Понимание цветовых пространств в цифровых изображениях

Цветовая модель — это теоретическая основа для представления цветов с использованием числовых значений (например, RGB или CMYK), а цветовое пространство — это конкретная реализация цветовой модели с определенными параметрами. Например, RGB — это цветовая модель, а sRGB и Adobe RGB — это отдельные цветовые пространства, основанные на модели RGB, каждое из которых имеет разные гаммы и характеристики. Думайте о цветовой модели как об общей системе (например, о описании мест с использованием широты и долготы), а о цветовом пространстве как о конкретном отображении этой системы (например, о подробной карте определенного региона с точными координатами).

Эту разницу вызывают несколько факторов: мониторы используют цвет RGB (аддитивный), а принтеры — цвет CMYK (субтрактивный); дисплеи обычно имеют более широкую гамму, чем печатная продукция; экраны излучают свет, а отпечатки отражают его; и без надлежащего управления цветом не будет перевода между этими различными цветовыми пространствами. Кроме того, тип бумаги существенно влияет на то, как цвета будут выглядеть при печати: бумага без покрытия обычно дает менее насыщенные цвета, чем глянцевая бумага. Калибровка монитора и использование профилей ICC для вашей конкретной комбинации принтера и бумаги могут значительно уменьшить эти несоответствия, хотя некоторые различия всегда останутся из-за фундаментальных физических различий между светоизлучающими дисплеями и светоотражающими отпечатками.

Это зависит от вашего рабочего процесса и потребностей в выводе. sRGB лучше всего подходит для изображений, предназначенных для Интернета или общего просмотра на экранах. Adobe RGB отлично подходит для печати, предлагая более широкую гамму, которая лучше соответствует возможностям печати. ProPhoto RGB идеально подходит для профессиональных рабочих процессов, где максимальное сохранение цветовой информации имеет решающее значение, особенно при работе с файлами RAW в 16-битном режиме. Многие фотографы используют гибридный подход: редактируют в ProPhoto RGB или Adobe RGB, а затем конвертируют в sRGB для публикации в Интернете. Если вы снимаете в камере в формате JPEG, Adobe RGB, как правило, является лучшим выбором, чем sRGB, если ваша камера поддерживает его, поскольку он сохраняет больше информации о цвете для последующего редактирования. Однако если вы снимаете в формате RAW (рекомендуется для максимального качества), настройка цветового пространства камеры влияет только на предварительный просмотр JPEG, а не на фактические данные RAW.

При преобразовании между цветовыми пространствами цвета, выходящие за пределы гаммы целевого пространства, необходимо переназначить с помощью процесса, называемого сопоставлением гаммы. Это контролируется способами рендеринга: перцептивный рендеринг сохраняет визуальные отношения между цветами за счет сжатия всей гаммы; Относительный колориметрический метод сохраняет цвета, находящиеся в обеих гаммах, и отсекает цвета, выходящие за пределы гаммы, до ближайшего воспроизводимого цвета; Абсолютный колориметрический метод аналогичен, но также корректируется для белой бумаги; и «Насыщенность» отдает предпочтение сохранению ярких цветов, а не точности. Выбор способа рендеринга зависит от контента и ваших приоритетов. Для фотографий Perceptual часто дает наиболее естественные результаты. Для графики с определенными фирменными цветами обычно лучше работает относительный колориметрический метод, позволяющий сохранить точные цвета, где это возможно. Современные системы управления цветом могут показать вам, какие цвета выходят за пределы гаммы перед преобразованием, что позволяет вам внести коррективы в важные цвета.

