 |
05.03.2009 04:18 |
| |
Еще раз о калибровке мониторов альтернативные программы и видеокарты различных производителей |
 |
Вопрос о том, видим ли мы художественное произведение в томвиде, вкаком его создал автор и каким он видел его сам сразу после окончанияработы, древен как мир. Художнику каменного века было относительнопросто: наскальная живопись редко переносилась из пещеры в пещеру,вариантов освещения было тоже не так уж много: либо довольно стабильноеестественное освещение, правда, оно менялось в зависимости от временисуток и погоды, либо свет костра, который, вероятно, сильно отличалсяпо яркости, но не по цветовой температуре. В последующие века внаиболее выгодной ситуации оказались произведения, выполненные измозаики, которые можно и через несколько тысяч лет видеть в почтипервозданном виде, и фрески, которые подвержены времени, но неподвижныв пространстве, и в случае естественного освещения есть надежда увидетьих так же, как и автор. Таким образом, для того, чтобы увидетьавторский замысел, нам нужно контролировать только изменение цветакрасок.
Вопрос восприятия тесно связан с нашимиожиданиями. И, как мне кажется, иногда мы обвиняем цифровую фотографиюотнюдь не в ее персональных грехах, а в уже давно известных проблемах,перенесенных на новую почву. Те, кого мои отступления раздражают, могутсразу перейти к экспериментальным результатам.
При грубой классификации я бы выделил три эффекта, которыенадоучитывать.
1 - источник света, с помощью которого осуществляется освещение илипроекция. Заслуживает внимания яркость и спектральный состав. В случаелинейчатого спектра цветовая температура является условным инедостаточным параметром для характеристики источника. Как следствие изэтого, ФотоЭлектроКолориметр является в данном случае недостаточноточнымприбором. Необходим спектрофотометр. Известная задача - какобеспечить идентичноеосвещение, переместив картину из одного помещения в другое, и какпроконтролировать эту идентичность.
2- спектральное поглощение в красках или фильтрах. Основная проблема- это старение красок и, соответственно, контроль этих изменений.
3- Паразитное отражение от поверхности. Специфика сегодняшней ситуациипроявляется в том, что проблема точки обзора (угол зрения)теперь связана не только с отражением, но и с пропусканием, особенно вЖК мониторах.
Техническийпрогресс за последние полтораста лет не породил новых сущностей, ноувеличил количество степеней свободы. Появилась масса источников светас полосчатым спектром, не описываемых моделью абсолютно черного тела.Кроме того, способов представления стало тожезначительно больше, причем они постоянно меняются. Никакой уверенности,что сегодня способпредставления цифровых изображений просуществует больше десятилетия, ниу кого нет. Само по себе цифровое изображение вечно. Мы можем высечьдвоичный код на гранитной скале и через тысячу лет считать его ивосстановить картинку. Но если мы хотим увидеть его таким, каким виделего автор, то нам необходимо еще описать и условия его просмотра.Формально есть ряд характеристик, которые, казалось бы, решают этузадачу, и эти характеристики могут быть записаны вместе с изображениемв файл. Однако на нескольких примерах я попытаюсь показать, что этовесьма приблизительное описание, и не только приборы, но и глазспособныуловить различие между двумя изображениями, формальнодемонстрирующимисяв одинаковых условиях.
