastavení jasu, kontrastu a barev na monitorech za pomocí kalibračních obrazců, tabulek a jiných pomůcek (Obr.8). Tuto metodu využívají fotolaby pro přichystání fotografií upravovaných uživatelem v jeho vlastním PC. Na svých webech publikují návody jak tuto kalibraci provádět manuálně, ale i manuálně ve spojení se softwarem grafické karty. Tento způsob závisí plně na „dobrém oku“ uživatele a tudíž dobrý výsledek není zaručen a kvalita takové kalibrace má své hranice velmi nízko.

Obr. 8

Kalibrační tabulka

Zdroj: web firmy Profi-print.cz (www.profi-print.cz)

Poslední variantou je využití softwaru (za pomocí manuálních úprav), který je dodán nebo dostupný u výrobce monitoru či grafických programů. Tyto programy však také nemají nijak excelentní výsledky a jejich kvalita se od předešlé varianty příliš neliší. Jako u předešlé varianty jsou také většinou zadarmo. Uživatel je po jednotlivých krocích softwarem naváděn k manuálnímu nastavení


21

monitoru a dalších kroků (gamma, bílý bod, teplota, atd.) v grafickém rozhraní programu. Patří mezi ně např.: Adobe Gamma, EIZO, QuickGamma a další. Z těchto slovních popisů jednotlivých metod vyplívají porovnatelné kritéria, která jsou zhodnocena v následující tabulce (Tab.1). Metody jsou zde rozděleny do tří skupin na manuální, manuálně softwarovou a za pomoci kalibračního zařízení. Pro každou z těchto skupin je různým počtem bodů zhodnoceno 5 kritérií, podle důležitosti z pohledu uživatele. U každého kritéria je v závorce uveden maximální počet možných dosažených bodů. Tab. 1

Tabulka k analýze dostupných kalibračních metod

Manuální metoda

Manuálněsoftwarová metoda

Metoda s kalibračním zařízením

Kvalita kalibrace (max. 6b.)

Velmi nízká (0 b.)

Nízká (1 b.)

Vysoká (5 b.)

Cena (max. 3b.)

Zdarma (3 b.)

Zdarma (3 b.)

Řády tisíců až desetitisíců Kč (1 b.)

Dny až týdny (0 b.)

Týdny (1 b.)

Týdny až měsíce (2,5 b.)

Kritérium

Četnost opakování kalibrace (max. 3b.) Ovládání SW/náročnost na uživatele (max. 2b.) Časová náročnost (max. 1b.) CELKEM

Celkové manuální nastavení (0 b.) Dle spokojenosti uživatele, cca 520 min. (0,5 b.) 3,5 b.

Manuální nastavení za pomoci SW (0,5 b.) Dle spokojenosti uživatele, cca 520 min. (0,5 b.) 6 b.

Minimální zásah uživatele (2 b.) Cca 15-25 min. (0,5 b.) 11 b.

Zdroj: Vlastní tabulka

Při nastavených kritériích a bodovém ohodnocení vzešla jako nejlepší varianta kalibrace monitoru s použitím kalibrační sondy. Tato zařízení jsou sice dostupná pro každého, ale jsou taky finančně náročná, což je jejich největší nevýhoda. Mnoho lidí totiž i několikatisícová položka odradí od nákupu tohoto zařízení. Naopak ve všech ostatních kritériích tato varianta dominuje, a proto je nejlepší mezi uvedenými. Stále ovšem záleží na uživateli, zda zvolí kvalitnější a dražší variantu před podprůměrnou byť nenákladnou.


22

2.6 Profily Profil zařízení je soubor, který poskytuje správě barev informace potřebné pro převod barev mezi barevným prostorem zařízení a prostorem nezávislým na zařízení. Specifikace dělí profily do tří tříd dle zařízení:  Vstupní zařízení (skener, fotoaparát)  Zobrazovací zařízení (monitor)  Výstupní zařízení (tiskárna, tiskové stroje) Vedlejšími třídami profilů jsou dle zařízení Profil DeviceLink, konverze barevného prostoru, abstraktní, pojmenované barvy. Dále se tyto tři skupiny dělí dle toho, je-li profil jednosměrný nebo obousměrný (provádění konverze oběma směry). Vstupní zařízení většinou nemají z důvodu nereprodukování barev důvod být obousměrná, proto je zde definována jen konverze ze vstupního zařízení do PCS. Profil monitoru jako zobrazovacího zařízení je však už obousměrný, protože při vytváření barev je monitor brán jako vstupní zařízení. Více o profilech monitorů je v následující podkapitole 2.6.1. Oboustranný je také profil výstupního zařízení, kde dochází převodu do zařízení (z PCS do prostoru výstupního zařízení), ale také zde existuje zpětná vazba pro možnosti prohlížení v prostoru výstupního zařízení, kam již byl daný dokument převeden. Profil popisuje hodnoty barev zařízení vyjádřené jako řídící signály, které jsou do zařízení následně odesílány. Těm odpovídají hodnoty prostoru PCS, které zařízení reprodukuje. Jeho chování pak popisují informace ve třech základních proměnných:  Gamut  Dynamický rozsah  Charakteristiky reprodukce tónů barviv Specifické druhy profilů mohou obsahovat podrobnější instrukce a informace pro práci s konkrétním modulem. (Fraser a kol., 2003) Dále můžeme profily rozlišovat dle uložení konverzních údajů na maticové a tabulkové (LUT). Tyto typy se liší způsobem charakterizace reprodukce tónů, což v důsledku může ovlivnit výsledky při vykreslování či rozdíly ve velikostech profilů. Maticové obsahují návěstí popisující hodnoty základních barviv CIE XYZ, které tvoří matici 3 × 3. Charakteristiky reprodukce tónů pro každé barvivo jsou zde také obsaženy v dalším návěstí. Tyto profily se dají použít pro konverzi oběma směry, ale vzhledem k tomu že mají pouze 9 hodnot jsou využívány u zařízení s jednoduchými charakteristikami reprodukce (např.: skenery).


23

Tabulkové, jak už název napovídá, využívají vyhledávací tabulky (LUT) pro vyhledávání hodnot na vstupu a odpovídající výstupní hodnoty. Tyto tabulky jsou jednosměrné, a proto jsou součástí profilu dvě tyto tabulky. Množství bodů obsažených v profilu se odvíjí od rozhodnutí softwaru, který vytváří profil. Používají se spíše pro náročnější zařízení (např.: tiskárny). Zásadní rozdíly v obou typech jsou tedy ve velikosti; 9 hodnot u maticového profilu a stovky až tisíce u tabulkového. Také omezení na počet kanálů barev je omezen. Maticové podporují pouze tříkanálové zařízení, naproti tomu u tabulkových jsou možná použití i u vícekanálových zařízení (větší počet kanálů vede k většímu počtu bodů a tím i k velikosti profilu). Pro vstupní profily jsou oba typy profilů možnou variantou. Výstupní profily tabulky pro všechny tři vykreslovací způsoby (perceptuální, sytostní a relativní kolorimetrický) a to pro oba směry, což znamená, že profily obsahují typicky dohromady šest tabulek a jsou tedy největší. (Fraser a kol., 2003) Generické profily jsou ty, které výrobce vytváří jako univerzální pro určitý typ zařízení. Tyto profily jsou většinou na hranici průměru, nelze totiž předpokládat, že všechna zařízení kus od kusu budou stejná. Vždy existují minimální odchylky a použitím těchto profilů mohou být výsledky zkresleny. Tyto profily se používají především u zařízení, která jsou velmi stabilní (zařízení kde nezáleží na odchylkách při kusové výrobě - inkoustové tiskárny), naopak absolutně se nehodí pro nestabilní zařízení (CRT – po delší době velmi nestabilní). Pochopitelně profily nejsou dokonalé a jsou nějakými způsoby omezeny. Zejména nejsou schopné mít zaznamenané všechny hodnoty a signály pro převod. Dále nemají vliv na velikost gamutu výstupního zařízení. Přesnost je taky důležitá z toho důvodu, že zařízení je náchylné po určité době provozu měnit své chování. Je tedy zřejmé, že snaha o co nejpřesnější měření při vytváření je na místě. Profily monitoru jsou bez výjimky obousměrné a oproti ostatním umožňují zobrazení dokumentů v reálném čase. CMS zjistí, jakou barvu uživatel vidí a pomocí hodnot v profilu vypočítá skutečnou barvu. V případě prohlížení obrazů je monitor zařízením výstupním a CMS pro zjištění barev vyhodnotí profil vložený do obrazu; dále pak dojde k výpočtu RGB barev z profilu monitoru.

