О цветопередаче

В блоге у одного уважаемого профессионального фотографа наткнулся на обсуждение и сравнение "цветопередачи" разных фотоаппаратов с окончательным выводом, что все фотоаппараты одинаковые и все цвета можно поменять при конвертации RAW в JPEG. И хотя я с этой мыслью в общем и целом согласен, все-таки хочется внести ясность в кое-какие моменты. Понятно, что при помощи разных алгоритмов обработки можно сделать все что угодно. Можно зеленую траву превратить в красную. Но это имеет весьма опосредованное отношение к цветопередаче, как к способности системы объектив-сенсор-файл-монитор(или отпечатанный снимок) в точности передать цвет объекта, то есть цвет, который мы видим глазами при стандартном освещении.

Таким образом, в деле о цветопередаче есть пять подозреваемых:

1. объектив

2. сенсор

3. файл

4. монитор или принтер+бумага

5. глаз

Отраженный от объекта свет с определенной длиной волны (то есть цвет) проходит через объектив, превращается сенсором в некое число, которое сохраняется в файл определенного формата (например JPEG) и после этого либо распечатывается на принтере, либо выводится на монитор, куда направлен наш человеческий глаз. Так вот при правильной цветопередаче наш глаз не должен увидеть какой-то заметной разницы между изображением на мониторе или фотографии и тем, что глаз видит когда смотрит на тот же самый объект напрямую.

Это все понятно на словах, но как это измерить? В чем измеряется эта самая "цветопередача"? В цифровой фотографии есть такой параметр - "глубина цвета". Он показывает сколько оттенков цвета может воспринимать или передавать конкретное устройство. Измеряется оно в битах на канал. Например в 8 бит вмещается 256 значений (или градаций яркости). Если умножить это на три канала (красный, зеленый и синий), то мы получаем 256*256*256=16,777,216 возможных значений, и соответственно столько же возможных оттенков цвета. Я умышленно выбрал для примера именно это значение. Дело в том, что человеческий глаз способен воспринимать порядка 10 миллионов оттенков. И именно 8-битный цвет с запасом покрывает способности глаза. Если взять 7-битный цвет, то 128*128*128=2,048,383, то есть всего два миллиона. Вот как много значит всего один бит!

А теперь представьте, что все современные сенсоры способны воспринимать 12 бит (68 миллиардов оттенков), современные DSLR считывают с сенсора 14 бит (4 триллиона оттенков), а некоторые камеры среднего формата даже замахиваются на 16 бит (268 триллионов оттенков). Именно такое количество информации и сохряняется в RAW-файле, если вы снимаете в RAW. А что происходит если вы снимаете в JPEG? Формат JPEG поддерживает только 8-битный цвет, поэтому 4 триллиона оттенков с сенсора превращаются в 16 миллионов, но этого все равно достаточно для нашего глаза. Это при условии, что кадр сразу оптимально сэкспонирован и вам не нужно его вытягивать. Вытягивать что-то из RAW намного проще, чем из JPEG-а. Но если говорить о цветопередаче сенсора, то с него все подозрения снимаются.

Но фотоаппарат - это не только сенсор, но еще и объектив. Объектив - оптическая система, ему абсолютно фиолетово что такое биты на канал. Но объективу может быть "фиолетово" и в прямом смысле. Стекло может вносить цветовые искажения. Поэтому фотографы часто подмечают, что их линзы Canon L-серии дают более "теплую" картинку, чем обычные линзы. И хотя цвет может быть исправлен при обработке, тут есть ньюансы. Представьте себе что на объективе стоит красный фильтр. В этом случае все в кадре будет красное и никаким манипуляциями оттуда синий или зеленый цвет уже не вытащишь. Поскольку объективы делаются так, чтобы передавать полный спектр, из списка подозреваемых мы объектив тоже можем исключить. С оговоркой, что плохой объектив может добавить в кадр ненужные цвета, типа сиреневых и зеленых хроматических аберраций, бликов и прочих дефектов. Но в общем и целом, можно сказать, что большинство современных фотоаппаратов с цветопередачей справляются прекрасно и если кто-то вам скажет, что "Sony передает цвета лучше чем Nikon", плюньте ему в рожу. Все знают что лучше всех цвета передает Canon.

