Kleur: van scherm tot print Arteveldehogeschool Grafische en Digitale Media Kleur: van scherm tot print Inleiding op kleurenbeheer Frans Vander Meiren Lector Arteveldehogeschool

Inhoud Proloog Probleemstelling Weergave van digitale beelden ICC-Color management De praktijk Epiloog

Proloog: waarom kleurenbeheer? "If you can't make it good, at least make it look good" Bill Gates oprichter van Microsoft

Waarom kleurenbeheer? Met de toenemende vraag naar kleur is er een toenemende vraag naar correcte, consistente en voorspelbare kleuren Vanuit de grafische wereld: commercieel drukwerk, reclame, verpakkingen Internet en E-commerce: producten moeten op een website met de juiste kleuren weergegeven worden Snel groeiende consumentenmarkt van de digitale fotografie en colour printing Printing on demand, short run-colour Office-wereld

Amerikaans mediamagnaat Probleemstelling "It's so much easier to suggest solutions when you don't know too much about the problem." Malcolm Forbes Amerikaans mediamagnaat

Verschillende uitvoerapparaten geven verschillende uitvoer Een afdruk van een afbeelding helemaal niet lijkt op wat het beeldscherm te zien geeft Verschillende beeldschermen tonen vaak dezelfde afbeelding met afwijkende kleuren Op eenzelfde werkstation kan een afbeelding geopend in de ene applicatie er qua kleurweergave anders uitzien dan wanneer die geopend is in een andere

Verschillende applicaties …?

Oplossing: kleurenbeheer of colour management Een technologie die de kleurencommunicatie tussen systemen mogelijk maakt Het is de bedoeling de kleuren zo goed mogelijk over te dragen, rekening houdend met de beperkingen van systemen of applicaties Colour matching wordt enkel nagestreefd bij proofing

Weergave van digitale beelden "Things should be made as simple as possible, but not any simpler." Albert Einstein wetenschapper

Digitale beelden Digitale beelden zijn opgebouwd uit beeldelementen of pixels

Beeldweergave bij monitoren Bij monitoren wordt de kleur van elke pixel weergegeven door de aandelen rood, groen en blauw (de RGB- waarden) additief met elkaar te mengen.

Beeldweergave bij monitoren CRT-monitoren (cathode ray tube): drie elektronenstralen beschrijven lijn na lijn, punt na punt de RGB-fosfors aan de binnenkant van de beeldbuis. De intensiteit van elk van de elektronenstralen bepalen de mate waarin die fosfors gaan oplichten LCD-monitoren (Liquid Crystal Displays): roterende kristallen moduleren voor elke pixel de hoeveelheden rood, groen en blauw licht die doorgelaten worden

Beeldvorming in druk In druk worden de kleuren bekomen door de subtractieve menging van de drukinkten cyaan, magenta en geel (yellow).  CMY Zwart (K) wordt daar als vierde drukkleur bijgevoegd om de densiteit in de donkere tonen te verhogen.  CMYK-beelden

Beeldvorming in druk De vier drukkleuren worden als rasters over elkaar heen gedrukt. De voorbije 3 maanden heb ik mij in het kader van dit HOBU-project en als lid van het intern team verdiept in de rastertechnologie Rastertechnologie is in het geheel van het project "Kleurenuitbreiding met quadri+" een belangrijk onderdeel, om de evidente reden dat rasteren nog altijd één van de belangrijke pijlers is voor de beeldvorming in druk. Er zijn meerdere rastertechnologieën. De keuze die men maakt is bepalend voor de kwaliteit van het drukwerk, maar heeft ook zijn technische implicaties. Rasterdruk in één kleur lukt aardig, maar met meerkleurendruk krijgt men een veelvoud van problemen aangereikt. Vandaar het belang van een grondige kennis van de rastertechnologie voor al wie actief is in de grafische productie C M Y K = + + +