Калибровка монитора — это основа любой системы управления цветом. Без калиброванного дисплея вы принимаете решения о редактировании на основе неточной информации о цвете. Калибровка настраивает ваш монитор до известного стандартного состояния путем установки точки белого (обычно D65/6500K), гаммы (обычно 2,2) и яркости (часто 80–120 кд/м²), а также создает профиль ICC, который приложения с управлением цветом используют для точного отображения цветов. Для профессиональной работы необходимо устройство для аппаратной калибровки, повторную калибровку следует выполнять ежемесячно. Даже колориметры потребительского уровня могут значительно улучшить точность цветопередачи по сравнению с некалиброванными дисплеями. Помимо калибровки, значение имеет и ваша рабочая среда: нейтральные серые стены, контролируемое освещение и избежание попадания прямого света на экран — все это способствует более точному восприятию цвета. Для работы с критически важными цветами рассмотрите возможность приобретения монитора профессионального уровня с широким охватом цветовой гаммы, возможностью аппаратной калибровки и блендой для блокировки окружающего света.

sRGB остается стандартом для веб-контента, поскольку он обеспечивает наиболее единообразную работу на разных устройствах и в браузерах. Хотя современные браузеры все чаще поддерживают управление цветом и более широкие гаммы, многие устройства и браузеры до сих пор этого не делают. Для перспективных проектов вы можете реализовать прогрессивное улучшение, используя sRGB в качестве базовой линии, обеспечивая при этом ресурсы с широкой гаммой (с использованием функций модуля цвета CSS уровня 4 или изображений с тегами) для устройств, которые их поддерживают. Модуль цвета CSS уровня 4 обеспечивает поддержку display-p3, prophoto-rgb и других цветовых пространств посредством таких функций, как color(display-p3 1 0.5 0), что позволяет веб-дизайнерам ориентироваться на дисплеи с более широкой гаммой без ущерба для совместимости. Для максимальной совместимости со старыми браузерами поддерживайте версию sRGB для всех ресурсов и используйте функцию обнаружения для предоставления контента с широкой гаммой только на совместимые устройства. Всегда проверяйте свои проекты на нескольких устройствах и в браузерах, чтобы обеспечить приемлемый внешний вид для всех пользователей.

Цветовые пространства существенно влияют на сжатие изображения и размер файла. Преобразование из RGB в YCbCr (со сжатием JPEG) позволяет осуществлять субдискретизацию цветности, что уменьшает размер файла за счет хранения информации о цвете с более низким разрешением, чем информация о яркости, используя более высокую чувствительность человеческого глаза к деталям яркости. Пространства с широкой гаммой, такие как ProPhoto RGB, требуют более высокой разрядности (16 бит против 8 бит), чтобы избежать полос, что приводит к увеличению размера файлов. При сохранении в таких форматах, как PNG, которые не используют подвыборку цветности, само цветовое пространство не оказывает существенного влияния на размер файла, но более высокая разрядность влияет. Файлы JPEG, сохраненные в Adobe RGB или ProPhoto RGB, по своей сути не используют больше места, чем версии sRGB при тех же настройках качества, но для правильного отображения они должны включать встроенный цветовой профиль, что немного увеличивает размер файла. Для максимальной эффективности сжатия в форматах доставки преобразование в 8-битный sRGB или YCbCr с соответствующей субдискретизацией обычно обеспечивает наилучший баланс размера файла и видимого качества.

Разрядность и цветовое пространство — взаимосвязанные понятия, влияющие на качество изображения. Разрядность — это количество бит, используемых для представления каждого цветового канала, определяющее, сколько различных значений цвета может быть представлено. Цветовое пространство определяет диапазон цветов (гамму), а разрядность определяет, насколько точно разделен этот диапазон. Цветовые пространства с более широкой гаммой, такие как ProPhoto RGB, обычно требуют более высокой битовой глубины, чтобы избежать полос и постеризации. Это связано с тем, что одинаковое количество различных значений должно охватывать более широкий цветовой диапазон, создавая более крупные «шаги» между соседними цветами. Например, 8-битное кодирование обеспечивает 256 уровней на канал, что обычно достаточно для sRGB, но недостаточно для ProPhoto RGB. Вот почему профессиональные рабочие процессы часто используют 16 бит на канал (65 536 уровней) при работе в пространствах с широкой гаммой. Аналогично, HDR-контент требует более высокой разрядности (10 или 12 бит) для плавного представления расширенного диапазона яркости. Сочетание цветового пространства и разрядности определяет общее количество различных цветов, которые могут быть представлены в изображении.