Gestione del colore

Nei sistemi di imaging digitale, la gestione del colore è la conversione controllata tra le rappresentazioni di colore di vari dispositivi, come scanner di immagini, fotocamere digitali, monitor, schermi TV, stampanti per pellicole, stampanti per computer, macchine da stampa offset e supporti corrispondenti.

L’obiettivo principale della gestione del colore è ottenere una buona corrispondenza tra i dispositivi a colori; ad esempio, i colori di un fotogramma di un video dovrebbero apparire uguali sul monitor LCD del computer, sullo schermo di un televisore al plasma e come poster stampato. La gestione del colore aiuta a ottenere lo stesso aspetto su tutti questi dispositivi, a condizione che i dispositivi siano in grado di fornire le intensità di colore necessarie. Con la fotografia è spesso fondamentale che le tue stampe o la tua galleria online appaiano come sono state concepite. La gestione del colore non può garantire una riproduzione dei colori identica, poiché raramente è possibile, ma può almeno darvi un maggiore controllo su eventuali modifiche che potrebbero verificarsi.

Parti di questa tecnologia sono implementate nel sistema operativo (SO), librerie di helper, applicazione e dispositivi. Una vista multipiattaforma della gestione del colore è l’uso di un sistema di gestione del colore compatibile con ICC. L’International Color Consortium (ICC) è un consorzio industriale che ha definito:

Uno standard aperto per un Color Matching Module (CMM) a livello di sistema operativo
profili di colore per:
Dispositivi, compresi i profili di devicelink che rappresentano una completa trasformazione del colore dal dispositivo di origine al dispositivo di destinazione
Spazi di lavoro, gli spazi colore in cui i dati cromatici devono essere manipolati

Esistono altri approcci alla gestione del colore oltre all’utilizzo dei profili ICC. Ciò è in parte dovuto alla storia e in parte a causa di altre esigenze rispetto alle coperture standard ICC. Le industrie cinematografiche e radiotelevisive utilizzano alcuni degli stessi concetti, ma spesso fanno affidamento su soluzioni boutique più limitate. L’industria cinematografica, ad esempio, utilizza spesso 3D LUT (tabella di ricerca) per rappresentare una trasformazione completa del colore per una specifica codifica RGB. A livello di consumatori, la gestione del colore attualmente si applica più alle immagini fisse che ai video, in cui la gestione del colore è ancora agli inizi.

Panoramica
Caratterizzare. Ogni dispositivo gestito dal colore richiede una tabella personalizzata, o “profilo colore”, che caratterizzi la risposta cromatica di quel particolare dispositivo.
Standardizzare. Ogni profilo di colore descrive questi colori in relazione a un set standardizzato di colori di riferimento (il “Profile Connection Space”).
Tradurre. Il software gestito dal colore utilizza quindi questi profili standardizzati per convertire il colore da un dispositivo a un altro. Questo di solito viene eseguito da un modulo di gestione del colore (CMM).
Hardware
Caratterizzazione
Vedi anche: profilo ICC
Per descrivere il comportamento di vari dispositivi di output, devono essere confrontati (misurati) in relazione a uno spazio colore standard. Spesso viene eseguito innanzitutto un passo chiamato linearizzazione, per annullare l’effetto della correzione gamma che è stato fatto per ottenere il massimo dai limitati percorsi di colore a 8 bit. Gli strumenti utilizzati per misurare i colori dei dispositivi includono colorimetri e spettrofotometri. Come risultato intermedio, la gamma del dispositivo è descritta sotto forma di dati di misurazione sparsi. La trasformazione dei dati di misurazione sparsi in una forma più regolare, utilizzabile dall’applicazione, è detta profilazione. Il profiling è un processo complesso che coinvolge matematica, calcolo intenso, giudizio, test e iterazione. Al termine della creazione del profilo, viene creata una descrizione del colore idealizzata del dispositivo. Questa descrizione è chiamata un profilo.

