مدیریت رنگ Color Management

این روزها نیاز به مدیریت رنگها و بهبود كیفیت آنها بیش از پیش احساس می شود چرا كه خیلی ها دوربین دیجیتال دارند و عكسهای خود را با نرم افزارهای حرفه ای ویرایش كرده و با پرینتر های جوهر افشان خوب چاپ می كنند.
در این نوشتار ابتدا مفاهیم اساسی مطرح در این زمینه مانند Color Gamut ، Profile ،Color Space ،Working Space و... را توضیح خواهیم داد و سپس روش قدم به قدم مدیریت رنگ در كامپیوتررا بیان خواهیم كرد.مفاهیم فوق الذكر همیشه برای كاربران مورد سوال و اشكال بوده است.با فهم این اصول و نیز طرز برخورد كامپیوتر با آنها ،به راحتی می توانید دارای سیستمی شوید كه رنگها را به خوبی به شما نشان میدهد.

چرا به مدیریت رنگ نیاز داریم؟

قدرت تشخیص رنگ چشم انسان بسیار خوب است و میتواند محدوده وسیعی از رنگها را ببیند.اما دستگاههای ساخت بشر در این زمینه محدودیت دارند.عموما هیچ سیستم نمایشی یا چاپی قادر به تولید یك طیف رنگی حتی نزدیك به دید انسان نیز نیست.
از سوی دیگر دستگاههای مختلف از لحاظ تولید یا دریافت محدوده های رنگی با یكدیگر اختلاف دارند.مثلا یك پرینتر جوهر افشان خوب قادر به نمایش رنگهای سبز بیشتری نسبت به یك مانیتور می باشد. مانیتورهای CRT نسبت به LCD ها محدوده رنگی وسیعتری دارند. اسكنرهای مختلف و دوربینهای دیجیتال نیز محدوده های رنگی مختص به خود را دارند.
هنگامی كه بخواهیم تصاویر را بین این دستگاهها جابجا كنیم ، تازه با مشكلات روبرو می شویم:عكسی را با دوربین دیجیتال گرفته ایم و سپس آنرا در مانیتوری كه قادر به نمایش تمام طیف رنگی نیست ویرایش كرده ایم، سپس آنرا با پرینتری چاپ كرده ایم كه رنگهای سبز بیشتری نسبت به مانیتور دارد اما نسبت به رنگهای دوربین محدود تر است.خب حالا كه این دستگاهها با زبانهای رنگی مختلفی با یكدیگر صحبت می كنند ، چگونه انتظار داریم نتیجه كار برای ما رضایت بخش باشد؟
مدیریت رنگ برای همه افرادی كه با تصاویر دیجیتال سر و كار دارند، لازم است. اما در موارد زیر اهمیت بیشتری پیدا می كند:

در مورد دوربینهای دیجیتالی كه قادر به گرفتن عكس در فضای كاری Adobe RGB هستند.(در این مورد توضیح خواهیم داد)

افرادی كه عكسهای دیجیتال خود را با نرم افزارهایی ویرایش می كنند كه قادر به فهم فضاهای رنگی مختلف هستند.(مانند فتو شاپ)

افرادی كه عكسهای دوربینهای آنالوگ را اسكن میكنند.

افرادی كه با فرمت RAW عكس می گیرند.

Gamut

Gamut وسعت محدوده رنگی است كه یك دستگاه خاص، قادر به تولید یا دریافت آن میباشد. دستگاههایی كه Gamut وسیع دارند قادر به نمایش یا فهم وسعت رنگ بیشتری هستند.Gamut چشم انسان بسیار وسیع است.پرینتر جوهر افشان خوب نسبت به یك مانیتور، دارای Gamut وسیعتری در رنگ سبز است.مانیتورهای LCD ارزان قیمت دارای Gamut بسیار محدودی هستند. مدیریت رنگ روشی است كه با آن می توانیم تصاویر را بین این دستگاههای مختلف (از لحاظGamut ) انتقال دهیم بدون آنكه تغییری در رنگها ایجاد شود.
برای آنكه كامپیوتر رنگ را بشناسد ، باید به صورت عدد بیان شود.هر رنگ ،حاصل تركیب 3 رنگ اصلی قرمز R ، سبز G و آبیB است.پس میتوان آنرا به صورت نسبتی از این 3 رنگ اصلی بیان كرد.اگر مقیاس را 0 تا 100 در نظر بگیریم ، رنگ قرمز (100,0,0) ، آبی (0,0,100) و زرد (100,100,0) خواهد بود.
در اینجا مشكلی پیش می آید: وقتی كه رنگ سبز خالص(0,100,0) در مانیتور و پرینتر با یكدیگر فرق دارد، پس فایده این اعداد چیست؟
برای حل این مشكل به مفهومی بنام Color Space نیاز داریم.

