人物謎團——模糊松樹案

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[原文發表於2006年]

本案例研究展示如何利用 Gamutvision 來偵測色域輪廓內部的缺陷。當真實影像被轉換以用於列印時,大部分操作都發生在色域邊界內。

介紹

事情的起因是我拜訪了法比奧·里卡迪,他當時正在開發一款名為LightZone的圖像編輯器,這款編輯器基於安塞爾·亞當斯的區域曝光系統。我向他介紹了Gamutvision (當時剛發布),他給我看了右邊這張照片,這張照片是用愛普生 2200 打印機,在愛普生增強型啞光紙上,使用愛普生標準的 2880 dpi ICC 配置文件打印出來的。雖然照片的大部分印刷效果都不錯,但河流右側的松樹嚴重模糊(右下角)。

“解釋一下,”他說。

「你的印表機壞了,」我回答。 “噴嘴堵塞了。”

錯誤的!

優勝美地 ©法比奧·里卡迪

然後他給我看了軟打樣預覽,如下圖右側所示。螢幕上清晰可見的污跡與列印出來的污跡完全一致。印表機工作正常。問題出在色調而非空間;罪魁禍首顯然是ICC配置檔:這個檔案控制著發送到印表機的像素層級。問題出現在色域內部,而不是表面——表面代表最飽和的色彩,也是大多數色域檢視器所顯示的。


原始影像,以 sRGB 色彩空間顯示。

軟打樣:Epson 2200 印表機的 ICC 設定檔
增強型啞光,2880 dpi,相對色度
黑點公司關閉。

Gamutvision 影像顏色差異

在 Gamutvision 的影像色彩差異顯示中,影像局部放大圖(下方為全尺寸顯示,其餘影像將縮小以加快下載速度)顯示了明顯的污跡。顯示選項已設定為「輸出 > 顯示器」 ,該選項顯示的是色域映射的輸出(AdobeRGB1998.icc 到 SP2200 EnhancedMatte 2880MK.icc,採用(相對)色度渲染意圖,且未啟用黑點補償 (BPC))。右側影像設定為顯示輸入(映射到顯示器, I>M )。通常情況下,它會顯示映射後的輸出。

右邊顯示的是能產生相同結果的 Gamutvision 2.0 (2022) 設定。遺憾的是,舊的 ICC 配置檔案已遺失。

當顯示選項設定為L*(輸出)並使用灰階顏色映射時,模糊現像也很明顯。因此,我們可以相當肯定問題出在L *(亮度)設定上。

「讀取影像進行分析」 (原名「影像色彩差異」)顯示介麵包含一個探針,可用於檢查影像的單一像素(影像通常會縮小以加快計算速度)。如下圖左側所示,選取顯示選項區域中的「探針」複選框即可啟用該探針。兩個影像均可進行探針檢查。按一下影像外部即可關閉探針。探針顯示的左側包含輸入顏色(上方)和輸出顏色(下方)。模糊的顏色是相對較暗、飽和度較低的綠色和棕色。輸入L * 值在 26 到 40 之間變化,但輸出值往往集中在 40 左右:這清楚地表明模糊是由色調 ( L *) 壓縮引起的。

通常情況下,飽和色彩的色域表面視圖幾乎看不出什麼問題。例如,左下方S (HSL) = 1 的 3D L*a*b* 視圖(已旋轉以顯示感興趣的顏色)並未顯示任何問題。但右下方S (HSL) = 0.2 的 3D L*a*b* 視圖(注意a *、 b * 縮放比例不同)則顯示出一些可疑之處:深色輪廓趨於扁平,這相當於對比度嚴重下降。這一點在下面的 3D L *(輸出)顯示中更加明顯。


S(HSL) = 1

S(HSL) = 0.2

Gamutvision 3D L*(輸出)顯示器

透過研究污跡問題,我們學到了一些東西,其中最重要的是:

影像模糊問題較為罕見;它取決於影像值和ICC配置之間的特定交互作用。使用標準測試圖案很難預覽此問題,因為所有測試圖案都會改變HSL色相H (HSL<sub>H</sub>)以及HSL飽和度S (HSL<sub>S</sub>)或亮度L (HSL<sub>L</sub>),而保持第三個參數不變。

要查看問題原因,最佳的顯示方法是使用L *(輸出),它實際上並非顏色差異。我們先展示飽和度S ( HSL ) = 1 時的L *(輸出) 值。這對應於設備的色域。注意:當選擇L *(輸入) 時(主要用於檢查),此圖是一張完全傾斜的平面圖。

顯示說明:已勾選「開啟燈光」選項。開啟燈光可突出輪廓;若關閉燈光,表面將缺乏特徵。已選擇 3D h*L* 座標軸以獲得最佳視覺化效果。影像亮度設定為 0.1 會使影像略微偏亮,使輪廓線更加清晰可見。

