Renk doğruluğu, modern yaratıcı çalışmalar için kritik öneme sahiptir. İşin en göz alıcı kısmı olmayabilir, ancak bilgisayar başında dijital dosyaları düzenlemek için gerçekte içerik yakalamaktan daha fazla zaman harcamanız ihtimali yüksektir. Ve eğer bu işi berbat, kalibre edilmemiş bir monitörde yapıyorsanız, kendi ayağınıza kurşun sıkıyorsunuz demektir.
Bu nedenle iyi bir renk yönetimi iş akışı şarttır. Yüksek kaliteli bir monitörü iyi bir renkölçerle eşleştirdiğinizde ekranda gördüğünüz renklerin istediğiniz gibi çıktığından emin olabilirsiniz. Çalışmanızı basılı olarak sergilemek istiyorsanız bu daha da önemlidir; çünkü yazılımla prova, ekranınızın mümkün olduğunca doğru bir şekilde profilinin oluşturulmasını ve kalibre edilmesini gerektirir.
Eğer bunu okuyorsanız muhtemelen zaten katılıyorsunuzdur. Doğru renklere sahip bir monitörün yaratıcı iş akışınızın önemli bir parçası olduğunu ve mümkün olan en iyi sonuçları elde etmek istiyorsanız bu monitörün düzenli olarak kalibre edilmesi gerektiğini biliyorsunuz. Peki bunların gerçekte nasıl çalıştığını hiç sormayı bıraktınız mı? Rengi gerçekte nasıl ‘ölçeriz’, bir rengin ‘doğru’ olduğunu nasıl belirleriz ve kolorimetre bunu nasıl yapar?
Bugün ele almak istediğimiz şey bu.
İçindekiler
Bu açıklayıcının sonunda, rengin nasıl ölçüldüğünü ve çizildiğini ve Datacolor gibi şirketlerin bu karmaşık bilimsel süreci küçük bir plastik diske ve bir parça yazılıma nasıl paketlediğini anlamanız gerekir. ColorChecker serisini üretmek için Calibrite adlı yeni bir şirket tarafından devralınan XRite i1Display ürün serisi ve Datacolor’un tanınmış Spyder ürün serisi gibi kolorimetreler, her dijital fotoğrafçının alet çantasının temel öğeleridir. Ve herhangi bir araç gibi, siz kullanıcı olarak onun nasıl çalıştığını ve ne yapabileceğini (ve yapamayacağını) tam olarak bildiğiniz zaman maksimum düzeyde etkili olur.
Burada ekran kalibrasyonunun gerçek sürecini ele almayacağız , ancak bizi izlemeye devam edin çünkü hepimiz aynı temelden yola çıktığımızda ikinci bir makalede bu konuya daha derinlemesine gireceğiz.
Kolorimetrinin Temelleri
Özünde ‘kolorimetri’ sadece renk ölçümü bilimidir, ancak bu aldatıcı derecede basit bir tanımdır çünkü renk görüşü son derece karmaşık bir şeydir.
Genel olarak konuşursak, renk bilimciler rengi iki şekilde ölçerler.
Renk ölçümünün ilk ve en basit türü, ister bilgisayar ekranındaki ister bir kağıt parçasına basılı olsun, belirli bir rengin retinanızdaki ışığı algılayan koniler üzerindeki etkisini tanımlar. Bu, kameranızın sensöründen çıkan ham RGB sinyallerine benzer. İkinci, çok daha karmaşık yöntem, görsel sistemin ilk aşaması ile beyninizin aslında ”bölgesi’ arasında gerçekleşen tüm işlemleri açıklamaya çalışarak, rengi gerçekte nasıl algıladığınızı tanımlamak için bir dizi nüans (ve matematik) ekler. senin baktığını görüyor. Bu, görüntü sensörü çıkışınız ile arka LCD’de gösterilen görüntü arasında bulunan tüm devre ve işlemlere benzer.
Neyse ki kolorimetrenizin ne yaptığını ve nasıl yaptığını daha iyi anlamak için kolorimetrinin tamamını anlamanıza gerek yok. Gerçekten bilmeniz gereken tek şey, rengin nasıl ölçüldüğü, rengin nasıl çizildiği ve iki rengin birbiriyle nasıl karşılaştırıldığıdır.
