I digitala färgrepresentationssystem är färghantering den kontrollerade konverteringen mellan olika färgrepresentationsmodeller av olika enheter, såsom skannrar, digitalkameror och videokameror, bildskärmar, TV-skärmar, skrivare, etc.
Huvudsyftet med färghantering är att säkerställa bra färgmatchning mellan enheter. Till exempel bör video producera samma färger på en datorskärm , på en plasmaskärm och på en enda bildruta som skrivs ut på en skrivare. Färghantering gör att du kan uppnå samma synliga resultat på alla dessa enheter, förutsatt att de har samma förmåga att återge en given färgintensitet.
En del av denna teknik ingår i operativsystemet , stödjande bibliotek, applikationer och enheter. För att säkerställa plattformsoberoende används ICC-kompatibla färghanteringssystem. International Color Consortium (ICC) är ett industrikonsortium som skapade den öppna standarden Color Matching Module (CMM) som fungerar på operativsystemnivå, såväl som ICC-färgprofiler för enheter och arbetsytor (arbetsutrymmen) (färgrymder tillgängliga för användare att arbeta med), bland annat finns det profiler som är inbyggda i enheter. Allt detta ger en komplett färgkonverteringsprocess från källa till destination.
Det finns även andra lösningar som lämpar sig för färghantering förutom att använda ICC-profiler . Detta beror dels på problemets historia och dels på vissa behov som ICC-standarden inte kan tillhandahålla. Film- och TV-branschen använder många liknande koncept, men de är mycket mer benägna att fokusera på smala lösningar. Filmindustrin, till exempel, använder ofta en 3D LUT ( lookup table ) för att representera en fullfärgskonvertering. På konsumentnivå tillämpas färghantering för närvarande mer på stillbilder än på video, eftersom färghantering på videonivå fortfarande är i sin linda. [ett]
För att olika utenheter ska bete sig förutsägbart måste de kalibreras till en standardfärgrymd . För att justera färgerna på enheter används kolorimetrar och spektrofotometrar , vissa enheter (till exempel en monitor) kan kalibreras "med ögat". Som ett mellanresultat beskrivs enhetens gamma i form av slumpmässiga mätdata. Omvandlingen av rådata till en mer formell form hanteras av separata applikationer. Processen kallas profilering. Profilering är en komplex iterativ process som involverar matematik, intensiv beräkning, testning och visuell analys. När profileringen är klar är utdata en idealiserad färgbeskrivning av enheten, en så kallad "färgprofil".
Kalibrering liknar att karakterisera en enhet, men det kan också innebära att man ställer in själva enheten. Ibland kan färghanteringen förenklas något genom att kalibrera enheter till en stor standardfärgrymd som sRGB ; om denna kalibrering är väl utförd finns det inget behov av färgkonvertering alls - alla enheter kommer att visa färger konsekvent. sRGB- standarden utvecklades för att undvika komplexiteten med färgkalibrering.
Bildlagringsformat (som TIFF , JPEG , PNG , EPS , PDF och SVG ) kan innehålla inbäddade färgprofiler , men detta krävs inte. ICC - standarden skapades för att sammanföra olika utvecklare och tillverkare. Det tillåter utbyte av utdataenhetsegenskaper och färgrymder i form av metadata . Detta gör att du kan bädda in färgprofiler i bilder, samt lagra dem i en databas eller katalog med profiler.
Färgrymder som sRGB , Adobe RGB eller proPhoto ger bekvämare redigering. Till exempel kommer pixlar med samma R,G,B-värden att renderas på samma sätt. Användning av för stor (bred) färgrymd kommer att resultera i posterisering , medan användning av för liten (trunkerad) färgrymd samtidigt kommer att resultera i "klippning" av färger.
En färgomvandling, eller färgomvandling, är överföringen av färg från en färgrymd till en annan. Denna beräkning behövs närhelst data rör sig uppåt i färghanteringskedjan. Konverteringen av profilerad färginformation för olika utenheter uppnås genom att binda data till en standardfärgrymd. Det är ganska enkelt att konvertera färgerna på en enhet till den valda standarden och därifrån växla till en annan enhets färgrymd. Efter att ha säkerställt att referensfärgrymden täcker de flesta av de färger som en människa kan urskilja, kan den användas för att utbyta färger mellan olika utdataenheter. Dessa konverteringar utförs av två profiler (källa och mål) eller en profil som är bunden till enheten.
Enligt definitionen av ICC kan konvertering mellan två färgrymder ske via en kombinerad färgrymd (profilanslutningsrymd, PCS) : Färgrymd 1 → PCS ( LAB eller XYZ ) → Färgrymd 2; konverteringar till och från PCS - definieras av profilen.
Eftersom enheter återger det klippta färgspektrumet (färger som reproduceras av enheten är vanligtvis "smalare" än det totala spektrum som är tillgängligt för det mänskliga ögat), behöver de viss färgpermutation vid kanterna av sitt klippta spektrum, annars kommer färger som enheten inte kan visa helt enkelt vara "klippt". ". Till exempel är den mörkt mättade lila-blå färgen på en vanlig datorskärm vanligtvis omöjlig att skriva ut på papper med en konventionell CMYK- skrivare. Den närmaste approximationen till det spektrum som är tillgängligt för skrivaren kommer att vara mycket mindre mättad. Omvänt, i bläckskrivare, är cyanblandningen, som består av en mättad blågrön färg med medium ljusstyrka, utanför färgomfånget för en typisk datorskärm. Färghanteringssystemet kan använda olika metoder för att lagra de uppnådda resultaten och ger avancerade användare kontroll över beteendet hos spektrumkartan.