Если через полгодавам захотелось заново проводить светокоррекцию фотографии, которую вырассматриваете на том же мониторе, на котором ее и создавали, то весьмавероятно, что проблема не в фотографии, а в том, что необходимареставрация монитора. С этой проблемой можно попытаться справиться спомощью фотоколориметра. Если же за это время вы сменили монитор нановый или заменили видеокарту, или обзавелись новымфотоколориметром, или наконец, перешли на другую операционную систему,то априори ответить, что реставрация пройдет успешно, уже нельзя. Еслиже пройдет не полгода, а лет десять, то весьма вероятно, что устройстваотображения информации будут построены совсем на другом принципе, чемсегодня. Это совсем не так фантастично, как может показаться, потомучто в истории фотографии было несколько таких периодов. О двух из них,о существовании которых многие и не подозревают, я хотел бы напомнить,поскольку просматриваются прямые аналогии с сегодняшней ситуацией. Так,сто лет назад Липман получил Нобелевскую премию засоздание метода фотографического воспроизведения цветов на основеявления интерференции. Вероятно, это самый точный из ныне известныхспособоврегистрации цветного изображения. Им же в 1906 году былопредложено получать цветное изображение за счет растра из призм.(Вероятно, идея пришла ему не первому. Как минимум, известно, чтоЮлиус Рейнберг (JuliusRheinberg) опубликовал в английском фотографическом журналеаналогичную идею в 1904 году). В этом случае в каждой точкезаписывалсяспектр падающего излучения. Точность воспроизведения при проекцииопределялась только источникомсвета, который использовался для проекции. В то время источники сполосчатым спектром массово не использовались, поэтому, еслипроецировать изображение с помощью той же лампы, с которой сделанафотография, то результат будет превосходный. Поскольку само посебе изображение, полученное по методам, предложенным Липманом, несодержало красителей, то, казалось бы, оно моглохраниться очень и очень долго. Однако сегодня даже в музеях вряд лиудастся посмотреть на оригинальные фотографии. Идея черезмного лет частично возродилась вцветной голографии, и, вероятно, проблемы, помешавшие массовомураспространению, аналогичны сегодняшним проблемам голографии. В первуюочередь - длительные выдержки, поскольку процесс съемкиможет быть автоматизирован и стать для конечного пользователя не болеесложным, чем другие виды профессиональной фотографии.Примерно в это жевремя фирмой братьев Люмьер был налажен массовый выпускрастровых цветных пластинок Автохром, представляющих собойцветные крахмальные шарики-фильтры, нанесенные на обычнуюфотопластинку, которая проявлялась как черно-белая методом обращения, иврезультате мы получали при проекции позитивное цветное изображение. Векэтих пластинок тоже был лет двадцать. И тоже через много лет частичнометод был использован фирмой Polaroid в роликовой пленке мгновенногопроявления. Как и у липмановских фотографий, так и у пластинокАвтохром, была проблема тиражирования. Это можно было делатьтолько пересъемкой. И, возможно, это тоже сыграло роль в ихраспространенности. Возможно, в тот момент всемхотелось смотреть не диапозитивы, а твердую копию. Тем не менее, длянасэто очень близкий аналог,поскольку сегодняшний ЖК монитор представляет собой цветной растр счерно-белой маской, формирующей изображение, просматриваемое напросвет. Из плюсов сегодняшнего дня надо отметить простотукопирования, а из минусов - обилие ламп подсветки с самыми разнымиполосчатыми спектрами, а также зависимость изображения от угла зрения.
На этой идее, что предки с этими проблемами встречались и как-то с нимисправлялись, я перейду к дню сегодняшнему.
Для начала приведу спектры ламп накаливания типичного ЖКмониторас подсветкой на люминесцентных лампах и экрана Eee PC с диоднойподсветкой.
Спектр лампы накаливания,зарегистрированныйцифровой камерой с дифракционной решеткой. Черно-белое изображениеполучено смешением каналов таким образом, чтобы получить наиболееравномерное изменение яркости. Все последующие изображенияпреобразованы идентичным образом.
Типичный спектр белого экрана,подсвеченноголюминесцентными лампами.
Спектр экрана Eee PC с диоднойподсветкой.