Renk nasıl ölçülür?
Bilgisayar monitörünüze bir kolorimetre yerleştirdiğinizde ve bir renk yamasının çıktısını ölçtüğünde, bu ışığın gözünüzdeki renk ve parlaklık algılama mekanizmalarıyla nasıl etkileşime gireceğini belirlemeye çalışır. Bunu yapmak için, aşağıda çizdiğim CIE 1931 2° standart gözlemci Renk Eşleştirme İşlevleri (veya kısaca “CMF’ler”) adı verilen bir şeyi kullanır:
1931 CMF’lerinin nasıl türetildiğinin tam açıklaması biraz yoğun. Aşırı basitleştirilmiş versiyon, bunların üç hayali renkli ışığa veya ana renklere dayanmasıdır; bunlar, bir insanın algılayabileceği her bir rengi, üçünün pozitif bir kombinasyonu ile ‘eşleştirebilecek’ kadar doymuştur. X etiketli kırmızı bir birincil, Y etiketli yeşil bir birincil ve Z etiketli mavi bir birincil vardır ve eğriler, 380 nm’den (mor) görünür spektrumdaki her noktayı eşleştirmek için her bir ışıktan ne kadarına ihtiyacınız olacağını söyler. ) 730 nm’ye (kırmızı).
Bu biraz tuhaf ve karmaşık görünebilir, ancak bu sistemin sonucu, görünür her rengin, o renge özgü belirli bir X, Y ve Z kombinasyonuyla tanımlanabilmesidir.
Başka bir deyişle: o rengi ‘eşleştirmek’ için kullanmanız gereken X, Y ve Z kombinasyonunu belirleyerek herhangi bir rengi insan görüşüyle ilişkilendirebiliriz. Ve bu sistem kurulduğunda kullanılan bazı düzgün matematiksel hileler nedeniyle, Y değeri tek başına bir rengin parlaklığını tanımlar ve X, Y, Z’ye oranı da renk koordinatlarını veya renkliliğini tanımlar.
Renk nasıl çizilir?
Bir renk parçasının XYZ değerlerine sahip olduğumuzda, rengi yalnızca üç boyutlu bir XYZ renk uzayında çizebiliriz, ancak bu pratikte nadiren yapılır. Bunun yerine şuna benzeyen bir grafik görme olasılığınız daha yüksektir:
Buna renklilik diyagramı adı verilir ve bu, parlaklığı göz ardı eden ve size yalnızca renk hakkında bilgi veren , XYZ renk eşleştirme işlevlerine dayanan düzleştirilmiş bir renk uzayıdır .
Görüntü sensörü benzetmemize geri dönecek olursak, eğer XYZ değerleri retinanızdan gelen ham R, G ve B sinyalleri ise, xy kromatiklik koordinatları size yalnızca belirli bir görüntüdeki R, G ve B’nin göreceli miktarı hakkında bilgi verir. renk. Dolayısıyla, XYZ değerleri (50, 50, 50) olan orta gri ve XYZ değerleri (100, 100, 100) olan saf beyaz açıkça iki farklı “renktir”, ancak renklilik diyagramında aynı noktada çizileceklerdir (0,33) . , 0,33) , aynı zamanda “eşit enerjili beyaz” olarak da adlandırılır.
Bu çok fazla teknik jargon, hadi gerçek dünyadan bir örneğe bakalım. Diyelim ki MacBook Pro 14’ümü açtım, ‘Fotoğrafçılık – P3’ ekran moduna geçirdim ve bana saf beyaz bir parça göstermesini sağladım. Spektroradyometre adı verilen özel bir ekipmanla çekilen aşağıdaki grafik, ekranın görünür spektrum boyunca her noktada ne kadar ışık enerjisi yaydığını tam olarak ölçer.