Digitale codering De hoeveelheden rood, groen en blauw worden als 8-bit getallen (van 0 tot 255) bijgehouden in het werkgeheugen of op de harde schijf van de computer. (255, 0, 0) (255, 255, 0) (255, 128, 0) CMYK-beelden worden op een gelijkaardige manier gecodeerd

Interpretatie van kleur Verschillende digitale camera's vertalen een kleur nooit naar exact dezelfde RGB-waarden Camera 1 (250, 15, 10) De voorbije 3 maanden heb ik mij in het kader van dit HOBU-project en als lid van het intern team verdiept in de rastertechnologie Rastertechnologie is in het geheel van het project "Kleurenuitbreiding met quadri+" een belangrijk onderdeel, om de evidente reden dat rasteren nog altijd één van de belangrijke pijlers is voor de beeldvorming in druk. Er zijn meerdere rastertechnologieën. De keuze die men maakt is bepalend voor de kwaliteit van het drukwerk, maar heeft ook zijn technische implicaties. Rasterdruk in één kleur lukt aardig, maar met meerkleurendruk krijgt men een veelvoud van problemen aangereikt. Vandaar het belang van een grondige kennis van de rastertechnologie voor al wie actief is in de grafische productie Camera 2 (243, 18, 6)

Interpretatie van kleur Anderzijds geven gelijke RGB-waarden bij verschillende monitoren nooit exact dezelfde kleur: Monitor 1 (255, 128, 0) De voorbije 3 maanden heb ik mij in het kader van dit HOBU-project en als lid van het intern team verdiept in de rastertechnologie Rastertechnologie is in het geheel van het project "Kleurenuitbreiding met quadri+" een belangrijk onderdeel, om de evidente reden dat rasteren nog altijd één van de belangrijke pijlers is voor de beeldvorming in druk. Er zijn meerdere rastertechnologieën. De keuze die men maakt is bepalend voor de kwaliteit van het drukwerk, maar heeft ook zijn technische implicaties. Rasterdruk in één kleur lukt aardig, maar met meerkleurendruk krijgt men een veelvoud van problemen aangereikt. Vandaar het belang van een grondige kennis van de rastertechnologie voor al wie actief is in de grafische productie Monitor 2 (255, 128, 0)

Interpretatie van kleur Gevolg: eenzelfde digitaal beeld ziet er op twee verschillende monitoren anders uit Monitor 1 Monitor 2

Primairen of bronkleuren set 1 set 2 Verschillende bronkleuren zorgen voor verschillende kleuren Het rood van set 2 is meer verzadigd Ook het wit- en het zwartpunt bepalen de kleurweergave van een afbeelding Het wit van set 2 bevat een roodzweem Het zwart van set 2 heeft een lagere densiteit set 1 set 2

Kleurenbereik Het kleurenbereik of de gamut van een kleurensysteem definieert alle kleuren die een systeem kan genereren De bronkleuren bepalen het kleurenbereik van een systeem Het kleurenbereik wordt voorgesteld in een kleurendiagram, afgeleid van een toestelonafhankelijke kleurenruimte

Kleurenruimtes Het CIE, Commission Internationale de l'Eclairage, ontwikkelt systemen voor het kwalitatief en kwantitatief onderzoek van het kleurenzien Resultaten zijn o.a. de kleurenruimtes CIEXYZ en CIELAB: X Y Q Z

xy-kleurendiagram Een xy-kleurendiagram is afgeleid van de CIEXYZ-kleurenruimte Een xy-kleurendiagram is een tweedimensionale voorstelling van alle kleuren die het menselijk oog kan zien (de luminantie of helderheid buiten beschouwing gelaten)

ab-kleurendiagram Een alternatief is een ab-kleuren- diagram, afgeleid van een CIELAB of een Lab-kleurenruimte

Kleurenbereik voorgesteld in een xy-kleurendiagram Kleurenbereik van een monitor wordt gevormd door de driehoek die de bronkleuren verbindt R G B

