В данной статье мы подробно рассмотрим очень важный аспект, влияющий на цветопередачу – цветовой охват.
Дело в том, что не все цвета, которые мы с вами можем увидеть, могут быть отображены на мониторе или напечатаны на принтере. Более того, как монитор может показать определенные цвета, которые принтер не может воспроизвести, так и принтер может напечатать определенные цвета, невоспроизводимые монитором. Разные мониторы имеют разный цветовой охват. Также и печать на различных носителях дает разный цветовой охват. Например, на одних бумагах можно напечатать цвет спелого граната, на других - никак. Даже если мы имеем правильно откалиброванную систему и правильно построенный ICC-профайл, цвет спелого граната, который не может быть напечатан, заменится одним из ближайших, которые принтер может воспроизвести. Как правило, это грязно-серо-коричневый цвет.
То есть преобразование в цветовое пространство, с более узким цветовым охватом, не может произойти без потерь.
Печать с широким цветовым охватом.
Печать с узким цветовым охватом.
На этой иллюстрации, хорошо видно, куда ушли цвета в темно-красных областях. Естественно, в серые. Далее мы подробно рассмотрим, почему так происходит.
Для начала, давайте дадим два определения:
Цветовое пространство – полный набор цветов, соответствующий определенной модели представления цвета через определенные цветовые координаты.
Поясним на примерах. Цветовое пространство Вашего монитора – это все цвета, которые может воспроизвести монитор. Они описываются RGB-координатами, которые система подает видеокарте, благодаря чему мы видим определенный цвет, соответствующий RGB-значению.
Аналогично – цветовое пространство принтера (цвета, которые можем напечатать), цветовое пространство фотоаппарата (цвета, которые может различить фотоаппарат) и т.д.
Цветовой охват – замкнутая область, эталонного цветового пространства, внутри которой находятся все возможные цвета исследуемого цветового пространства.
Поясним. Цвет, который не может быть напечатан на Вашем принтере, не входит в цветовой охват вашего принтера.
Возникает вопрос, как количественно и качественно оценить охват исследуемого цветового пространства?
Давайте выберем эталонное пространство, в котором и будем оценивать цветовые охваты исследуемых пространств. Какой либо вариант CMYK? Числовые значения CMYK показывают нам количество красок, используемое для печати данного цвета. А если изменим краски, то и цвет изменится. То есть CMYK не задает цвет. RGB? Похожая ситуация. Нам необходимо аппаратно-независимое цветовое пространство, цветовой охват которого перекрывает все интересующие нас цветовые пространства. Такое пространство есть. Это Lab.
CIE Lab - модель стандартизированного цветового пространства, предложенная еще в 1976 г. Данная математическая модель задумывалась как равноконтрастная. То есть, равным расстояниям между цветами в любых частях цветовой модели пространства соответствуют одинаково ощущаемые различия. Любой цвет, видимый глазом возможно описать значениями Lab. То есть цветовой охват пространства Lab не меньше цветового охвата человеческого глаза.
В настоящее время пересчет числовых значений цвета в различных цветовых пространствах производится через пространство Lab.
Цветовая модель Lab рекомендуется для определения цвета поверхностей и красок.
Модель Lab - трехмерна.
L - lightness (яркость, воспринимаемая глазом, светлота). L=0 - абсолютно черный цвет. L=100 - абсолютно белый.
a и b - цветовые составляющие. a - цвет по оси зеленый - красный, b - цвет по оси синий - желтый. При a = 0 и b = 0 цвет нейтрально-серый.
Итак, цветовой охват будем оценивать в пространстве Lab.
Вот пример цветового охвата стандартной полиграфии. То есть, те цвета Lab, которые попадают внутрь изображенной фигуры, мы можем напечатать офсетом. А цвета вне этой фигуры мы не можем напечатать стандартным офсетом. То есть они лежат вне цветового охвата стандартного офсета.
Также мы можем оценивать двумерные срезы трехмерного графика цветового охвата. Как правило, нас интересуют срезы при фиксированных значениях L.