Başka bir deyişle: Ekranda beyaz bir nokta göründüğünde, bu aslında nanometre nanometre olarak gözbebeklerime gönderdiği ışık enerjisi miktarıdır:
İnsanlar tarafından görülebilen herhangi bir renk (bu beyaz yama dahil), hayali X (kırmızı), Y (yeşil) ve Z (mavi) ana renklerimizin bir kombinasyonu ile tanımlanabildiğinden, bu rengin insanın renk uzayındaki benzersiz konumunu şu şekilde tanımlayabiliriz: Bu beyaz ışığı eşleştirmek için ne kadar X, Y ve Z kullanmanız gerektiğini hesaplıyoruz. Bunu yapmak için yukarıdaki grafikte yer alan enerji değerlerini X, Y ve Z renk eşleştirme fonksiyonlarıyla nokta nokta çarpıyoruz, sonuçları topluyoruz ve özel bir fotometrik sabitle çarpıyoruz.
Bu hesaplamanın çıktısı X için tek bir sayı, Y için tek bir sayı ve Z için tek bir sayıdır. MacBook Pro 14 cihazımdaki beyaz yama için, parlaklık kilitliyken Fotoğrafçılık – P3 moduna ayarlandığında bu sayılar şunlardır:
- X = 150,16
- Y = 156,69
- Z = 180.11.
Y değeri 156,69’dur , bu da ekranımın metrekare başına 156,69 kandela (veya “nit”) parlaklık yaydığı anlamına gelir. Ve X’in Y’ye, Z’ye oranı %30,8 X’e %32,2 Y’ye %37 Z’dir, bu da MacBook’umun beyaz noktasını xy renklilik uzayında (0,308, 0,322)’ ye yerleştirir:
Daha sonra aynı ölçümü ve hesaplamayı saf kırmızı bir yama, saf yeşil bir yama ve saf mavi bir yama için yaparsam, MacBook Pro’mun ekranının tam renk gamını göstermek için grafiğe ekleyebileceğim aşağıdaki sayıları elde ederim.
X | Y | Z | x | y | |
---|---|---|---|---|---|
Kırmızı | 76.40 | 35.67 | 0,28 | 0,680 | 0,317 |
Yeşil | 40.86 | 108.04 | 6.34 | 0,263 | 0,696 |
Mavi | 33.07 | 13.00 | 175.43 | 0,149 | 0,059 |
Ortaya çıkan üçgen, MacBook Pro‘mun oluşturabileceği en doygun renkleri temsil ediyor ve ortadaki nokta beyaz noktadır: ekranımın kırmızı, yeşil ve mavi ana renklerinin tümü maksimuma açıldığında üretilen renk. Gerçekte, bu grafiğin üçüncü bir boyutu vardır; büyük ‘Y’ veya parlaklık değeri; burada beyaz, yeşilden ‘daha parlak’, kırmızı, maviden daha parlaktır. Ancak renklilik diyagramı bu boyutu göz ardı eder:
Dolayısıyla XYZ değerleri, nasıl yapılmış olursa olsun tüm renkleri insan görüşüyle ilişkilendirmemize olanak tanır ve renklilik diyagramı bu değerleri, parlaklığı göz ardı eden ve bize yalnızca rengin kendisi hakkında bilgi veren bir düzleme indirger. Ancak bu değerlerin hiçbiri bir rengin gerçekte nasıl göründüğünü tam olarak tanımlamaz; bize yalnızca iki rengin eşleşip eşleşmediğini , dolayısıyla ‘renk eşleştirme işlevleri’ni söyleyebilirler .
Sensör benzetmesine bir kez daha dönersek, sensörünüzden çıkan ham RGB değerleri size o pikselin arka LCD’nizde nasıl görüneceğini tam olarak söylemez çünkü bu değerler yalnızca karmaşık bir görüntü kümesinin girdisidir. işleme adımları. Ancak bu değerler size iki rengin eşleşip eşleşmediğini söyleyebilir çünkü sensörünüz başlangıçta tam olarak aynı RGB değerlerini gönderirse işlemcinin ne yaptığı önemli değildir, iki çıkış aynı olacaktır.
Elbette ekran kalibrasyonu söz konusu olduğunda rengin gerçekte nasıl göründüğüne önem veriyoruz . Kalibrasyonda kullanılan en önemli ölçümlerden biri , iki rengin ne kadar farklı göründüğünün ölçümü olan Delta E‘dir . Dolayısıyla, ‘bu iki şey eşleşiyor mu’ sorusunun ötesine geçip ‘ne kadar farklılar’ sorusunun ötesine geçmek istiyorsak, XYZ’nin ötesine geçmemiz gerekiyor. CIELAB renk sisteminin devreye girdiği yer burasıdır.
