# Робочий простір

## Так, мною вказано &digikam;, де шукати профіль мого монітора, у мене є профіль фотоапарата, який було застосовано до зображення, отриманого моїм програмним забезпеченням з роботи з цифровими негативами. Яким буде наступний крок у керуванні кольорами?

Вам слід вибрати робочий простір кольорів для редагування вашого зображення. LCMS перетворить ваше зображення з простору кольорів вашого фотоапарата до вибраного вами робочого простору за допомогою PCS, що визначається профілем кольорів вашого фотоапарата.

## Чому б мені просто не відредагувати мої знімки у просторі кольорів, описаному профілем мого фотоапарата?

В решті решт, профіль фотоапарата має забезпечувати найкращу відповідність до кольорів, які здатен записувати фотоапарат, відповідно до процедури обробки цифрових негативів, чи не так? Вікіпедія повідомляє: «Робочі простори, подібні до sRGB і Adobe RGB, є просторами кольорів, які забезпечують добрі результати у процесі редагування. Наприклад, пікселі з рівними значеннями компонент у RGB мають виглядати нейтральними». Фраза «пікселі з рівними значеннями компонент у RGB мають виглядати нейтральними» означає, що всі пікселі зображення, яке було перетворено у відповідний робочий простір, з R=G=B, мають виглядати як сірі, чорні або білі на екрані. У багатьох профілях фотоапаратів ця умова «нейтральності» порушується. Список інших технічних вимог до доброго робочого простору авторові невідомий, але він може навести інший аргумент на користь відмови від редагування вашого зображення у просторі кольорів вашого фотоапарата. Якщо ви поглянете на розміри файла з даними типового профілю фотоапарата, ви переконаєтеся, що цей файл має розмір від чверті до половини мегабайта або навіть більший. У цьому файлі міститься багато даних щодо всіх змін, які слід виконати для різних областей кольору і тональності початкового зображення, щоб отримати точне відображення кольорів за значеннями RGB, отриманими від інструменту обробки цифрового негатива. Профіль фотоапарата є точним (принаймні для кольорів на знімка), але не є математично гладким. З іншого боку, профілі робочих просторів кольорів є дуже малими за розмірами (половина кілобайта, а не половина мегабайта), оскільки у них палітру кольорів описано у термінах гладких, неперервних математичних функцій. У профілях робочих просторів не потрібно робити допусків на щодо неточність реальних датчиків, отже математичні перетворення, які буде виконано під час редагування зображення, будуть точнішими і гладкішими, ніж були б, якщо б ви спробували редагувати зображення у просторі кольорів фотоапарата.

## Яким робочим простором я маю скористатися?

У будь-кого з цього приводу є власна думка. Викладемо лише базові відомості, які нададуть вам змогу зробити вибір. Робочі профілі просторів кольорів мають такі характеристики:

1. Гама (або інша функція перетворення), яка визначає ступінь зміни початкових значень лінійної інтенсивності, яку було виміряно датчиком фотоапарата (і перетворено вбудованою програмою фотоапарата, а потім наближено програмою для обробки цифрових негативів з метою отримання файла зображення), призначеної для того, щоб зробити редагування простішим і точнішим.

2. Основні кольори RGB, які визначають діапазон кольорів, тобто палітру кольорів, яку покриває вказаний профіль.

3. Точка білого (зазвичай, D50 або D65, хоча можливе використання і інших значень), яка вказує температуру кольору точки білого робочого простору.

## Який коефіцієнт контрастності (гаму) повинен мати мій робочий простір?

Гама профілю кольорів визначає, яке степеневе перетворення слід виконати, щоб належним чином перетворити зображення з вбудованого профілю кольорів зображення (ймовірно, вашого робочого простору кольорів або профілю кольорів вашого фотоапарата) у інший профіль кольорів з іншою гамою, наприклад, вибраний вами робочий простір або профіль показу, який буде використано під час показу зображення на екрані, або з одного робочого простору у інший, або з вашого робочого простору до робочого простору принтера. Після обробки dcraw ви отримаєте 16-бітове зображення з лінійною гамою. Це означає, що гістограма отриманого файла зображення демонструватиме справжню кількість світла, яку було накопичено кожним елементарним датчиком матриці фотоапарата під час експозиції (взято з звідси). (Ось чому застосування профілю фотоапарата до даних, виведених dcraw, також вимагає застосування перетворення гами для переходу до бажаного робочого простору, якщо у профілі фотоапарата не використано значення гама=1.)

Якщо не брати до уваги теоретичні можливості, у реальному світі реального редагування зображень майже всі користуються робочими просторами з коефіцієнтом контрастності (гамою) зі значеннями 1,8 або 2,2. sRGB і L*-RGB є двома єдиними помітними винятками.

