Calibração de cores

O objetivo da calibração de cores é medir e / ou ajustar a resposta de cor de um dispositivo (entrada ou saída) a um estado conhecido. Nos termos do International Color Consortium (ICC), essa é a base para uma caracterização de cor adicional do dispositivo e posterior criação de perfil. Em fluxos de trabalho não-ICC, a calibração se refere às vezes ao estabelecimento de um relacionamento conhecido com um espaço de cores padrão de uma só vez. O dispositivo que deve ser calibrado é conhecido como fonte de calibração; o espaço de cores que serve como padrão é conhecido como alvo de calibração. A calibragem de cores é um requisito para todos os dispositivos que participam ativamente de um fluxo de trabalho com gerenciamento de cores e é usada por muitos setores, como produção de televisão, jogos, fotografia, engenharia, química, medicina e muito mais.

Fluxo de informação e distorção de saída
Os dados de entrada podem vir de fontes de dispositivos, como câmeras digitais, scanners de imagens ou quaisquer outros dispositivos de medição. Essas entradas podem ser monocromáticas (caso em que apenas a curva de resposta precisa ser calibrada, embora em alguns casos selecionados também seja necessário especificar a cor ou a distribuição de energia espectral a que esse canal corresponde) ou especificada em cores multidimensionais – mais comumente no modelo RGB de três canais. Os dados de entrada são, na maioria dos casos, calibrados em relação a um espaço de conexão de perfil (PCS).

Um dos fatores mais importantes a considerar ao lidar com a calibração de cores é ter uma fonte válida. Se a fonte de medição de cor não corresponder aos recursos de exibição, a calibração será ineficaz e fornecerá falsas leituras.

Os principais fatores de distorção no estágio de entrada derivam da não-linearidade de amplitude da (s) resposta (s) do canal e, no caso de um fluxo de dados multidimensional, das respostas de comprimento de onda não ideais dos filtros de separação de cores individuais (mais comumente )) em combinação com a distribuição de potência espectral da iluminação da cena.

Depois disso, os dados são frequentemente circulados no sistema, convertidos em um espaço de trabalho RGB para visualização e edição.

No estágio de saída ao exportar para um dispositivo de visualização, como um monitor CRT ou LCD ou um projetor digital, o computador envia um sinal para a placa gráfica do computador no formato RGB [Vermelho, Verde, Azul]. O conjunto de dados [255,0,0] sinaliza apenas uma instrução de dispositivo, não uma cor específica. Esta instrução [R, G, B] = [255,0,0] faz com que a tela conectada mostre vermelho no brilho máximo possível [255], enquanto os componentes verde e azul da tela permanecem escuros. A cor resultante sendo exibida, no entanto, depende de dois fatores principais:

os fósforos ou outro sistema produzindo uma luz que cai dentro do espectro vermelho;
o brilho geral da cor, resultando na percepção de cor desejada: uma fonte de luz extremamente brilhante será sempre vista como branca, independentemente da composição espectral.
Portanto, cada dispositivo de saída terá sua assinatura de cor exclusiva, exibindo uma determinada cor de acordo com as tolerâncias de fabricação e a deterioração do material por meio do uso e da idade. Se o dispositivo de saída for uma impressora, fatores de distorção adicionais são as qualidades de um determinado lote de papel e tinta.

As qualidades condutoras e a conformidade com os padrões dos cabos de conexão, circuitos e equipamentos também podem alterar o sinal elétrico em qualquer estágio do fluxo de sinal. (Um conector VGA parcialmente inserido pode resultar em um monitor monocromático, por exemplo, pois alguns pinos não estão conectados.)

Percepção de cor
A percepção de cores está sujeita aos níveis de luz ambiente e ao ponto branco do ambiente; por exemplo, um objeto vermelho parece preto em luz azul. Portanto, não é possível obter calibração que faça um dispositivo parecer correto e consistente em todas as condições de captura ou visualização. O monitor do computador e o alvo de calibração deverão ser considerados em condições de iluminação predefinidas e controladas.

Técnicas e procedimentos de calibração
A forma mais comum de calibração visa ajustar câmeras, scanners, monitores e impressoras para reprodução fotográfica. O objetivo é que uma cópia impressa de uma fotografia pareça idêntica em saturação e faixa dinâmica ao original ou a um arquivo de origem em um monitor de computador. Isso significa que três calibrações independentes precisam ser realizadas:

A câmera ou scanner precisa de uma calibração específica do dispositivo para representar as cores estimadas do original de maneira inequívoca.
O monitor do computador precisa de uma calibração específica do dispositivo para reproduzir as cores do espaço de cores da imagem.
A impressora precisa de uma calibração específica do dispositivo para reproduzir as cores do espaço de cores da imagem.
Essas metas podem ser realizadas por meio da tradução direta de valor da origem ao destino ou usando um espaço de cores de referência conhecido comum como meio termo. No sistema de perfis de cores mais comumente usado, o ICC, isso é conhecido como PCS ou “Profile Connection Space”.

Câmera
A calibração da câmera precisa que um alvo de calibração conhecido seja fotografado e a saída resultante da câmera seja convertida em valores de cor. Um perfil de correção pode então ser construído usando a diferença entre os valores dos resultados da câmera e os valores de referência conhecidos. Quando duas ou mais câmeras precisam ser calibradas relativamente umas às outras, para reproduzir os mesmos valores de cores, a técnica de mapeamento de cores pode ser usada.

Scanner
Para criar um perfil de scanner, ele precisa de uma fonte de destino, como um alvo IT8, um original com muitos campos de cores pequenos, que foi medido pelo desenvolvedor com um fotômetro. O scanner lê este original e compara os valores de cores digitalizadas com os valores de referência do alvo. Levando em conta as diferenças desses valores, é criado um perfil ICC, que relaciona o espaço de cores específico do dispositivo (espaço de cores RGB) a um espaço de cores independente do dispositivo (espaço de cores L * a * b *). Assim, o scanner é capaz de produzir com fidelidade de cores o que lê.

Exibição
Para calibrar o monitor, um colorímetro é fixado na superfície do monitor, protegido de toda a luz ambiente. O software de calibração envia uma série de sinais coloridos para a tela e compara os valores que foram realmente enviados contra as leituras do dispositivo de calibração. Isso estabelece os desvios atuais na exibição colorida. Dependendo do software de calibração e do tipo de monitor usado, o software cria uma matriz de correção (ou seja, um perfil ICC) para valores de cor antes de ser enviado ao monitor ou fornece instruções para alterar o brilho / contraste da tela e valores RGB por meio do OSD . Isso ajusta a exibição para reproduzir com bastante precisão a parte in-gamut de um espaço de cor desejado. O alvo de calibração para este tipo de calibração é o de papel para impressão iluminado pela luz D65 a 120 cd / m2.

Impressora
O perfil ICC para uma impressora é criado comparando um resultado de impressão de teste usando um fotômetro com o arquivo de referência original. O testchart contém cores CMYK conhecidas, cujos offsets para suas cores L * a * b * digitalizadas pelo fotômetro estão resultando em um perfil ICC. Outra possibilidade para o perfil ICC de uma impressora é usar um scanner calibrado como dispositivo de medição para o gráfico de teste CMYK impresso em vez de um fotômetro. Um perfil de calibração é necessário para cada combinação de impressora / papel / tinta.