I теоретический курс компьютерной графики

Вид материалаДокументы
Глава 1.3 Соответствие цветов и управление цветом
Понятие профиля устройства
Профиль сканера
11остроение профиля сканера
1ЫХ на жране и получаемых на бумаге. Для художника-цшайнсрв больше подойдут мониторы с размером диагонали\9
Подобный материал:
1   2   3   4   5

Глава 1.3 Соответствие цветов и управление цветом

Точный цвет


Процесс допечатной подготовки изображения включает не­сколько этапов. Оригинал изображения переводится в RGB при помощи сканера (RGB-устройство с одними параметрами), ото­бражается на мониторе (RGB-устройство с другими параметрами), обрабатывается в специальной программе растровой графики, преобразуется в CMYK и, наконец, печатается на CMYK-устройстве

(например на цветном струйном принтере). При работе каждого устройства этой цепочки могут возникать погрешности при пере­ходе из одного цветового пространства в другое. Также и перевод R(iB->CMYK перед выводом на печать добавляет изменение цве­та из-за разницы в цветовых охватах этих моделей.

В процессе подготовки изображения крайне важно, чтобы цвета передавались как можно точнее. Поэтому необходимо, чтобы воз­можные погрешности были сведены к минимуму. Система управле­ния цветом Color Management System (CSM) учитывает как принци­пиальные отличия в воспроизведении и восприятии цветов различ­ными устройствами, так и конкретные характеристики оборудова­ния — сканера, монитора или принтера. Полностью устранить разли­чия все равно не удается, однако в результате действия системы CSM цвета одного и того же изображения в восприятии его различными устройствами оказываются очень похожи на цвета оригинала.

Понятие профиля устройства


Системы управления цветом работают только с калиброван­ными устройствами. Под калибровкой следует понимать мате­матическое описание цветопередачи устройства, которое в i срминах управления цветом носит название цветового профи-iH или просто профиля устройства. Профиль устройства пред­ставляет собой таблицу, согласно которой цвета, снятые уст­ройством ввода (сканером, видеоплатой или цифровой каме­рой) или отображаемые устройством вывода (монитор, прин­тер), преобразуются в одну цветовую модель. Эта аппаратно-иезависимая модель представления цветов (Profile Connection Space, сокращенно PCS) является ядром любой системы управ-иения цветом. Система обеспечивает однрзначное представле­ние цветов, независимо от конкретного устройства, используе­мого для создания или вывода изображения.

Система управления цветом сформирована следующим обра-юм (см. рис. 1.12):
  • аппаратно-независимая цветовая модель — по отношению .к ней строятся профили конкретных устройств;
  • профили устройств — в них указаны все характеристики представления цвета конкретными устройствами. Различают профили устройств ввода (сканера, цифровой камеры), профили монитора и профили выводных устройств — принтера или фотонаборного автомата. Каждое устрой




ство имеет собственный профиль. Кроме того, профили могут относиться к различным типам файлов, а также программам и операционным системам;
  • модули управления цветом — интерпретируют данные о цвете и информацию профилей, а также формируют инст­рукции по коррекции для каждого из устройств.

изменяются: стареет люминофор электронно-лучевой трубки мо­нитора, меняется спектральный состав источника света в скане­рах. Поэтому профиль нельзя создать один раз и навсегда, его не­обходимо периодически обновлять.

Построение индивидуальных профилей требует специальной из­мерительной аппаратуры и специального программного обеспечения. Измерительные приборы используются для измерения цветов, ото­бражаемых монитором и получаемых при печати. Специальные про-фаммы, которые обычно прилагаются к аппаратуре, на основе дан­ных, полученных в результате измерений, осуществляют построение цветовых профилей. Профили сохраняются в формате .ICM и уста­навливаются в систему управления цветом. Например, чтобы устано­вить цветовой профиль в Microsoft Windows 98, нужно щелкнуть на его файле правой кнопкой мыши и в открывшемся контекстном ме­ню выбрать команду Install.

Профиль сканера


Профиль сканера как RGB-устройства характеризует преобразование его RGB-пространства в пространство PCS. Для создания про­филя сканера будет необходим стандартный эталон IT-8 (см. рис. 1.13) и программа калибровки. Многие производители сканеров нключают оба компонента (чаще последний) в стандартную постав­ку. Эталон для сканирования можно приобрести отдельно.