Раз фотоаппараты вне подозрений, то кто виноват в том, что фотографии все-таки бывают весьма разного качества в смысле передачи цвета? Исключая такие очевидные вещи, как разница в качестве освещения и неправильный баланс белого цвета, все упирается в систему отображения фотографий. То есть монитор или принтер-бумага. Именно они являются узким местом цветопередачи. Если говорить о мониторах, то большинство из них поддерживает как раз 8-битный цвет и 16 миллионов оттенков, но есть специализированные мониторы, передающие миллиард цветов.

Тут по настоящему пытливый читатель должен спросить, зачем нам эти миллиарды цветов если 8-битных 16 миллионов хватает с избытком? А затем, что вопрос не в том, сколько миллионов мы можем видеть, а в том, КАКИЕ 16 миллионов из тех миллиардов нам покажет конкретный монитор. По идее, 12-битный монитор с выбитым одним каналом, например синим, нам может показать 16 миллионов оттенков полученных только из красного и зеленого цвета. Если взять два 8-битных монитора, они оба покажут по 16 миллионов цветов, но это будут разные 16 миллионов. И возможно какой-то оттенок не будет передан в точности таким, каким мы его видим в реальном мире.

Для того, чтобы хоть как-то гарантировать правильность цветопередачи, было введено понятие цветового гамута. Гамут - это как раз конкретное подмножество оттенков, взятых из всего множества оттенков. Фотографам наиболее известны гамуты Adobe RGB и sRGB. Большинство мониторов настроены на показ sRGB и далеко не все могут показать все цвета даже в этом гамуте. Дешевые мониторы показывают всего 70% от гамута sRGB и на таких мониторах вы сразу заметите проблему цветопередачи. Вы скорее всего также заметите разницу между тем что вы видите на мониторе и той же самой фотографией напечатанной на принтере. Дело в том, что принтеры используют систему CMYK (цвета чернил - Cyan, Magenta, Yellow, Black) и каждый цвет палитры RGB должен быть переведен в палитру CMYK как можно более достоверно. Гамут Adobe RGB на 35% шире чем sRGB, то есть в нем есть цвета, которые стандартные мониторы заточенные под sRGB просто не смогут показать. Но зато Adobe RGB более качественно конвертируется в стандарт CMYK, для печати на бумаге. Многие профессиональные принтеры напрямую поддерживают профили Adobe RGB.

Так какие же из всего этого выводы? Как достичь максимально правильной цветопередачи?

1. Покупайте любую камеру на свой вкус, не задумаваясь о ее "цветопередаче".
2. Покупайте хорошие линзы
3. Снимайте только в RAW
4. Снимайте только в RAW (да, это не грех и повторить)
5. Купите монитор хотя бы с 90% покрытием гамута NTSC (а лучше все 120%!)
6. Обрабатывайте фотографии в комнате где освещение не зависит от времени суток
7. Купите калибратор и откалибруйте ваш монитор для вашего конкретного освещения
8. Работайте в гамуте sRGB если делаете фотографии для показа на экране
9. Если вам нужно печатать снимки, используйте цветовое пространство Adobe RGB.
10. Если есть возможность, то используйте цветовой профиль принтера при обработке фотографий (многие лаборатории его предоставляют если попросить)

Или вообще не парьтесь, снимайте сразу в JPEG и заливайте фотки в фейсбук прямо из мобилки. А мучения с цветопередачей оставьте профессионалам. Ну подумаешь кошка чуть-чуть фиолетовая, а лица чуть-чуть оранжевые. Может быть вы именно так видите этот мир!