Почему бы не использовать камеру в качестве колориметра?

Question

Очевидно, что для достижения надежных результатов важно откалибровать ключевые части конвейера обработки изображений, особенно дисплей компьютера, на котором редактируются изображения.

Мало кто ставит под сомнение предположение, что единственный действительно правильный способ калибровки дисплея - это специальный аппаратный колориметр и соответствующее (как правило, проприетарное) программное обеспечение. Интересно, каких результатов можно достичь несколькими альтернативными способами; в частности, использование (профилированной) камеры вместо специального колориметра.

Существует библиотека с открытым исходным кодом под названием ArgyllCMS, которая в первую очередь является бесплатным инструментом управления цветом, предназначенным для использования с выделенными аппаратными колориметрами; они собрали заметки на таких инструментах и ​​используют со своим программным обеспечением. *

Должна быть какая-то причина, почему они даже не удосужились упомянуть возможность использования камеры?

http://hoech.net/dispcalGUI/ - это кроссплатформенный интерфейс с графическим интерфейсом для ArgyllCMS, который выглядит довольно многообещающе для рабочих процессов на основе Linux или как альтернатива продвижению в топовые версии продуктов только потому, что нужно откалибровать два экрана Например, (хотя я ценю стоимость разработки программного обеспечения, я не думаю, что управление цветом является чем-то особенно сложным или требующим оригинальной мысли разработчиков).

Я вижу, что устройство, которое подключается непосредственно к экрану, будет способно устранить влияние окружающего света на показания, а также что некоторые устройства имеют средства для мониторинга окружающего света и соответствующей компенсации. Очевидно, что датчик в выделенном колориметре будет иметь разные характеристики, чем камера; Какие характерные особенности?

У меня есть предположение, что если бы результаты, достаточно хорошие, чтобы быть приемлемыми для довольно серьезных любителей, были бы достижимы без дополнительного специализированного оборудования, то это было бы более широко известно и обсуждено; однако я также в целом циничен в отношении ортодоксальных мнений, утверждающих, что «у вас должно быть x, или вы никогда не станете настоящим y» - что, боюсь, форумы по интернет-фотографии, в частности, имеют тенденцию воплощать.

Надеюсь, какой-то ясный свет можно пролить на этот вопрос, я думаю, что в целом было бы полезно поучаствовать в этом вопросе.

Обсуждение в 2005 году списка рассылки ArgyllCMS об использовании цифровой камеры для калибровки принтера

* Примечательным здесь является то, что бизнес-модель Datacolor, по-видимому, особенно ориентирована не только на дифференциацию своих собственных продуктов Spyder на основе функциональности предоставляемого программного обеспечения, но и на создание препятствий для использования оборудования сторонним программным обеспечением. .

Answer 1

Очевидная проблема (или или очевидная проблема, во всяком случае) заключается в том, что относительно немного камер имеют (даже очень близко) степень точности и повторяемости экспозиции, чтобы заставить ее работать вообще.

В те времена, когда это позволяли бюджеты на обзор журналов, некоторые из них включали графики точности выдержки камеры. Особенно при более высоких скоростях затвора было довольно обычно видеть погрешность 30% и более. Диафрагмы менялись немного меньше, но все же немного. Камеры, использующие электронные затворы, вероятно, более точно определяют время экспозиции, но все же имеют ту же проблему с диафрагмой.

Например, почти любой, кто сшил несколько панорам, очень быстро узнает, что рутина - это иметь хорошо видимые "швы", где отдельные картинки сшиты вместе. Отчасти это может быть связано с изменениями внешнего освещения, но я бы предположил, что большинство связано с изменением экспозиции камеры. Вы можете уменьшить вариацию при одной и той же экспозиции, усредняя несколько снимков вместе, но это мало что скажет вам о том, насколько сильно изменилась экспозиция, когда вы сделали то, что предполагалось (скажем) как единое изменение экспозиции.

Итог: я был бы очень удивлен, если бы вы смогли приблизиться даже к точности экспозиции, необходимой для создания значимого профиля. Держу пари, что достаточно осторожный профиль на основе глазного яблока (например, с использованием цветового виджета Adobe) будет более точным, чем то, что вы могли бы получить от большинства камер.

Answer 2

Для вашей идеи есть очень хорошее пошаговое руководство:

Бесплатная калибровка монитора с помощью цифровой зеркальной фотокамеры

Он регулирует настройки своего монитора, начиная с настроек цветовой температуры. После этого он настраивает усиление красного, зеленого и синего цветов после того, как сделал еще несколько фотографий своего монитора с диаграммой калибровки цвета.

Все делается вручную. Ни одна заявка не была написана. Парень, который написал учебник, использует Mac OS X и, вероятно, дорогое программное обеспечение для редактирования изображений RAW.

Для этого вы можете использовать Gimp , который является бесплатным (открытым) программным обеспечением, или RAW-Therapee или UFRaw , который также является бесплатным (открытым) программным работать с большинством камер. Они работают на всех распространенных операционных системах.

Я уверен, что весь процесс можно улучшить и усовершенствовать, но это хорошая отправная точка.

