Требования к мониторам для издательских систем

Автор: Александр Амангельдыев — главный редактор журнала “Курсив”.
Статья была опубликована в журнале “Курсив” №1 (1), апрель 1996


-…Это не я лгу, а моя физиономия.
П.-О.де Бомарше
“Безумный день, или женитьба Фигаро”


Чуть более 10 лет назад началась эра открытых издательских систем, т.е. таких систем, в которых каждый отдельный элемент изготавливается различными производителями, практически никак не учитывающими особенности друг друга. Это вызвало множество различных проблем с обеспечением требуемого качества продукции, и достаточно долго открытые издательские системы не могли конкурировать с профессиональными комплексами от одного производителя (таких как Linotype, Crosfield, Dainippon Screen, Scitex и др.), в которых как раз каждый составной элемент разрабатывался с учетом всех остальных. Это всерьез сдерживало распространение открытых издательских систем, в особенности для изготовления высококачественной продукции.

Лишь 2-3 года назад стали появляться специальные средства, с помощью которых можно объединить оборудование и программное обеспечение различных производителей в единый законченный комплекс, позволяющий выпускать продукцию заданного качества. Однако и по сей день нет абсолютного надежного и универсального средства для такого объединения. И хотя успехи в этих разработках весьма многообещающие, в настоящее время обеспечение качества во многом по-прежнему зависит от опыта и умения оператора. В связи с этим у оператора должна быть возможность видеть процесс работы и возможность его контролировать.

Таким образом, нам удалось осторожно подойти к вопросу о мониторе в издательской системе, поскольку он является основным средством отображения, и именно при его использовании производятся практически все операции по подготовке издания. И зачастую качество отображения на мониторе в дальнейшем определяет качество итогового издания.

Практически все фирмы, поставляющие издательские системы, понимают важность проблемы монитора для открытых издательских систем и предлагают самые современные и действительно хорошие мониторы от самых ведущих производителей.

О мониторах для издательских систем и их “калибровке” сказано и написано очень многое, и все же хочется предложить читателю еще один материал на эту тему, поскольку, несмотря на применение самых современных и высококлассных мониторов, проблема надежного и достоверного отображения не снимается.

Попытаемся дать читателю сначала некоторые теоретические основы получения на мониторе достоверного отображения, а затем некоторые практические советы.

Естественно, что большинство источников уделяет наибольшее внимание качеству цветопередачи монитора и попытке обеспечить соответствие экранного представления изображения полиграфическому оттиску. Это действительно наиболее важная проблема, и для решения ее требуется четкое понимание всей проблемы в целом. В этой статье пойдет разговор о мониторе для рабочих мест по обработке изображений, поскольку именно здесь к монитору применяются наиболее жесткие требования.

Факторы, влияющие на корректность отображения объектов на экране монитора

Гамма-функция — это цифровая величина, значение которой определяет соотношение входных и выходных характеристик устройства. Для монитора эта цифра является характеристикой электронно-лучевой трубки (ЭЛТ). Собственно цифровое значение гамма-функции (G) является показателем степени функции y=xG, где значение х изменяется от 0 до 1 и представляет собой величину входного сигнала (в данном случае напряжения), поданного на вход устройства (в нашем случае на ЭЛТ). При увеличении входного сигнала х выходное значение устройства у (в данном случае яркость свечения ЭЛТ) также изменяется. Для различных устройств это изменение различно. В случае, если равномерное увеличение входного сигнала приводит к равномерному увеличению выходного сигнала, то такое устройство называется линейным (см.рис.1а). Однако в реальном мире абсолютно линейных устройств не бывает. Поэтому равномерное увеличение входного сигнала приводит к неравномерному увеличению выходного сигнала, и подобное устройство является нелинейным (см.рис.1б). Для линейного устройства значение гамма-функции равно 1, для нелинейного — в нашем случае 2.

Рис.1 Линейные и нелинейные устройства

Рис.1 Линейные и нелинейные устройства

Нелинейное устройство сильно искажает входной сигнал. Хотя нулевое значение входного сигнала соответствует нулевому значению выходного, а максимальное значение входного — максимальному выходного, все остальные значения между ними сильно разнятся. Например, половина входного сигнала соответствует лишь четверти выходного.

Для понимания необходимости калибровки монитора на соответствие выводному устройству следует указать, что для большинства серийных печатающих устройств (в первую очередь лазерных принтеров) значение гамма-функции составляет 1.8 — 2, а ЭЛТ высококачественных мониторов — 2.2, для серийных телевизионных трубок и офисных мониторов — 2.8.

Гамма-коррекция. Методика, которая разработана для компенсации нелинейности устройств, называется процедурой гамма-коррекции (или иногда линеаризацией). Гамма-коррекция — это фактически процесс построения функции преобразования, обратной гамма-функции. “Сложение” (более точно — суперпозиция, т.е. наложение) этих функций может привести к компенсации вносимых искажений и получению линейной передачи (см.рис.2). После линеаризации итоговая гамма-функция монитора становится равной 1. Однако многие источники рекомендуют получать после линеаризации гамма-функцию, равную 1.8, что соответствует искажениям, вносимым большинством лазерных принтеров. Эта цифра применяется исторически с тех пор, когда лазерный принтер был единственным выводным устройством для открытых издательских систем. Однако в настоящее время в связи с появлением систем управления цветом (Color Management System) и развитых программ для обработки изображений (например, PhotoShop), которые самостоятельно могут настраиваться на характеристики выводных устройств и осуществлять необходимые преобразования файлов, итоговое значение гамма-функции лучше иметь равным 1. Однако это значение может быть и другим (в частности, и 1.8), но важно помнить следующее: установленное значение гаммы должно каким-то образом быть передано программе (например, в программе PhotoShop для этого есть специальное меню). К преимуществам гаммы, равной 1, можно отнести возможность отображения более точных регулировок, особенно в полутонах и тенях.