Calibrazione
Articolo principale: Calibrazione del colore
La calibrazione è come la caratterizzazione, tranne che può includere la regolazione del dispositivo, al contrario solo della misurazione del dispositivo. La gestione del colore viene talvolta sottratta calibrando i dispositivi su uno spazio colore standard comune come sRGB; quando tale calibrazione viene eseguita abbastanza bene, non sono necessarie traduzioni dei colori per ottenere tutti i dispositivi in ​​modo da gestire i colori in modo coerente. Questo evitare la complessità della gestione del colore è stato uno degli obiettivi nello sviluppo di sRGB.

Profili di colore
Incorporare
I formati di immagine stessi (come TIFF, JPEG, PNG, EPS, PDF e SVG) possono contenere profili colore incorporati, ma non sono obbligati a farlo in base al formato dell’immagine. Lo standard International Color Consortium è stato creato per riunire vari sviluppatori e produttori. Lo standard ICC consente lo scambio delle caratteristiche del dispositivo di output e degli spazi colore sotto forma di metadati. Ciò consente l’incorporamento di profili colore nelle immagini e la loro memorizzazione in un database o in una directory del profilo.

Spazi di lavoro
Gli spazi di lavoro, come sRGB, Adobe RGB o ProPhoto, sono spazi colore che facilitano buoni risultati durante la modifica. Ad esempio, i pixel con valori uguali di R, G, B dovrebbero apparire neutri. L’utilizzo di uno spazio di lavoro di grandi dimensioni (gamma) porterà alla posterizzazione, mentre l’utilizzo di un piccolo spazio di lavoro comporterà il clipping. Questo trade-off è una considerazione per l’editor di immagini critiche.

Trasformazione del colore
La trasformazione del colore, o conversione dello spazio colore, è la trasformazione della rappresentazione di un colore da uno spazio cromatico all’altro. Questo calcolo è richiesto ogni volta che i dati vengono scambiati all’interno di una catena gestita dal colore ed eseguiti da un modulo di corrispondenza colori. La trasformazione delle informazioni di profilo profilate su diversi dispositivi di output viene ottenuta facendo riferimento ai dati del profilo in uno spazio colore standard. Semplifica la conversione dei colori da un dispositivo a uno spazio colore standard selezionato e da quello ai colori di un altro dispositivo. Garantendo che lo spazio cromatico di riferimento copra i molti colori possibili che gli umani possono vedere, questo concetto consente di scambiare i colori tra diversi dispositivi di output a colori. Le trasformazioni di colore possono essere rappresentate da due profili (profilo sorgente e profilo destinazione) o da un profilo devicelink. In questo processo sono previste delle approssimazioni che assicurano che l’immagine mantenga le sue importanti qualità di colore e dia anche l’opportunità di controllare come i colori vengono cambiati.

Spazio di connessione del profilo
Nella terminologia dell’International Color Consortium, una traduzione tra due spazi colore può passare attraverso uno spazio di connessione profilo (PCS): Spazio colore 1 → PCS (CIELAB o CIEXYZ) → Spazio colore 2; le conversioni in entrata e in uscita dal PCS sono specificate da un profilo.

Mappatura gamut
In quasi tutti i processi di traduzione, dobbiamo fare i conti con il fatto che la gamma di colori di diversi dispositivi varia nel range che rende impossibile un’accurata riproduzione. Hanno quindi bisogno di un riarrangiamento vicino ai confini della gamma. Alcuni colori devono essere spostati all’interno della gamma, poiché altrimenti non possono essere rappresentati sul dispositivo di output e verrebbero semplicemente ritagliati. Questo cosiddetto errore di gamma si verifica ad esempio quando si traduce dallo spazio colore RGB con una gamma più ampia nello spazio colore CMYK con una gamma di gamme più ristretta. In questo esempio, il colore blu violaceo altamente saturo scuro del primario “blu” di un tipico monitor del computer è impossibile da stampare su carta con una tipica stampante CMYK. L’approssimazione più vicina all’interno della gamma della stampante sarà molto meno satura. Al contrario, il primario “ciano” di una stampante a getto d’inchiostro, un blu verdastro saturo a media luminosità, non rientra nella gamma di un tipico monitor per computer. Il sistema di gestione del colore può utilizzare vari metodi per ottenere i risultati desiderati e offrire agli utenti esperti il ​​controllo del comportamento della mappatura della gamma.