Kleurenbereik voorgesteld in een xy-kleurendiagram Kleurenbereik van monitor 2 is iets groter dan dat van monitor 1 Vooral in de rode kleuren wordt een groter bereik gehaald  roodverschuiving R1 G1 B1 G2 R2 B2

Kleurentransformatie Om op de tweede monitor eenzelfde weergave te krijgen als op de eerste moeten we het kleurenbereik van monitor 2 inpassen in dat van monitor 1 In de praktijk komt dat neer op een herrekenen van de RGB-waarden van de 2de monitor Dit kan met een wiskundige transformatie:

Kleurentransformatie Resultaat: de RGB-waarden voor monitor 2 zijn omgerekend en visueel krijgen we eenzelfde resultaat als bij monitor 1 Monitor 1 Monitor 2

Kleurentransformatie van scanner naar monitor RGBscanner  RGBmonitor Een scanner heeft een veel grotere gamut dan een monitor… R G B

Kleurentransformatie van scanner naar drukpers RGBscanner  CMYKdrukpers Het kleurenbereik van een drukpers is veel grilliger van vorm dat de driehoek van een scanner … C C+M M Y+M Y Y+C

Gamut mapping De conversie van een grotere naar een kleinere kleurenruimte heet gamut mapping Hiervoor bestaan verschillende strategieën (zie verder) C C+M M Y+M Y Y+C

Besluit Elk apparaat werkt binnen een eigen kleurenruimte, die bepaald wordt door de technische karakteristieken van het apparaat = een toestelafhankelijke kleurenruimte Dit is het uitgangspunt voor de opbouw van een color management- systeem of CMS

ICC-Color management "Success consists of going from failure to failure without loss of enthusiasm." William Churchill

International Color Consortium Het ICC of International Color Consortium werd in 1993 in het leven geroepen door Apple Computer, Adobe Systems, Agfa, Kodak, Microsoft, Sun Microsystems, Taligent en FOGRA De doelstelling: Standaardiseren van kleurencommunicatie om zo te komen tot een voorspelbare en correcte reproductie van kleuren met als uitgangspunt een open architectuur www.color.org

Open architectuur Om de kleurenomrekening tussen verschillende apparaten mogelijk te maken zijn er een veelvoud aan conversies nodig: n invoer en m uitvoerapparaten vragen n x m conversies. invoer 1 invoer 2 invoer 3 uitvoer 1 uitvoer 2 uitvoer 3 uitvoer 4

Open architectuur De communicatie kan vereenvoudigd worden met de introductie van een standaardkleurenruimte (CIEXYZ of CIELAB), die optreedt als een tussenschakel (hub) bij de conversies. In plaats van n x m zijn er maar n + m conversies nodig! invoer 1 invoer 2 invoer 3 uitvoer 1 uitvoer 2 uitvoer 3 uitvoer 4 CIEXYZ of CIELAB

Bouwstenen van een ICC-Color management systeem Profielen Om van een invoer- naar een uitvoerapparaat te gaan, zijn er telkens 2 conversies nodig Voor elke kleurenconversie zijn er de gegevens nodig van de kleurenruimte van het apparaat en die van de neutrale ruimte De gegevens van het apparaat zijn verzameld in een kleurenprofiel, of kortweg profiel conversie conversie invoer uitvoer

Bouwstenen van een ICC-Color management systeem Profielen (vervolg) Een kleurenprofiel draagt de naam van het apparaat waarbij het hoort, gevolgd door de extensie ".icc" (Apple) of ".icm" (Microsoft) Ze zijn opgeslagen op de harde schijf van de computer op welbepaalde daartoe voorziene locaties. Voor een Windows-computer is dat C:\WINDOWS\system32\spool\drivers\color

