Προγράμματα χρωματικής διόρθωσης
(Color Management Systems, CMS)

 

 

 

Εισαγωγή

Η χρωματική διόρθωση και τα προγράμματα καθώς και ο τρόπος που χρησιμοποιούνται, μπερδεύει πολύ κόσμο, παρόλο που όλο και περισσότερος κόσμος ασχολείται με αυτά. Αν όμως γίνει κατανοητός ο τρόπος λειτουργίας τους, τότε θα είναι περισσότερο κατανοητά τα παράθυρα διαλόγων και οι ρυθμίσεις που περιέχουν και θα έχετε τη δυνατότητα να χρησιμοποιείτε τη χρωματική διόρθωση στις εφαρμογές σας.

Τα προγράμματα χρωματικής διόρθωσης (Color Management Systems, CMS) στην ουσία κάνουν δύο μόνο πράγματα: Περιγράφουν το χρώμα των pixel, και αλλάζουν τις τιμές του χρώματος στο κάθε pixel, ώστε να διατηρούν τα χρώματα ίδια σε όλα τα περιφερειακά.

Οι ερωτήσεις του τύπου "γιατί τα χρώματα της φωτογραφίας που σκάναρα δεν είναι ίδια με αυτά που βλέπω στην οθόνη;" και "γιατί η εκόνα που φαίνεται στο μόνιτορ δεν τυπώνεται ίδια στον εκτυπωτή;" είναι οι συχνότερες και δεν υπάρχει κανείς που να έχει λύσει το πρόβλημα αυτό με εύκολο τρόπο. Για να γίνει κατανοητό πώς δουλεύουν τα προγράμματα χρωματικής διόρθωσης (CMS) θα εξηγήσουμε πρώτα από ποιές αιτίες προέρχονται τα προηγούμενα προβλήματα.

Ποιό είναι το πρόβλημα

Οι υπολογιστές δεν καταλαβαίνουν χρώματα. Έτσι όταν χειρίζονται χρώματα, απλά δημιουργούν ψηφιακά ισοδύναμα των αναλογικών συνισταμένων των βασικών χρωμάτων RGB (red, green, blue) ή CMYK (cyan, magenta, yellow, black), για να χειριστούν τις πληροφορίες σε ένα σκάνερ, εκτυπωτή ή οθόνη.

RGB και CMYK είναι δύο συστήματα βασικών χρωμάτων που ανάμιξή τους δημιουργεί οποιοδήποτε άλλο χρώμα. Η τιμή κάθε βασικού χρώματος καθορίζει πόση ποσότητα από το χρώμα αυτό θα χρησιμοποιηθεί στην ανάμιξη. Συνήθως χρησιμοποιούνται 8bit, που επιτρέπουν 256 τιμές, για κάθε βασικό χρώμα.

Η μέθοδος αυτή δουλεύει καλά όταν ένα περιφερειακό χρειάζεται να αναπαραγάγει χρώματα. Δυστυχώς όμως, όταν στείλουμε τις ίδιες τιμές σε διαφορετικά περιφερειακά, συνήθως αναπαράγουν διαφορετικά χρώματα. Τα συστήματα RGB και CMYK δεν καθορίζουν ακριβές χρώμα, αλλά τιμές, και κάθε περιφερειακό ανταποκρίνεται διαφορετικά.

Ένα παράδειγμα είναι τα μαγαζιά που πουλούν ηλεκτρικές συσκευές. Αν δείτε μια ομάδα τηλεοράσεων θα παρατηρήσετε ότι κάθε μία δείχνει διαφορετικά τα χρώματα, ενώ αναπαράγουν το ίδιο σήμα RGB τιμών. Αυτό συμβαίνει για πολλούς λόγους: διαφορετικά είδη φωσφόρων που χρησιμοποιούνται στις οθόνες ανταποκρίνονται διαφορετικά. Επίσης, ο τρόπος σχεδιασμού κάθε τηλεόρασης και οθόνης μεταβάλλει και τον τρόπο που εμφανίζονται τα χρώματα. Ακόμα και οι ρυθμίσεις φωτεινότητας, κοντράστ και χρώματος, φυσικά επηρεάζουν. Ακόμα και στην ίδια τηλεόραση, με τη γήρανση της οθόνης, μεταβάλλονται τα χρώματα με το χρόνο. Μπορούμε να πούμε ότι κάθε τηλεόραση είναι 'μοναδική', αναπαράγοντας διαφορετικά τα χρώματα σε σχέση με κάθε άλλη. Το ίδιο συμβαίνει και με το μόνιτορ, αλλά και με άλλα περιφερειακά: σκάνερ, εκτυπωτής, κλπ.