Intento di rendering
Quando la gamma dello spazio colore sorgente supera quella della destinazione, i colori saturi possono diventare troncati (rappresentati in modo impreciso) o più formattati. Il modulo di gestione del colore può affrontare questo problema in diversi modi. Le specifiche ICC includono quattro diversi intenti di rendering. Prima che venga eseguito l’effettivo intento di rendering, è possibile simulare temporaneamente il rendering mediante prova colore. È uno strumento utile in quanto prevede il risultato dei colori ed è disponibile come applicazione in molti sistemi di gestione del colore:

Colorimetrico assoluto:
La colorimetria assoluta e la colorimetria relativa utilizzano effettivamente la stessa tabella ma differiscono nella regolazione per il supporto del punto bianco. Se il dispositivo di output ha una gamma molto più ampia rispetto al profilo sorgente, cioè, tutti i colori nella sorgente possono essere rappresentati nell’output, utilizzando l’intento di rendering colorimetrico assoluto idealmente (ignorando rumore, precisione, ecc.) Fornire un risultato preciso dei valori CIELAB specificati. Percettivamente, i colori potrebbero apparire scorretti, ma le misurazioni dello strumento dell’output risultante corrisponderebbero alla sorgente. I colori al di fuori del colore del sistema di stampa di prova sono mappati al limite della gamma di colori.

La colorimetria assoluta è utile per ottenere un colore specificato esatto (ad esempio, blu IBM) o per quantificare l’accuratezza dei metodi di mappatura.

Colorimetrico relativo:
L’obiettivo della colorimetria relativa è di essere sinceri con il colore specificato, con solo una correzione per i media. La colorimetria relativa è utile nelle applicazioni di correzione, dal momento che viene utilizzata per avere un’idea di come una stampa su un dispositivo verrà visualizzata su un dispositivo diverso. Le differenze di media sono l’unica cosa per cui ti piacerebbe davvero adattarti. Ovviamente deve esserci anche qualche mappatura delle gamut. Di solito questo viene fatto in un modo in cui la tonalità e la leggerezza vengono mantenute al costo di una saturazione ridotta.

Colorimetrico relativo è l’intento di rendering predefinito sulla maggior parte dei sistemi.

Percettività e saturazione:
Gli intenti percettivi e di saturazione sono dove i risultati dipendono realmente dal creatore del profilo. Questo è anche il modo in cui alcuni concorrenti in questo mercato si differenziano. Questi intenti dovrebbero essere creati dal creatore del profilo in modo che le immagini piacevoli si verifichino con l’intento percettivo mentre grafici aziendali accattivanti si presentano con l’intento di saturazione. Questo risultato è ottenuto attraverso l’uso di diversi rimappature percettivi dei dati e di diversi metodi di mappatura delle gamme.

Il rendering percettivo è raccomandato per la separazione dei colori.

In pratica, i fotografi usano quasi sempre intenti relativi o percettivi, come per le immagini naturali, le cause assolute per il colore, mentre la saturazione produce colori innaturali. L’intento relativo gestisce la fuori gamma tagliando (masterizzando) questi colori fino al bordo della gamma, lasciando invariati i colori della gamma, mentre l’intento percettivo sposta dolcemente i colori fuori gamma in gamut, preservando le sfumature, ma distorce le colori gamut nel processo. Se un’intera immagine è in-gamut, il parente è perfetto, ma quando ci sono colori fuori gamma, che è più preferibile dipende caso per caso.

L’intento di saturazione è molto utile in diagrammi e diagrammi, dove esiste una palette di colori discreti che il designer desidera saturare per renderli intensi, ma dove la tonalità specifica è meno importante.

