Grundlagen der ICC-Farbverwaltungssysteme - LaCie

Wie in den bisherigen LaCie Weißbüchern ausgeführt, erschwert es die große Bandbreite an modernen
Bildverarbeitungsgeräten, Dokumente auf einem Gerät wiederzugeben, auf dem sie nicht erstellt worden sind.
Die genaueste und damit beste Antwort auf dieses Problem ist ein effizientes Farbverwaltungssystem.
FARBVERWALTUNGSSYSTEM (CMS)
Das International Color Consortium (ICC) hat einen
offenen Standard für ein Farbanpassungsmodul (CMM)
auf Betriebssystemebene sowie für Farbprofile (auch als
ICC -Profile bezeichnet) für Geräte und Arbeitsbereiche
festgelegt. Die Betriebssysteme bieten einen entsprechenden
Rahmen wie Apple ColorSync auf dem Mac oder ICM (Image
Color Management) unter Windows zur Implementierung
und Verarbeitung solcher Geräteprofile. Farbmessgeräte
entnehmen den Geräteprofilen mithilfe von CMS und
CMS-gestützter Software wichtige Daten, mit denen sie die
Geräteleistung regelmäßig überwachen und anpassen.
Zwei Farbverwaltungstechniken
Oben: ohne Farbverwaltungssystem (CMS); unten: mit CMS
Das vom ICC festgelegte Farbverwaltungssystem stützt sich
auf vier Hauptelemente:
1. Farbanpassungsmodul
2. Profilverbindungsraum
3. Farbprofile
4. Wiedergabeziel
1. Ein Farbanpassungsmodul (CMM) ist eine Software-
Engine, die in der Grafikanwendung, im Betriebssystem
und in einem Hardware-Treiber eingebettet ist. Das CMM
steuert Tabellen in den Profilen an, in denen beschrieben
wird, wie die Konvertierung erfolgt. Je nach Betriebssystem
und Software stehen mehrere CMMs zur Verfügung. Adobe,
Apple, Kodak, Heidelberg und andere Hersteller stellen
eigene CMMs bereit, da es sich bei ICC um einen offenen
Standard handelt und dieselbe Transformation demzufolge
zu verschiedenen Ergebnissen führen kann, wenn sie von
zwei verschiedenen Modulen ausgeführt wird.
2. Der Profilverbindungsraum (PCS) ist der
geräteunabhängige Standardreferenzraum zur Umrechnung
der Farbdaten. Der PCS ist entweder als L*a*b* oder als CIE
XYZ definiert und kann als universales Übersetzungsmodul
verstanden werden, das einen Farbraum in Zielfarbräume
konvertiert. Hierzu dienen die in den Profilen enthaltenen
AtoB- und BtoA-Tags (Tabellen).
3. Farbprofile (ICC-Profile) sind kleine digitale Dateien,
die die Farbwiedergabe eines bestimmten Geräts
beschreiben. Ebenso übermitteln sie den Farbraum des
Geräts an das Farbverwaltungssystem. Profile werden
durch die Kalibrierung und Profilerstellung mit ICCkompatiblen
Tools (wie dem LaCie blue eye pro) erstellt.
Sie enthalten zusätzliche Informationen wie das bevorzugte
Farbanpassungsmodul und Wiedergabeziel, den
verwendeten Profilverbindungsraum und Versionsangaben.
Darüber hinaus sind verschiedene Tabellen für die
Farbübersetzung in den Profilen enthalten.
Das ICC empfiehlt sieben verschiedene Profiltypen, die in
zwei Kategorien eingeteilt sind.
Die erste Kategorie enthält die Geräteprofile:
• Eingabeprofile (scnr): spezieller Profiltyp für Scanner und
Digitalkameras
• Anzeigeprofile (mntr) für Monitore
• Ausgabeprofile (prtr) für Drucker und Videorecorder
Die zweite Kategorie umfasst Profile für spezielle Zwecke:
• Geräteverbindungsprofile (link) für den direkten Anschluss
der jeweiligen Geräte
• Farbraumkonvertierungsprofile (spac) zur Umrechnung
von Farbräumen
• Benannte Farbprofile (nmcl) für Effektfarben wie Pantone
• Abstrakte Profile (abst) für abstrakte Farbräume
Alle Geräteprofile (mit Ausnahme von Scannerprofilen, die
nur die Konvertierung vom Gerät in den PCS unterstützen)
sind bidirektional: Sie erfassen Daten aus dem Gerät und
rechnen sie in den PCS um - und umgekehrt.
Jedes Profil enthält mehrere Tabellen, die als “Tags”
bezeichnet werden. AtoB-Tags konvertieren den Geräteraum
in den PCS; BtoA-Tags konvertieren den PCS (L*a*b* oder
XYZ) in den Geräteraum. Für jedes Wiedergabeziel gibt
es ein Tabellenpaar aus einem AtoB- und einem BtoA-Tag.