У sRGB використано функцію перетворення, близьку до функції перетворення моніторів CRT (а отже, не пов’язану з редагуванням зображень чи показом зображень на моніторах LCD). Як зазначено у Вікіпедії, « на відміну від більшості інших просторів кольорів RGB, гаму sRGB не можна вказати як єдине числове значення. Загальне значення гами цього простору приблизно дорівнює 2,2, крива перетворення складається з лінійної (гама=1,0) ділянки поряд з чорним кольором і нелінійної ділянки для інших кольорів, де значення змінюється за степеневою функцією порядку 2,4, а гама (нахил на площині з логарифмічними координатами для вхідних і вихідних даних) змінюється від 1,0 до приблизно 2,3» (взято звідси), що призводить до потреби у складних математичних обчисленнях під час обробки зображення.

У L*-RGB як функцію перетворення використано ту саму відчуттєво однорідну функцію перетворення, що і у просторі кольорів CIELab. «У разі зберігання кольорів з обмеженими значеннями точності» за допомогою відчуттєво однорідної функції перетворення «можна покращити відтворення тонів» (взято звідси).

Окрім значень гама=1,8 і гама=2,2, єдиним іншим значенням гами для робочого простору, яке заслуговує на згадку, є значення лінійної гами або гама=1,0. Як вже згадувалося, дані, виведені до файлів dcraw, мають лінійну гаму, якщо ви виводитимете дані у 16-бітовому форматі. Лінійна гама використовується під час створення зображень HDR (з високим динамічним діапазоном), а також у разі, коли бажано уникати помилок, пов’язаних з гамою, під час редагування звичайних зображень з низьким динамічним діапазоном.

Тема «помилок, пов’язаних з гамою» виходить за межі цього посібника. Але ви можете ознайомитися з розділом «Помилки, пов’язані з гамою, при масштабуванні зображень» ("Gamma errors in picture scaling") (взято звідси), щоб дізнатися про пов’язані з гамою зсуви тональності; і, звичайно ж, ознайомитися з матеріалами інформативного (хоча і з дещо підмоченою репутацією) вебсайта Тімо Аутіокарі (Timo Autiokari), де наведено безпосередній опис використання лінійних робочих просторів гами (здається, зараз вебсайт Тімо не працює, але доступ до архівних копій статей все ще можна отримати за допомогою кешу google). Брюс Ліндблум (Bruce Lindbloom) згадує про поширену пов’язану з гамою помилку, яку спричинено неправильним обчисленням освітленості у нелінійному робочому просторі RGB (див. цю сторінку, sidenote 1). Крім того, обчислення, які використовуються під час змішування кольорів для створення нових кольорів (подібні до тих, які виконуються під час застосування фільтра потеплішання кольорів зображення) призводять до помилок у гамі, якщо нові кольори обчислюються за допомогою попереднього перетворення всіх відповідних значень до їх лінійних відповідників.

На жаль і усупереч незаперечним математичним перевагам, робочі простори з лінійними гамами містять так мало тонів у тінях, що (на думку автора цього підручника) ними неможливо користуватися для редагування, якщо ви працюєте з 8-бітовими кольорами, і проблематично користуватися за 16-бітових кольорів. Коли настане день, коли ми зможемо редагувати наші 32-бітові зображення, створені за допомогою фотоапаратів з високим динамічним діапазоном на наших персональних суперкомп’ютерах, можна бути певним, ми користуватимемося робочими просторами з гама=1. Adobe Lightroom вже перейшов на неявне використання робочого простору з лінійною гамою, у CS2 передбачено пункт, який вмикає використання лінійної гами для змішування кольорів, а програма Lightzone завжди використовувала робочий простір з лінійною гамою.

## Скільки дискретних тональних переходів у цифровому зображенні?

На 8-бітовому зображенні ви зможете побачити 256 тональних переходів від повністю чорного до повністю білого кольору. На 16-бітовому зображенні теоретично таких переходів буде 65536 таких переходів. Але пам’ятайте, що ці 16-бітові кольори було створено на основі 10-бітових (=1024 переходів), 12-бітових (=4096 переходів) або 14-бітових (=16384 переходів) кольорів, отриманих від вбудованого інструменту перетворення фотоапарата, — решта бітів доповнення до 16 отримано простим доповненням. Отримані тони розподілено нерівномірно від світлих до темних. У режимі лінійної гами (у якому «бачить» речі матриця фотоапарата) на світлих ділянках набагато більше тонів, ніж на темних. Отже порада буде такою: якщо ви знімаєте для створення цифрового негатива, обирайте правильну експозицію, але так, щоб світлі ділянки не було переекспоновано. Докладніше обговорення щодо розподілу тонів на зображеннях цифрових негативів можна дізнатися зі статей Рона Бігелоу (Ron Bigelow) щодо вибору цифрових негативів.