Έτσι γίνεται φανερό ότι έστω κι αν χρησιμοποιούνται οι ίδιες τιμές των βασικών χρωμάτων (RGB, CMYK) σε κάθε περιφερειακό παράγουν διαφορετικά χρώματα. Αυτό εξαρτάται από πολλούς παράγοντες. Στους εκτυπωτές από τα χρώματα των μελανιών που χρησιμοποιούνται, το χαρτί, και συνδυασμός τους παράγει πολλά διαφορετικά αποτελέσματα. Π.χ. ξέρουμε ότι ο συνδυασμός R=188, G=214, B=112 αντιστοιχεί σε ένα ανοιχτόχρωμο πράσινο, αλλά η απόχρωσή του διαφέρει από περιφερειακό σε περιφερειακό.

Τα μοντέλα RGB και CMYK ονομάζονται device specific ή device dependent χρωματικά μοντέλα (εξαρτώμενα από το περιφερειακό). Δείτε ένα παράδειγμα του πώς μπορεί να εμφανίζονται τα χρώματα που αντιστοιχούν στις ίδιες τιμές στα διάφορα περιφερειακά.

Εικόνα 1. Το σκάνερ "βλέπει" το χρώμα σαν R=188, G=214, B=112. Αλλά αν το μόνιτορ δείξει τις ίδιες τιμές (χωρίς χρωματική διόρθωση) το χρώμα εμφανίζεται πιο έντονο και με λιγότερο κίτρινο (αλλαγή και στο χρώμα εκτός από τη φωτεινότητα και την περιεκτικότητα χρώματος). Αν οι ίδιες τιμές σταλούν στον εκτυπωτή, ο εκτυπωτής το τυπώνει πιο σκούρο.

 

Πώς δουλεύουν τα προγράμματα χρωματικής διόρθωσης (Color Management System, CMS)

Τα προγράμματα αυτά είναι σχεδιασμένα να διορθώνουν αυτά τα προβλήματα. Κάθε πρόγραμμα χρωματικής διόρθωσης (Color Management System, CMS) αποτελείται από τρία μέρη:

  • Ένα χρωματικό μοντέλο αναφοράς (reference color space), που προσδιορίζει τα χρώματα όπως είναι πραγματικά.
  • Τα προφίλ των διαφόρων περιφερειακών (device profiles), που προσδιορίζουν πώς κάθε περιφερειακό ανταποκρίνεται στα χρώματα.
  • Το κύριο πρόγραμμα (color engine, color management), που κάνει τη δουλειά του ταιράσματος (μετατροπής) των χρωμάτων.

Χρωματικό μοντέλο αναφοράς (reference color space)
Στα προγράματα σήμερα χρησιμοποιούνται δύο από αυτά τα μοντέλα, το CIE xyz ή το CIE Lab (με συνηθέστερο το δεύτερο). Και τα δύο προσδιορίζουν κάθε χρώμα με μεγέθη που είναι όμοια με αυτά της χρωματικής αντίληψης του ματιού παρά με τιμές σημάτων. Έτσι κάθε ένα από αυτά τα χρωματικά μοντέλα, προσδιορίζει τα χρώματα με μοναδιαίο τρόπο. Κάθε ομάδα συντεταγμένων καθορίζει ένα και μόνο χρώμα. Γι' αυτό και ονομάζονται συστήματα αναφοράς.

Προφίλ περιφερειακών συσκευών (device profiles)
Καθορίζουν πώς συμπεριφέρεται κάθε περιφερειακό στην απόδοση των χρωμάτων. Αν απλοποιήσουμε τον τρόπο που δουλεύουν, μπορούμε να πούμε, ότι μετατρέπουν το κάθε χρώμα από το χρωματικό μοτνέλο αναφοράς (π.χ. CIE Lab) στις αντίστοιχες τιμές RGB ή CMYK που χρειάζεται το περιφερειακό, και αντίστροφα.