Color Space

برای فهم این موضوع ،تمام رنگهایی كه انسان قادر به دیدن آنها است را به صورت یك جسم 3 بعدی تجسم می كنیم.به این صورت كه مثلثی را در نظر بگیرید كه در هر راس آن یكی از 3 رنگ اصلی قرار دارد.سپس در قسمت بالا و پایین این سطح مثلثی،2 نقطه را اضافه می كنیم كه نماینده رنگهای سفید و سیاه هستند و از این 2 نقطه خطوطی را به رئوس مثلث می كشیم.حاصل یك جسم 3 بعدی به صورت 2 هرم مثلثی است كه در قاعده به هم وصل هستند.راس بالایی این جسم نماینده رنگ سفید ، راس پایینی نماینده رنگ سیاه و 3 راس مثلث قاعده نماینده 3 رنگ اصلی هستند.بین این رنگها،تمام طیف رنگی قابل دید انسان قرار خواهد گرفت.این جسم را فضای رنگی (Color Space) چشم انسان فرض كرده و آنرا (hc ) مینامیم.اگر رنگی خارج از این فضا باشد، توسط چشم انسان رویت نمی شود یا بصورت نزدیكترین رنگ موجود در این فضا تشخیص داده می شود.
حال فضای رنگی مانیتور را بصورت یك جسم 3 بعدی كوچكتر داخل این فضا در نظر گرفته و آنرا (mc) مینامیم.همین كار را می توانیم با دوربین دیجیتال ، اسكنر و پرینتر نیز انجام دهیم.تمام این وسایل دارای Gamut محدودتری نسبت به انسان هستند و طبیعتا داخل این فضا قرار خواهند داشت و چون با یكدیگر نیز اختلاف دارند به صورت اجسام 3 بعدی با اندازه های مختلف خواهند بود كه البته اشتراكاتی نیز دارند.مقیاس نامگذاری رنگها به صورت 3 عددی در مورد هر دستگاه مختص خود است.مثلا سبز ترین رنگ ممكن در فضای رنگی پرینتر (pc) به صورت (0,100,0) و سبز ترین رنگ ممكن برای مانیتور در فضای رنگی خود (0,100,0) ‌است. اما اگر نقطه معرف سبز خالص پرینتر را در فضا علامتگذاری كنیم و عدد مربوط به آن نقطه را در فضای مانیتور بخوانیم ،ممكن است عددی مثل (5,90,10) شود و یا همین رنگ در فضای رنگی انسان به صورت (15,85,5) شود.
هدف از این توضیحات این بود كه اولا مفهوم فضای رنگی را درك كنیم و ثانیا (حداقل در تئوری) راهی برای تبدیل رنگ از یك دستگاه به دستگاه دیگر بیابیم.

Working Space

برای آنكه تصاویر به درستی در كامپیوتر نمایش داده شوند،باید اطلاعاتی راجع به Color Space دستگاهی كه آنها را تولید كرده، داشته باشند . از سوی دیگر كامپیوتر نیز باید قادر به فهم و مدیریت این اطلاعات باشد.
Working Space یا فضای كاری، در حقیقت یك فضای رنگی فرضی(و بالطبع جزئی از فضای رنگی چشم انسان) است كه برای سهولت كار ، تمام فضاهای رنگی دیگر را بر اساس آن تعریف می كنند تا برای كامپیوتر قابل شناسایی باشد.
فضاهای كاری متفاوتی وجود دارد كه 2 مورد از آنها بیشترین كاربرد و معروفیت را دارند:
sRGB و ِAdobeRGB
sRGB
sRGB یا RGB استاندارد با Gamut اكثر مانیتورهای CRT و پرینترها تطابق دارد.یعنی اگر تصویری با فضای كاری sRGB بیان شود، كم و بیش در اكثر مانیتورها خوب به نظر می رسد و با اكثر پرینتر ها به خوبی چاپ می شود.

