Введение

Управление цветом — это процесс обеспечения согласованности и точности цветопередачи на различных устройствах, таких как мониторы, принтеры и камеры. Он включает в себя использование цветовых профилей — стандартизированных описаний того, как цвета должны отображаться или воспроизводиться. Управление цветом необходимо, поскольку разные устройства обладают различными цветовыми возможностями и характеристиками. Например, монитор может отображать цвета иначе, чем принтер способен их воспроизвести. Без управления цветом одно и то же изображение может выглядеть по-разному на разных устройствах, что приводит к несоответствиям и неточностям. Для достижения управления цветом создается цветовой профиль для каждого устройства, участвующего в цветовом рабочем процессе. Этот профиль описывает цветовые возможности и характеристики устройства, такие как его цветовой охват (диапазон воспроизводимых цветов) и цветовая температура. Эти профили затем используются для преобразования цветов между устройствами, обеспечивая согласованное и точное воспроизведение цвета. Управление цветом особенно важно в таких отраслях, как графический дизайн, фотография и полиграфия, где точная цветопередача имеет решающее значение. Оно помогает поддерживать согласованность цветов на протяжении всего процесса, от захвата изображения до его отображения или печати. Компоненты управления цветом реализованы в операционной системе (ОС), вспомогательных библиотеках, приложениях и устройствах. Наиболее часто используемый тип цветового профиля называется ICC-профилем. Кроссплатформенным подходом к управлению цветом является использование системы управления цветом, совместимой с ICC. Международный цветовой консорциум (ICC) — это отраслевой консорциум, который разработал:

открытый стандарт для модуля сопоставления цветов (CMM) на уровне ОС;
цветовые профили для:
устройств, включая профили DeviceLink, которые преобразуют один профиль устройства (цветовое пространство) в другой профиль устройства без использования промежуточного цветового пространства, такого как L*A*B*, более точно сохраняя цвет.

В Microsoft Windows отсутствует системное управление цветом, и практически все приложения не используют его. API медиаплеера Windows не учитывает цветовое пространство, и если приложения хотят вручную управлять цветом видео, им приходится нести значительные потери производительности и энергопотребления. Android поддерживает системное управление цветом, но большинство устройств поставляются с отключенной функцией управления цветом.

Обзор

Определите характеристики. Каждому устройству с управлением цветом требуется индивидуальная таблица, или "цветовой профиль", которая описывает цветовоспроизведение данного конкретного устройства. Стандартизируйте. Каждый цветовой профиль описывает эти цвета относительно стандартизированного набора опорных цветов ("пространство цветового соответствия профиля"). Преобразуйте. Программное обеспечение с управлением цветом затем использует эти стандартизированные профили для преобразования цвета с одного устройства на другое. Обычно это выполняется модулем управления цветом (CMM).

Характеристика

Для описания поведения различных выходных устройств их необходимо сравнить (измерить) по отношению к стандартному цветовому пространству. Часто первым шагом является линеаризация, чтобы устранить эффект гамма-коррекции, применённой для оптимального использования ограниченных 8-битных цветовых каналов. Для измерения цветов устройств используются колориметры и спектрофотометры. В качестве промежуточного результата цветовой охват устройства описывается в виде разрозненных данных измерений. Преобразование этих разрозненных данных измерений в более упорядоченную форму, пригодную для использования в приложении, называется построением профиля. Построение профиля – это сложный процесс, включающий математические вычисления, значительные вычислительные ресурсы, экспертную оценку, тестирование и итерации. После завершения построения профиля создаётся идеализированное цветовое описание устройства. Это описание и называется профилем.

Калибровка

Калибровка подобна характеризации, но в отличие от простого измерения устройства, она может включать в себя его настройку. Управление цветом иногда обходится путем калибровки устройств к общему стандартному цветовому пространству, такому как sRGB; при достаточно качественной калибровке не требуется цветовых преобразований для обеспечения согласованной цветопередачи на всех устройствах. Избежание сложности управления цветом было одной из целей при разработке sRGB.

Встраивание

Сами форматы изображений (такие как TIFF, JPEG, PNG, EPS, PDF и SVG) могут содержать встроенные цветовые профили, но это не является обязательным требованием формата изображения. Стандарт Международного консорциума по цвету был создан для объединения усилий различных разработчиков и производителей. Стандарт ICC обеспечивает обмен характеристиками выходных устройств и цветовыми пространствами в виде метаданных. Это позволяет встраивать цветовые профили в изображения, а также хранить их в базе данных или каталоге профилей.

Рабочие помещения

Рабочие пространства, такие как sRGB, Adobe RGB или ProPhoto, — это цветовые пространства, которые обеспечивают хорошие результаты при редактировании. Например, пиксели с одинаковыми значениями R, G и B должны отображаться нейтральными. Использование широкого (по охвату) рабочего пространства может привести к постеризации, а использование узкого рабочего пространства — к отсечению цветов. Этот компромисс следует учитывать опытному редактору изображений.