Рис. 1.12. Схема управления цветом

Вначале система получает данные в модели

RGB от устройства ввода. Далее с помощью модуля управления цветом данные пре­образуются в аппаратно-независимый формат Lab с учетом по­правок, получаемых из профиля устройства ввода. При выводе на монитор модуль управления цветом преобразует данные из неза­висимого формата в RGB с учетом профиля монитора. Вывод на принтер производится после преобразования в CMYK с учетом профиля принтера.

Профиль устройства описывает, как данное устройство вос­принимает цвета. Цветопередача для различных устройств каждо­го типа не одинакова и различается не только для определенных моделей, но и для различных экземпляров устройств одной серии. Именно поэтому следует строить индивидуальный цветовой про­филь для каждого отдельного устройства, которое задействовано в технологической цепочке подготовки и печати изображения. Кро­ме того, цветовые параметры

различных устройств со временем

Эталон представляет собой сетку цветных образцов, которые имеют точно известный цвет. В зависимости от типа сканера, он мо­жет быть представлен в виде отпечатка на фотобумаге или слайда. Цвета в эталоне измерены его производителем и помещены в спра-иочный файл, который прилагается к эталону.

11остроение профиля сканера заключается в сканировании этало-

|м 1111 шс i\ мпiiidiо и юбражения и справочного файла специ-

|||ии|1.|мм.| , 11»>мi профиль сканера. Программы сканирова­нии |нс ipmoi rroi профиль в сканируемое изображение, учитывают i ширинку на особенности устройства и, таким образом, обеспечивают точное отображение цветов. Некоторые программы обработки гра­фических изображений имеют встроенные программы работы со сканерами и, в том числе, приложения для работы с профилями на тот случай, если модуль сканирования какой-либо модели сканера не может внедрять в изображения цветовые профили.

Обновлять профиль сканера при интенсивном его использова­нии рекомендуется не реже чем раз в месяц.

Профиль монитора

Окружающая обстановка сильно влияет на восприятие цветов. Не следует забывать, что когда речь идет о восприятии цветов на экране монитора, то воздействие освещения не столь очевидно, как, например, при восприятии цветов изображения на бумаге, однако свою роль освещение также играет. Освещение должно иметь ту же интенсивность, что и световой поток монитора. Бла­годаря этому можно будет рассматривать отпечатки и изображе­ния на мониторе в одном и том же режиме. Кроме того, свет дол­жен быть рассеянным. Цвет освещения должен быть настолько белым, насколько это возможно. Нежелательно освещение поме­щения косыми лучами, особенно лучами солнца, т.к. солнечный свет имеет большую интенсивность, а его сила и цвет постоянно меняются. Люминесцентные лампы придают печатным образцам оттенок, в зависимости от типа лампы, голубоватый или розовый. Вообще, требования профессионалов к освещению очень высоки — для освещения следует использовать специальные лампы, соот­ветствующие стандартному источнику освещения D50.

Чем более нейтральным является окружение, тем более объек­тивным будет восприятие дизайнером цветов изображения. По­этому следует отменить фоновые заставки и узоры на экране, т.к. они только понапрасну утомляют глаза и отвлекают внимание, искажая таким образом восприятие. Неплохо задать рабочему сто­лу нейтральный серый цвет. Не зря мониторы и компьютеры имеют серый цвет — он считается самым подходящим, потому что не искажает восприятие и не утомляет глаза. В помещении, где нет ярких красок, можно правильно оценить цветовую гамму изображения на всех стадиях работы.

В идеале, для построения профиля монитора используют коло­риметры и калибраторы — специальные приборы, которые с по­мощью датчика-присоски крепятся к экрану монитора. С его по­мощью, а также с помощью специального программного обеспе­чения строится профиль монитора.

Однако выполнить грубую калибровку монитора можно и без этого оборудования. В комплект некоторых программ для работы с графикой могут входить специальные калибровочные програм­мы (в принципе, такие специализированные программы сущест­вуют и самостоятельно). Например, в комплект Adobe Photoshop входит специальная программа Adobe Gamma, позволяющая строить профили монитора. Сгенерированный профиль автомати­чески устанавливается в качестве активного профиля монитора в операционной системе. Таким образом, он становится текущим для всех приложений.

