Kalibracja monitora – standardy i nieprawidłowości

Artykuł przygotował: Bartłomiej Smętek, absolwent kierunku Elektrotechnika

Wielu artystów starało się ukazać swoja wizję, gdzie konkretna barwa mogła być  kluczowa w jej przekazie. Początkowo oni sami tworzyli palety barw używając przeważnie naturalnych składników, jednak proces ten był czasochłonny i wymagał wiedzy w ich łączeniu. Sposób uzyskania kolorów zależny był nie tylko od procesu łączenia poszczególnych składników, ale i od dostępnych surowców w różnych zakątkach świata. W celu otrzymania kolorów niedostępnych starano się uzyskać identyczna paletę barw z produktów dostępnych w danym rejonie, co dawało zalążki tworzenia określonych palet barw.

W celu ujednoliceniu standardów tworzenia kolorów Międzynarodowa Komisja do spraw Oświetlenia w 1931 r. zdefiniowała i określiła korelacje między długością fal widma elektromagnetycznego a fizjologicznym postrzeganiem barw, czyli przedstawiła (CIE 1931) kolory w modelu przestrzennym, jakie potrafi dostrzec standardowy obserwator. Taki model dał podstawy do wielu innych standardów przedstawienia kolorów w modelu matematycznym takim jak L a*b*, RGB, HSI i wiele innych w analogowym i cyfrowym świecie.

Wiele treści jakie dziś obserwujemy w cyfrowej rzeczywistości opiera się na tych standardach. Świadomie czy też nie, używamy ich do tworzenia i odtwarzania treści. Jednym z elementów wyświetlenia obrazów są ekrany telefonów, monitorów komputerowych czy projektorów. Każdy z tych systemów obrazowania treści cechuje się jakością i charakterystyką wyświetlania obrazu.

Większość wyświetlaczy na rynku niezależnie od technologii w jakiej jest produkowana opiera się na trójbarwnym mieszaniem barw Red, Green, Blue. Aby ukazać obraz, ekran posiada konkretne parametry techniczne i z tych wszystkich parametrów stara się odtworzyć obraz mniej lub bardziej wiernie. Do podstawowych parametrów technicznych ekranów w reprodukcji barwnej możemy zaliczyć: jasność, kontrast, balans bieli, gamut i gamma.

W pracy fotografa, grafika, czy filmowca nie ma jednego uniwersalnego standardu przestrzeni barw, mają oni co najmniej kilka do wyboru. Bywa czasami konieczność transformacji na inny standard, aby wiernie ukazać kolory na każdym etapie pracy. Ich mnogość i brak jednego uniwersalnego standardu, powoduje problem zgodności barw w różnych etapach pracy z kolorem.

W fotografii można spotkać standardy sRGB adobeRGB DCI-P3, ProFoto. W poligrafii sRGB, adobeRGB, CMYK, występują też standardy kolorów, które nie są wstanie być ukazane w sposób cyfrowy, tak jak kolory metaliczne, fosforyzujące i wiele innych (gdzie jest trudność przestawić ich cech charakterystycznych). W wideo obecnie królują standardy: Rec:709, DCI-P3, Rec:2100 i Rec:2020, gdzie sprzęt do nagrywania jest podobnie zbudowany jak ten do fotografowania (lub ten sam). Część profili ma odpowiedniki w świecie fotografii jak: sRGB i Rec:709 i wiele osób stawia znak równości między nimi (jednak w przestrzeni trójwymiarowej nie są one identyczne). Jak można zaobserwować, większość przestrzeni barw jest dużo mniejsza niż przestrzeń CIE. Obecnie nie ma ekranu zdolnego wyświetlić 100% tego, co potrafi dostrzec ludzkie oko. Przeważnie są to wartości w granicach 30-52%

Konkretny standard przestrzeni kolorów wymaga odpowiedniej kalibracji ekranu, w przeciwnym wypadku praca na takim monitorze powoduje, że postrzegane kolory są w rzeczywistości inne niż te, które widzimy, a rezultaty jakie chcemy uzyskać są nieprzewidywalne.