2.7 Kalibrační nástroje pro monitory Kalibrovat monitor či jiné zobrazovací zařízení lze provést více způsoby. Ne moc přesná, ale levná varianta spočívá ve vlastní vizuální kalibraci za pomocí softwaru. Odvíjí se od zraku, což je proměnlivý lidský faktor, který se liší u každého člověka. Tato možnost z hlediska především přesnosti není doporučována. Lze také použít sady, které jsou dodávány přímo od výrobce při koupi monitoru. Díky tomu že umožňují komunikaci mezi monitorem a systémem oběma směry, software reaguje při procesu změnou interních nastavení monitoru. Tyto sady se dodávají především s CRT monitory. Patří mezi ně například: Mitsubishi SpectraView, Sony Artisan Color Reference System či Barco Reference Calibration.


24

Dále jsou k dispozici samostatné sady kalibračních přístrojů se svým softwarem, které se prodávají dohromady. Patří mezi ně např.: Pantone Eye-One Display 2, Spyder 3 Pro, ColorVision ColrPlus, Pantone/X-Rite Huey Pro a další. Poslední z variant jsou přístroje a software prodávané samostatně. Většina výrobců těchto programů se snaží o kompatibilitu s co nejvyšším počtem kalibračních zařízení.

2.8 Postupy kalibrace monitoru Ještě než začneme kalibrovat nebo se na samotnou kalibraci připravovat je potřeba provést několik základních operací na monitoru. Je potřeba si také uvědomit že výsledky kalibrace jsou dány především kvalitou monitoru, tudíž u starších monitorů už ani sebelepší kalibrace nepřinese nijak zvlášť excelentní výsledky. (Fraser a kol., 2003) První operací je nechat monitor dostatečně zahřát. To platí však jen u CRT monitorů; optimální doba je kolem 1 hodiny. Naproti tomu LCD monitory se na svoji provozní teplotu dostanou během několika desítek sekund. Mezi další operace patří například snížení rozlišení z důvodu minimalizace ovlivnění celkového jasu (ideální rozlišení okolo 800×600). Dále má na jas vliv také obnovovací frekvence. Zde je doporučováno snížení na cca 75 Hz. Nepřesnosti při měření jsou také ovlivněny nečistotami na obrazovce. Je tedy potřeba použít i speciální prostředky pro čištění obrazovek monitorů. 2.8.1

Předkalibrační úlohy

Mezi tyto úlohy patří nastavování jasu bílého bodu, nastavení černého bodu a nastavení teploty chromatičnosti, jinak řečeno nastavujeme analogové ovládací prvky. U novějších sad pro kalibraci jsou tyto nastavení prováděny automaticky jako součást samotné kalibrace. U nastavení jasu bílého bodu je někdy možnost nastavení hodnoty (pokud není pevně přednastavena). Pro LCD monitory je doporučovanou volbou nastavení automaticky. U CRT je doporučováno rozmezí jasu 82 až 95 cd/m2. Při ručním nastavení, zvýšíme kontrast na maximální hodnotu a jas na minimum. Dále pak na základě požadovaných hodnot mění uživatel hodnoty kontrastu nebo jasu (podle typu monitoru, CRT nebo LCD), do doby, kdy se hodnoty budou shodovat. Při nastavování černého bodu jde o co nejpřesnější nastavení, a proto je tato úloha náročnější. Nepřesným nastavením černého bodu může totiž dojít k snížení přesnosti kalibračních přístrojů. Z toho vyplívá, že pokud si kalibrační systém umí toto nastavení provést sám, je to výhodou. Při nutnosti ručního nastavení měníme hodnoty černého bodu nastavením ovladače jasu (u CRT). Pro LCD však žádný ovladač k dispozici není, a proto nastavení černého bodu zbývá na kalibračním systému. Nastavení teploty chromatičnosti se liší podle typu monitoru. U LCD necháváme na její přirozenou teplotu, která se pohybuje okolo 6500 K. U CRT jsou


25

už však na výběr většinou čtyři možnosti nastavení dle ovládacích prvků konkrétního monitoru. První jsou přednastavené hodnoty, ze kterých lze vybrat (5000 K, 6500 K, 9300 K a někdy i více hodnot). Druhým způsobem spojitě proměnnou teplotu chromatičnosti nastavujeme co nejblíže k požadované hodnotě. Poslední dvě, tedy řízení zesílení dvou ze tří elektronových děl a všech tří elektronových děl jsou způsoby založené na postupném zesilování k požadovaným hodnotám. Zde výrazně závisí kromě typu monitoru také na kvalitě měřicího přístroje a softwaru. 2.8.2

Kalibrace

Při započetí samotné kalibrace software požaduje dvě počáteční informace: hodnoty teploty chromatičnosti bílého bodu a gamma. Bílý bod má svoji doporučovanou ideální hodnotu 6500 K, ale tato hodnota se setkává i s názory preferujícími hodnotu 5000 K (obě hodnoty jsou řazeny mezi standardy denního světla D50 a D65). Vše se pochopitelně odvíjí od lidského vidění a jeho adaptaci na prostředí, jež může svádět k oběma těmto hodnotám. Snižováním teploty chromatičnosti bílého bodu na 5000 K dochází k omezení modrého kanálu. Toto omezení má za důsledek snížení jasu. Gamma monitoru by měla být nastavena na hodnotu 2,2, která se považuje z hlediska vnímání za jednotnou. Není však nutné, aby byla tato hodnota striktně nastavena, protože rozdíly mezi různými nastaveními jsou malé. (Fraser a kol., 2003) To jsou všechna nastavení, při kterých je potřeba uživatel. Software si už dále sám provádí měření (zobrazuje a snímá barevné vzorky), úpravy v tabulkách, znovu provede měření a vytvoří profil. Po dokončení těchto úkonů uživatel vytvořený profil pojmenuje a uloží.

Metodika

26

3 Metodika Pro realizaci procesu kalibrování a následných procesů je zapotřebí analýza nástrojů použitých v nejdůležitější fázi práce. Patří mezi ně softwarové a hardwarové (sondy) nástroje. Po analýze se přejde ke kalibraci samotné, která se bude provádět na monitorech LCD, CRT a dvou displejích notebooku za pomocí čtyř kalibračních přístrojů a tří počítačů. Některé sondy, zvláště ty nejnovější nebo starší (vyrobené před nástupem LCD), však nemusí být s některými typy monitorů kompatibilní a nebude tedy kalibraci možné vykonat. Z provedených kalibrací vyjdou výstupy jednotlivých měření ve formě ICC profilů. Další část tvoří komparace profilů v programech pro správu profilů. V těchto softwarech budou porovnány gamuty grafickým znázorněním a hodnotami jednotlivých profilů obsažených v jejich struktuře. Následně pak budou všechny profily importovány do grafických editorů, kde se na konkrétním příkladu (obraz) otestuje a zhodnotí vlivy nastavení jednotlivých kalibračních metod. Hodnocení se bude zakládat na velikosti odchylek mezi jednotlivými nastaveními. Konečnou část tvoří finální zhodnocení a návrh optimálního postupu pro kalibrování monitoru, manipulaci s profily a prací ve správě barev.