Монитор для дизайнера

Монитор — важнейшее отдельное функциональное устройст-но, хоть он и является лишь частью компьютера. С его помощью носпринимается визуальная информация и происходит управле­ние всеми информационными процессами. От того, какую именно модель предпочтет пользователь, будет зависеть продуктивность работы и комфортность, и именно поэтому необходимо знать не­которые важные характеристики и параметры. Для любого ху­дожника-дизайнера, 30-аниматора или архитектора монитор — )то основной рабочий инструмент.

Важно помнить, что монитор невозможно модернизировать, как системный блок. Монитор приобретается на долгие годы. Не­обходимо также, чтобы он согласовывался с параметрами видео­карты компьютера, —> не имеет смысла тратить деньги на покупку дорогостоящего монитора, если видеокарта не способна подать на

монитор сигнал, соответствующий его максимальным возможно­стям.

Монитор должен быть предельно точен в плане обеспечения
корректной цветопередачи, т.е. соответствия цветов, отобра-
1ЫХ на жране и получаемых на бумаге. Для художника-
цшайнсрв больше подойдут мониторы с размером диагонали
\9 it бОЛЬШв, I ГЯКЖС со специальной конструкцией
11 "" N 1в1 икрivpnou решеткой, которые, в отли­
чив 01 граднцяонной точечной, меньше перекрывают площадь
потока электронов, что обеспечивает в конечном итоге более
качественную цветопередачу. По такой технологии изготовле­
ны, например, мониторы 17" Nee MultiSync E700 и 20" Mitsu­
bishi Diamond Pro 2020U или хорошо известные технологией
Black Trinitron мониторы Sony.

Ниже рассмотрены основные параметры, по которым разли­чаются все мониторы:
  • размер диагонали — измеряемое в дюймах расстояние
    между двумя противоположными углами экрана по диа­
    гонали. Стандартные величины — 14", 15" 17" 19"
    20", 21",22";
  • максимальное разрешение — максимальное количество
    точек по горизонтали и вертикали, отображаемое в гра­
    фическом режиме. Типовые величины — 640x480,
    800x600, 1024x768, 1280x1024, 1600x1200. Некоторые
    видеокарты могут поддерживать еще ряд промежуточ­
    ных режимов;
  • частота кадров, иногда называемая частотой обнов­
    ления экрана {refresh),
    — это число кадров, которое мо­
    нитор успевает показать за одну секунду. Частота кад­
    ров измеряется в герцах (Гц). Нижний предел, когда
    мерцание смены кадров перестанет быть существенно
    заметным (особенно боковым зрением, когда глаза
    смотрят на расположенную перед монитором клавиату­
    ру), рекомендуется не менее 70-75 Гц. Ее максимальная
    величина может зависеть от разрешения, на котором
    работает монитор. Максимальное значение частоты
    кадров будет на минимальном разрешении (640x480), а
    на повышенных, с которыми обычно предпочитают ра­
    ботать пользователи персональных компьютеров, час-

тота кадров у некоторых мониторов может оказаться даже ниже минимально допустимых 60 Гц;
  • тип маски — конструктивное исполнение щелевой
    маски экрана, располагающейся внутри электронно­
    лучевой трубки (ЭЛТ) между электронными пушками и
    слоем люминофора. Типовые исполнения — треуголь­
    ная, щелевая и апертурная решетка;
  • размер зерна экрана — размер отдельной точки экрана,
    другими словами, расстояние между двумя соседними
    точками люминофора одного цвета. Измеряется в мил­
    лиметрах, типовые значения: 0,29; 0,28; 0,26; 0,25; 0,24;
    0,22. Чем меньше размер зерна, тем более четкой будет
    картинка и тем лучше будут различаться детали изо­
    бражения.

Особенно важной характеристикой является частота обнов­ления экрана. При низкой частоте «мигание» становится замет­ным даже при прямом взгляде на монитор, что неизбежно сни­жает работоспособность и утомляет глаза. Конечно, в этом случае ни о какой корректной цветопередаче не может идти речь, т.к. пользователь не способен адекватно воспринимать цвета на «мигающем» мониторе.