Έτσι με τα profile γνωρίζουμε: ποιό πραγματικό χρώμα αντιστοιχεί στις τιμές RGB ή CMYK. Έτσι όταν γνωρίζουμε ποιό ακριβώς χρώμα χρειάζεται να αναπαραχθεί (CIE Lab τιμές), το πρόγραμμα ανατρέχει στο profile και βρίσκει ποιές τιμές σε RGB ή CMYK αντιστοιχούν στο συγκεκριμένο χρώμα, για να παράγει το περιφερειακό αυτό το συγκεκριμένο χρώμα. Τα profile δουλεύουν σαν λεξικά διπλής κατεύθυνσης (π.χ. CIE Lab <--> RGB ή CIE Lab <--> CMYK) όπου η μία γλώσσα είναι η γλώσσα αναφοράς (CIE Lab) και η άλλη η γλώσσα του συγκεκριμένου περιφερειακού (RGB, CMYK, CMY).

Απ' όλα αυτά που είπαμε γίνεται φανερό ότι κάθε περιφερειακό χρειάζεται το δικό του profile (ή περισσότερα για διαφορετικές ρυθμίσεις-συνθήκες του ίδιου περιφερειακού).

Κύριο πρόγραμμα (color engine, color management module)
Κάνει τις μετατροπές των τιμών, με σκοπό να διατηρούνται τα χρώματα ακριβή.

Στο προηγούμενο παράδειγμα το αρχικό χρώμα, που το σκάνερ το "βλέπει" σαν R=188, G=214, B=112 είναι το πραγματικό χρώμα (στο CIE Lab) L=82 , a=-26 , b=48. Για να εμφανιστεί το ίδιο χρώμα στο μόνιτορ μου σωστό, θα πρέπει το μόνιτορ να τροφοδοτηθεί με τις τιμές R=180 , G=201 , B=109 (και όχι με τις τιμές που διαβάζει το σκάνερ R=188, G=214, B=112).

Με τον ίδιο τρόπο, για να τυπώσει το ίδιο χρώμα ο εκτυπωτής μου, πρέπει να τροφοδοτηθεί με τις τιμές R=199 , G=225 , B=144 (Ενώ ένας άλλος εκτυπωτής ίσως με τις τιμές R=192 , G=218 , B=123).

Για να μετατρέψει το πρόγραμμα τα χρώματα RGB από το σκάνερ στα χρώματα RGB του μόνιτορ γίνονται τα παρακάτω βήματα:

Βήμα 1. Το πρόγραμμα εξετάζει το profile του σκάνερ και ψάχνει να βρει ποιό πραγματικό χρώμα καθορίζεται από τις τιμές του σκάνερ R=188, G=214, B=112. Βρίσκει ότι αυτό το πραγματικό χρώμα είναι το L=82, a=-26, b=48.

Βήμα 2. Το πρόγραμμα στη συνέχεια εξετάζει το profile του μόνιτορ. Ψάχνει να βρει ποιές τιμές RGB χρειάζονται για να αποδοθεί το χρώμα L=82, a=-26, b=48 σωστά στο μόνιτορ. Βρίσκει ότι απαιτούνται οι τιμές R=180, G=201, B=109.

Βήμα 3. Κάνει την απαραίτητη μετατροπή από R=188, G=214, B=112 σε R=180, G=201, B=109.

Εικόνα 2. Το πρόγραμμα χρωματικής διόρθωσης (CMS) μετατρέπει -προσωρινά- τις τιμές RGB, ώστε το κάθε περιφερειακό να αποδίδει το ίδιο ακριβώς χρώμα.

Είναι προφανές ότι το πρόγραμμα κάνει τις μετατροπές αυτόματα και για όλα τα χρώματα του αρχείου (φωτογραφία ή ότιδήποτε άλλο). Με τον ίδιο τρόπο γίνεται η μετατροπή για τον εκτυπωτή ή την ψηφιακή φωτογραφική μηχανή, κλπ. Υπάρχουν και πιο σύνθετες μετατροπές π.χ. για να δείξει στην οθόνη πώς θα εμφανιζόταν η εκτύπωση σε έναν εκτυπωτή ή από RGB σε CMYK.

Στο παρακάτω σχήμα βλέπετε τη συνολική χρωματική γκάμα που μπορεί να δει το ανθρώπινο μάτι, καθώς και τη γκάμα των χρωμάτων που μπορεί να αποδώσει ένα θετικό φωτογραφικό φιλμ, ένα μόνιτορ υπολογιστή και ένας εκτυπωτής.