AdobeRGB

AdobeRGB نسبت به sRGB وسیعتر است.این فضای كاری نسبت به فضای رنگی اكثر مانیتورها و پرینتر ها وسعت بیشتری دارد.اگر تصویری در این فضای كاری دارای یك رنگ خالص باشد ، در صفحه مانیتور یا چاپ، آنرا به صورت خالص ترین رنگ ممكن خواهید دید.اما برای ایجاد تطابق با Gamut های محدود این وسائل نیاز به دستكاری بیشتری دارد.اگر تصاویرAdobeRGB را با دستگاهی مشاهده كنید كه فضاهای رنگی را نمیفهمد، اشباع رنگها كمتر خواهد شد.
خیلی ها فكر میكنند كه اگر عكسی را در فضای AdobeRGB بگیرند ،‌رنگها واقعی تر است.درست است كه در فضای AdobeRGB بعلت وسعت بیشتر،رنگهای بیشتری قابل دریافت است،اما حرفه ای ترین مانیتورهای دنیا نیز قادر به نمایش همه رنگهای این فضا نیستندو بنابراین تصویر در مانیتور به گونه ای دیگر نسبت به اصل خود نمایش داده خواهد شد.و این تازه در موردیك مانیتور حرفه ای با تنظیم صحیح رنگ است وگرنه در مواردی غیر از این ، تصویر بسیار متفاوت از اصل خود خواهد بود.

Profile

Profile در حقیقت روشی است برای تبدیل ریاضی فضای رنگی یك دستگاه به فضای رنگی قابل دید انسان hc. پروفایل به كامپیوتر می گوید كه چگونه یك دوربین، پرینتر ، مانیتور و اسكنر رنگها را نشان میدهند یا دریافت میكنند.

تبدیل فضاهای رنگی

همانگونه كه در بحث فضای رنگی گفتیم، تجسم فضاهای رنگی متفاوت به صورت اجسام 3 بعدی در داخل فضای رنگی چشم انسان ، می تواند راهی باشد برای این تبدیل فضاهای رنگی مختلف به یكدیگر.
اما اگر یك رنگ موجود در یك فضای رنگی، در فضای رنگی دیگر اصلا وجود نداشته باشد ، چه اتفاقی می افتد؟بر اساس تبدیل فضایی رنگها، در این حالت رنگ مورد نظر در فضای رنگی مقصد نمایش داده نخواهد شد.بعبارت دیگر اگر رنگ مورد نظر در فضای رنگی مقصد وجود نداشته باشد (Out Of Gamut)، نمی توان آن را به درستی تبدیل كرد.این نوع تبدیل رنگ ( كه بنام Absolute Colorimetric معروف است) تنها هنگامی كاربرد دارد كه رنگهای خارج از محدوده نداشته باشیم. مثلا رنگ (5,50,60) پرینتر ،معادل رنگ(1,45,30) در مانیتور است. اما رنگ سبز خالص پرینتر (0,100,0) در فضای رنگی مانیتور معادلی ندارد.
برای رفع این مشكل از نوعی تبدیل به نام Perceptual استفاده می شود. در این روش،با حفظ نسبت بین مقادیر 3 گانه یك رنگ، این 3 مقدار Shift داده میشوند تا در فضای رنگی مبدا جای بگیرند و چون چشم انسان میتواند خود را با این تغییر وفق دهد،نتیجه حاصله بسیار رضایتبخش خواهد بود.
قبل از ورود به مبحث روش عملی مدیریت رنگ، مروری میكنیم بر مطالب گفته شده:
1- وسائل مختلف دارای Gamut های مختلف هستند.
2- Gamut را میتوان به صورت یك فضای رنگی تجسم كرد.
3- فضاهای كاری مانند sRGB ، فضاهای رنگی مجازی هستند تا بتوان بدون ارجاع به دستگاه مبدا ، تصاویر را به درستی نمایش داد.
4- Profile ارتباط یك فضای رنگی را با چشم انسان بیان می كند.
5- اگر یك سیستم كامپیوتری (متشكل از سخت افزار ،نرم افزار ، مانیتور، پرینتر ،اسكنر ، دوربین دیجیتال ...) به درستی Profile شده باشد و نرم افزارها نیز بتوانند از این Profile ها استفاده كنند،آنگاه رنگهای نسبتا ثابتی را تجربه خواهیم كرد.
6- سیستمی كه دارای شرایط فوق باشد، Color Managed System نامیده می شود.
7- چنین سیستمی برای تبدیل رنگها در فضاهای رنگی مختلف از تبدیل Absolute Colorimetric و یا Perceptual استفاده می كند كه در اكثر اوقات روش دوم نتایج بهتری دارد.
8- تبدیل رنگها در موقع نمایش تصاویر یا چاپ آنها رخ می دهد.مثلا فتو شاپ برای نمایش یك تصویر در مانیتور، یك تبدیل رنگ از فضای sRGB یاAdobeRGB به فضای رنگی مانیتور انجام می دهد و در هنگام چاپ تبدیل به فضای رنگی پرینتر انجام خواهد شد.
9- در سیستمی كه نرم افزارها قادر به درك پروفایلها نباشند، برخی از پروفایلهای مربوط به سخت افزارها نادرست باشد و یا اصلا وجود نداشته باشد و یا پروفایلها به درستی تنظیم نشده باشند، نمایش یا چاپ رنگها به درستی انجام نخواهد شد.(مگر به صورت اتفاقی).