Малый размер зерна экрана позволяет использовать мони-i оры с относительно небольшой диагональю на высоких экран-пых разрешениях в качестве монитора для дизайнера.

Профиль принтера

Для построения профиля принтера следует напечатать на нем специальный эталон IT-873 (см. рис. 1.14), после чего нуж­но измерить цвета образцов на отпечатке с помощью специаль­ного прибора (денситометра) и ввести результаты в программу.

На основании этих данных она построит цветовой профиль. Однако следует отметить, что это действие необходимо только при серьезной профессиональной работе дизайнера по получе­нию очень качественной полиграфической продукции (да и то не всегда). Современные цветные принтеры (если они не из разряда самых дешевых) используют для цветокоррекции и правильной передачи цветов свои программы, поставляемые в ком­плекте драйверов, и работа с ними значительно упрощена.




Глава 1.4

Форматы хранения графических изображений

При сохранении изображений на диске создаются графические файлы. Графическая информация в файлах кодируется не так, как в памяти компьютера. Кроме того, существует множество спосо­бов кодировки графических изображений — форматов. Много­образие графических форматов объясняется тем, что существует большое количество сфер применения изображений с различными требованиями к файлам, в которых они сохраняются.

Выбирая формат файлов, необходимо помнить, что данный формат должен поддерживаться заданной сферой применения. Например, формат BMP не поддерживает изображения в модели CMYK, использующейся в полиграфии, вследствие чего не может использоваться в этой сфере. Следует также учитывать возмож­ность последующего преобразования типов и цветовых моделей, которые требуются в выбранной сфере применения.

В процессе редактирования изображения зачастую приходится использовать маски. Поэтому, если к редактированию еще пред­стоит вернуться, то необходимо использовать формат, в котором помимо изображения будут сохраняться и маски.

Для маскирования фрагментов изображения в программах ил­люстрирования и издательских системах используются обтравоч-ные контуры, которые создаются средствами самих программ. Если изображение готовится для верстки, то лучше выбирать форматы, поддерживающие обтравочные контуры. Необходимо также убедиться, что импорт обтравочных контуров в издатель­скую систему из выбранного формата будет осуществляться кор­ректно или будет возможен вообще.

Для уменьшения размеров графических файлов многие форма­ты используют алгоритмы сжатия данных. Выбор подобного фор­мата может сэкономить место на жестком диске или носителе для передачи файла на другой компьютер.

Среди многочисленных существующих форматов хранения графических изображений невозможно выбрать самый лучший, что объясняется существенными различиями в их назначении. Таким образом, при выборе того или иного формата необходимо ориентироваться только на его соответствие выполняемой работе.

В частности, форматы, предназначенные для подготовки изо­бражений к печати, не подходят для размещения в Internet, и на­оборот. Ниже приведена краткая информация о некоторых графи­ческих форматах, работать с которыми приходится наиболее час­то. Эта информация может пригодиться при выборе формата, исходя из его возможностей и круга решаемых задач.

Форматы хранения растровых изображений

Ниже рассмотрены некоторые распространенные форматы хранения графических растровых изображений.

BMP (ВИмар)

Растровый формат, созданный корпорацией «Microsoft», ори­ентирован на применение в операционной системе Windows. Этот формат используется для представления растровых изображений в ресурсах программ. В нем поддерживаются только изображения в модели RGB с глубиной цвета до 24 бит и не поддерживаются дополнительные цветовые и альфа-каналы, контуры обтравки и управление цветом. Формат предполагает использование про­стейшего алгоритма сжатия (RLE — Run Length Encoding) без потери качества, однако этот вариант используется редко из-за проблем несовместимости. Формат BMP существует в двух вари­антах— для Microsoft Windows и IBM OS/2.

PCX

Один из первых растровых форматов, созданных фирмой «Zsoft» для программы PC Paintbrush. Поддерживает моно­хромные, индексированные и полноцветные RGB-изображения и не поддерживает дополнительные цветовые и альфа-каналы, контуры обтравки, а также управление цветом. Формат пред­полагает использование простейшего алгоритма сжатия RLE без потерь качества. В настоящее время в современных про­граммах практически не используется.