Bouwstenen van een ICC-Color management systeem Profile connection space, PCS Centraal in een ICC-CMS staat de standaard kleurenruimte (CIEXYZ of CIELAB) Deze kleurenruimte is gesitueerd tussen in- en uitvoerprofielen en noemt men daarom ook de profile connection space of PCS invoer 1 uitvoer 1 PCS uitvoer 2 invoer 2 uitvoer 3 CIEXYZ of CIELAB invoer 3 uitvoer 4

Bouwstenen van een ICC-Color management systeem Color Management Module, CMM Is de software die verantwoordelijk is voor de omrekening van de kleurwaarden. De CMM maakt hierbij gebruik van de data van de toegepaste profielen. Mac OS: ColorSync Windows: ICM 2.0 (engine van Heidelberg) Maakt deel uit van het besturingssysteem

Bouwstenen van een ICC-Color management systeem Rendering Intents De rendering intents zijn strategieën voor de vertaling van kleuren tussen de twee kleurenruimtes (gamut mapping). Wat moet er gebeuren als het kleurenbereik van de doelkleurenruimte groter is dan het bereik van de bron? bronkleurenruimte doelkleurenruimte ?

Bouwstenen van een ICC-Color management systeem Rendering Intents Een ICC-CMS voorziet 4 rendering intents: Perceptueel of fotografisch Absoluut colorimetrisch Relatief colorimetrisch Saturatie of verzadiging Perceptueel of fotografisch Absoluut colorimetrisch Relatief colorimetrisch Saturatie of verzadiging

Bouwstenen van een ICC-Color management systeem Rendering Intents: Perceptueel of fotografisch Gelijkmatige compressie van de bron- naar de doelruimte: bron doel

Bouwstenen van een ICC-Color management systeem Rendering Intents: Relatief colorimetrisch Kleuren die buiten de gamut liggen van de doelruimte worden op de rand van de doelruimte gelegd (gamut clipping) het witpunt van de doel- valt samen met dat van de bronkleurenruimte bron doel

Bouwstenen van een ICC-Color management systeem Rendering Intents: Perceptueel vs. Relatief colorimetrisch Perceptueel heeft een gelijkmatige toondifferentiatie over het volledige bereik Relatief colorimetrisch heeft minder detail in de verzadigde tonen Relatief colorimetrisch heeft iets meer verzadiging in de middentonen Origineel RGB Perceptueel Relatief colorimetrisch Conversie naar CMYK Eurostandaard

Soorten profielen Display- of monitorprofielen: bevatten specifieke informatie over de RGB-ruimte van een monitor in kwestie Invoerprofielen: bevatten specifieke informatie over de RGB-ruimte van een scanner of digitale camera Uitvoerprofielen: bevatten specifieke informatie over de CMYK-ruimte van een printer of drukpers RGB PCS RGB PCS RGB PCS CMYK PCS CMYK PCS

Kleurenconversie met behulp van profielen Van scanner naar monitor Klassieke voorstelling Voorstelling met profielen PCS RGBmon RGBscan

Kleurenconversie met behulp van profielen Stap 1: voor aanvang van de conversie worden de profielen met behulp van de CMM gecombineerd tot een tabel, waarbij een relatie gelegd wordt tussen de kleurwaarden van de beide systemen. PCS RGBmon RGBscan CMM Invoer Uitvoer Rscan Gscan Bscan Rmon Gmon Bmon 255 245 10 2 250 9 21 5 …

Kleurenconversie met behulp van profielen Stap 2: met behulp van deze tabel worden de RGB-waarden van de scanner geconverteerd naar de RGB-waarden van de monitor RGBscanner Invoer Uitvoer Rscan Gscan Bscan Rmon Gmon Bmon 255 245 10 2 250 9 21 5 … RGBmonitor