Najczęściej spotykane nieprawidłowości w nieskalibrowanych ekranach to:

1. Niewłaściwy balans bieli, gdzie temperatura barwowa ekranu to 7000-9000K ukazując obraz w niebieskiej tonacji. W większości standardów przyjęto D65 jako punkt bieli o barwie 6500K. Prawidłowość jego ustawienia bywa uwzględniana w dalszych transformacjach barwnych.
2. Intensywność świecenia wyświetlacza, który jest przeważnie kilkukrotnie za wysoki w stosunku zalecanej jasności w warunkach pracy. Powoduje to nieprawidłowe wyświetlanie jasności koloru, a w przypadku niektórych barw przejaskrawienie koloru. Jasność ekranu jaka powinna być ustawiona jest uwarunkowana parametrami oświetlenia w warunkach pracy.
3. Nieprawidłowa gamma ukazuje niejednorodny i zniekształcony wzrost jasność poszczególnych kolorów, pokazują je za ciemne albo za jasne, w zależności od jej wielkości. Prawidłowo ustawiona gamma pokasuje płynny wzrost jasności kanałów RGB i jego wartość jest stała, albo zalecana dla danej jasności otoczenia.
4. Błędne ustawienie kolorów, kiedy to suma balansu bieli, gammy i przebarwień powoduje ukazanie na monitorze kolorów różnych od zapisanego w nim standardu. Kolor definiowany jest w przestrzenie, gdzie każdy kolor opisany jest w trzech osiach.

Do dodatkowych nieprawidłowości jakie mogą być w pracy z kolorem jest nieprawidłowe oświetlenie otaczające ekran gdzie ważne jest jego jasność i barwa wyrażona w kelwinach. Również duża nieprawidłowością są błędy konfiguracji programów i systemów z pracą z kolorami, gdzie jest ustawiony inny standard, a kolory wyświetlane są w innym standardzie.

Korzyści jakie daje nam prawidłowe ustawienie i kalibracja ekranu, to: pewności, iż efekt naszej pracy będzie zgodny z naszym zamierzeniem i brak nieprzewidzianych skutków (nieprawidłowości jakie przedstawi ekran naszych odbiorców), prawidłowe wyświetlanie obrazu innych artystów pracujących ogólnie przyjętych standardach, dając nam prawidłowy odbiór jego pracy oraz pewność, że konieczność transformacji z jednej przestrzeni na inną da nam określone rezultaty oraz prawidłowe wyświetlenie i ocenę naszej pracy.

Praca w standardach ogólnie przyjętych zabezpiecza nasz przed skutkami prawnymi w sytuacji roszczeniowej niezadowolonej strony konfliktu. Tak praca w środowisku gdzie ekran jest dopasowany do standardów daje niezaprzeczalne zalety w porównaniu z ekranem nieskalibrowanym.

Źródła:

^{1 _{By Paulschou at en.wikipedia, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=24903791}}

^{2 _{https://micro.magnet.fsu.edu/primer/digitalimaging/russ/colorspaces.html}}

^{3 _{https://www.dpreview.com/forums/post/60655686?image=0}}

^{4 _{https://www.google.com/imgres?imgurl=https%3A%2F%2Fupload.wikimedia.org%2Fwikipedia%2Fcommons%2Fthumb%2F1%2F1e%2FCIE1931xy_gamut_comparison.svg%2F800px-CIE1931xy_gamut_comparison.svg.png&imgrefurl=https%3A%2F%2Fen.wikipedia.org%2Fwiki%2FColor_space&tbnid=O8fFbiwvXEGPxM&vet=12ahUKEwjjk4zngLL2AhWV04UKHdWeDYQQMyggegUIARCDAg..i&docid=OVM2j42qH5mc7M&w=800&h=850&q=gamut%20video&hl=en&ved=2ahUKEwjjk4zngLL2AhWV04UKHdWeDYQQMyggegUIARCDAg#imgrc=O8fFbiwvXEGPxM&imgdii=UdFbSxkP2nLI5M 5 https://www.facebook.com/Wypo%C5%BCyczalnia-fotograficzna-oraz-kalibracja-monitor%C3%B3w-137645189639782/?ref=page_internal}}

^{_{https://www.facebook.com/Wypo%C5%BCyczalnia-fotograficzna-oraz-kalibracja-monitor%C3%B3w-137645189639782/?ref=page_internal}}