Вот пример срезов цветового охвата стандартной полиграфии. Цвет внутри белой линии может быть напечатан, а цвет за пределами белой линии не может быть напечатан в рамках стандартной полиграфии.
Хочу обратить особое внимание на то, что оценка цветового охвата только по одной двумерной проекции, без указания светлоты (величина L) никакого практического смысла не имеет. Более того - это способ ввести в заблуждение потребителя.
Обратите внимание, насколько меняется хроматический охват (охват по осям a и b) при изменении L.
Сравнивая, например, L=60 и L=20 мы увидим, что есть цвета как воспроизводимые при L=60 и невоспроизводимые при L=20, так и наоборот, воспроизводимые при L=20 и невоспроизводимые при L=60.
Исключением можно назвать оценку линейных RGB пространств. Например пространство монитора или абстрактные RGB колориметры (sRGB, adobe RGB). Здесь, при любом L охваты пропорциональны.
Сравнивать цветовые охваты мы можем как по трехмерному изображению двух геометрических тел, так и по наборам двумерных срезов.
Вот пример сравнения цветового охвата стандартной полиграфии и печати на Epson Stylus PRO 11880 на бумаге Epson Premium Luster Photo Paper. На трехмерном графике мы видим картину в целом, а увидеть нюансы цветовых охватов нам помогут двумерные срезы.
На срезах значительно нагляднее видно, насколько цветовой охват Epson Stylus PRO 11880 больше цветового охвата стандартной полиграфии. Обратите внимание на срез при L=14. Там уже нет цветов, которые может воспроизвести полиграфия. Полиграфический черный как раз соответствует L=14. В то же самое время, при L=14 на Epson Stylus PRO 11880 мы можем напечатать довольно большую цветовую гамму. А черный цвет соответствует L=3.8. Таким образом можем сделать вывод, что в тенях на Epson Stylus PRO 11880 мы можем напечатать различимые оттенки не только по светлоте, но и по цветовому тону.
Возникает вопрос: Как можно определить охват цветового пространства?
Проще всего это сделать проанализировав профайл данного цветового пространства. Ведь в профайле есть таблица соответствия каждого числового значения RGB (или других цветовых координат: CMYK, Hexachrome..) цвету Lab. Исходя из этой информации мы можем увидеть, какую часть Lab покрывает исследуемое цветовое пространство.
Итак, перед нами стоит задача: Как перевести одно цветовое пространство в другое, с минимальными потерями. Ведь фотографию, снятую цифровым фотоаппаратом (вот преобразование цветового пространства человеческого глаза в цветовое пространство фотоаппарата) или отсканированную, нам необходимо посмотреть на мониторе (вот преобразование цветового пространства фотоаппарата в цветовое пространство монитора) и напечатать на принтере (вот преобразование цветового пространства фотоаппарата в цветовое пространство принтера).
Если цветовые охваты пространств, между которыми выполняется преобразование одинаковые, то при преобразовании не возникает никаких сложностей. А если нет? Тогда неизбежно возникнут потери в цветах, которые невозможно воспроизвести в новом пространстве. Как их минимизировать?
Absolute colorimetric. Цвета, которые могут быть воспроизведены в новом цветовом пространстве передаются колориметрически точно (один в один), а цвета, которые не могут быть воспроизведены в новом цветовом пространстве заменяются ближайшими из воспроизводимых
Области применения: Цветопроба. Этот метод позволяет точно эмулировать один печатный процесс, другим печатным процессом, если у второго больший цветовой охват. Например, на Epson Stylus PRO 11880 мы можем абсолютно точно эмулировать офсетную печать.
Недостатки. Данный метод не учитывает, что при печати колориметрически одинаковых цветов на бумагах разного цвета (чуть теплее, чуть холоднее) эти одинаковые цвета воспринимаются по разному. Поэтому при печати цветопроб необходимо запечатывать одну бумагу в цвет другой.
Так же, представим ситуацию. Исходное изображение имеет много деталей в тенях. А черный цвет в новом пространстве светлее всех этих теней. Соответственно ближайший цвет для всех теней может оказаться одним и тем же (черным). И в новом пространстве все детали пропадут.