Damit stimmt das CMM kompatible ICC-Profile aufeinander
ab. Eine RGB-Tabelle umfasst über 16 Millionen Zeilen.
Enthielten die Profile die vollständige Tabelle, würden sie auf
mehrere Megabyte aufgebläht. Daher wird die Tabelle vom
CMM interpoliert.
Geräteprofilinformationen können auf zwei verschiedene
Weisen gewonnen werden:
• Über Algorithmen auf der Basis von Matrizen und
Linearisierungskurven, die als Matrixprofile bezeichnet
werden
• Über Verweistabellen, die als LUT-Profile (oder
Tabellenprofile) bezeichnet werden
ICC-Profile, ausgenommen abstrakte (abst) und
Geräteverbindungsprofile (link), können in Bilder eingebettet
und in den meisten Bilddateiformaten (EPS, TIFF, GIF usw.)
gespeichert werden. Dadurch lassen sie sich problemlos in
die Abläufe der Farbverwaltung einbetten.
4. Das Wiedergabeziel bezieht sich auf die CMM-
Verarbeitung von Farben, die außerhalb des Farbraums
liegen, bei der Konvertierung in einen anderen Farbraum.
In der ICC-Spezifikation werden vier verschiedene
Wiedergabeziele definiert: wahrnehmungsorientiert, relativ
farbmetrisch, sättigungserhaltend und absolut farbmetrisch.
Da jedes Gerät einen bestimmten Farbumfang wiedergeben
kann, wird im jeweiligen ICC-Profil eine gerätespezifische
Farbskala definiert. Beispielsweise muss beim Drucken
eines auf dem Monitor angezeigten Dokuments die
Farbskala der Ausgangsdatei (Quelle) mit der Farbskala des
Ausgabegeräts oder Druckers (Ziel) übereinstimmen. Das
Wiedergabeziel bestimmt, wie das Farbanpassungsmodul
die Farben von einem Gerät auf das andere umsetzt. Es
basiert auf dem Konzept der Farbskalenumsetzung.
Für die Umsetzung von Farbskalen-Farben sind
hauptsächlich zwei Techniken gebräuchlich:
• Die Farbskalenkomprimierung verdichtet den
Farbenbereich, der außerhalb der Skala liegt, in die
Zielfarbskala.
• Das Farbskalen-Clipping setzt alle Quellfarben, die
außerhalb der Zielskala liegen, in die jeweils ähnlichste
Farbe der Zielskala um.
Vergleich von Methoden zur Farbskalenumsetzung
y
0.8
0.6
0.4
0.2
0
y
0.8
0.6
0.4
0.2
0
0.2 0.4 0.6 0.8 x
0.2 0.4 0.6 0.8 x
Farbskalenkomprimierung
Farbskalen-
Clipping

Beide Techniken dienen zur Berechnung des
Wiedergabeziels. Darauf beruhen alle nachstehend
beschriebenen Wiedergabeziele. Jedem ICC-Profil
ist ein Standardwiedergabeziel zugewiesen. (Das
Standardwiedergabeziel der mit LaCie blue eye pro
erzeugten Profile ist die Wahrnehmung.)
Die folgenden vier Wiedergabeziele werden entsprechend
den verschiedenen Bildgebungsanforderungen verwendet:
- Das wahrnehmungsorientierte Wiedergabeziel bewahrt
die Farbbeziehungen, indem es die gesamte Quellfarbskala
auf die Zielfarbskala umlegt, so dass alle Farben aus
der Quellfarbskala erhalten bleiben. Es erzeugt das
ansprechendste Farbergebnis und wird allgemein für
Halbtonbilder und Fotos empfohlen, wenn es weniger auf
die exakte Wiedergabe einzelner Farbtöne ankommt.
- Beim sättigungserhaltenden Wiedergabeziel bleibt
die relative Sättigung der Farben erhalten. Diese
Farbskalenumrechnung führt zu einem besonders hellen und
farbenprächtigen Ergebnis. Sie wird für geschäftliche und
vektorbasierte Grafiken empfohlen.
- Bei der relativen Farbmessung werden nur die Farben
verändert, die außerhalb der Farbskala des Zielgeräts
liegen. Die Farben werden relativ zum Weißpunkt des
Zielprofils skaliert; das weißeste Weiß der Quellskala wird
auf das weißeste Weiß der Zielskala umgelegt. Gegenüber
dem wahrnehmungsorientierten Wiedergabeziel hat dies
den Vorteil, dass die Farben, die auf der Farbskala liegen,
erhalten bleiben.