TIFF (Tasked Image File Format)

Создан фирмой «Aldus» специально для хранения сканирован­ных изображений. Благодаря своей гибкости, этот формат дейст­вительно универсален. Несмотря на то что с момента создания формата прошло довольно много времени, TIFF до сих пор явля­ется основным форматом для хранения сканированных изображе­ний и размещения их в программах иллюстрирования и издательских системах. Его версии существуют на всех компьютерных платформах, что делает этот формат очень удобным при переносе растровых изображений между платформами. TIFF поддерживает монохромные, индексированные, полутоновые изображения, а так­же изображения в моделях RGB и CMYK с каналами в 8 и 16 бит. В формате можно сохранять обтравочные контуры, калибровочную информацию и установки печати. Допускается также использова­ние любого числа дополнительных альфа-каналов, однако не под­держиваются дополнительные цветовые каналы. Большое досто­инство формата — поддержка практически любого алгоритма сжатия. Очень высокую степень компрессии обеспечивает наибо­лее распространенный алгоритм LZW (Lempel-Ziv-Welch) — сжа­тие информации без потерь. Этот же алгоритм используют много­численные программы сжатия общего назначения, поддерживаю­щие формат ZIP. Формат TIFF существует в двух вариантах: для Macintosh и PC.

PSD

Собственный формат программы Adobe Photoshop. Предпоч­тителен для хранения промежуточных результатов редактирова­ния изображений, т.к. сохраняет их многослойную структуру в доступном для дальнейшего редактирования виде.

JPEG (Join Photographic Expert Group)

В данном формате был впервые реализован новый принцип i жатия изображений с потерей качества. Он основан на удалении in изображения той его части, которая не воспринимается (или иоспринимается слабо) человеческим глазом. Вследствие этого м юбражение, лишенное избыточной информации, занимает го­раздо меньше места, чем исходное. Степень сжатия в этом форма-ic задается пользователем, соответственно, чем ниже степень сжатия, тем выше качество изображения. С другой стороны, вы­сокая степень сжатия способна существенно ухудшить качество п юбражения. Наиболее широкое применение JPEG нашел в Inter­net и при создании электронных презентаций. Кроме того, малые рашеры файлов позволяют передавать их по каналам связи, что делает данный формат незаменимым в этой области. В полигра­фии использовать данный формат нежелательно, хотя в нем мож­но сохранять контуры обтравки и цветовые профили. JPEG под­держивает полутоновые и полноцветные изображения в моделях RGB и CMYK, однако в нем не поддерживаются дополнительные и истовые и альфа-каналы. Недостаток канала в том, что на рисун-ках с четкими границами и большими заливочными областями сильно проявляются дефекты сжатия. Темные линии на светлом фоне искажаются из-за особенностей алгоритма сжатия, который обрабатывает изображение квадратными блоками со стороной 8 пикселей.

GIF (Graphic Interchange Format)

Создан фирмой «CompuServe» (нынешним подразделением «America Online») специально для передачи растровых изображе­ний в глобальных сетях. Формат ориентирован на компактность и использует алгоритм сжатия LZW, который не приводит к потере качества. Используется только в Internet, поскольку изначально был предназначен только для него. Поддерживает только индексирован­ные изображения и не поддерживает дополнительные каналы, обтра-вочные контуры и цветовые профили. В одной из версий формата GIF возможно сохранение в одном файле сразу нескольких индекси­рованных изображений в похожем на слои положении — одно под другим. Броузеры способны воспринимать такое размещение и де­монстрировать изображения из. файла в порядке очереди, реализуя таким образом простую анимацию.

FPX(FlaxPix)

Создан для Internet и обладает интересным свойством. По­скольку изображения, размещенные на Web-страницах, имеют низкое экранное разрешение (72 dpi), их нельзя использовать в полиграфии или распечатывать. Формат FPX содержит изобра­жение одновременно в нескольких разрешениях и предоставля­ет пользователю возможность самому выбирать требуемое раз­решение изображения, благодаря чему можно использовать это изображение в своих целях. Для применения данного формата требуется установка специального свободно распространяемо­го модуля в броузер пользователя. Формат поддерживает полу­тоновые и полноцветные RGB-изображения, но не поддержива­ет дополнительные цветовые и альфа-каналы, обтравочные контуры и цветовые профили.

Форматы векторных изображений

В файле векторного формата можно хранить, кроме вектор­ных, также и растровые изображения, которые были импортиро­ваны в этот файл. Таким образом, можно сказать, что векторные форматы более универсальны, чем растровые.