İki rengi nasıl karşılaştırırız
CIELAB, tek tip bir renk farkı alanı ihtiyacını karşılamak için oluşturuldu: iki nokta arasındaki mesafenin, yan yana baktığınızda bu iki rengin ne kadar farklı göründüğüyle ilişkili olduğu bir renk alanı. L*a*b* ile yazılan L*, bir rengin ne kadar açık veya koyu göründüğüne dair algımızı taklit etmeye çalışan “Açıklık” anlamına gelir; a* ve b* ise renk tonu ve doygunluk kombinasyonunu tanımlayan renk koordinatlarıdır. .
CIELAB, sonuçta benzer renklerin nasıl göründüğünü karşılaştırmamıza olanak tanıyan çok önemli iki şey yapar :
- XYZ değerlerini, insan görüşündeki yerleşik ‘beyaz dengesi’ sistemini kısmen açıklayan bir referans beyaz etrafında ölçeklendirir. Bu çok önemlidir çünkü görsel sistem, ister çok sıcak tungsten ışığı altında ister çok soğuk floresan ışığı altında olun, beyaz bir duvar hala ‘beyaz görünecek’ şekilde çevrenize hızlı bir şekilde uyum sağlar.
- Rengin akromatik ve kromatik özelliklerini nasıl algıladığımıza ilişkin ayrı değerler üretir ve ardından bunları (çoğunlukla) algısal olarak tekdüze bir renk uzayında bir araya getirir; bu üç boyutlu uzaydaki iki nokta arasındaki mesafe, kabaca bu iki rengin aslında ne kadar farklı olduğuna eşdeğerdir. yan yana baktığınızda ortaya çıkıyor .
MacBook Pro 14’ün beyaz noktasını ve RGB ana renklerini standart L*a*b* renk uzayında Illuminant D50‘yi referans beyaz olarak kullanarak çizersem ortaya şu çıkar :
Bunun gibi 3D L*a*b* koordinatları , iki rengi karşılaştırmak için kullanılan Delta E “renk mesafesi” ölçümünün temelini oluşturur. Delta E’nin üç versiyonu da iki çift L*a*b* koordinatının karşılaştırılmasına dayanmaktadır ve daha yeni versiyonlar doğruluğu artırmak için birkaç ayarlama yapmaktadır.
CIELAB’deki noktalar arasındaki mesafe kabaca bu iki rengin ne kadar farklı göründüğüne eşdeğer olduğundan, ortalama bir insan tarafından hala farkedilebilen en küçük mesafeyi deneysel olarak belirleyebiliriz, buna ‘sadece fark edilebilir fark’ diyoruz. Delta E için bu sayı 2,3 civarındadır; bu nedenle şirketler, önceden tanımlanmış bir dizi gri değer ve renk ekinde ortalama Delta E’si 2,0’ın altında olan monitörlerin reklamını yapar.
Kolorimetreler nasıl çalışır?
Umarız renk eşleştirme işlevlerinin kolorimetrenizin yapmaya çalıştığı her şeyin başlangıç noktası olduğu artık açıktır. Doğru XYZ değerlerini ölçebiliyorsanız, bu değerleri renklilik alanında çizebilir ve bunları AdobeRGB (gamut kapsamı) gibi yerleşik standartlarla karşılaştırabilirsiniz, parlaklığı artırdıkça (gri dengesi) gri değerlerinizin ne kadar kararlı olduğunu kontrol edebilirsiniz. ve ekranınızın bilinen bir dizi test rengini (Delta E) ne kadar doğru şekilde yeniden oluşturabildiğini hesaplamak için bu değerleri L*a*b*’ye dönüştürebilirsiniz.
Peki bir kolorimetre bu değerleri gerçekte nasıl ölçer?