Vlastní práce

27

4 Vlastní práce 4.1 Analýza kalibračních zařízení Kalibrační zařízení, neboli sondy mají mnoho vlastností a nastavovaných parametrů závisejících na vývoji nových technologií monitorů a jiných zařízení. Přesto co se týká přesnosti, jsou všechny kvalitní a rozdíly ve výsledcích kalibrací nejsou příliš velké. Do analýzy jsem tedy sestavil a zařadil dvě tabulky (Tab.2 a Tab.3), které popisují více než desítku důležitých parametrů a funkcí u osmi vybraných zařízení. Výrobci těchto zařízení a monitorů posunují v posledních letech kvalitu svých produktů stále dál, ovšem zařízení se s rostoucí kvalitou dostávají do vysokých cenových relací. Do této analýzy a testování byla zařazena zařízení patřící mezi „základní“, zejména pro potřeby a nároky uživatele jako jednotlivce. Tab. 2


Parametry Rok výroby Kalibrace zařízení Podpora CRT/LCD/NTB Měření okolního světla Podpora nových technologií Integrované protizávaží Signalizační kontrolka stavu Volba režimu Podpora SW Připomenutí obnovy profilu Adresář uložení profilu Nastavení teploty chromatičnosti Nastavení gamma Zdroj: Vlastní tabulka

Pantone Huey Pro 2007

GretagMacbeth Eye One Display 2 2006

ColorVision Spyder 2 Pro 2007

ColorVision Spyder 3 Express 2009

Monitor

Monitor

Monitor

Monitor

Ano/Ano/Ano

Ano/Ano/Ano

Ano/Ano/-

Ano/Ano/Ano

Ano

Ano

Ano

Ne

-

-

-

-

Ne

Ano

Ano

Ne

Ano

Ne

Ne

Ano

Jednotný

Základní/Pokročilý

Jednotný

Jednotný

Win, Mac

Win, Mac

Win, Mac

Win, Mac

Ano

Ano

Ano

Ano

Pevný

Pevný

Pevný

-

D50/D65/D75

Nativní/ 5000K-7500K

Neomezené

Nativní/6500K

1,8/2,2/2,4

1,0-3,0

Neomezené

2,2

Vlastní práce Tab. 3

28

Parametry kalibračních zařízení (2.část) Parametry

Rok výroby Kalibrace zařízení Podpora CRT/LCD/NTB Měření okolního světla Podpora nových technologií Integrované protizávaží Signalizační kontrolka stavu Volba režimu Podpora SW Připomenutí obnovy profilu Adresář uložení profilu Nastavení teploty chromatičnosti Nastavení gamma

X-Rite ColorMunki Display

X-Rite i1Display Pro

ColorVision ColorPlus

X-Rite Monaco Optix XR

2011 Monitor/Projektor

2011 Monitor/Projektor

2004 Monitor

2003 Monitor

Ano/Ano/Ano

Ano/Ano/Ano

Ano/Ano/Ano

Ano/Ano/-

Ano

Ano

Ne

Ano

CCFL/White LED/RGB LED/ Wide Gamut

CCFL/White LED/RGB LED/ Wide Gamut

-

-

Ano

Ano

Ano

Ano

Ano

Ano

Ne

Ne

Základní/Pokročilý Win, Mac

Základní/Pokročilý Win, Mac

Jednotný Win, Mac

Jednotný Win, Mac

Ano

Ano

Ne

Ano

-

Pevný

Pevný

Uživatelský

Nativní/ D50/D55/D65

-

-

5000K-9300K

1,8/2,2

1,8/2,2/3,0

-

1,8/2,2


4.1.1

Kritéria analýzy

Parametry uvedené v tabulkách jsem následně shrnul do několika okruhů, které tvoří kritéria analýzy zařízení (Tab.4), kde jsou však zahrnuty jen čtyři z výše uvedených osmi zařízení. Mezi stanovená kritéria patří:  Cena (v ČR a zahraničí - US)  Kalibrační SW (vizuální dojem, orientace a „help“ při práci, podpora OS, čeština, volba kalibračního módu)  Podpora pro monitory (CRT, LCD a notebook)  Možnosti nastavení při kalibraci (gamma, teplota, jas, volba cílového adresáře profilu, atd.)  Funkce (měření okolního světla a jeho korekce, připomenutí kalibrace, podpora nových technologií, atd.)  Příslušenství (upgrady pro SW, integrované protizávaží, signalizační kontrolka, atd.)


29

Analýza kalibračních zařízení

Kritérium

ColorVision ColorPlus

X-Rite Monaco Optix XR

Pantone Huey Pro

GretagMacbeth Eye One Display 2

Cena (25%)

17%

16%

23%

18%

Kalibrační SW (13%)

10%

9%

10%

12%

Podpora pro monitory (12%)

12%

9%

12%

12%

Možnosti nastavení kalibračních parametrů (20%)

12%

16%

12%

16%

SW a HW funkce (25%)

10%

12%

18%

20%

Příslušenství (5%)

2%

2%

3%

4%

Celkem (100%)

63%

64%

78%

82%


4.1.2

Hodnocení analýzy

Po důkladném analyzování čtveřice testovaných zařízení nám vznikla dvojice s vyrovnaným hodnocením. Další dvě sondy za touto dvojicí zaostávají, ale jejich pozice není zanedbatelná. Čtvrtinovou váhou v celkovém hodnocení zaujímá cena zařízení, a to jak v České republice, tak v zahraničí. Je to velmi spekulativní kritérium z důvodu, že zařízení ColorPlus a MonacoOptix XR se již nevyrábí, pouze se doprodávají a ceny jsou nižší, na úrovni doprodeje. ColorPlus je dostupné pouze v zahraničí za 70-100 $, naproti tomu MonacoOptix XR lze ještě pořídit i v ČR a to za 3500 Kč (při zakoupení s monitory typu CG nebo SX, jinak se cena pohybuje okolo 10 tis. Kč) a v zahraničí za cca 350 $. Další dvě sondy se stále vyrábí a prodávají, i když je postupem času vytěsňují novější modely. Huey Pro je k zakoupení nejlevnější z těchto možností, její cena se pohybuje kolem 3500 Kč nebo 100 $. Poslední sonda Eye-One Display 2 je téměř dvojnásobně dražší než je tomu u Huey Pro. Její cena se v ČR pohybuje kolem 6000 Kč a v zahraničních obchodech stojí cca 250-300 $. Další čtvrtinu tvoří dvojice kritérií založených především na podpoře monitorů, softwarové podpoře operačních systémů a dalších parametrech. Zatímco MonacoOptix XR není konstruovaná pro displeje notebooků, ColorPlus zase není v základu od prodejce kompatibilní s operačními systémy Mac. To řeší až následné upgrady jeho SW na stránkách výrobce. Další dvě sondy oba tyto pa-

Vlastní práce

30

rametry splňují a navíc u Eye-One Display 2 software umožňuje volbu mezi dvěma módy kalibrace (Easy a Advanced). Zatímco jednoduchý mód nepředpokládá příliš velkou interakci s uživatelem, jehož jedinými úkoly jsou výběr zařízení, typu monitoru a umístění sondy na obrazovku. Pokročilý mód už je znatelněji náročnější, neboť zahrnuje nastavení bílého bodu, gamma, jasu a vyžaduje plnou interakci s uživatelem. Co se týče překladu do českého jazyka, volí výrobci většinou variantu přeloženého manuálu (u všech testovaných) proti zahrnutí české verze do softwaru. Možnosti nastavení parametrů při kalibraci jsou v analýze ohodnoceny pětinovou váhou neboli dvaceti procenty. Jsou zde zahrnuty volby nastavení teploty chromatičnosti, gamma, a jiné. U sondy MonacoOptix XR jsou na výběr dvě možnosti nastavení gamma a to 1,8 a 2,2. Jsou to sice nejčastěji používané hodnoty, nicméně pro zkušené uživatele, kteří mají potřebu nastavit jiné hodnoty, jsou tyto dvě volby málo. Hodnotu 2,4 navíc k dvěma předešlým nabízí Huey Pro, což je už o trochu více. Nejlépe je toto nastavení řešeno pro sondu Eye-One Display 2, kde je možno nastavit hodnotu v rozmezí od 1,8 do 2,2 (mód Advanced). U sondy ColorPlus se v průběhu kalibrace nezadávaly hodnoty gamma, ani teploty chromatičnosti, z čehož lze usoudit, že jsou tyto hodnoty konstantně přednastaveny na určitou hodnotu. Nastavení teploty chromatičnosti u MonacoOptix XR se pohybuje v rozmezí 5000K až 9300K v několika stupních (většinou po 500K). Nejinak je tomu také u Eye-One Display 2, kde však rozmezí teplot není tak velké a strop tohoto nastavení je na 7500K. Navíc lze nastavit ponechání teploty v přirozeném stavu, neboli nativní nastavení (mód Advanced). Huey Pro disponuje pouze třemi volbami a to v standardizovaném tvaru D50, D65 a D75. V průběhu práce s ColorPlus se v jednom z kroků kalibrace dostane uživatel k nastavení jasu monitoru. Zde je využito měření sondou, které ukazuje hodnotu jasu a uživatel ji dolaďuje na monitoru, dokud není spokojen. Jas lze také nastavit v pokročilém módu (Advanced) sondy Eye-One Display 2 a to v rozmezí 80 až 140 Luxů nebo jej ponechat přirozený. Ukládání profilů je pevně nastaveno do systémové složky pro profily. Výjimka je u softwaru sondy MonacoOptix XR, kde je možnost uložení profilu do uživatelem zvoleného místa. Další čtvrtinu hodnocení v analýze patří softwarovým a hardwarovým funkcím jednotlivých kalibračních sond. Je tím myšleno zejména měření okolního světla a jeho korekce, dále pak podpora nových technologií. MonacoOptix XR, Eye-One Display 2 a Huey Pro podporují měření okolního světla což je velmi důležitá funkce. Navíc u Huey Pro je v jeho softwaru zabudována funkce obnovy měření okolního světla a následné aktualizace profilu. V době začátku výroby Huey Pro byla tato funkce u kalibračních sond unikátní, ale dnes je součástí mnoha těchto zařízení. Technologie v oblasti IT se vyvíjejí velmi rychle a monitory nejsou výjimkou. S tím přichází zásadní rozdíly i pro kalibrační zařízení. Je pochopitelné, že starší sondy nemohou dosáhnout takových výsledků jako novější s přizpůsobením a podporou nových technologií. Mezi všemi čtyřmi zařízeními co se týče