Недопустимая ситуация. Во избежании её рассмотрим другие методы.
Relative colorimetric. Абсолютно белый цвет преобразуется в белый нового пространства, абсолютно черный в черный нового пространства (рассматриваем вариант с black point compensation). Значение светлоты (L-координата) остальных цветов распределяются линейно между черным и белым нового пространства. По a и b координатам работает также, как Absolute colorimetric.
Области применения: Распечатка макетов, для предоставления заказчику. В отличии от Absolute, где цвета внутри цветового охвата преобразуются колориметрически точно, после преобразования по Relative цвета внутри цветового охвата нового пространства воспринимаются глазом идентично исходным цветам, то есть учитывается адаптация глаза к цвету бумаги.
Недостатки. Пропадание хроматических переходов между цветами за пределами хроматического охвата нового пространства. Допустим, в исходном изображении есть переход из очень красного цвета в не очень красный цвет. Но и тот и другой красный лежит за пределами цветового охвата нового пространства. И ближайший для них один и тот же красный (еще менее насыщенный). Соответственно эти два цвета переведутся в один и тот же и переход между ними попросту исчезнет.
Saturation. Задачей данного метода является сохранение насыщенности цвета при преобразовании.
Области применения: Деловая графика (не важен цвет диаграммы, важно, чтобы сочное осталось сочным, а невзрачное, осталось невзрачным). Также этот метод применяется в детской мультипликации и в детской литературе.
Perсeptual. Главным приоритетом данного метода является сохранение деталей исходного изображения в новом цветовом пространстве. То есть, в отличии от Absolute и Relative каждый цвет исходного пространства переводится в свой, уникальный цвет нового пространства. Вспомним пример из метода Relative. В исходном изображении есть переход из очень красного цвета в не очень красный цвет. И тот и другой красный лежит за пределами цветового охвата нового пространства. Так вот в этом случае очень насыщенный красный переведется в красный на границе цветового охвата, а второй цвет в чуть менее насыщенный, чем на границе.
На этой схеме желтые точки в правом верхнем углу каждой иллюстрации – два цвета из исходного цветового пространства, белые – цвета, в которые преобразовались исходные цвета.
Области применения: Воспроизведение оригинала на устройстве, с меньшим цветовым охватом. Это – фотография, воспроизведение на мониторе и множество других примеров.
Для максимальной точности цветопередачи нам необходим максимально-возможный цветовой охват. Давайте рассмотрим, от чего может зависеть цветовой охват. Наибольшее влияние на цветовой охват оказывают используемые красители, носители и технология печати. В данной статье мы рассматриваем струйную печать, соответственно мы имеем дело с чернилами и бумагой. Красители или пигменты в чернилах могут быть более или менее насыщенными. Концентрация их может быть различной. В зависимости от этого цветовой охват может быть либо больше, либо меньше. Чернила по-разному ложатся на различные виды бумаги. На некоторых бумагах чернила протекают глубже и, соответственно, выглядят “тусклее”, чем на бумагах, где чернила закрепляются в поверхностном слое. Некоторые бумаги “принимают” меньше чернил, и цветовой охват на них меньше.
То есть при выборе материала для печати фотографий необходимо рассматривать не только внешние качества материала, но и его цветовой охват. Ведь от этого напрямую зависит точность цветопередачи.
По моему опыту, наибольший цветовой охват достигается на принтере Epson Stylus PRO 11880 с чернилами Ultrachrome K3 vivid magenta, в сочетании с фотобумагами Epson.
Небольшое, но важное дополнение.
Со времени написания статьи прошло 13 лет. Сменилось 2 поколения принтеров. С каждым из них мы плотно работали и видели, какие улучшения вносил производитель. Коснулось это и цветового охвата. На текущий момент, наибольший цветовой охват достигается на принтере Epson Surecolor p20000 с чернилами Ultrachrome PRO, в сочетании с фотобумагами Epson, Hahnemuehle или некоторыми фотобумагами-металликами немецких производителей.