Yukarıdaki örnekte, ışık enerjisini doğrudan ölçmek için spektroradyometre adı verilen özel bir ekipman kullandık ve ardından o rengin XYZ değerlerini elde etmek için bu enerji çıkışını renk eşleştirme fonksiyonlarının her biriyle çarptık. Bu yaklaşım son derece hassastır ancak tahmin edebileceğiniz gibi aynı zamanda yavaş ve pahalıdır. Bu test için kullanılan Konica Minolta CS-2000a, 40.000 dolarlık bir laboratuvar ekipmanıdır. Çok büyük.
Kolorimetreler bu süreci basitleştirmek için akıllı bir kısayol kullanır. Standart bir trikromatik kolorimetre, görünür spektrumun her dalga boyundaki hassas ışık enerjisini ölçmek yerine, CMF’leri mümkün olduğunca yakından taklit etmek için renk filtreleri veya özel optikler kullanır. Bu filtreleri ve/veya optikleri özel olarak kalibre edilmiş bir sensörün önüne yerleştirerek, XYZ değerlerini doğrudan ölçebilir ve bunu bizim yaptığımız şekilde yapmak için gereken ek ölçümleri ve matematik işlemlerini ortadan kaldırabilirler.
Bu nedenle kolorimetreler, bir ekranın profilini düzgün bir şekilde çıkarmak ve kalibre etmek için gereken onlarca veya yüzlerce renk parçasını ölçmede çok daha hızlı ve daha verimlidir. Uygun şekilde tasarlanıp kalibre edildiklerinde, renk doğruluğunu değerlendirmek için ihtiyacınız olan tüm verileri, kolunuzu ve bacaklarınızı yormadan sağlayabilirler.
Zorluklar ve sınırlamalar
Bunu zaten tahmin etmiş olabilirsiniz, ancak hızlı, verimli ve nispeten ucuz bir renk ölçüm cihazı kullanmanın dezavantajı doğruluktur.
CMF’lerle tam olarak eşleşen hassas renk filtreleri yapmak zor ve pahalıdır ve çıktıdaki en ufak kusurlar bile sonuçlarınızı önemli ölçüde olumsuz etkileyebilir. Ekranlar iyileştikçe bu sınırlama daha da kötüleşti. DCI-P3 veya AdobeRGB’nin %99’unu kapsayabilen ultra geniş gamlı bir ekran, spektral güç diyagramında çok dar eğriler çizen doymuş RGB ana renklerini kullanacak ve çok dar oldukları için küçük kusurları vurgulayacaklar CMF’leri tahmin etmek için kullanılan filtrelerde ve/veya optiklerde.
XYZ filtrelerinizin iletim spektrumlarının, çoğaltmaya çalıştığınız gerçek CMF’ler olan noktalı çizgilerle karşılaştırıldığında bu grafikteki düz çizgiler gibi göründüğünü varsayalım:
Z (mavi) filtresi zirve noktasında yetersiz rapor verecektir, Y (yeşil) filtrenin 490nm civarında bir çıkıntısı vardır ancak takip eden ucunun çoğunda zayıftır ve X (kırmızı) filtresi kısa dalga boyu zirvesinde zayıftır ve Uzun dalga boyu zirvesinde çok fazla ışığın geçmesine izin verir. Çok geniş birincil renkleriniz varsa bu kusurlar kendiliğinden düzelebilir, ancak dar doymuş birincil renklerle X, Y ve/veya Z değerleriniz her eğrinin düzgün sıralanmayan küçük bir kısmına dayalı olabilir.
Kolorimetre üreticileri her zaman bu değerleri ölçmenin daha doğru yollarını bulmaya çalışıyorlar. Yine de hem teknik hem de ekonomik nedenlerden dolayı kullandıkları yöntemler mükemmel değil. Dolayısıyla, filtreler ile gerçeklik arasındaki bu boşluğu kapatmak için kolorimetrenizle birlikte gelen yazılım, kolorimetrenin farklı ekran türlerini ölçerken yapacağı belirli hataları düzeltmek için matematiksel dönüşümler kullanacaktır.
Bu nedenle kolorimetre yazılımınızın monitörün profilini çıkarmadan ve kalibre etmeden önce bir ‘ekran teknolojisi’ veya ‘arka ışık teknolojisi’ seçmenizi istemesinin nedeni budur ve bu nedenle bu seçeneği asla göz ardı etmemelisiniz. Seçiminiz, yazılıma ne tür bir spektral çıktı bekleyeceğini söyler ve yazılım, bu tür bir ekranı ölçerken kolorimetrenin üreteceği belirli hataları hesaba katan bir düzeltme matrisi hesaplar.