Vlastní práce

31

nových technologií, není znatelný rozdíl, avšak novější sondy již zvládají standardně technologie jako CCFL (Cold Cathode Fluorescent Lamp), Wide Gamut a jiné. Posledním parametrem řazeným do analýzy mezi funkce je automatický hlídač, který po uplynuté době upozorňuje na obnovu profilu provedením kalibrace. Není to přímo zásadně důležitá funkce, ale není na škodu delegovat tento úkol na počítač, který uživatele upozorní. Jen software ColorPlus tuto službu nenabízí, jinak u všech ostatních je zabudována a lze zde nastavit perioda od týdne po několik měsíců. Poslední částí analýzy, která je ohodnocena zbývajícími pěti procenty shromažďuje příslušenství, aktualizace, a jiné parametry. U hmotnostně těžších sond je zapotřebí protizávaží pro vyvážení sondy. Používá se zejména u LCD monitorů, kde by se přísavky na sondách neměly používat. Všechny sondy kromě Huey Pro protizávaží mají ve výbavě. Přísavky pro uchycení mají všechna kalibrační zařízení, bohužel ne u všech jsou řešeny optimálně. Huey Pro je z testovaných sond nejmenší a váhově nejlehčí, a proto jsou její přísavky také několikanásobně menší než u ostatních a nelze použít protizávaží. To je problém, protože se velmi snadno stane, že se během kalibrování sonda zcela odpoutá od povrchu obrazovky (zejména u LCD), celý proces je narušen a kalibrace se musí opakovat. Na obrázku níže lze vidět nutnost fixace sondy Huey Pro na LCD během procesu za pomocí lepicí pásky. Tomuto kroku napomohl také lehce zdeformovaný přívodní kabel (Obr.9).

Obr. 9

Fixace kalibrační sondy Pantone Huey Pro při procesu


Vlastní práce

32

Stavová signalizační kontrolka nemá zásadní vliv na kalibraci, ovšem není na škodu, když ji sonda má a uživatel může kontrolovat její stav, což platí zejména pro určitý typ uživatelů zastávajících názor: „Co svítí, to funguje.“ Dále jsou mezi parametry aktualizace ovladačů a softwarů. U starších sond už se nedá o podpoře ze strany výrobce vůbec mluvit, naopak novější přístroje se snaží pokrýt maximum operačních systémů. Závěrem lze tedy jen shrnout výsledky analýzy a to tak, že mezi testovanými sondami se vyskytují dvě optimální zařízení, které se dají pro amatérské a pokročilé účely doporučit. Jsou jimi Pantone Huey Pro a GretagMacbeth Eye-Pro Display 2, mezi kterými má druhé jmenované zařízení mírně vyšší hodnocení. Zatímco Huey Pro disponuje lepší cenou, což může být pro některé uživatele stěžejním kritériem při koupi, Eye-One Display 2 kvalitnějším softwarem, funkcemi a flexibilitou při práci.

4.2 Analýza softwarů ke kalibrování Kromě nejefektivnější metody kalibrování za použití kalibračního zařízení je potřeba zmínit variantu softwarového kalibrování, která není nákladná a více dostupná. Na rozdíl od použití sondy se zde uživatel musí spolehnout na svůj zrak a provádět úkony sám. Na webu lze najít desítky programů, které umožňují jak kalibraci, tak správu a modifikace profilů. Výhodou většiny z nich je, že jsou bezplatné a volně šiřitelné. Podpora je u nich však většinou bídná. Tyto programy se totiž specializují na určité typy či řady monitorů (programy od výrobce monitorů), anebo podporují malé množství operačních systémů. Ne všechny také dosahují potřebných kvalit ve zpracování a výsledcích. 4.2.1

Kritéria analýzy

Do analýzy těchto softwarů byly zařazeny dva, které jsou v mnoha ohledech odlišné (Tab.5). První z nich je nezávislý nástroj vytvořený amatérsky Michaelem Waltersem pod projektem Hex2Bit, který nese název Monitor Calibration Wizard (MCW), naproti tomu program Adobe Gamma vyvíjený firmou Adobe jako nástroj k jejich grafickým editorům. Kritéria, která byla stanovena, jsou ohodnocena procentuálně dle jejich váhy a mohou slučovat více parametrů do sebe. Zvolená kritéria jsou tyto:  Podpora OS  Možnosti nastavení (bílý bod, gamma, atd.)  Interakce s uživatelem (náročnost na uživatele)  Zpracování programu (vizuální dojem, orientace a „help“ při práci)  Dostupnost programu (licence, nezávislost)  Ostatní parametry (ukládání a načítání profilů, komparace „před a po“, atd.)


33

Analýza softwarů ke kalibrování

Monitor Calibration Wizard

Adobe Gamma

Podpora OS (10%)

5%

10%

Možnosti nastavení (30%)

15%

25%

Interakce s uživatelem (20%)

18%

20%

Zpracování programu (20%)

15%

20%

Dostupnost programu (10%)

10%

5%

Ostatní parametry (10%)

2%

8%

Celkem (100%)

65%

88%

Kritérium


4.2.2

Hodnocení analýzy

Z tabulky analýzy dvou vybraných softwarů pro kalibraci lze vysledovat, že software od firmy Adobe disponuje lepším hodnocení než MCW. Je to dáno lepším zpracování Adobe Gamma jako celku, což se však u programu vyvíjeném profesionály dá očekávat. Kritérium s největší váhou sdružuje možnosti nastavení, což lépe zvládá Adobe Gamma. Uživatel zde má možnost nastavení několika typů luminoforu, gamma a nastavení teploty bílého bodu. MCW tyto možnosti sice nenabízí, ale naopak po ukončení kalibrace má uživatel možnost nastavit hodnotu jasu a v krátkém testu vyzkoušet změnu oproti původnímu nastavení. Důležitou součást programu tvoří míra interakce s uživatelem, což znamená, čím větší nároky na uživatele bude program mít, tím těžší to pro uživatele bude. U Adobe Gamma jsou jednotlivé kroky realizovány zcela optimálně tak, aby uživatel jednoduše a jednoznačně provedl rychlá nastavení. U MCW je tomu téměř obdobně, ovšem zde se vyskytuje více nastavení v jednotlivých krocích, což při prvních použitích může být lehce matoucí. Z pohledu uživatele je důležitý také vzhled celé aplikace ve spojení s rozložením jednotlivých komponent v aplikaci a pochopitelným popisem úkonů u jednotlivých kroků. V těchto směrech opět lehce dominuje Adobe Gamma, kde je rozložení optimální, na rozdíl od MCW, kde je vše nahromaděno na malém prostoru. Podpora operačních systémů je vzhledem k četnosti používání těchto programů více rozvinuta u Adobe Gamma, jež podporuje kromě standardních Windows také operační systémy Mac.

Vlastní práce

34

U Adobe Gamma lze však nalézt také nevýhody a to zejména v jeho dostupnosti. Je totiž vázán ke grafickému editoru Adobe Photoshop a není možné jej získat samostatně. Velkou a zásadní nevýhodou MCW je specifický formát jeho profilu, který lze použít pouze pomocí tohoto programu. Naproti tomu u Adobe Gamma je dodržen formát dle specifikace ICC. Oba programy disponují také možnostmi uložené profily načítat. Doplňující funkcí navíc v programu Adobe Gamma je porovnání stavu po kalibraci s předchozím stavem. Toto porovnání je možno vyzkoušet v jednom z posledních kroků. Mezi oběma vybranými programy je na tom značně lépe Adobe Gamma, který v analýze předčil amatérský MCW téměř ve všech kritériích. Nejvíce však v jeho velmi jednoduchém ovládání a možnostech nastavení. Pokud tedy uživatel nezvažuje koupi kalibračního zařízení, měl by minimálně aplikovat kalibraci za pomoci Adobe Gamma.