## Який з робочих просторів слід вибрати: з широкою чи з вузькою палітрою?

Однією з основних проблем при виборі робочого простору є те, що деякі з робочих просторів ширші за інші, тобто вкривають більшу область видимого спектру (а отже включають певні уявні кольори — математичні конструкти, яких насправді не існує). Перевагою таких ширших просторів є збереження всіх кольорів, отриманих за допомогою фотографування і збережених під час перетворення LCMS з профілю вашого фотоапарата у простір з’єднання з дуже широкою палітрою та наступного перетворення у вибраний вами робочий простір.

Але збереження всіх можливих кольорів має свою ціну, про яку ми поговоримо нижче. Крім того, ймовірно, довільне цифрове зображення містить лише невелику підмножину всіх можливих видимих кольорів, які здатен зареєструвати ваш фотоапарат. Ця мала підмножина з легкістю вкладається у один з менших робочих просторів (винятком, де потрібні ширші палітри кольорів, будуть зображення об’єктами з високою насиченістю кольорів, наприклад, жовті нарциси).

Використання дуже широкого робочого простору кольорів означає, що редагування вашого зображення (застосування кривих, збільшення насиченості тощо) може легко призвести до того, що ваш остаточний пристрій виводу даних (принтер, монітор) просто не зможе відтворити ці кольори (ви, звичайно ж, не зможете бачити їх і під час редагування). Отже, під час перетворення з вашого робочого простору до вашого пристрою виводу даних (наприклад, принтера) доведеться відображати кольори вашого зображення, які перебувають поза палітрою (вони можуть бути навіть суто уявними), на простір кольорів вашого принтера, який має набагато вужчу палітру. Цей процес відображення, за найкращих умов, призведе до неточностей у кольорах і втрати насиченості. За найгірших же умов, відображення може призвести до утворення смуг (постеризації — пробілів там, де повинен бути плавний перехід кольорів, наприклад, на синьому небі) та обрізання (наприклад, ретельно створений вами плавний перехід тонів рожевого може стати суцільною ділянкою тьмяно-червоного кольору після перетворення до простору кольорів принтера). Крім того, знавці стверджують, що у 8-бітових зображеннях просто не вистачає тонів для покриття всієї палітри робочого простору без утворення смуг і втрати насиченості, навіть до перетворення до простору виводу даних. Отже, якщо ви оберете робочий простір з широкою гамою, переконайтеся, що ви редагуєте саме 16-бітове зображення.

Підбиваючи підсумки, використання робочих просторів з широкою палітрою, за умов неправильної обробки, може призвести до втрати даних на виході. Використання робочих просторів з вузькою палітрою може призвести до обрізання даних на вході. Використання робочих просторів з палітрою середніх розмірів може бути «золотою» серединою. Як повідомляє нам Вікіпедія, це завжди компроміс.

Ось декілька з основних порад щодо вибору робочого простору:

1. Для зображень, призначених для інтернету, використовуйте (або принаймні перетворіть остаточне зображення) простір sRGB.

2. Щоб збільшити точність вашого редагування зображень (тобто найкраще скористатися обмеженою кількістю бітів без утворення смуг і обрізання під час перетворення вашого зображення у простір кольорів виводу), використовуйте найменший робочий простір, який містить всі кольори об’єкта, який ви фотографували плюс невеличкий додатковий простір для тих кольорів, які ви створите під час редагування.

3. Якщо ви працюєте з 8-бітовими кольорами, а не з 16-бітовими, оберіть вужчий робочий простір, щоб уникнути стинання або появи смуг на зображенні.

4. Якщо метою є додавання зображень до архіву, перетворіть ваш файл цифрового негатива на 16-бітовий tiff у робочому просторі з широкою палітрою, щоб уникнути втрати даних щодо кольору. Потім перетворіть цей архівний tiff у вибраний вами робочий простір з палітрою середнього або великого розміру (перетворений робочий tiff, звичайно ж, слід зберегти з іншою назвою).

Докладніше про вибір робочого простору можна дізнатися за цією адресою, де наведено відомості щодо робочих просторів RGB для візуального порівняння палітри (масиву кольорів, що у ній містяться) для різноманітних робочих просторів кольорів. Див. тут і тут, щоб дізнатися про переваги та недоліки, відповідно, використання робочих просторів з широкою палітрою. Не полишаючи сайт cambrideincolour.com, ознайомтеся з посібником з керування кольорами, що на ньому зберігається.