Aşağıdaki ekran görüntüsünde Datacolor’ın Spyder X2 Ultra için bana beş farklı seçenek sunduğunu görebilirsiniz: Geniş LED, Standart LED, Genel, GB LED ve Yüksek Parlaklık. Bu ayarların her birini sırayla kullanarak aynı ekranı beş kez tekrar ölçersem, biraz farklı beş sonuç elde edeceğim:
Coloritry Research gibi şirketlerin profesyonel kalitede 5.000 $’dan fazla kolorimetresinin maliyeti çok yüksek çünkü çok yüksek düzeyde doğruluğu garanti ediyorlar. Filtrelerinin kalitesi katı sınırlar dahilinde garanti edilir, daha karmaşık matematiksel düzeltmeler kullanırlar ve bir spektroradyometre kullanılarak hızlı ve kolay bir şekilde kalibre edilmek üzere açıkça tasarlanmıştır. Bu, onları kutudan çıktığı haliyle daha doğru hale getirir ve zamanınız, paranız ve uzmanlığınız varsa herhangi bir ekranda %100 doğrulukla kolayca kalibre edilebilirler.
Karşılaştırıldığında, Datacolor veya Calibrite’ın 150-300 dolarlık bir kolorimetresi size yalnızca aralarından seçim yapabileceğiniz 5 veya 6 genel ekran teknolojisi sunacaktır. Yanlış seçerseniz kalibrasyonunuz çok hatalı olabilir. Doğruyu seçerseniz ancak ekranınız, yazılımın düzeltmeler için kullandığı genel ‘ortalama’ ile karşılaştırıldığında biraz riskliyse, sonuçlarınız biraz hatalı olacaktır. Ve bir spektroradyometre kiralayacak ve stüdyonuzdaki her ekran için özel bir düzeltme oluşturacak kaynaklara sahip olsanız bile, bu renkölçerlerle birlikte gelen yazılım genellikle bunu desteklemez.
Çoğu insan ve çoğu ekran için çoğu zaman tüketici sınıfı modern bir kolorimetre çok doğru sonuç verecektir. Ancak bunları telafi etmeye çalışabilmeniz için sınırlamalarını bilmek önemlidir.
Çoğu insan ve çoğu ekran için çoğu zaman tüketici sınıfı modern bir kolorimetre çok doğru sonuç verecektir. Ancak sınırlamaları bilmeye değer, böylece onları telafi etmeye çalışabilirsiniz. Gelecek makalemizde bu konuda söyleyecek daha çok şeyimiz olacak.
Sonuç
Renk ölçümü bilimi büyüleyici ve karmaşıktır. Rengin nasıl ölçüldüğünü, çizildiğini ve karşılaştırıldığının temellerini açıklamak adına bazı kavramları göz ardı ederek veya geçiştirerek burada sadece yüzeysel bir çalışma yaptık. Amacımız, karşılaşabileceğiniz en yaygın renk terimlerini ve standart kolorimetrenin bunları nasıl ölçtüğünü daha iyi anlamanızı sağlamaktı.
Yakında yayınlanacak bir makalede, kolorimetriye ilişkin bu temel genel bakışı temel alarak ekranınızı evde kalibre etmenin gerçek sürecine dalacağız. Yakın gelecekte Datacolor ve Calibrite‘ın en popüler kolorimetrelerini de incelemeyi, bunların farklı ekran türlerinde ne kadar doğru olduklarını, en son yazılımlarının neyi yapmanıza izin vereceğini (ve vermeyeceğini) ve neden bunu yaptığımızı görmeyi umuyoruz. bunları satın almanızı tavsiye ederim (ya da tavsiye etmem).
Bu arada herhangi bir sorunuz varsa veya daha da derine inmemizi istiyorsanız yorumlarda bize bildirin! Işık ve renk bilimi, fotoğraf ve video düzenlemeye sonsuz şekilde uygulanabilir ve eğer duymakla ilgilendiğiniz bir şeyse, daha teknik ayrıntılarla ele alınacak daha çok alan var.