4.3 Pracovní postupy 4.3.1

Pracovní postupy s GretagMacbeth Eye-One Display 2

Nejlepší hodnocení v analýze kalibračních zařízení získala sonda GretagMacbeth Eye-One Display 2 (Obr.10), na které bude demonstrován tento pracovní postup. Nejdříve ze všeho je potřeba instalovat do počítače software (Eye-One Match) z CD, které je přiloženo v zakoupené sadě. Je potřeba také dodržet předkalibrační úkony jako jsou: zahřátí monitoru hodinu před kalibrací (u CRT), očistění obrazovky, deaktivace spořiče obrazovky, atd. Po instalaci a spuštění programu přivítá uživatele úvodní okno, které vyzývá k připojení kalibračního zařízení do USB portu. Po připojení dále uživatel vybírá mezi typy kalibrovaného zařízení (tento univerzální software umožňuje kalibrace monitorů, tiskáren, skenerů, projektorů a fotoaparátů). V tomto případě, po připojení sondy, je nabídnuta aktivní pouze možnost pro monitory. Ve stejném okně se také nalézá volba pro jednoduchý a pokročilý mód kalibrace, z nichž při tomto postupu budeme volit druhý jmenovaný. Druhé okno obsahuje volbu typu monitoru, tedy CRT, LCD nebo laptop.

Vlastní práce

Obr. 10

35

Kalibrační sonda GretagMacbeth Eye-One Display 2


Po předchozích volbách je zapotřebí nastavení cílových hodnot monitoru, které řeší následující okno. Mezi nastavovanými předvolbami jsou teplota bílého bodu, gamma a jas, které disponují velkým rozsahem pro nastavení. Tyto předvolby mají svoje doporučované optimální hodnoty a těch je vhodné se držet: teplota bílého bodu nastavená na 6500K neboli standard denního světla D65, gamma 2,2 a jas monitoru ponechat beze změn. Tyto hodnoty byly použity také při vytváření všech profilů. Zároveň s těmito předvolbami nabízí software funkci změření okolního světla. Provádí se za připevnění bílé podložky na sondu a jejím otočením hřbetem k obrazovce. Po stisknutí tlačítka se okolní světlo změří a software uživateli vypíše naměřené hodnoty jasu a teploty světla. Po tomto změření je potřeba bílou podložku ze sondy sejmout, aby mohla být uskutečněna kalibrace. V případě našich kalibrací však tuto funkci využívat nebudeme, neboť je určena zejména pro prostředí fotografického studia při osvětlení D50. Nyní přichází na řadu kalibrace samotná včetně nastavení monitoru. V dalším okně je uživatel vyzván k připevnění kalibrační sondy k monitoru. Pokud se jedná o CRT monitor, sonda se přichytí na obrazovku přísavkami. Naopak u LCD a laptopů je potřeba použít protizávaží, které se připevňuje na přívodní kabel vedoucí přes horní hranu monitoru. V žádném případě by se uživatel neměl snažit přichytit sondu u LCD nebo laptopu pomocí přísavek, mohlo by totiž dojít k poškození displeje monitoru. Po umístění sondy je uživatel žádán o nastavení kontrastu monitoru na 100%. Po stisku tlačítka zahajující měření se objeví indikátor kontrastu v podobě škály asi třiceti dílků, který je třeba pomocí nastavení monitoru dostat do pozice výskytu dílků označených zeleně a následně tlačítkem ukončit měření. Následné okno je velmi podobné tomu předchozímu a to v tom, že jde o další nastavování na monitoru. Tentokrát však software požaduje snížení jasu na 0% a pokračování nastavení v podobné indikaci jako u předchozího kroku. Zde indikace postupně v několika krocích určuje, jakou hodnotu má uživatel

Vlastní práce

36

zadat pomocí průběžného proměřování. Po stanovení konečné hodnoty se uživatel vrací tlačítkem zpět a přechází na následující okno. Měření bílého bodu, které je obsaženo v dalším kroku, je možno provádět dvěma způsoby. První možnost je nastavováním jednotlivých RGB kanálů k cílovým hodnotám na monitoru pomocí indikace (jako u kontrastu), což ne všechny monitory podporují, nebo možnost pomocí nastavení teploty bílého bodu stejným způsobem. Po ukončení všech nastavení a přechodu k dalšímu kroku začíná kalibrace. Software postupně zobrazuje 65 barevných obrazců a pomocí snímající sondy provádí měření. To trvá několik minut. Konečnou fází po měření je okno kde software sumarizuje cílové hodnoty měření a dva grafy znázorňující průběhy RGB křivek a výsledný gamut. Na témže okně může uživatel také změnit název vytvořeného profilu a nastavit funkci upozornění na novou kalibraci. Po potvrzení tohoto posledního okna aplikace končí a výsledný profil je uložen do patřičné systémové složky. 4.3.2

Grafické zobrazení gamutu profilu

Pro zobrazení množiny barev, které profil obsahuje, existuje množství placených, volných, profesionálních i amatérských nástrojů. Profily se dají zobrazovat v 2D nebo 3D. Pro lepší představu, jaké barvy obsahují vytvořené profily, byl použit nástroj DocBees Profile Manager od firmy ColorLogic. Tento nástroj mimo zobrazení gamutu zvládá také rozbor informací obsažených v hlavičce, vykresluje křivky, atd. Na obrázku lze vidět 3D reprezentaci profilu v pohledu ze strany bílého bodu (Obr.11).

Obr. 11

Grafické zobrazení gamutů sondy Eye-One Display2 profilů CRT a LCD


Vlastní práce

37

4.4 Návrh pracovních postupů v grafickém editoru Grafický editor PHOTO-PAINT X3 (nyní PaintShop Pro) od společnosti Corel, který je na trhu jedním z největších konkurentů vévodícímu Adobe Photoshopu nabízí jednoduché a zároveň propracované možnosti ve správě barev. Právě nadřazenost Photoshopu na webu, co se týče návodů, triků a podobných článku a znalost velkého množství uživatelů je jedním z hlavních důvodů, proč je tato část práce dělána v Corelu PHOTO-PAINT. Dalším důvodem je také dvojnásobně nižší cena kompletního balíku softwarů CorelDRAW Graphics Suite oproti samotnému Photoshopu. Po spuštění softwaru a následném přechodu ke správě barev, která je obsažena pod záložkou „Nástroje“, se uživateli zobrazí hlavní okno správy barev (Obr.12). V tomto okně je obsažen jako první v horní části rolovací výběrový seznam pro předvolby správy barev. Do tohoto seznamu lze pomocí přilehlých tlačítek ukládat nastavení správy barev jako celek a také je ze seznamu odebírat. Pod seznamem je druhá část okna, v níž jsou graficky kolem vnitřního prostoru znázorněny vstupní a výstupní zařízení. Mezi ně patří skener a fotoaparát, monitor, tiskárna CMYK, offsetová tiskárna a výstupně-vstupní nastavení. Pod těmito obrázky zařízení jsou také výběrové seznamy, v nichž se nachází profily obsažené v příslušné systémové složce. Je zde také možnost vyhledání profilu na disku či stažení z webu přímo přes Corel. Mezi jednotlivými zařízeními nebo mezi zařízeními a vnitřním prostorem jsou šipky znázorňující zapnutou či vypnutou správu barev.

Vlastní práce

Obr. 12

38

Hlavní okno správy barev v Corel PHOTO-PAINT X3


4.4.1

Pracovní postupy správy barev zařízení

Kliknutím na obrázek libovolného zařízení či vnitřního barevného prostoru se objeví menší okna s upřesňujícími nastavením zvoleného zařízení, které jsou dále popsány. Rozšířené možnosti pro monitor nabízí několik variant, mimo jiné mapování barev do CMYK, průhlednost či jiná nastavení zobrazení (Obr.13).