Цветовая трансформация

Цветовое преобразование, или преобразование цветового пространства, – это изменение представления цвета при переходе из одного цветового пространства в другое. Этот расчет необходим при обмене данными в системе управления цветом и выполняется модулем цветового соответствия. Преобразование цветовой информации с профилем для различных выходных устройств достигается путем сопоставления данных профиля со стандартным цветовым пространством. Это упрощает преобразование цветов с одного устройства в выбранное стандартное цветовое пространство, а затем – в цвета другого устройства. Благодаря тому, что референтное цветовое пространство охватывает широкий диапазон цветов, воспринимаемых человеком, эта концепция позволяет обмениваться цветами между различными устройствами вывода. Цветовые преобразования могут быть представлены двумя профилями (профиль источника и профиль назначения) или профилем связи между устройствами. В этом процессе используются приближения, обеспечивающие сохранение важных цветовых характеристик изображения и предоставляющие возможность контролировать изменение цветов.

Пространство для соединения профиля

В терминологии Международного цветового консорциума, преобразование между двумя цветовыми пространствами может осуществляться через профильное соединительное пространство (PCS): Цветовое пространство 1 → PCS (CIELAB или CIEXYZ) → Цветовое пространство 2; преобразования в PCS и из PCS определяются соответствующими профилями.

Окна

С 1997 года управление цветом в Windows доступно через систему управления цветом ICC: ICM (Image Color Management). Начиная с Windows Vista, Microsoft представила новую цветовую архитектуру, известную как WCS (Windows Color System). WCS дополняет систему ICM в Windows 2000 и Windows XP, изначально разработанную Heidelberg. Windows Photo Viewer в Windows 7 (также включен в более поздние версии Windows) обеспечивает корректное управление цветом, однако, более новое приложение «Фотографии» в Windows 8, 10 и 11 не выполняет управление цветом до версии v2022.31070.26005.0. К сожалению, подавляющее большинство приложений не используют систему Windows Color System. По этой же причине практически ни один видеоплеер для Windows не поддерживает управление цветом (включая стандартное приложение «Кино и ТВ» и VLC), за исключением Media Player Classic Home Cinema.

Android

На Android, системное управление цветами было представлено в Android Oreo 8.1. Это приводит к перенасыщению контента sRGB, отображаемого в цветовом пространстве дисплея, обычно DCI P3. Пользователям необходимо вручную выбирать цветовой профиль "естественный", чтобы включить управление цветом и обеспечить точное отображение контента sRGB и широкого цветового пространства P3.

Другие

Операционные системы, использующие X Window System для графики, могут использовать профили ICC, а поддержка управления цветом в Linux, по-прежнему менее развитая, чем на других платформах, координируется проектом OpenICC на freedesktop.org и использует LittleCMS.

Уровень файла

Некоторые типы файлов изображений (TIFF и Photoshop) содержат понятие цветовых каналов для определения цветовой модели файла. Наиболее распространенными каналами являются RGB (преимущественно для отображения на экранах (мониторах), но также и для некоторых видов настольной печати) и CMYK (для коммерческой печати). Дополнительный альфа-канал может задавать значение маски прозрачности. Некоторые программы для работы с изображениями (например, Photoshop) автоматически разделяют цвета для сохранения цветовой информации в режиме CMYK, используя заданный ICC-профиль, такой как US Web Coated (SWOP) v2.

Уровень применения

В 2005 году большинство веб-браузеров игнорировали цветовые профили. Заметными исключениями были Safari, начиная с версии 2.0, и Firefox, начиная с версии 3. Хотя по умолчанию в Firefox 3.0 управление цветами ICC v2 и ICC v4 было отключено, его можно было включить с помощью расширения или настройки параметра конфигурации. По состоянию на июль 2019 года Safari, Chrome и Firefox полностью поддерживают управление цветами. Однако важно отметить, что большинство браузеров выполняют управление цветами только для изображений и CSS-элементов, но не для видео. Firefox: версия 3.5 (выпущена в 2011 году) и более поздние версии поддерживают изображения с тегом ICC v2, а версия 8.0 (выпущена в 2011 году) добавляет поддержку профилей ICC v4. Версия 89 (выпущена в 2021 году) и выше применяют управление цветом ко всем изображениям и элементам страницы без тегов по умолчанию. Internet Explorer: поддерживает профили ICC с версии 9 и далее, но преобразует только изображения, не соответствующие sRGB, в профиль sRGB, независимо от фактического цветового пространства монитора. Версии Chrome для macOS правильно отображают видео. Safari: поддержка началась с версии 2.0 (выпущена в 2005 году). Поддерживает профили ICC v2 и v4 и правильно воспроизводит видео. Opera: поддерживает ICC v4, начиная с версии 12.10 (выпущена в 2012 году). Pale Moon поддерживал ICC v2 с момента первого релиза, а v4 – начиная с Pale Moon 20.2 (выпущена в 2013 году). Что касается мобильных браузеров, Safari 13.1 (на iOS 13.4.1) распознает цветовой профиль устройства и может отображать изображения соответствующим образом. Chrome 83 (на Android 9) игнорирует профиль дисплея, просто преобразуя все изображения в sRGB. То же самое справедливо и для их настольных версий: Chrome 118, Edge 114, Safari 16.6, Firefox 117 и Opera 100.