如何確認軟體有正確的色彩管理

不同的數位影像檔案,可能是在不同的色彩空間、色域中所繪製、拍攝紀錄、建立而成的。許多影像檔案會標示嵌入Color Proflie描述檔資訊,讓使用者或軟體能正確辨識。

那要如何確認應用軟體、看圖程式支援並正確顯示呢?

我們可以透過一系列具有相同內容,使用不同色彩描述檔的圖片作為比較參考,利用比較影像中相同與不同之處,比對現有的顯示器性能梳理出對應關係,來確認程式是否有正確辨識並轉換色彩



推薦使用Digital Outback Photo提供的印刷評估測試圖,圖片檔案可以由下面連結網頁中下載:
http://www.outbackphoto.com/printinginsights/pi048/essay.html
下載連結在網頁最下方「Download The 40MB TIFF file can be downloaded from here.」

這張圖原本設計是用來作輸出印刷評估測試用,但它巧妙地結合了許多不同功能的影像部分,也非常適合拿來當成顯示設備、色彩管理驗證的評估之用。


基本的概念是利用一張原生色域較大、色彩較鮮艷的圖片檔以其為樣板,製造數個向下轉換至較小色彩空間的影像檔,彼此影像內容相似但色彩略有不同。
同時開啟這些檔案,比對影像中應該相同與不同的部分來確定色彩管理功能是否正常運作。

先來分析這張圖的幾個重要部分。

1.人像
圖中顯示四個人物展現四種膚色,這邊我們留意的重點是膚色基本上都屬於低飽和色彩範疇,能夠完全被sRGB色彩空間涵蓋。


2.飽和色塊
這個區塊展示紅橙黃綠一直到紫色、洋紅色的飽和色塊。這邊留意的重點是原始檔案的色彩空間使用ProPhoto,意味著這些對應到真實世界的色彩應該是極度飽和、鮮豔的顏色。
當影像轉換至其他較小的色彩空間時,理論上部分色塊將沒有可以對應的色彩來顯示,此時透過軟體內公式轉換,將以新的飽和色彩取代原本色彩


3.圖像中常見物品的記憶色
除了前述人像膚色部分外,這張圖還包含左上角帶一點暖調的室內靜物照,上方照片左邊橘黃色岩石與藍色帶點青的漸層天空,右邊白楊木的金黃色葉子與白色樹幹,最右側黑色調帶一點冷色調的電器產品, 中間部分照片,包含中央中性色調的灰階電子顯微鏡照片,右側光澤感紅色草莓,下方右側的橙色夕陽漸層,與最右側帶有青銅金屬光澤熔岩岩石。
影像記憶色,提供一種雖不準確但能以肉眼做初步評估的方式,色彩偏差太大時也能快速地被辨識。


接下來幾個部分說明,如何利用這張圖來確認軟體是否有正確設置。
這邊以ProPhoto、AdobeRGB與sRGB三種描述檔的圖檔來做示範。

檔案原始檔下載處,在本文開頭有附上連結,如果下載有問題,或不確定如何轉換至不同的色彩空間,這邊提供備用轉換好的色彩空間的JPEG版本。

如果不清楚ProPhoto RGB、AdobeRGB與sRGB的色域大小的朋友,可以參考下面這張將三個色彩空間繪製於CIE 1931 xy平面圖上的比較圖。

https://zh.wikipedia.org/wiki/ProPhoto_RGB

A.如果軟體不支援色彩管理,或是關閉色彩管理,那你將看到三張圖片的色彩都不一樣;檔案使用的色彩空間色域越大的,顏色會相對越去飽和呈現灰黯的感覺,相反的越小的則越鮮豔。

從左到右: ProRes,AdobeRGB,sRGB
沒有色彩管理的狀況下三張圖檔顏色並不相同

B.假若影像中的色彩是屬於sRGB所覆蓋的色域,那無論是ProPhoto、AdobeRGB或sRGB的圖檔,在正確的色彩管理設定下,影像要維持相同的色彩外觀。

以範例圖檔為例,人像部分應該三張圖檔都維持相同的膚色。


C.飽和色塊部分

這邊示範效果以Photoshop為例;Photoshop除了會辨識影像檔本身的描述檔以外,還會辨識螢幕使用的描述檔,做到從檔案至顯示完整的色彩管理/色彩轉換。
但實際的顯示效果,會因為螢幕的顯色色域不同而有所差異,以下舉例三種狀況說明。