Черно-белое изображение спектра дает более правильноепредставлениео цвете. Положение линии и ее интенсивность однозначно описывает цвет сточностью, определяемой шириной щели и спектральной чувствительностьюматрицы. Чистый - монохроматический цвет однозначно описываетсядлиной волны. Для измерения цвета необходимо иметь только эталон длины.Все величины, определяющие конструкцию установки и результатнаблюдений: ширина щели, шаг дифракционной решетки, расстояние доэкрана и положение линии в спектре, измеряются в метрах. Т.е. цветпрямо измеряется в основной единице СИ и, следовательно, нетнеобходимости его приводить к другим системам представления. Листаястарые буклеты фотоматериалов Kodak, можно встретить исключительнокривые спектральной чувствительности эмульсии и кривые спектральнойплотности красителей. Принятые для описания в сегодняшних системахкалибровки представления через цветовые пространства пришли вфотографию, вероятно, из телевидения. Для последнего физиология всегдабыла главной, в то время как фотография была и остается в значительнойстепени физическим инструментом для регистрации изображений с болееширокими, чем у глаза, возможностями. Зная, что спектр лампынакаливания гладкий, мы можем оценить ошибку в определении яркости длятой или иной длины волны. Цвет описывается распределением энергии подлинам волн. С точки зрения себестоимости используемых элементовколориметры и спектрофотометры, используемые для калибровки мониторов,сегодня при массовом производстве могли бы практически не отличаться поцене и быть существенно дешевле представленных на рынке моделей.Важнейший параметр, за который не жалко и заплатить, - это стабильностьрезультатов во времени. Альтернативное решение - созданиестабильного эталонного источника для калибровки этих приборов.Спектрофотометр, аналогичный по спектральному разрешению сиспользуемыми для калибровки мониторов (10 нм), может быть создан набазе простейшей веб-камеры и иметь соответствующую цену. Дополнительныезатраты - это необходимость покупки эталонного источника для калибровкиили плата за общедоступный сервис по поверке подобных приборов иэталонов яркости. Вопрос о создании подобного сервиса, на мой взгляд,скоро станет очень острым, поскольку даже самые дорогие приборы требуютповерки. Приемлемым способом калибровки для подобных приборов,возможно, может стать измерение солнечного спектра в ясную погоду. Вэтом случае периодическая публикация в интернете солнечных спектровобсерваториями может способствовать массовой стандартизации кустарныхприборов. Судя по многолетнему опыту, установка параметров экспозициипо таблице на упаковке пленки - метод для фотографии достаточно точный:-)
Цветное изображение спектра лампы накаливания на обычноммониторетолько для трех линий дает близкий к реальности цвет, а для остальныхлиний спектра мы имеем только похожее для глаза представление цвета,создаваемое подменой монохроматического цвета комбинацией из двухсоседних по длине волны цветов, смешанных с интенсивностьюпропорциональной расстоянию от излучаемой длины волны до истинной.
Я привел только один спектр для люминесцентных ламп,поскольку снимки трех имевшихся у меня мониторов дали одни и те желинии. Впрочем, отличавшиеся по интенсивности, что делало их достаточноразными на невооруженный взгляд. Уже из этих спектров видно, что как бымы не старались, идеально восстановить снимок, сделанный прилампе накаливания, нам не удастся.
И у Eee PC шансы получить реалистичное изображение нескольковыше,чем у мониторов с люминесцентными лампами. Кроме того, из этих спектровясно, что по измерениям фотоколориметром в трех спектральных диапазонахнельзя получить систему уравнений, имеющую однозначное решение.Комбинация из нескольких светодиодов сегодня позволяет получить свет,по спектральному составу неотличимый от солнечного, правда это требуетэффективного смешивания, и диодная подсветка теряет одну изпривлекательных сторон - маленькую толщину монитора.
Поскольку пока не спектрометрия, а колориметрия правитбалом, попытаемсяразобраться, что нам дает один из простейших ее приборов x-riteEye-one display LT. Калибратор x-rite Eye-one display LT
Половинки корпуса соединены 3 винтами. Если их отвинтить, товнутрине удастся увидеть самое интересное - фотоприемники и фильтры,поскольку измерительный блок неразборный и крепится к нижней крышкеразвальцованными пластмассовыми штырьками.