Werkruimteprofielen In- en uitvoerapparaten communiceren zelden of nooit rechtstreeks met elkaar. Dit gebeurt steeds via een applicatie (Adobe Photoshop, Microsoft Word, …) Ook deze applicaties werken met een kleurenruimte  kleurenwerkruimte Een kleurenwerkruimte is een (min of meer) geïdealiseerde RGB- of CMYK-ruimte 2 RGB-ruimten zijn uitgegroeid tot standaarden: sRGB: standaard kleurenruimte voor Windows en het internet Adobe RGB 1998: populair bij grafische toepassingen en in de fotografie omwille van zijn groot kleurenbereik RGB PCS CMYK

Ingebedde profielen De afbeeldingen die zich als bestand op de harde schijf bevinden, zijn RGB- of CMYK-bestanden. Wil men aangeven in welke kleurenruimte precies ze gecodeerd werden, dan kan men het profiel "inbedden" in het bestand. Photoshop biedt een handige mogelijkheid om profielen in te bedden Digitale camera's leveren JPEG-bestanden die een sRGB- of Adobe RGB-profiel bevatten. Bestand sRGB PCS

Kleurencommunicatie tussen randapparatuur en applicatie De communicatie tussen randapparatuur en applicatie verloopt via het werkruimteprofiel van de applicatie. Voor elke kleuroverdracht van applicatie naar randapparaat zijn er twee conversies en dus 2 profielen nodig RGBmon PCS Ad.RGB PCS Ad.RGB sRGB Bestand RGBscan PCS Ad.RGB CMYKprnt PCS Ad.RGB Applicatie met als werkruimte Adobe RGB Werkstation

Applicatie met als werkruimte Adobe RGB Proofing Applicatie met als werkruimte Adobe RGB CMYK PCS Ad.RGB sRGB Bestand RGBmon proofing b a Een techniek waarbij men een voorbeeld van het drukresultaat genereert op het beeldscherm ter verificatie. Het persprofiel wordt tweemaal doorlopen: a: met rendering intent perceptueel  gamut remapping van RGB naar pers b: met rendering intent relatief colorimetrisch  exacte vertaling van de CMYK-waarden naar Lab (PCS) demo

De praktijk "The good news about computers is that they do what you tell them to do. The bad news is that they do what you tell them to do." Theodor H. Nelson Amerikaans auteur

Het bepalen van een profiel Verloopt in twee stappen: Kalibreren: het ijken en stabiliseren van de uitvoer Profileren: het maken van het profiel = het bepalen van de kleurenruimte waarbinnen het toestel werkt. Invoerprofielen: Een geijkte kleurenkaart wordt gefotografeerd of ingescand De geregistreerde gegevens worden door profileringssoftware omgerekend tot een profiel Uitvoerprofielen: Een kleurenkaart wordt door de printer of drukpers (af)gedrukt Het resultaat wordt opgemeten en via profileringssoftware gekoppeld aan invoerparameters  profiel Displayprofielen: Basiskleuren worden gegenereerd, opgemeten en met de nodige software omgerekend tot een profiel Conclusie: een moeilijk en duur proces!

Bepalen van een displayprofiel Alternatieven: Profielen worden soms meegeleverd (niet nauwkeurig) Hulpprogramma's voor visuele kalibratie, zoals Adobe Gamme () In het algemeen is voor een LCD-display een sRGB-profiel een goed alternatief voor niet professioneel gebruik

Bepalen van een printerprofiel Alternatieven: Gewoonlijk worden ook profielen meegeleverd, maar die zijn minder nauwkeurig RGB-printers gaan meestal uit van sRGB of Adobe RGB als de default kleurenruimte. RGB-printers? Kleine printers worden vaak aangestuurd in RGB. De conversie naar CMYK gebeurt in de printer zelf (of in de driver).