روش عملی مدیریت رنگ

اگر از رنگهای مانیتورتان یا چاپ شده توسط پرینترتان راضی نیستید، دیگر صبر جائز نیست! همین حالا شروع كنید:
1- در مرحله اول باید Profileهای مربوط به تمام دستگاهای مختلف را داشته باشید.در اغلب موارد این Profile ‌ها همراه با دستگاه مورد نظر ارائه می شود. می توانید این Profile ها را از سایت شركت سازنده نیز دانلود كنید. در اینگونه موارد به دنبال اصطلاح ICC Profile باشید و توجه كنید كه پسوند این فایلها .icc است. جالب است كه اگر به سایت شركت سازنده پرینترتان مراجعه نمایید،با چندین Profile برای چاپ در كاغذهای مختلف روبرو می شوید و این موضوع اهمیت تنظیم دقیق Profile ها را نشان می دهد.
2- Profile ها را نصب كنید:در ویندوز XP روی فایل Profile كلیك راست نمایید و گزینه Install Profile را انتخاب كنید. در سایر ویندوزها بایستی فایل مربوطه را در شاخه زیر در فولدر محل نصب ویندوز كپی كنید:
\System32\spool\drivers\colors\
3- پروفایل را با دستگاه مورد نظر مرتبط نمایید: در كنترل پانل، كنترل مربوط به دستگاه را بازكنید (مثلا Display برای مانیتور و Printer برای پرینتر) .سپس وارد قسمت Color Management آن شوید.گاهی این قسمت در زیر گروه Advanced است.آیا Profile شما به عنوان Profile تعریف شده دستگاه قرار گرفته است ؟اگر چنین نبود روی Add كلیك كنید و Profile صحیح را انتخاب و Set As Default نمایید.
4- دقت كنید كه یك profile دو بار اعمال نشده باشد:فتو شاپ Profile را درك میكند.اگر در ویندوز یك پروفایل به پرینتر اعمال نمایید و سپس در فتو شاپ نیز همان پروفایل به پرینتر اعمال شود،تبدیل فضاهای رنگی به درستی انجام نخواهد شد.
حالا یك نرم افزار ویرایش تصویر كه قادر به درك فضاهای رنگی است را اجراء نمایید.سپس یك تصویر با White Balance صحیح را در آن باز كنید و با پرینتر آنرا چاپ كنید. چنانچه عكس چاپ شده با آنچه شما در مانیتور می بینید و با آنچه از منظره واقعی آن به یاد دارید، نسبتا هماهنگ است ،می توانید كار را تمام شده فرض كنید.
در غیر این صورت متاسفانه! ناچارید كه ادامه این نوشتار را مطالعه نمایید!!