О работе с этим прибором можно прочитать в статье КомплектыPANTONE/Gretagmacbeth Eye-One display LT и Eye-One display 2. ,правда, тогда он выпускался фирмой PANTONE, которая в дальнейшем былакуплена x-rite, но прибор в результате слияния двух фирм неизменился. Однако за прошедшее время появились альтернативныепрограммы, работающие с этим прибором. Программы
Штатные программа калибровки Eye-One Match, и утилиты работы спрофилями DisplayProfile и Monitor CalibrationTester описаны в статьеСергея Щербакова Настройка икалибровка монитора. Комплекты PANTONE/Gretagmacbeth Eye-One display LTи Eye-One display 2. Стандартная процедура калибровки, описана ввышеупомянутой статье, и я не буду повторяться.
Основная часть статьи посвящена попыткам ответить на следующиетривопроса. Как различаются результаты калибровки одного монитора наодномкомпьютере с одной операционной системой, но выполненные разнымипрограммами . Как различаются результаты калибровки, сделанной однойпрограммой, но под разными операционными системами. Как отличаются результаты калибровки одного и того жемонитора,сделанные одной программой, но при подключении монитора к разнымкомпьютерам и с разными видеокартами, работающими под разнымиоперационными системами. Argyll CMS
Набор утилит, написанных Гремом Гиллом (Graeme Gill),запускаемых изкомандной строки, распространяемый в виде исходного кода GNU GPL3. Предназначен для создания ICC профилей для принтеров,сканеров, камер, и калибровки и профилирования мониторов. Утилитымогут быть откомпилированы и запущены как под Windows, так и под Linux.Список поддерживаемых устройств можно найти на сайте авторов. Совсемновых устройств там, к сожалению, нет, но поддерживаются некоторые идоныне выпускающиеся устройства, как eye-one display, о работе скоторым пойдет речь ниже. Как уже отмечалось в статье Сергея Щербакова,посвященной этому устройству, младшая и старшая модели отличаютсятолько программным обеспечением, а также способностью сообщатьпрограммному обеспечению, какая из моделей используется, что делаетневозможным воспользоваться рядом функций, которые техническиреализованы в младшей модели. С точки зрения программ фирмы Argyll всеэти приборы одинаковы. И поэтому, если планируется использоватьименно это программное обеспечение, то покупать старшую модель не имеетникакого смысла. Я предпочитаю работать с графическиминтерфейсом, поэтому для калибровки монитора использую графическийинтерфейс dispcalGUI,о котором речь пойдет ниже. Однако среди утилит Argyll есть программаspotread, которая может быть полезна фотографу и сама по себе. Еслиподсоединить к компьютеру eye-one display, надеть на него молочныйсветорассеиватель, то, запустив эту программу с ключом -a, мы можемзамерить освещенность в люксах. Ниже приведен диалог в окне терминала,который можно увидеть при запуске этой программы.
bash-3.1# ./spotread -a
Place instrument on spot to be measured,
and hit [A-Z] to read white and setup FWA compensation (keyed to letter)
[a-z] to read and make FWA compensated reading from keyed reference
r to take previous reading as the reference
Hit ESC, ^C or Q to exit, any other key to take a reading:
Result is XYZ: 48.718135 47.096480 32.027113, D50 Lab: 74.2514409.224838 9.701384
Ambient = 148.0 Lux, CCT = 3918K (Delta E 6.658929)
Closest Planckian temperature = 4033K (Delta E 5.104052)
Closest Daylight temperature = 4087K (Delta E 8.696595)
Освещенность легко пересчитывается в экспозицию, так что врезультате мы получаем неплохой экспонометр. Кроме того, системапозволяет охарактеризовать и световую температуру источника, выдавая ажтри значения, соответствующие разным моделям. О том, чем различаютсяэти цветовые температуры, можно посмотреть, например, здесь. Сравнениеизмерений цветовой температуры одного источника программами Argyll CMSи Eye-One Match позволяет предположить, что последняя оперируетцветовой температурой, отображаемой программой Argyll как ClosestDaylight temperature. dispcalGUI
Графическая надстройка над программами Argyl CMS, написаннаяФлорианом Хохом (Florian Höch), работающая под операционнымисистемами: Linux, Mac OS X, Windows (2000 / XP / Vista) ираспространяемая под лицензией GNU GPL 3. При работе программыоткрываются два окна. Одно окно терминала, в котором отображаетсядеятельность программы Argyll, и второе, окно графического интерфейса,которое позволяет выбрать параметры калибровки.