 

Ενσωμάτωση profile στα αρχεία (Embeded profiles)

Τα προγράμματα που περιλαμβάνουν χρωματική διόρθωση είναι το Photoshop (από την έκδοση 5 και μετά), Illustrator, QuarkExpress, PhotoCD, και ίσως άλλα που δεν έχουν πέσει στην αντίλληψή μου. Όταν σώζετε ένα αρχείο υπάρχει η δυνατότητα να ενσωματώνετε σε αυτό και το porfile, πράγμα που είναι χρήσιμο και συνιστάται. Ας δούμε γιατί.

Αν μεταφέρετε αρχεία από ένα κομπιούτερ σε άλλο, τα αρχεία αυτά περιέχουν μόνο αριθμούς χωρίς να συσχετίζονται με πραγματικά χρώματα. Αν όμως μαζί με το αρχείο υπάρχει ενσωματωμένο και το κατάλληλο profile υπάρχει τότε η περιγραφή του ποιά ακριβώς χρώματα αντιστοιχούν. Π.χ. ένα αρχείο που έχει ενσωματωμένο το profile sRGB όταν ανοιχτεί σε έναν άλλο πρόγραμμα ή υπολογιστή το πρόγραμμα γνωρίζει ποια χρώματα αντιστοιχούν σε ποια και μπορεί να κάνει την αντιστοίχηση. Σημείωση, πρεπει να χρησιμοποιείτε profile βασισμένα σε στάνταρ χρωματικά συστήματα που είναι διαδεδομένα ώστε να υπάρχει η σιγουριά ότι υπάρχουν και στον υπολογιστή προορισμού (Adobe RGB (1998), sRGB, Apple RGB ή ColorMutch RGB).

Προγράμματα σαν τα Photoshop, Illustrator, QuarkExpress, έχουν ενσωματωμένη αυτόματη μετατροπή στο profile του μόνιτορ. Δηλαδή όταν ανοίγετε ένα αρχείο φωτογραφίας, τα χρώματα μετατρέπονται αυτόματα στο profile του μόνιτορ, ώστε να αποδίδονται σωστά στην οθόνη. Δεν χρειάζεται να επέμβετε σε αυτή τη μετατροπή. Η μετατροπή γίνεται αυτόματα όπως περιγράψαε προηγούμενα. Το πρόγραμμα βρίσκει το ενσωματωμένο profile στο αρχείο και απλά κάνει την μετατροπή μεταξύ αυτού του profile και του profile του μόνιτορ, ώστε τα χρώματα να αποδίδονται αξιόπιστα στην οθόνη. Όμως η μετατροπή αυτή δεν γίνεται στα δεδομένα του αρχείου, τα οποία δεν αλλάζουν, αυτό που αλλάζει είναι το τι εμφανίζεται στην οθόνη. Το αρχείο της φωτογραφίας παραμένει ανεπηρέαστο όταν το σώσετε στο δίσκο.

Η ενσωμάτωση, λοιπόν, ενός profile σε ένα αρχείο φωτογραφίας δεν μεταβάλλει τις αριθμητικές τιμές των δεδομένων στο αρχείο. Απλά μόνο προστίθεται το profile ώστε να περιγράφει τη σωστή αντιστοίχηση χρωμάτων. Αρχεία που δεν έχουν ενσωματωμένο profile χειρίζονται σαν να είχαν ενσωματωμένο το προκαθορισμένο profile του προγράμματος. Αυτό κάνει τα αρχεία να μην έχουν σωστή χρωματική διόρθωση. Στη νέα έκδοση του Photoshop 6, αυτό έχει ξεπεραστεί με την προσθήκη ειδικού χειρισμού στα αρχεία χωρίς profile. Το πρόγραμμα ρωτά ποιό profile να χρησιμοποιήσει. Επειδή το photoshop αν δεν έχει ρυθμιστεί σωστά υποθέτει ποιά profile να χρησιμοποιήσει, θα δείτε στο παρακάτω λινκ πώς να ρυθμίσετε το Photoshop 6. Αντίστοιχες ρυθμίσεις ισχύουν και για το Photoshop 5.

Τέλος να σημειώσουμε ότι ένα profile περιγράφει τα χρώματα. Απαιτούνται δύο profile για να γίνει μετατροπή.

 

Πως να ρυθμίσετε το Photoshop για σωστό χειρισμό της χρωματικής διόρθωσης και των profile.