- _Bei der absoluten Farbmessung werden die auf
der Fabskala liegenden Farben genau umgesetzt. Der
Weißpunkt des Quellprofils wird auf dem Zielgerät
wiedergegeben, aber Farben außerhalb der Skala werden
durch den ähnlichsten Farbton ersetzt. Sie eignet sich
am besten für Signaturfarben wie LaCie Blau oder Coca-
Cola Rot und ist vornehmlich beim Soft-Proofing hilfreich,
besonders, wenn das Proofgerät über eine umfangreichere
Farbskala verfügt als das Zielgerät für die endgültige
Ausgabe.
ANWENDUNGEN: WIE FUNKTIONIERT DIESER PROZESS?
Um die Farbumsetzung an einem praktischen Beispiel zu
verdeutlichen, sei angenommen, dass ein Dokument auf
einem Computer erstellt und auf einem Monitor in einem
bestimmten Farbraum (RGB) angezeigt und dann für den
Druck in einen anderen Farbraum (CMYK) konvertiert
werden muss.
• Zunächst werden zwei ICC-Profile für diese Geräte
(Drucker und Monitor) benötigt. Zuerst wird jedes
RGB-Farbtripel anhand des RGB-Profils in den
Profilverbindungsraum umgerechnet.
Die Farbkonvertierung erfolgt stets zwischen zwei Profilen,
d. h. vom Quellprofil zum Zielprofil. Im Quellprofil wird
stets die RGB-Spalte in der Tabelle nachgeschlagen und der
entsprechende L*a*b*-Wert ausgelesen; im Zielprofil wird
der L*a*b*-Wert nachgeschlagen und der entsprechende
CMYK-Wert gelesen.
• Soweit erforderlich, werden die Daten im
Profilverbindungsraum zwischen L*a*b* und CIE XYZ
umgerechnet.
• Die Daten werden dann im Profilverbindungsraum in die
vier benötigten Farbwerte C, M, Y und K konvertiert.
Ein Profil kann je nach Wiedergabeziel mehrere
Entsprechungen definieren. Diese Entsprechungen
ermöglichen die Wahl zwischen einer möglichst präzisen
Farbumsetzung und der Umsetzung des gesamten
Farbumfangs in eine andere Farbskala.
MONITOR
RGB
ICC-
MONITOR-
PROFIL
y
x
PROFIL-
VERBINDUNGS-
RAUM
RGB
ICC-
DRUCKER-
PROFIL
y
x
DRUCKER
ICC-Profile sind in der Bildverarbeitungskette das Bindeglied zwischen
geräteabhängigen Monitoren und dem geräteunabhängigen
Profilverbindungsraum
Der Bediener wählt in der verwendeten ICC-kompatiblen
Software, zum Beispiel in Photoshop, das Wiedergabeziel
aus und legt somit die gewünschte Umsetzung für den Fall
fest, dass keine genaue Entsprechung gefunden wird. Die
Genauigkeit dieser Annäherung hängt vom ausgewählten
Wiedergabeziel ab.
Die Konvertierung zwischen zwei Profilen ist ein
allgemeingültiges Konzept für alle Gerätearten. Wenn
beispielsweise die Farben von zwei verschiedenen
Monitoren aufeinander abgestimmt werden sollen, müssen
die Zahlen aus dem Profil des ersten Monitors in das
Profil des zweiten Monitors umgerechnet werden. Dabei
werden die RGB-Koordinaten des Quellmonitors nach
L*a*b und dann in die L*a*b*-Koordinaten des Zielmonitors
konvertiert.
Eine zufriedenstellende Einheitlichkeit der Farbgebung im Arbeitsablauf
kann nur durch ein präzises Farbverwaltungssystem erreicht werden. Im
nächsten LaCie Weißbuch werden wir genauer auf die Arbeitsschritte
eingehen, die zur Erstellung von Farbverwaltungsprofilen erforderlich
sind.
“Dank der Kombination aus modernster Technologie und
anspruchvollster Designästhetik ist LaCie seit jeher ein
branchenführender Anbieter von Farbdisplays. Mit seinen
Niederlassungen in den USA, Europa und Japan hat sich
LaCie als weltweit führender Hersteller von Peripheriegeräten
für PC und Macintosh etabliert, zu denen auch eine neue
Generation von LCD-Farbmonitoren zählt. Mit hochwertigen und
innovativen Multimedia-Werkzeugen erfüllt LaCie die Bedürfnisse
von kreativen Profis wie Grafikdesignern, Fotografen und
Filmemachern, die authentische und praktische Lösungen für die
exakte Farbverwaltung benötigen.”
LaCie • 22985 NW Evergreen Parkway, Hillsboro, OR 97124, USA
LaCie • 17 rue Ampère, 91349 Massy Cedex, FRANKREICH