Answer 3

Camera Colorimeter - это приложение в Google Play, которое использует камеру вашего телефона в качестве колориметра для калибровки других устройств.

https://play.google.com/store/apps/details?id=com.auralisoft.colorimeter

[Некоторые экспериментальные результаты]

Я получаю очень стабильные результаты захвата, используя заднюю камеру на Nexus 6. Ниже приведены 10 значений RGB одного и того же (довольно крутого) белого экрана на устройстве Nexus 7 2013 и их стандартные отклонения:

       R             G           B
  0.64074441    0.82363862  0.960373769
  0.637419746   0.823843618 0.960422471
  0.635585636   0.823491139 0.961107378
  0.637959867   0.823703707 0.960575674
  0.637286725   0.823480298 0.960555295
  0.636529085   0.826055671 0.963249426
  0.637193203   0.822952933 0.961079831
  0.635713642   0.824445067 0.962552416
  0.637704785   0.82248129  0.961555964
  0.635952103   0.82470173  0.962591767
  -------------------------------------

Среднее 0,63720892 0,823879407 0,961406399

Стдев 0,00142383 0,00094581 0,000989068

У меня нет другого Nexus 6, чтобы попробовать, и другое устройство Nexus 7, несомненно, даст немного другие (но самосогласованные) результаты. Нас интересует не то, как выглядят фотографии или насколько они могут быть шумными, а то, можем ли мы получить хорошее чтение RGB, усредненное по многим пикселям. Поскольку у камерофонов есть электронные затворы, проблема согласованности, связанная с механическими затворами в зеркальных фотокамерах, обсуждается здесь другими авторами.

[Фактические результаты]

Вот некоторые результаты до и после калибровки.

Я использовал камеру на Nexus 6 для калибровки телефона Xperia C4, а затем измерил дисплей Xperia до и после калибровки с помощью колориметра Datacolor Spyder 4.

Единственной калибровкой, выполненной на камере Nexus 6, было предоставление ей эталонной белой точки D65 через опцию меню «Захват белой точки» в приложении «Колориметр камеры». Контрольная белая точка D65 была с другого дисплея, который был откалиброван с помощью колориметра Spyder 4.

Прежде всего, это некалиброванная гамма-кривая Xperia C4 (желтая):

Голубая линия - это средняя гамма. Белая кривая - это целевая гамма sRGB. Некалиброванная гамма Xperia C4 слишком мала и сильно отклоняется от цели sRGB.

Вот гамма-кривая Xperia C4 после калибровки, которая намного более точно следует целевой кривой sRGB:

Далее приведено графическое сравнение ошибок deltaE (2000) для различных уровней серого до и после калибровки. Средняя ошибка deltaE упала с 3,06 до 142 после калибровки.

Вот диаграммы CIE, показывающие цветовую гамму (белый треугольник) и развертки насыщенности (маленькие сплошные кружки) до и после калибровки. Черный треугольник - это целевая гамма sRGB. Маленькие квадраты - это цели насыщения.

Перед калибровкой:

После калибровки:

Наконец, на следующем графике сравниваются средние ошибки deltaE до и после калибровки для точек насыщения отдельных основных и вторичных цветов, а также общие средние ошибки deltaE для всех цветов:

Общая средняя ошибка deltaE снизилась с 3,69 до 2,30.

Answer 4

Основная причина заключается в том, что спектральные характеристики камеры, как правило, не совпадают с характеристиками человеческого наблюдателя. (Камера с такой характеристикой необычна и, как правило, довольно дорога и используется для конкретных задач, таких как тестирование однородности экранов и др.)

Колориметрический прибор спроектирован так, чтобы иметь спектральный отклик, соответствующий стандартному наблюдателю, и принимаются меры для обеспечения определенной точности отслеживания цвета. Производители камер хотят, чтобы их фотографии выглядели хорошо.

Как и во всем, вы, как правило, получаете то, за что платите. Многие из дешевых колориметров не очень хороши.

Answer 5

Новое здесь. У меня были долгие «разговоры» об управлении цветом в течение 16 лет с DTPers, профессиональными типографиями и фотографами. До цифровых технологий я пробовал цветную печать, но, будучи перфекционистом, я решил позволить профессиональным лабораториям делать все возможное и при необходимости наносить удар по перепечаткам.

Я пришел с криком и ногами в эпоху цифровых технологий. Понимание света и изменений от красного к синему и обратно в течение 24 часов важно для понимания управления цветом. Первым профессионально напечатанным заданием я подошел к принтеру и спросил у макетов, могу ли я получить копию их профиля принтера для встраивания в изображение. Они сказали мне, что не имеет значения, какой профиль я использовал, пока я конвертировал изображение в CMYK. С момента появления формата PDF даже необходимость конвертации в CMYK не является необходимой.

Вот твой ответ. Использовать камеру в качестве колориметра не обязательно. Да, как говорилось в другом посте, датчик цвета смещен, в основном к красному концу спектра. Другие упомянули визуально определение правильного цветового баланса. Большинство людей не могут определить разницу между Багровым красным (Roll Tide) и Кардинальным красным (Woo Pig Sooie). Большинство людей не знают, что у света есть цветовая температура. И что использование фильтров может согреть или охладить внешний вид изображения.