Obr. 13

Okno rozšířeného nastavení zobrazení


Vlastní práce

Obr. 14

39

Okno nastavení tiskárny


V oknech podrobnějšího nastavení pro obě varianty tiskáren je seznam používaných tiskáren, kde lze ke každé tiskárně (jejímu ovladači) připojit určitý profil (Obr.14). V momentu, kdy ovladač bude používán, tedy uživatel bude tisknout přes určitou tiskárnu, bude použit přidružený profil. 4.4.2

Nastavení prostoru propojení profilů

Hlavní nastavení správy barev zajišťuje vnitřní prostor neboli PCS. Zde má uživatel možnost výběru instalovaných modulů správy barev. V tomto případě jsou na výběr 2 moduly a to Kodak Digital Science CMM a Microsoft ICM 2.0 CMM, z nichž byl zvolen pro práci první jmenovaný. Mezi další nastavení profilu vnitřního prostoru patří volba vykreslovací metody (Obr.15). Kromě čtyř standardních metod je zde možnost výběru automatické metody. Je potřeba upozornit na to že tato metoda je nastavena jako výchozí, což může způsobit problémy, a její funkce se dělí dle typu grafiky, se kterou uživatel pracuje. Pokud jde o vektorovou grafiku, používá nastavení sytostní metody a nastavení perceptuální metody pro grafiku rastrovou.

Obr. 15

Nastavení vnitřního profilu


Vlastní práce

4.4.3

40

Postup volby obrazu a vnitřního profilu

Před samotnou komparací vzorků obrazu pro jednotlivé metody vykreslení bylo potřeba nejdříve nějaký obraz zvolit. To může být v podstatě jakýkoliv obraz, ale doporučení z mé strany bych směřoval na standardizované obrazy nebo obrazy určené k testování. Jedná se o kalibrační terče, obrazce či tabulky, u kterých je jistota vhodně vybraných barev. Jsou to kalibrační pomůcky reálné, například tabulka GretagMacbeth ColorChecker (Obr.16), ale i čistě obrazy elektronické využívané zejména firmami, které se zabývají tiskem fotografií.

Obr. 16

Kalibrační terč GretagMacbeth ColorChecker

Zdroj: Web www.ae5d.com

Obraz použitý pro další práci je součástí kalibračního terče (tabulky) z webu firmy Profi-print.cz. Tento obraz byl z jeho originální velikosti ořezán na jednu jeho část o rozměrech 551 × 343 pixelů (Obr.18). V prvním kroku byl proveden výběr profilu PCS. Tento výběr byl proveden na základě vizuálního vyhodnocení mezi třemi profily: CIE RGB, D65 XYZ a Obecný vnitřní profil RGB. Po aplikaci na profil Notebooku 2 (NTB2) byly výsledky zřetelné (Obr.17) a nejvěrohodnějšími barvami disponoval Obecný vnitřní profil RGB. Tyto obrazy ve větším rozlišení jsou obsaženy na přiloženém CD.

Obr. 17

Vnitřní profily (CIE RGB – vlevo, D65 XYZ – střed, Obecný vnitřní profil – vpravo)


Vlastní práce

4.4.4

41

Volba a získání vzorků

Následujícím krokem bylo získání výstupních obrazů při zobrazení na monitoru za použití všech profilů vytvořených sondou Eye-One Display2. Pro tyto výstupy a všechny výstupy práce byl pro uložení zvolen vysoce flexibilní formát TIFF, který disponuje zejména využitím bezztrátové komprese, což vede k nulovým ztrátám při editaci. Počet vzorků byl stanoven na 3 z důvodu velkého množství dat. Větší množství vzorků by pochopitelně vedlo k větší přesnosti výsledků, ovšem zde by pro usnadnění práce bylo nasnadě vytvořit pro tyto účely pomocnou aplikaci. Zvolené vzorky v obrazu jsou vyznačeny číslem níže na obrázku, jako pravý vrchní pixel od průsečíku nastavených vodících linek (Obr.18).

Obr. 18

Lokace vzorků v obrazu


Z výsledků bylo patrné, že u všech profilů jsou u vzorků stejné nebo pouze nepatrné odchylky v barvách, a to maximálně o dvě úrovně (tzn. 2 stupně na škále barvy 0 až 255), bez ohledu na to jaká byla aplikována metoda. Výstupy simulace kompozitní tiskárny byly zpracovány následně pro každý profil sondy Eye-One Display 2 a všechny vykreslovací metody. Zde již byly rozdíly větší a u některých metod viditelné lidským okem. 4.4.5

Převody hodnot, komparace a odchylka barev ∆E

Po získání všech výstupů bylo potřeba vzorky obrazů porovnat a zjistit odchylku barev ∆E. Tento komparační proces provedený přes online kalkulačku na webu Bruce Justina Lindblooma (www.brucelindbloom.com) však vyžaduje pro porovnání barevných vzorku jejich Lab reprezentaci, a proto bylo potřeba RGB hodnoty převést na hodnoty Lab. Tento převod byl taktéž proveden pomocí pře-

Vlastní práce

42

vodníku, který je k dispozici na webu Lindblooma. Ukázka převodu některých hodnot je obsažena v tabulce (Tab.6). Všechny tabulky jsou dále pak uvedeny v přílohách práce a na přiloženém CD. Tab. 6

Převod hodnot vzorků simulace tiskárny z RGB do Lab

Profil

Vykreslovací metody

Vzorek

R

G

B

L

A

B

NTB2 NTB2 NTB2 NTB2 NTB2 NTB2 NTB2 NTB2 NTB2 NTB2 NTB2 NTB2

Absolutní kolor. Absolutní kolor. Absolutní kolor. Perceptuální Perceptuální Perceptuální Relativní kolor. Relativní kolor. Relativní kolor. Sytostní Sytostní Sytostní

1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3

150 65 161 161 65 158 146 63 158 172 56 130

0 118 173 0 121 170 0 116 170 0 123 161

47 48 220 47 49 219 47 48 218 46 50 215

31,0938 44,6510 71,3033 33,5307 45,6612 70,2682 30,2016 43,8873 70,2314 35,9281 45,9560 65,8576

55,2330 -31,9240 6,2048 57,9793 -33,1600 6,7366 54,2304 -31,6954 6,4930 60,6666 -36,7405 2,8405

18,8966 32,6165 -25,0664 22,4770 33,2884 -26,1229 17,5730 31,6984 -25,6308 26,5887 33,0310 -30,8672

Zdroj: Vlastní tabulka Tab. 7

Profil NTB2 NTB2 NTB2

Převod hodnot vzorků zobrazení na monitoru z RGB do Lab

Vykreslovací metody Všechny Všechny Všechny

Vzorek

R

G

B

L

A

B

1 2 3

157 61 168

0 117 163

35 38 235

32,462 44,023 71,096

56,482 -33,943 14,696

28,680 36,713 -33,535


Komparace se provádí šesti různými způsoby dle porovnávacích metod, které jsou vázány k standardům. Vybraný způsob CIE 1994 byl vytvořen v závislosti na standard CIE TC1-29 jako modifikace původního způsobu CIE 1976. U některých vzorků byly výsledky při zobrazení na monitoru vzorky stejné u všech vykreslovacích metod nebo jen nepatrně odlišné. Například u profilu NTB2 byly vzorky totožné ve všech metodách což ukazují hodnoty v tabulce (Tab.7). Všechny vzorky „1“ z tabulky č.6 byly porovnávány s jedním vzorkem z tabulky č.7. Při komparaci jednotlivých vzorků jsou hodnoty vzorků zobrazených na monitor brány jako referenční a vzorky simulace tiskárny jako porovnávané. Je to takto uzpůsobeno z důvodu, že u některých metod na kalkulaci rozdílu barev

Vlastní práce

43

při porovnávání vzorku A a B dostáváme odchylku C, ale naopak při porovnávání B a A dostáváme odchylku D. Odchylky C a D jsou však rozdílné. Finální částí tedy je porovnat vzorky a získat odchylky mezi jednotlivými dvojicemi. Pro lepší představu jsem mimo zanesení číselné odchylky do tabulky vytvořil také obrázky pro každý vzorek každého profilu, kde je vše znázorněno také graficky. Příklad grafické reprezentace odchylek lze vidět na obrázcích (Obr.19 a Obr.20) a dále tabulku rozšířenou o odchylku ∆E (Tab.8).