När spektrumstorleken för källfärgrymden överstiger storleken på den slutliga färgrymden, utsätts mättade färger för klippning eller, mer formellt, färg "bränning" . Färghanteringsmodulen kan hantera denna uppgift på flera olika sätt. ICC-specifikationen inkluderar så många som 4 olika renderingsmetoder: "absolut kolorimetri", "relativ kolorimetri", "perceptuellt" och "mättnad".
Absolut kolorimetriAbsolut kolorimetri och relativ kolorimetri använder i allmänhet samma tabell men skiljer sig i vitpunktsjustering. Om utmatningsenheten har ett bredare spektrum än den ursprungliga profilen, det vill säga alla färger som finns i inmatningen kan visas i utdata, med hjälp av absolut kolorimetriåtergivning. På detta sätt kan en "perfekt transformation" (förutom brus, noggrannhet) erhållas, eftersom den ger en korrekt representation av värdena som presenteras av CIELAB . Perceptuellt kan färgerna vara felaktiga, men den instrumentella mätningen av originalfärgen kommer att matcha den sista. Färger som ligger utanför det återgivna färgintervallet kommer att överföras till kanten av utenhetens färgspektrum. Absolut kolorimetri är användbart när du vill få en exakt färg eller utvärdera noggrannheten hos metoder för kantförminskning.
Relativ kolorimetri.Det utförs för att troget återge den valda färgen. Det är uppenbart att vissa transformationer av spektrumkartan också sker här. Vanligtvis, när du får nyans och ljusstyrka, offra mättnad. Relativ kolorimetri är det primära sättet för färgkonvertering för de flesta system.
Mättnad och PerceptionDenna metod används när resultatet är starkt beroende av profilmotorn. Konkurrenter i branschen stödjer denna metod på olika sätt. Metoden används av profilskapare för att möta olika behov: för ljusa vackra bilder finns det ett behov av "naturlig" färgåtergivning, medan för affärsgrafik görs displayen mer mättad. Effekten uppnås genom olika visuella transformationer och användning av olika spektrumkartor. Perceptuell återgivning rekommenderas för att dela färger.
I praktiken använder fotografer nästan alltid antingen relativ bearbetning eller perceptuell bearbetning, eftersom för verkliga bilder är nyans viktigare, medan mättnad framhäver icke-naturliga färger. Med relativ bearbetning förs färger som är utanför spektrumkartan helt enkelt till sin kant, medan perceptuell bearbetning jämnar ut färger inuti målspektrumkartan, bevarar graderingar, men förvränger samtidigt de interna färgerna i spektrumkartan under bearbetning. När hela bilden ligger inom målspektrumkartan fungerar konverteringen bra, men när några av färgerna i bilden faller utanför spektrumkartan (målet) beter sig färgerna olika från fall till fall.
Att ändra mättnad är mest användbart i grafer och diagram som innehåller en separat palett av färger, av vilka några kan göras mer mättade. Den används när nyansen inte är särskilt viktig.
Denna metod implementeras på 3 nivåer: i färgbearbetningsmodulen, på operativsystemnivån och på nivån för individuella applikationer.
En färgmatchningsmodul (även känd som en metod eller ett system ) är en mjukvarualgoritm som korrigerar färgdata som tas emot från eller skickas till olika enheter så att färgerna de visar överensstämmer med varandra.
Huvudproblemet är att det inte finns något universellt sätt att hantera färger som inte kan visas av slutenheten. Som regel görs inställningarna så att olika enheter ger visuellt samma färger (så långt det är möjligt). Det finns ingen enhetlig lösning på detta problem, och implementeringen beror på kapaciteten hos varje enskild färgkonverteringsmetod.
Några välkända CMM är ColorSync , Adobe CMM , LittleCMS och ArgyllCMS
Sedan 1997 har färghantering i Windows gjorts på operativsystemnivå med ICC-systemet. Från och med Windows Vista introducerade Microsoft en ny färgarkitektur känd som Windows Color System . Detta system kompletterar ICM-systemet som finns i Windows 2000 och Windows XP.
Apples Mac-operativsystem har tillhandahållit färghantering på operativsystemnivå sedan 1993, med ColorSync .
Operativsystem som använder X Window System för att visa grafik använder ICC-profilen och stöder Linux Colour Management System , som fortfarande inte är särskilt avancerat jämfört med andra plattformar. Systemet koordineras genom OpenIcc på freedesktop.org och använder LittleCMS .
De flesta webbläsare ignorerar färgprofiler. Undantagen är Safari sedan version 2.0 och Firefox sedan version 3.0. Även om alternativet är inaktiverat som standard i Firefox 3.0, kan användare aktivera ICC 2 och 4 versioner med hjälp av ett webbläsartillägg, eller genom att ställa in "gfx.color_management.enabled" till "true". Från och med Firefox 3.5 är färghantering endast aktiverad som standard för bilder som är etiketter, men är begränsad till version 2 av ICC på grund av ändringar i färghanteringssystemet sedan version 3.0. Internet Explorer 9 kommer att vara den första versionen av webbläsaren som stöder ICC-profiler. FastPictureViewer är en kommersiell bildvisare för Windows som ger fullt stöd för färghanteringssystem (bildskärmsprofil och bildprofiler).