Несколько лет назад я получил некоторые цветовые профили с веб-сайта Color Consortium, и я использую эти профили со всем своим программным и аппаратным обеспечением. Что я сделал с монитором, подключенным к моей коробке с Windows, так это установил настройки RGB на 50% каждый. Затем я сделал отпечаток и отрегулировал яркость монитора в соответствии с плотностью печати (после того, как чернила полностью высохли). Затем я произвел необходимые настройки «яркости», сделал еще одну печать и сбросил яркость монитора на печать.

Я получаю приемлемые отпечатки от своих недорогих принтеров Epson до профессиональных типографий. Мне говорили профессионалы, которые считают, что цветной профессиональный монитор, сканер, камера и т. Д. Необходимы для профессиональных результатов. Это правда. Вы должны иметь освещение 5000K (низкий уровень), носить черную одежду, покрасить стены своего рабочего помещения в серый цвет на 18 процентов и просмотреть конечный продукт при том же освещении 5000K, чтобы увидеть нужный цвет.

Вопрос, используют ли эти условия Barnes and Nobel, Borders или любой другой продавец книг и журналов? Для киоска на открытом воздухе довольно сложно управлять освещением, чтобы люди могли правильно просматривать опубликованные цвета, разве вы не знаете. Извините за сарказм.

Камера является записывающим прибором с отраженным светом. Он не является и не должен был быть инструментом для измерения цветовой температуры света, чтобы оператор RLRI мог принимать решения по коррекции цветового фильтра. Кроме того, всегда можно сделать собственный баланс белого в текущих условиях освещения, чтобы скорректировать цветовую температуру, которую видит камера. Колориметр - это профессиональный инструмент, позволяющий сэкономить рабочее время и деньги своих клиентов, не тратя время, необходимое для каждого местоположения, и изменение освещения для баланса белого камеры.

Ура!

Answer 6

Это на самом деле один очень интересный вопрос.

Против

Вы можете использовать камеру, но проблемы:

• Возможно, камера сама не откалибрована. Вы можете выбрать различные настройки баланса белого, я бы, вероятно, выбрал «солнечный».

• Объектив имеет цветовой оттенок сам по себе. Вероятно, вы можете снимать без объектива на очень близком расстоянии. Но все же камеры могут иметь цветовой оттенок на сенсоре.

• Вам все еще нужна контрольная цель. Например, какой белый цвет вы собираетесь сфотографировать для сравнения?

• Значения экспозиции. Здесь все сложнее. Как вы узнаете, насколько хорошо выставлена ​​ваша цель?

Для более стандартизированного результата я бы выбрал очень низкую выдержку. Около 1/2 секунды.

Ссылка, размещенная Эриком, интересна. Но его нужно адаптировать в соответствии с вашими потребностями.

Плюсы

Я думаю, что камера может использоваться в некоторых ситуациях, например, для сопоставления 2 соседних мониторов, используя один в качестве эталона.

Может использоваться для определения белой точки монитора.

---

Но если вам не нужно профессиональное решение, вы можете использовать обычные контроллеры на вашей видеокарте. Я сделал базовый урок здесь. http://www.otake.com.mx/Apuntes/ColorCalibration/ColorCalibration.phtml

Проблема в том, что вы можете манипулировать этими значениями только с помощью гамма-функции.

Answer 7

Я не могу дать технический ответ, но я сделал это в качестве эксперимента - использовал мою DSLR для измерения цветопередачи моего монитора, после того как я разочаровался в искаженных и противоречивых результатах моего специального колориметра. Это очень пешеходный способ калибровки вашего монитора, но в итоге он предоставил более точное решение, чем «профессиональное» устройство (которое могло быть сломано), по крайней мере, судя по зрению и его согласованности при съемке большего количества тестовых изображений.

Answer 8

Физически цвет является функцией непрерывного спектра длин волн. Калибровка цвета должна работать в цветовом пространстве спектральных реакций рецепторов человеческого глаза. Если бы датчики / фильтры камеры соответствовали этим идеям, нам не пришлось бы беспокоиться о балансе белого в такой степени, как мы.

Answer 9

Должна быть какая-то причина, почему они даже не удосужились упомянуть возможность использования камеры?

• Неточность?
• Сложность
• Требуется ли сначала откалибровать камеру?
• Невозможно правильно откалибровать камеру для этой цели (камеры обычно калибруются с помощью ColorChecker только с отражающими цветами)?
• Неспособность устранить отражения?
• Слишком много шума при измерении темных значений?

Примечательным здесь является то, что бизнес-модель Datacolor, по-видимому, особенно ориентирована не только на дифференциацию своих собственных продуктов Spyder на основе функциональности предоставляемого программного обеспечения, но и на создание препятствий для использования оборудования сторонним программным обеспечением.

Я не знаю о DataColor, но колориметры и спектрофотометры X-Rite можно использовать с Argyll.