Obr. 19



Obr. 20




44

Tabulka hodnot vzorků profilu NTB1 rozšířená o odchylku ∆E

Profil

Vykreslovací Vzorek metody


Absolutní kol. Absolutní kol. Absolutní kol. Perceptuální Perceptuální Perceptuální Relativní kol. Relativní kol. Relativní kol. Sytostní Sytostní Sytostní

1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3

R

G

B

L

A

B

ΔE CIE94

148 92 172 159 70 172 146 87 174 172 86 134

0 154 185 0 133 176 0 151 180 0 156 160

49 57 225 50 49 224 50 54 225 50 55 215

30,688 57,733 75,391 33,143 49,856 73,025 30,263 56,511 74,239 35,992 58,066 65,838

54,838 -37,728 4,104 57,627 -36,796 8,807 54,394 -38,424 7,446 60,839 -40,803 4,484

16,957 43,545 -21,484 19,941 38,151 -24,547 15,650 43,479 -23,225 24,118 44,732 -30,878

5,289 12,846 9,543 3,525 4,833 5,975 6,028 11,642 7,297 3,560 13,294 8,779


4.4.6

Hodnocení vykreslovacích metod

Z odchylek zjištěných komparací vzorků vyplývá jasná dominance jedné z metod. Je jí metoda perceptuální, která ve svých výsledcích dosahuje nadpoloviční většiny vzorků s nejnižší odchylkou a průměrnou odchylkou 4,304. Vůbec nejhorší odchylka perceptuální metody nepřesahuje hodnotu 6, což se o ostatních metodách říci nedá. Průměrově tedy také jasně dominuje metoda perceptuální a je tedy nejvhodnější z čtyř dostupných. Dále pak následují absolutní a relativní kolorimetrické metody, jejichž hodnoty se pohybují po zprůměrování kolem hodnoty 5 a 6, a i přes dobré výsledky u prvního vzorku nejhorší hodnocení získává metoda sytostní. Všechny průměry odchylek jsou uvedeny v následující tabulce (Tab.9). Tab. 9

Průměrné odchylky jednotlivých metod

Odchylka

Vzorky 1

Vzorky 2

Vzorky 3

Celkem

Absolutní kolor.

4,845

4,726

6,444

5,338

Perceptuální

3,827

3,618

5,466

4,304

Relativní kolor.

6,133

5,005

5,814

5,651

Sytostní

3,905

5,659

8,568

6,044


Závěr

45

5 Závěr 5.1

Shrnutí práce

Cílem této práce bylo navržení optimálních postupů ve správě barev grafických editorů při využití kalibračních nástrojů a ICC profilů, které ovlivňují proces konverze barev. Výsledky aplikovaných postupů byly rozděleny na více součástí práce. Analýzy hardwarových a softwarových kalibračních nástrojů byly součástí úvodní části práce. Dle množství parametrů nástrojů byla zvolena a ohodnocena kritéria analýzy pro jednotlivé nástroje. V analýze kalibračních sond, která zahrnovala čtyři tato zařízení, dosáhla nejlepšího hodnocení sonda GretagMacbeth Eye-One Display 2 a to zejména díky průměrné ceně, množství možností nastavení a množstvím svých funkcí. Výsledek analýzy byla volba zařízení v mezích takzvaného „zlatého středu“. Analýza softwarových kalibrací nebyla oproti analýze sond tolik prioritní a právě proto zahrnovala pouze dva kalibrační nástroje. Zde podle předpokladů získal lepší hodnocení software Adobe Gamma. Bez ohledu na hodnocení analýz však byly provedeny kalibrace všech sond a nástrojů na čtyřech obrazovkách (2 monitory a 2 displeje notebooků), což bylo součástí další části práce. Následně byly získány informace a grafické reprezentace gamutů těchto profilů za pomocí nástroje DocBees Profile Manager. Poslední částí bylo zhodnocení vlivů nastavení správy barev v grafickém editoru a navržení optimálních postupů při použití vytvořených profilů. Pro tuto fázi byl zvolen grafický editor PHOTO-PAINT od firmy Corel především z ekonomického hlediska a dále také z hlediska alternativy k softwaru Photoshop. Zde byly nastavovány vykreslovací metody pro zobrazení obrazu na monitor a simulaci výstupu z tiskárny. Z Těchto obrazových výstupů se odebraly RGB hodnoty třech zvolených vzorků, které byly následně převedeny na hodnoty Lab a komparovány mezi výstupem na monitor a simulací tiskárny. Rozdíl barevných vzorků byl reprezentován barevnou odchylkou ∆E. Ta byla nejnižší u nadpoloviční většiny obrazů vykreslených pomocí metody perceptuální.

5.2 Přínos práce Tato práce přináší zejména souhrn optimálních postupů při výběru, hodnocení a používání kalibračních nástrojů z pohledu uživatele začátečníka a pokročilého, dále také postupy nastavení správy barev v grafickém editoru. V době psaní práce se zejména na webu vyskytovalo množství článků a jiných informačních materiálů zabývající se problematikou správy barev. Téměř všechny tyto materiály se však problematiky týkají jen okrajově nebo nezacházejí do potřebné hloubky navzdory tomu, že informovanost skupiny lidí pracující v těchto oblastech má rostoucí tendenci.

Závěr

46

5.3 Návrh na pokračování Dle mého názoru je zde velké množství možností na pokračování a to jak v zapojení všech zařízení správy barev a zkoumání vlivů správy barev jako celku na větším množství dat, tak i vytvoření pomocných aplikací pro fotografy až po vlastní editor obsahující všechny pomocné nástroje pro editaci fotografií a pomůcky správy barev.

Literatura

47

6 Literatura BOUTON, G.D. Mistrovství v CorelDRAW. 1.vydání. Brno: Computer Press, 2009. 872 s. ISBN 978-80-251-2304-1. BURGER, W., BURGE, M. J. Digital Image Procesing: An Algorithmic Introduction using Java. 1. vydání. New York: Springer Science+Business Media Inc., 2008. 560 s. ISBN 978-1-84628-379-6. FRASER, B., MURPHY, C., BUNTING, F. Správa barev: průvodce profesionála v grafice a pre-pressu. 1. vydání. Brno: Computer Press, 2003. 521 s. ISBN 80-7226-943-7. FREEMAN, M. Průvodce světem Digitální fotografie. 1. vydání. Praha: Svojtka & Co., 2004. ISBN 80-7237-962-3. GOVIL-PAI, S. Principles Of Computer Graphics: Theory and Practice Using OpenGL and Maya. 1. vydání. New York: Springer Science+Business Media Inc., 2004. 295 s. ISBN 0-387-95504-6. HASHIMOTO, A. Velká kniha digitální grafiky a designu. 1. vydání. Brno: Computer Press, 2008. ISBN 978-80-251-2166-5. HUNT, R.W.G., The Reproduction of Colour. 6.vydání. Chichester: John Wiley & Sons, Ltd., 2004. 702 s. ISBN 978-0-470-02425-9. KADAVÝ, D., PÍRKOVÁ, K. CorelDraw X4: Podrobná uživatelská příručka. 1. vydání. Brno: Computer Press, 2009. 416 s. ISBN 978-80-251-2490-1. KELBY, S. Digitální fotografie ve Photoshopu CS2. 1. vydání. Brno: Computer Press, 2006. 472 s. ISBN 80-251-1158-X. TŮMA, T. Počítačová grafika a design. 1. vydání. Brno: Computer Press, 2007. 156 s. ISBN 978-80-251-1784-2. ŽÁRA, J. a kol. Moderní počítačová grafika. 2. vydání. Brno: Computer Press, 2004. 609 s. ISBN 80-251-0454-0. AE5D [online]. c2011 [cit. 2011-12-17]. AE5D. Dostupné z WWW: . Bruce Lindbloom's Web Site [online]. c2001-2011 [cit. 2011-12-16]. Useful Color Calculators and Spreadsheets. Dostupné z WWW: . Bruce Lindbloom's Web Site [online]. 2001-2011 [cit. 2011-12-16]. Useful Color Information, Studies and Files. Dostupné z WWW: . ColorLogic [online]. 2011 [cit. 2011-12-16]. DocBees Profile Manager. Dostupné z WWW: .

Literatura

48

ColorWiki [online]. c2005 [cit. 2011-12-16]. Delta E: The Color Difference. Dostupné z WWW: . Corel Corporation [online]. 2011 [cit. 2011-12-16]. Corel Corporation. Dostupné z WWW: . Dry Creek Photo [online]. c2011 [cit. 2011-11-03]. Monitor Calibration Methods. Dostupné z WWW: . International Color Consortium [online]. c2011 [cit. 2011-11-03]. About ICC. Dostupné z WWW: . International Color Consortium [online]. c2011 [cit. 2011-11-03]. Introduction to the ICC profile format. Dostupné z WWW: . Pantone [online]. c2011 [cit. 2011-12-16]. Pantone North America. Dostupné z WWW: . Profi-Print [online]. 2008 [cit. 2011-12-16]. Kalibrace - Profi-Print. Dostupné z WWW: . Technické normy [online]. c2000-2008 [cit. 2011-11-03]. ČSN 01 1718 – Měření barev. Dostupné z WWW: . Wikipedia [online]. c2011 [cit. 2011-12-16]. Color Difference. Dostupné z WWW: . Wikipedia [online]. c2008 [cit. 2011-12-16]. Elektromagnetické spektrum. Dostupné z WWW: . X-Rite [online]. 2011 [cit. 2011-12-16]. X-Rite: Get exactly the color you need, every time, anywhere in the world. Dostupné z WWW: .