تنظیم Profile مانیتور

تمام Profile ها را نصب كرده اید و عكس چاپ شده نیزخوب به نظر می آید اما با تصویر مانیتور هماهنگی ندارد. در این صورت مانیتور نیاز به تنظیم Profile (کالیبراسیون)دارد.
برای این كار میتوان از دستگاههای خاصی بنام Colorimetr یا Spyder استفاده كرد.
اما این دستگاهها گران قیمت هستند (حدود 300 دلار) و شاید برای افراد عادی چندان کاربرد نداشته باشند.
برای تنظیم Profileمانیتور می توانید از روشهای نرم افزاری استفاده كنید:
1- نرم افزار PraxiSoft WiziWYG را دانلود و نصب كنید.نسخه رایگان آن نیز برای مقصود ما كاملا كافی است.(البته نرم افزارهای دیگری نیز در این زمینه وجود دارند مانند:
• MonacoEZColor
• ColorVision OptiCAL
•GretagMacbeth Eye-One Display
• Adobe Gamma
• Quick Gamma
اما نرم افزار‍Praxisoft نسخه رایگان دارد ، دارای قابلیت تنظیم پروفایل مانیتور ،اسكنر و پرینتر است و قادر به تولید فایل Profile نیزمی باشد.)
پس از نصب، كامپیوتر را restart نمایید.
2- با فاصله از مانیتور بنشینید و به تصویر زیر كه یك الگوی آزمایش مانیتور است، نگاه كنید.(در PC به تصویر سمت چپ (گاما 2.2) و در MAC به تصویر سمت راست (گاما 1.8)) اگر تصویر به صورت یك رنگ یكنواخت خاكستری دیده میشود(بدون موج یا نوسان )،تنظیم Profileمانیتورتان درست است و گرنه مراحل بعد را انجام دهید.
3- White point مانیتور را 6500K قرار دهید.این كار از طریق دكمه های تنظیم مانیتورتان قابل انجام است.
4- نرم افزار PraxiSoft WiziWYG را اجرا كرده و به قسمت تنظیم مانیتور بروید.
5- Contrast و Brightness را طبق دستور نرم افزار تنظیم كنید.
6- تونالیته رنگهای قرمز و آبی و سبز را تنظیم نمایید.اگر در مورد رنگ آبی شك داشتید، آنرا در سطح رنگ سبز قرار دهید.
7- نوع مانیتور راانتخاب كنید.
8- White Point و Gamma را تنظیم كنید. اگر كامپیوترتان PC است مقدار 2.2 و اگر MAC است مقدار1.8 را برای Gamma انتخاب نمایید.
اگر مقدار White point مانیتورتان را قبلا از طریق دكمه ها ، روی 6500K تنظیم كرده اید و در اینجا مجددا از این مقدار استفاده كنید ،ممكن است زردی تصاویر بیشتر شود.این تنظیم بیشتر وابسته به نوع مانیتور است و بهتر است مقادیر مختلف را آزمایش كنید و مقدار مناسب را بیابید.
9- حالا دوباره به الگوی تست مانیتور نگاه كنید.اگر الگو به صورت یكنواخت و بدون موج دیده می شود، مراحل بعد را انجام دهید و گرنه مراحل قبل را یكمرتبه دیگر تكرار كنید.
10- برای Profile یك نام انتخاب كرده و آنرا ذخیره كنید.
11- Profile ساخته شده را به روشی كه قبلا گفته شد، Profile پیش فرض مانیتور قرار دهید .
12- مجددا به الگوی آزمایش مانیتور نگاه كنید و از درستی كارتان مطمئن شوید.

آزمایش روند كار مدیریت رنگ

برای آزمایش درستی روند كار ، می توانید یك عكس با دوربین دیجیتال بگیرید و در مانیتور نگاه كنید و با پرینتر چاپ كنید.اما این روش در اكثر اوقات چندان دقیق نیست و عوامل جنبی مانند نوع نور محیط میتوانند در این فرآیند كه با چشم انجام می شود ، تاثیر بگذارند. برای این منظور بهتر است كه از روشهای استاندارد زیر استفاده شود.