Implementazione
Modulo di gestione del colore
Il modulo di corrispondenza dei colori (anche -method o -system) è un algoritmo software che regola i valori numerici che vengono inviati o ricevuti da dispositivi diversi in modo che il colore percepito che producono rimanga coerente. Il problema principale qui è come trattare un colore che non può essere riprodotto su un determinato dispositivo per mostrarlo attraverso un dispositivo diverso come se fosse visivamente dello stesso colore, proprio come quando la gamma di colori riproducibile tra trasparenze a colori e materiali stampati sono diversi. Non esiste un metodo comune per questo processo e le prestazioni dipendono dalla capacità di ciascun metodo di corrispondenza dei colori.

Alcune CMM ben conosciute sono ColorSync, Adobe CMM, LittleCMS e ArgyllCMS.

Livello del sistema operativo
I classici sistemi operativi Mac OS e macOS di Apple hanno fornito API di gestione del colore a livello di sistema operativo dal 1993, tramite ColorSync. macOS ha aggiunto automaticamente la gestione del colore (supponendo sRGB per la maggior parte delle cose) automaticamente nel sistema operativo, e le applicazioni devono aggirare questo per fornire una gestione del colore più accurata.

Dal 1997 la gestione del colore in Windows è disponibile tramite un ICC (Color Management System) ICC. A partire da Windows Vista, Microsoft ha introdotto una nuova architettura del colore nota come Windows Color System. WCS integra il sistema ICM (Image Color Management) in Windows 2000 e Windows XP, originariamente scritto da Heidelberg.

I sistemi operativi che utilizzano X Window System per la grafica possono utilizzare i profili ICC e il supporto per la gestione del colore su Linux, ancora meno maturo rispetto ad altre piattaforme, è coordinato tramite OpenICC su freedesktop.org e fa uso di LittleCMS.

Livello file
Alcuni tipi di file immagine (TIFF e Photoshop) includono la nozione di canali di colore per specificare la modalità colore del file. I canali più comunemente utilizzati sono RGB (per la visualizzazione e la stampa) e CMYK (per la stampa commerciale). Un canale alfa aggiuntivo può specificare un valore di maschera di trasparenza. Alcuni software di immagine (come Photoshop) eseguono la separazione automatica dei colori per mantenere le informazioni sul colore in modalità CMYK utilizzando un profilo ICC specificato, come US Web Coated (SWOP) v2.

Livello di applicazione
A partire dal 2005, la maggior parte dei browser Web ha ignorato i profili di colore. Eccezioni degne di nota sono state Safari, a partire dalla versione 2.0, e Firefox a partire dalla versione 3. Sebbene disabilitato per impostazione predefinita in Firefox 3.0, la gestione del colore ICC v2 e ICC v4 potrebbe essere abilitata utilizzando un componente aggiuntivo o impostando un’opzione di configurazione.

A partire dal 2012 [quando?], Il supporto del browser per la gestione del colore è notevole:

Firefox: dalla versione 3.5 abilitata di default per le immagini codificate ICC v2, la versione 8.0 ha il supporto per i profili ICC v4, ma deve essere attivata manualmente.
Internet Explorer: versione 9 è il primo browser Microsoft a supportare parzialmente i profili ICC, ma non esegue correttamente il rendering delle immagini in base alle impostazioni ICC di Windows (converte solo immagini non-sRGB nel profilo sRGB) e pertanto non fornisce una gestione del colore reale in tutti
Google Chrome: utilizza il supporto fornito da ICC v2 e v4 su macOS e, dalla versione 22, supporta i profili ICC v2 per impostazione predefinita su altre piattaforme.
Safari: ha il supporto che inizia con la versione 2.0
Opera: ha supporto dal 12.10 per ICC v4.
Pale Moon ha supportato ICC v2 dalla sua prima versione e v4 da Pale Moon 20.2 (2013).