Рис.2 Принципы линеаризации устройств с использованием гамма-коррекции

Рис.2 Принципы линеаризации устройств с использованием гамма-коррекции

В заключение следует сказать, что реальный монитор имеет на самом деле не одну, а три гамма-функции, несколько отличающихся друг от друга (поскольку цвет на экране создается за счет трех цветов: красного, синего и зеленого, и для каждого из них существует своя собственная нелинейность. И, соответственно, компенсировать их надо по отдельности).

Яркость и контрастность. Что такое яркость и контрастность, известно, очевидно, всем. Регулировка этих двух параметров в обязательном порядке есть на всех современных мониторах. Однако их физический смысл может быть до конца не ясным. Для осмысления всего процесса работы с монитором необходимо понимание именно этих параметров, и тем не менее приходится констатировать, что их важностью часто пренебрегают, очевидно, в силу простоты и понятности этих характеристик.

1Все, что на этой и последующих диаграммах показано жирной пунктирной линией, монитор не воспроизводит из-за неверной установки параметров.

Поэтому не лишним будет напомнить, что под яркостью понимают величину общей эмиссии ЭЛТ, возникающей за счет увеличения общей величины управляющего воздействия (например, напряжения на ускоряющем электроде). Как влияет яркость на число передаваемых цветов или оттенков серого, можно оценить по диаграммам, показанным на рис.3 (естественно, что яркость может увеличиваться только до своего максимального значения и уменьшатся только до нуля)1. Таким образом, для того, чтобы вообще говорить об обеспечении качественной передачи цветов или оттенков серого, необходимо сначала обеспечить правильную установку яркости.

Рис.3 Регулировка яркости

Рис.3 Регулировка яркости

Помимо управления яркостью путем изменения управляющего воздействия, визуальное изменение яркости монитора можно осуществлять изменением параметров гамма-функции, и во многих случаях эта регулировка предпочтительнее, поскольку практически не ведет к потерям в воспроизведении, т.к. нулевое значение и значение максимума функции преобразования совпадают с аналогичными значениями линейной функции (см.рис.4). Возможности такой регулировки яркости используются при восстановлении потерь яркости в результате линеаризации монитора гамма-функцией. Принято для простоты понимания использовать три различных термина: “линеаризация” — обеспечение линейной функции передачи монитора, “гамма-коррекция” — обеспечение нелинейной функции передачи монитора и “регулировка яркости” — линейное изменение яркости монитора за счет изменения управляющего воздействия.

Рис.4 Регулировка яркости за счет изменения гамма-функции

Рис.4 Регулировка яркости за счет изменения гамма-функции

Контрастность — это условная величина, обозначающая разницу между самым светлым и самым темным участком, т.е. обозначающая как бы число воспроизводимых полутонов. Для более точного понимания, в чем разница между яркостью и контрастностью, можно сказать, что яркость — это характеристика конкретного пикселя экрана, а контраст — это разница между самым ярким и самым темным пикселями. Влияние неверной установки контраста на воспроизводимые тона монитора показано на рис.5.

Рис.5 Регулировка контрастности

Рис.5 Регулировка контрастности

И хотя представленные графики во многом упрощены, общую суть процесса они отображают верно. Если же представить, что у монитора неверно установлены и яркость, и контрастность, то диапазон воспроизводимых тонов может быть очень сильно сокращен или искажен, и соответственно, не может быть и речи о достоверном воспроизведении изображения на экране. Кроме того, следует иметь ввиду, что у цветного монитора не только три гамма-функции, но и три отдельных яркости и контрастности. И хотя это учитывается фирмами-производителями при производстве ЭЛТ и мониторов, все же абсолютной идентичности этих функций не наблюдается.

Все три описанных ранее параметра (гамма-функция, яркость и контрастность) очень тесно связаны между собой, и изменение одного из них ведет к изменению других. Кроме того, следует помнить, что применение для работы нелинейной гамма-функции приводит не только к изменению яркости (ее можно скомпенсировать), но и неравномерному контрасту (он в светах повышенный, а в тенях пониженный), и это уже скомпенсировать нельзя. Поэтому, при возможности, желательно работать с гамма-функцией, равной 1.

Исходя из сказанного, при калибровке монитора для работы с издательскими системами рекомендуется использовать следующий порядок: установить при помощи регуляторов яркости и контрастности максимально воспроизводимый динамический диапазон, а затем с помощью гамма-функции обеспечить его работу в линейном режиме (линеаризовать его). Только подготовленный таким образом монитор может использоваться для дальнейшей цветовой калибровки (естественно, если проведены все регулировки на сведение и геометрию).

 

 Стр. 1 из 4  Следующая