الف- آزمایش روند كاری با دوربین دیجیتال

1- یك موضوع رنگی پیدا كنید كه دارای رنگهای اصلی با طیف مختلف بوده و نیز حاوی رنگهای شبیه پوست انسان باشد.برای رنگ پوست می توانید از دست خود یا دست دوستتان استفاده كنید.
2- در یك روز ابری و در فضای بیرون، White Balance دوربین را روی روز ابری تنظیم كنید و از موضوع انتخاب شده عكس بگیرید. اگر دوربین تان از فضای رنگی Adobe RGB پشتیبانی میكند میتوانید از آن استفاده نمایید. اما بهتر است همان فضایی را كه همیشه استفاده میكنید در این آزمایش بكار ببرید.
3- در نرم افزاری كه فضاهای رنگی را میشناسد یك چاپ از این عكس بگیرید.
4- تصویر چاپ شده را با موضوع رنگی مورد استفاده در فضای بیرون مقایسه كنید. اگر با یكدیگر مطابق بودند، میتوان گفت كه Profile پرینتر شما صحیح است.
5- تصویر چاپ شده و موضوع مورد استفاده را با تصویر مانیتور مقایسه كنید.برای این كار بهتر است موضوع عكاسی را در كنار پنجره در داخل اتاق قرار دهید وآن را در نور روز ابری نگاه كنید. اگر تصویر چاپ شده ، موضوع و تصویر مانیتور با یكدیگر از لحاظ رنگ تطابق داشتند،سیستم شما از لحاظ رنگ به خوبی تنظیم شده است.

ب - آزمایش روند كاری با فیلم و اسكنر

1. مانند روش قبل موضوع رنگی مناسب را برای عكاسی انتخاب كنید.
2. در یك روز آفتابی و با یك فیلم مناسب برای نور روز (مانند Fuji Provia 100F ) ، در فضای بیرون از موضوع عكس بگیرید.پس از چاپ عكس ، آنرا با اسكنر و در همان فضای كاری كه معمولا استفاده میكنید ( sRGB یا AdobeRGB ) اسكن نمایید.
3. در نرم افزار فتو شاپ ، از تصویرتان یك چاپ بگیرید.
4. تصویر چاپ شده را با عكس دوربین مقایسه كنید.اگر تطابق داشت ، حداقل Profile پرینتر و اسكنرتان صحیح است و گرنه باید Profile آنها را دوباره بررسی نمایید.(احتمالا Profile اسكنر مشكل دارد)
5. عكس دوربین را با تصویر مانیتور مقایسه نمایید.البته انتظار تطابق كامل را نداشته باشید و یك تطابق نسبی كافی است.در اینصورت می توان گفت كه كل سیستم از لحاظ رنگ در وضعیت خوبی می باشد.
در زمینه مدیریت رنگ مطالب گفتنی بسیار زیادی وجود دارد.هدف ما در این نوشتار ارائه اطلاعات پایه و نیز راه حل عملی برای مدیریت رنگ بود كه بعلت فراگیر شدن استفاده از دوربینهای دیجیتال ، بیش از گذشته اهمیت پیدا كرده است. امیدواریم كه در این زمینه برخی مسائل مبهم را ،هر چند اندك،روشن كرده باشیم .

منابع:

• Kwik 'n' Dirty Color Management , Petteri Sulonen
• Color Temperature and Color Correction in Photography, greenspun.com
• Information on Profiles, Color.org
• Managing Colour,About.com
• Monitor calibration and gamma,Norman Koren Photography Page
• Monitor Profiling and Calibration, luminous-landscape.com
• PraxiSoft.com
• SilverFast Color Management Tutorial, http://download.silverfast.com/docs/SF-Color-Management-en.pdf
• Why Color Management, http://www.color.org/whycolormanagement.pdf
• Monitor Calibration,Thomas Niemann, http://epaperpress.com/

منبع:www.akkasee.com