以下範例圖檔皆為飽和度變化示意,受限於網路標準規範描述檔應為sRGB,所以色塊飽和度請參考同一張圖片左右,非同一張圖片的比較是沒有意義的。

sRGB標準螢幕

無論是ProPhoto、AdobeRGB或sRGB,看起來都會幾乎一樣,飽和色塊所呈現的就是sRGB最高的飽和度。

在sRGB標準或更小色域覆蓋的螢幕上看三張圖,基本上無法看出明顯差異

由外至內的三角形,分別是ProPhoto、AdobeRGB與sRGB三個色彩空間繪製在CIE1931平面圖上。假若今天螢幕顯色色域覆蓋能力僅為sRGB,則只有亮區的色彩能被顯示出來。

改以Perceptual Render Intent感知渲染意圖/目的方式繪製模擬圖,可以看出雖然在Photoshop軟體中,三張圖所涵蓋的色彩範圍不同,但因為受限於螢幕顯示能力,在色彩管理引擎作用下,三張圖都會被轉換至螢幕所能顯色的色彩上。


AdobeRGB標準螢幕

使用AdobeRGB色域螢幕,則ProPhoto、AdobeRGB兩個圖檔的飽和色塊會相似,但sRGB的部分則明顯較不飽和。

AdobeRGB螢幕下,左邊兩張ProPhoto、AdobeRGB看起來相似
右邊sRGB明顯色塊較不飽和、不鮮豔。

改以Perceptual Render Intent感知渲染意圖/目的方式繪製模擬圖 ,可以看出雖然在Photoshop軟體中,三張圖所涵蓋的色彩範圍不同,但因為受限於螢幕顯示能力,在色彩管理引擎作用下,三張圖都會被轉換至螢幕所能顯色的色彩上。

大於AdobeRGB標準螢幕

使用比AdobeRGB色域涵蓋更廣的螢幕,則可以看出ProPhoto的飽和色最鮮艷,其次是AdobeRGB,最末則是sRGB。

色域覆蓋略大於AdobeRGB的螢幕,左邊ProPhoto稍比中間AdobeRGB鮮豔一些,右邊sRGB依然明顯色塊較不飽和、不鮮豔。

改以Perceptual Render Intent感知渲染意圖/目的方式繪製模擬圖 ,可以看出雖然在Photoshop軟體中,三張圖所涵蓋的色彩範圍不同,但因為受限於螢幕顯示能力,在色彩管理引擎作用下,三張圖都會被轉換至螢幕所能顯色的色彩上。


(補述) 以色彩管理架構來看螢幕與檔案的色彩關係

如果對於色彩管理架構有興趣,或是看完以上不同色域大小螢幕,為何會影響顯示效果差異感到不是很清楚的朋友,歡迎參考另外一篇專門討論不同顯示、輸出間的差異與色彩管理架構的文章,「為何螢幕畫面總是和輸出後差很多?

以下借用該篇文章的流程圖,與擷取關於顯示器與檔案有關係的部分,最後再稍微補述一下:

流程圖(點擊可以放大)
流程圖上部分截圖,關於檔案與顯示器的關係

左方「工作空間RGB數值」表示檔案以軟體開啟後,在軟體內代表的色彩,右側「編輯中預覽 顯示器RGB數值」則是實際螢幕顯示使用的色彩,兩者中間是有一個轉換關係存在的,依靠兩個色彩描述檔連結、提供色彩管理引擎處理。

結尾

透過參考圖片的輔助,我們可以更快速的確認使用的軟體與設置是否支援色彩管理,是否正確顯示影像;確認影像是否正確,是所有影像工作者都應該在設置工作環境前,進行確認的一個步驟。

只要掌握好色彩管理的核心重點:在有色彩管理的環境中,影像在未受硬體效能的限制前,都應該顯示出相同的外觀與色彩,而如果受限於格式或是硬體效能時,一般軟體預設下,也通常是尋求與原本圖像最接近的顯示效果。理解「變」與「不變」的部分就能快速上手。


這邊的設置只能反映軟體的相關設定是否正常運作,並不能確認螢幕本身是否準確,以及螢幕使用的色彩描述檔是否與螢幕匹配。實際要做到後者確認,還是必須要透過儀器測量,才能知道是否準確,如有偏差,也需要透過儀器校正、製作專屬的描述檔,才會得最正確的顯示效果。

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