Přílohy

49

Přílohy

Použitá zařízení a příslušenství

50

A Použitá zařízení a příslušenství Zde jsou vypsána veškerá zařízení, která byla použita při vypracování této bakalářské práce. Jedná se o monitory, počítače a kalibrační zařízení.  Kalibrační sondy: o X-Rite MonacoOptix XR o Pantone ColorVision ColorPlus o Pantone Huey Pro o GretagMacbeth Eye-One Display 2  Monitory a displeje: o o o o

HP M700 17" (CRT) AOC 197Sa 19" (LCD) 15,4" TFT WXGA CrystalByte (displej –Notebook 1) 15,4" TFT WXGA ColorShine (displej – Notebook 2)

 Počítače: o Acer Extensa 5620 (Notebook 1 – grafická karta: ATI Mobility Radeon X2300) o Asus F3Q series (Notebook 2 – grafická karta: Intel X4500) o Stolní PC - doma složený (grafická karta: ATI Radeon 9200)

Gamuty vytvořených profilů

51

B Gamuty vytvořených profilů Na následujících obrázcích jsou zobrazeny gamuty profilů, které byly vytvořeny kalibračními zařízeními a jedním softwarem ke kalibraci. Tyto screenshoty gamutů byly převzaty z programu DocBees Profile Manager, který umožňuje mimo správy profilů také zobrazení gamutu profilu a to v 2D i 3D. Na každém obrázku jsou zobrazeny gamuty pro jednotlivý monitor či displej. Všechny obrázky jsou obsaženy na přiloženém CD.

Obr. 21

Výsledné gamuty profilů pro LCD monitor


Tabulky převodu hodnot a odchylka

52

C Tabulky převodu hodnot a odchylka Tab. 10

Tabulka převodu hodnot vzorků ze zobrazení na monitoru

Profil

Vykreslovací Vzorek metody

NTB2 NTB2 NTB2 LCD LCD LCD LCD LCD LCD NTB1 NTB1 NTB1 CRT CRT CRT CRT CRT

Všechny Všechny Všechny Absolutní kol. Sytostní Ostatní Sytostní Ostatní Všechny Všechny Všechny Všechny Sytostní Ostatní Všechny Sytostní Ostatní

1 2 3 1 1 1 2 2 3 1 2 3 1 1 2 3 3

R

G

B

L

A

B

157 61 168 115 115 116 55 55 144 160 62 170 124 124 74 160 160

0 117 163 0 0 0 102 103 175 0 120 164 0 0 108 176 177

35 38 235 45 44 45 31 31 237 39 39 235 31 32 33 234 234

32,462 44,023 71,096 23,120 23,094 23,350 38,575 38,918 71,352 33,184 45,086 70,242 24,907 24,923 41,674 72,537 72,797

56,482 -33,943 14,696 46,264 46,195 46,519 -29,992 -30,448 4,662 57,389 -34,822 17,517 47,803 47,848 -25,342 7,696 7,142

28,680 36,713 -33,535 8,239 8,902 8,593 33,960 34,329 -34,359 27,151 37,424 -34,846 20,622 19,967 36,675 -30,812 -30,410


Tabulka převodu hodnot vzorků simulace tiskárny a odchylka profilů NTB2 a LCD

Profil


Vzorek

R

G

B

L

A

B

ΔE CIE94


Absolutní kol. Absolutní kol. Absolutní kol. Perceptuální Perceptuální Perceptuální Relativní kol. Relativní kol. Relativní kol. Sytostní Sytostní Sytostní

1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3

150 65 161 161 65 158 146 63 158 172 56 130

0 118 173 0 121 170 0 116 170 0 123 161

47 48 220 47 49 219 47 48 218 46 50 215

31,094 44,651 71,303 33,531 45,661 70,268 30,202 43,887 70,231 35,928 45,956 65,858

55,233 -31,924 6,205 57,979 -33,160 6,737 54,230 -31,695 6,493 60,667 -36,740 2,840

18,897 32,617 -25,066 22,477 33,288 -26,123 17,573 31,698 -25,631 26,589 33,031 -30,867

4,756 1,672 5,297 3,404 2,147 4,953 5,570 1,916 5,144 4,017 3,261 8,962

LCD

Absolutní kol.

1

110

0

54

22,240

45,719

0,531

4,805

Tabulky převodu hodnot a odchylka LCD LCD LCD LCD LCD LCD LCD LCD LCD LCD LCD

Absolutní kol. Absolutní kol. Perceptuální Perceptuální Perceptuální Relativní kol. Relativní kol. Relativní kol. Sytostní Sytostní Sytostní

2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3

53 57 141 115 64 136 106 56 138 130 55 110

104 179 0 117 174 0 103 176 0 109 168

45 223 56 40 218 54 44 221 56 45 218

39,512 71,710 23,444 44,183 69,871 21,325 39,109 70,644 26,828 41,118 66,809

-28,591 -2,059 47,124 -32,715 -1,984 44,735 -28,603 -1,752 50,813 -31,573 -5,218

28,012 -26,197 1,028 35,996 -26,308 -0,915 28,054 -26,753 6,321 29,898 -31,141

2,678 5,362 4,439 5,352 5,486 5,877 2,600 5,100 4,065 3,281 8,301


Tabulka převodu hodnot vzorků simulace tiskárny a odchylka profilů NTB1 a CRT

Profil


Vzorek

R

G

B

L

A

B

ΔE - CIE94

NTB1 NTB1 NTB1 NTB1 NTB1 NTB1 NTB1 NTB1 NTB1 NTB1 NTB1 NTB1 CRT CRT CRT CRT CRT CRT CRT CRT CRT CRT CRT CRT

Absolutní kol. Absolutní kol. Absolutní kol. Perceptuální Perceptuální Perceptuální Relativní kol. Relativní kol. Relativní kol. Sytostní Sytostní Sytostní Absolutní kol. Absolutní kol. Absolutní kol. Perceptuální Perceptuální Perceptuální Relativní kol. Relativní kol. Relativní kol. Sytostní Sytostní Sytostní

1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3

148 92 172 159 70 172 146 87 174 172 86 134 119 77 158 128 78 155 110 82 153 137 75 131

0 154 185 0 133 176 0 151 180 0 156 160 0 110 181 0 112 179 0 118 176 0 114 171

49 57 225 50 49 224 50 54 225 50 55 215 42 43 218 44 44 217 43 41 213 43 44 213

30,688 57,733 75,391 33,143 49,856 73,025 30,263 56,511 74,239 35,992 58,066 65,838 23,968 42,618 73,140 26,077 43,345 72,373 21,910 45,511 71,300 28,100 43,817 68,572

54,838 -37,728 4,104 57,627 -36,796 8,807 54,394 -38,424 7,446 60,839 -40,803 4,484 47,089 -24,157 0,433 49,512 -24,649 0,397 44,844 -26,307 0,478 51,746 -26,826 -3,008

16,957 43,545 -21,484 19,941 38,151 -24,547 15,650 43,479 -23,225 24,118 44,732 -30,878 11,637 32,969 -21,192 13,437 33,313 -21,831 7,790 37,268 -21,289 17,146 33,805 -25,579

5,289 12,846 9,543 3,525 4,833 5,975 6,028 11,642 7,297 3,560 13,294 8,779 4,530 1,707 5,573 3,938 2,139 5,448 7,056 3,862 5,714 3,976 2,800 8,228


Grafické porovnání vzorků

54

D Grafické porovnání vzorků Na obrázku v této části příloh se nachází jednotlivé vzorky profilu a každou vykreslovací metodu. Vodorovně vedle sebe jsou vyobrazeny vždy dva porovnávané vzorky, které jsou z bočních stran popsány hodnotami RGB. V pravé části obrázku je pak barevná odchylka těchto vzorků, dle vzorce rozdílnosti barev CIE 1994, který byl modifikován z původního CIE 1976 pro použití standardu CIE TC1-29. Všechny obrázky jsou obsaženy na přiloženém CD.

Obr. 22

Porovnání vzorků profilu CRT – Eye-One Display 2


Návrh metody konverze barev pomocí kalibrace a ICC profilů

Recommend Documents