Кроме того, могут быть отредактированы и тестовые таблицы,используемыепри калибровке.
После запуска калибровки появляется окно, в котором будутприводитьсятестовые цвета. Можно выбрать его размер и положение на экране.
Оценить результаты калибровки можно, конечно, и на глаз. Новотнайти разницу между близкими профилями без специальной программыанализа вряд ли удастся. Oyranos и ICCExamin
Программа написана Кай-Уве Берманом (Kai-Uwe Behrmann) дляпросмотра содержимого ICC профилей и графического представленияимеющихся в них данных, в том числе, в виде трехмерных моделей.Существенно богачепо возможностям, чем идущая в комплекте с eye-one программа calibrationtools.
С помощью этой программы я и представлю ниже результатыкалибровкидвух мониторов. Сравнение результатов калибровки LG FLATRON L204WTПроцессор Intel Pentium 4; 2,4 ГГц
Системная плата Albatron PX865PEC Pro
Видеокарта SAPPHIRE ATI RADEON X1600PRO 256M DDR2 AGP
Для начала выставим в программах цветовую температуру,приведенную кдневному свету, равной 5000К, внешнее освещение учитывать не будем,остальные параметры оставим на усмотрение разработчиков программ.
Операционная система: Microsoft WindowsXPProfessional SP3
Драйвер видеокарты: Driver Packaging Version 8.476-080328a-060999C-ATI
Программа калибровки: Eye-One Match 3.6.2.
Операционная система: Microsoft WindowsXPProfessional SP3
Драйвер видеокарты: Driver Packaging Version 8.476-080328a-060999C-ATI
Программа калибровки: Argyll_V1.0.3_win32 + dispcalGUI 0.2.1b
Операционная система: Puppy Linux 3.0.1
Драйвер видеокарты: ATI 8.51.3.
Программа калибровки: Argyll_V1.0.3 + dispcalGUI 0.1b
Все графики достаточно близкие, если не считать начальныйучастоккривой в профиле, полученном с помощью программы Eye-One Match.Ситуацию можно попытаться улучшить, задав не нулевые значенияпараметров Black output offset и Black point correction в программеdispcalGUI.
Теперь зададим цветовую температуру 6500K
Операционная система: Microsoft WindowsXPProfessional SP3
Драйвер видеокарты: Driver Packaging Version 8.476-080328a-060999C-ATI
Программа калибровки: Eye-One Match 3.6.2.
Операционная система: Microsoft WindowsXPProfessional SP3
Драйвер видеокарты: Driver Packaging Version 8.476-080328a-060999C-ATI
Программа калибровки: Argyll_V1.0.3_win32 + dispcalGUI 0.2.1b
Операционная система: Microsoft WindowsXPProfessional SP3
Драйвер видеокарты: Driver Packaging Version 8.476-080328a-060999C-ATI
Программа калибровки: Argyll_V1.0.3_win32 + dispcalGUI 0.2.1b. ПараметрBlack output offset задан равным 0.81.
При этой температуре разница заметна уже и в положении точкибелого.Программа Eye-One Match изменила значение точки серого в соответствии сцветовой температурой, заданной при калибровке, и оставила неизменнойцветовую температуру максимально яркой точки. Как будет показано ниже,при заданной цветовой температуре 7500K белая точка останется напрежнем месте 5000K.
На трехмерной диаграмме легко заметить разницу в профилях:
|
|
|
Навигация по порталу: 