Bepalen van een cameraprofiel Kleine camera's leveren hun beelden in een JPEG sRGB-formaat, met ingebed profiel. Bij de professionele camera's kan de informatie gecodeerd worden op drie wijzen: JPEG sRGB met ingebed profiel JPEG Adobe RGB met ingebed profiel RAW-formaat: de "ruwe" digitale informatie van de CCD-chip. Met een RAW-converter (software) kan de gebruiker dan zelf deze informatie converteren naar RGB met een zelf opgemeten profiel

Instellen van profielen bij Windows XP via de Eigenschappen van de verschillende drivers Voorbeeld: een beeldscherm: Configuratiescherm > Beeldscherm > Eigenschappen > Geavanceerd) RGB PCS

Instellen van profielen bij Windows XP Het kan ook centraal vanuit de applicatie Color Settings in de configuratiemap demo

Instellen van profielen bij Windows Vista

Instellen van profielen bij Mac OS-X Via ColorSync, optie "Apparaten”

Kleurenbeheer in Adobe Photoshop In Adobe Photoshop kunnen de werkruimteprofielen ingesteld worden via het menu: Bewerken > Kleurinstellingen … Instellingen voor de RGB- en CMYK-werkruimte

Kleurenbeheer in Adobe Photoshop Worden kleurenbeelden aangeboden met een profiel dat afwijkt van het ingestelde werkruimteprofiel, dan krijg je de kans om het beeld om te rekenen of om het ingesloten profiel als werkruimteprofiel te weerhouden. Aanbevelingen: Gebruik sRGB voor afbeeldingen die bedoeld zijn voor het internet Gebruik Adobe RGB voor grafische toepassingen

Kleurenbeheer in Microsoft Office Office 2003 en Office 2007 Maken gebruik van kleurenbeheer De standaard kleurenruimte is sRGB Geïmporteerde afbeeldingen die niet in sRGB gecodeerd zijn (bv. in Adobe RGB) en een ingesloten profiel bevatten, worden vertaald naar sRGB Aanbeveling: Vertaal voor Office afbeeldingen altijd naar sRGB. Gebruik je toch een andere kleurenruimte (bv. Adobe RGB) zorg er dan voor dat het profiel ingesloten is. Geïmporteerde afbeelding RGBmon PCS Bestand Ad. RGB PCS PCS sRGB PCS sRGB Office, sRGB

Werkruimteprofielen in browsers sRGB is de standaard kleurenruimte voor het internet De meeste browsers maken geen gebruik van color management Afbeeldingen worden dus het best in sRGB gecodeerd voor een goede kleurweergave Afbeeldingen die niet in sRGB gecodeerd zijn, worden verkeerd weergegeven, ook als ze een ingesloten profiel bevatten (het profiel wordt genegeerd) (demo) Afbeelding op webserver RGBmon PCS Bestand Ad. RGB PCS PCS sRGB Browser, sRGB

Werkruimteprofielen in browsers Safari van Apple maakt wel gebruik van kleurenbeheer Deze browser vertaalt afbeeldingen die niet in sRGB gecodeerd zijn en een ingesloten profiel bevatten, naar sRGB. Aanbeveling: Vertaal voor het internet afbeeldingen altijd naar sRGB Afbeelding op webserver RGBmon PCS Bestand Ad. RGB PCS PCS sRGB PCS sRGB Safari browser, sRGB

Epiloog "Never trust a computer you can't throw out a window" Steve Wozniak medeoprichter Apple computer

Epiloog Color management is de kinderschoenen ontgroeid Het blijft een heel moeilijke materie, in het bijzonder voor de grafische industrie: met een veelvoud aan moeilijk af te stellen apparatuur (drukpersen, proofers, …) ingewikkelde workflows Het drukken zelf dat nog veel te weinig gestandaardiseerd is (ISO, FOGRA, …?) Er blijft de heel grote vraag naar expertise op gebied van kleur en kleurverwerking En Microsoft? Brengt met Vista een eigen kleurenbeheersysteem op de markt: Windows Color System of WCS. WCS is ICC-compatibel. Het bevat een aantal interessante aanvullingen, maar ook vele addenda waarvan de relevantie nog moet blijken Is het marketing? Is het écht een nieuwe technologie? …