綠色對比(表面斜率)低於平均的區域有兩個:高光部分( L *(輸入)約為80)和暗部區域( L *(輸入)約為10到35)。高光部分的凸起與模糊問題無關。雖然對比度降低值得關注,但可能不足以解釋問題的嚴重程度。此外,模糊區域的飽和度相對較低。我們需要查看色域邊界內較低的飽和度值S (HSL)。

右邊的圖對應於S (HSL) = 0.3。在L *(輸出) > 0.4 的較亮區域中,不規則現象幾乎完全消失,但L *(輸入) 從大約 10 到大約 40 的平台區(低對比度區域)——尤其是綠色——則明顯更加顯著。棕色區域的平台區較高,並且有不規則的過渡。這些不規則現象非常顯著,並且在S (HSL) 介於 0.1 和 0.4 之間時變化很大。這些特徵中的任何一個都可能導致影像模糊。

下圖是使用愛普生 R2400 印表機,同一種紙張,並選擇「最佳」列印設定檔後的效果。這種組合幾乎沒有污跡。雖然有明顯的平台,但表面更加平整。

當S (HSL) = 0.3 時,L* 值較低,即處於平台期,這與未啟用黑點補償 (BPC)時的預期不符。但當S (HSL) 降低至 0.05(顏色非常淺)時,色調響應發生顯著變化,與BPC頁面中所述的預期響應曲線相似。這種S 值引起的密度快速變化無疑會導致列印品質問題;這可能與污跡有關。 R2400 的這種變化則遠沒有那麼劇烈,因為它不存在污跡問題。

啟用 BPC(勾選對應複選框)可以減少污跡問題。但這並不能完全消除污跡:污跡仍然可見,只是不那麼明顯了。右側顯示的是S (HSL) = 0.3。

哈奈姆勒備受推崇的Photo Rag相紙的輪廓HFA2400PhotoRag308MK.icc,在S (HSL)=0.3且開啟BPC的情況下,表現近乎完美。關閉BPC後,問題僅略有顯現:畫面沒有污跡。我希望它能完美無瑕,但當S (HSL)大於0.4左右時,中間的藍色和洋紅色會出現一些嚴重的色差。找到完美的設定檔並非易事。

總體觀察:除了平台期以及綠色和棕色平台期水平的差異之外,輪廓響應的平滑度和規律性似乎也起著一定作用。出現問題的輪廓反應更粗糙,不規則性也比任何不出現污跡的輪廓都多。輪廓的平滑度和規律性無疑是重要的優點。

Gamutvision 黑白密度響應:輸出與輸入 L* a* b* c*

右側略微放大顯示的黑白 CIELAB 圖(輸出L *、 a *、 b * 和c *(色度)與輸入L * 的關係圖)有助於我們理解問題所在。此圖不僅包含灰階響應曲線,還包含三原色(R、Y、G、C、B 和 M)的曲線(輸出L* 與輸入 L * 的關係),飽和度S (HSL)由滑桿設定。這些曲線包含的資訊與上方的 3D L* 輸出曲線類似(但略少),但更新速度更快,因此更有利於診斷問題。它們還能非常清晰地顯示亮度響應中的不規則性和「平台」現象。

有關此圖表的更多詳細信息,請參閱Gamutvision 顯示器。


愛普生 R2400(無污跡)

Gamutvision 3D ΔE* 94色差顯示

ΔE * 94是一種優秀的色彩指標,優於常用的ΔE * ab,因為它對飽和色的色度差異賦予的權重較低,因此更接近人眼的感知。 (我們現在建議使用ΔE * 00 ,它略勝一籌。)以下是兩台顯示器的ΔE * 94顯示效果:一台是 Epson 2200,採用(相對)色度模式,關閉 BPC;另一台是 R2400,設定相同。 R2400 的顯示效果沒有出現污跡。


愛普生 2200(有污跡)

愛普生 R2400(無污跡)

主要差異在於R2400的色彩輪廓更加平滑均勻,尤其是在我們關注的深棕色和綠色區域。這似乎是不易暈染的色彩輪廓的共同特徵。

結論

從測試圖案中很難看出污跡的成因,但有一些明顯的線索。罪魁禍首是愛普生 2200 設定檔。

所有這些因素都會導致影像模糊;很難說哪個因素起主導作用。沒有出現模糊的曲線有時也會出現平台期,但它們在L * 和ΔE * 94顯示器上的反應都更平滑、更規律。

總而言之: ICC 配置檔案正在改進,但仍遠未達到完美。 Gamutvision 可以讓你偵測其內部結構,就像 MRI 或 CT 掃描可以偵測人體內部結構一樣。它是一種新工具,還有很多東西要學習。