Язык описания страниц PostScript — основу всех издательских технологий — по сути своей тоже можно отнести к векторным форматам. Он позволяет описывать векторные и растровые изо­бражения, шрифты, а также параметры растрирования и управле­ния цветом. Любой современный принтер содержит аппаратный или программный интерпретатор PostScript. У этого языка есть много интерпретаций, которые используются программами под­готовки иллюстраций и издательскими системами.

Далее будут рассмотрены наиболее распространенные форма­ты хранения векторных изображений. Все они в той или иной сте­пени имеют отношение к языку PostScript.

EPS (Encapsulated PostScript)

Представляет собой упрощенный вариант PostScript. Файлы EPS описывают только какой-либо объект или группу объектов, в отличие от PostScript, который содержит код целой страницы. Все современные программы иллюстрирования способны открывать и редактировать файлы EPS. Формат позволяет сохранять изобра­жения любого типа в любой цветовой модели без альфа-каналов.

DCS (Desktop Color Separations)

Был создан компанией «Quark Inc.», которая разработала все­мирно известную издательскую систему Xpress. Формат DCS при-шан облегчить сохранение цветоделенных изображений и является вариантом формата EPS. DCS имеет две версии. Первая версия — DCS 1.0 — позволяла хранить только цветоделенные изображения и модели CMYK и при этом использовала пять файлов. При этом четыре из них содержали основные каналы изображения, а пятый файл служил для просмотра композитного изображения в целом. Вторая версия — DCS 2.0 — приобрела дополнительные возмож­ности в виде поддержки практически неограниченного числа цве-ювых каналов и одного альфа-канала. Кроме того, всё изображе­ние в этой версии сохраняется в виде одного файла DCS.

CDR

Является форматом программы иллюстрирования CorelDRAW, но с каждой очередной версией программы в него вносятся измене­ния. Например, CorelDRAW 9 может читать файлы CDR, созданные только программой версии 3 или старше. Если требуется прочитать файл данного типа первой или второй версии, следует воспользо-■11111.™ ппптпяммой CorelDRAW 5 или более ранней версией. Иногда внутренняя структура файла типа CDR оказывается поврежденной, что в более ранних версиях формата вызывало ошибки при попытке его открытия или импорта. Последняя версия программы, обнаружи­вая в процессе открытия файла CDR поврежденные объекты, пытает­ся пропустить такой объект и продолжить чтение файла. В большин­стве случаев это позволяет открыть поврежденный файл, который ранее считался безнадежно потерянным.

СМХ

Использовался для коллекции векторных рисунков, которые включались в поставку CorelDRAW ранних версий. При сохранении изображений в этом формате утрачивается возможность последую­щей правки их параметров. Это означает, что если в сохраняемом файле есть, например, эффект перетекания, то объекты из состава группы перетекания будут сохранены как простая группа. Таким об­разом, часть рисунка, которая была изначально создана как группа перетекания, будет в дальнейшем трудно редактировать, поскольку она превращается в обычную группу несвязанных объектов. Формат СМХ может пригодиться для файлов, загружаемых в Corel PhotoPaint или Corel Ventura. Одно из преимуществ файлов СМХ заключается в сохранении слоев, тогда как в импортированных CDR-файлах ин­формация о слоях утрачивается.

PDF (Portable Document Format)

Универсальный формат, разработанный фирмой «Adobe Sys­tem» для электронного распространения документов. Универсаль­ность формата состоит в том, что созданные в различных про­граммах публикации можно сохранить в этом формате и просмат­ривать на разных компьютерах с помощью бесплатно распростра­няемой программы Acrobat Reader. До появления этого формата просмотр публикаций, созданных с помощью различных средств верстки, требовал предварительной установки программы, в кото­рой создавалась публикация. В принципе, в формате PDF можно сохранить любой документ, созданный в любой программе. На основе файла печати для любого PostScript-принтера программой Distiller создаются файлы в формате PDF. Программа Distiller входит в состав пакета Adobe Acrobat, который предназначен для создания и редактирования файлов PDF. Принтеры, оснащенные третьей версией интерпретатора PostScript, способны печатать PDF-документы непосредственно, без использования дополни­тельных программ.