色空間変換

色空間変換は、色管理モジュール (CMM) が色をあるデバイスの空間から別の空間に変換するときに発生します。画像の最も重要な色品質を維持するために、変換には概算が必要になる場合があります。これらの近似がどのように機能するかを知ることは、写真がどのように変化するかを制御するのに役立ちます — うまくいけば、意図した外観や雰囲気を維持できます.

入力デバイス
RGB プロファイル
(RGB スペース) プロファイル接続スペース 出力デバイス
CMYK プロファイル
(CMYK スペース)

背景:色域の不一致とレンダリングの意図

変換段階では、一見互換性がないように見える場合でも、デバイス間で最適な一致を作成しようとします。元のデバイスの色域が最終デバイスよりも広い場合、それらの色の一部は最終デバイスの色空間外になります。これらの「色域外の色」は、ほぼすべての変換で発生し、色域の不一致と呼ばれます。 .

RGB 色空間 CMYK カラー スペース
(宛先スペース)

色域の不一致が発生するたびに、CMM はレンダリング インテントを使用します。 画像のどの品質を優先するかを決定します。一般的なレンダリング インテントには、絶対的および相対的な測色、知覚、および彩度が含まれます。これらの各タイプは、他の色を犠牲にして色の 1 つのプロパティを維持します (以下で説明します)。

知覚的および相対的な測色的意図

知覚的および相対的な比色レンダリングは、おそらくデジタル写真にとって最も有用な変換タイプです。それぞれが色域の不一致領域内で色をレンダリングする方法に異なる優先順位を付けます。 Relative colorimetric は、色域内の色が切り取られたとしても、色域内の色の間でほぼ正確な関係を維持します。対照的に、知覚的レンダリングは、色域内の色が不正確になる場合でも、色域外の色の間の関係を維持しようとします。次の例は、1 次元の黒マゼンタ色空間内の画像の極端なケースを示しています:

元の画像:
A =広色域スペース
B =狭い色域スペース (宛先スペース)

	相対比色
A
↓
B
	変換後の画像:

	知覚的
A
↓
B
	変換後の画像:

パーセプチュアルは、色調範囲全体を圧縮することによって滑らかな色のグラデーションを維持する方法に注意してください。一方、相対的な比色は色域の色 (マゼンタ球の中心とそれらの間の暗さ) からクリップします。 2D および 3D の色空間の場合、相対測色は、これらを目的の空間で再現可能な最も近い色相にマッピングします。

知覚的レンダリングは色域全体を圧縮しますが、色域の端にあるトーンよりも中央のトーンをより正確に再マッピングする方法に注目してください。正確な変換は、変換に使用される CMM によって異なります。 Adobe ACE、Microsoft ICM、Apple ColorSynch は最も一般的なものです。

もう 1 つの違いは、知覚は色情報を破壊せず、再分配するだけであるということです。一方、相対測色では色情報が破壊されます。つまり、相対的な測色意図を使用した変換は元に戻せませんが、知覚的意図は元に戻すことができます .これは、空間 A から B に変換し、次に知覚を使用して再び A に戻すと、オリジナルが再現されると言っているわけではありません。これには、トーン カーブを慎重に使用して、変換による色圧縮を逆にする必要があります。

絶対測色の意図

絶対色域は色域内の色を保持し、色域外の色をクリップするという点で相対比色に似ていますが、それぞれが白色点を処理する方法が異なります。白色点は、色空間で最も純粋で最も明るい白色の位置です (色温度の説明も参照してください)。白点と黒点の間に線を引いた場合、これは最もニュートラルな色を通過します。

3D 色空間 2D 断面図
(輝度 50% の 2 つのスペース)

この線の位置は、右上の「+」で示されているように、カラー スペースによって異なることがよくあります。相対測色では色域内の色が歪められるため、ある空間の白色点が他の空間の白色点と一致しますが、絶対測色では色が正確に保持されます (白色点の変更に関係なく)。これを説明するために、以下の例は、色域が同じで白色点が異なる 2 つの理論上の空間を示しています。

色空間 #1 色空間 #2 変換
#1 から #2 へ

→
絶対
測色 相対
測色 =ホワイト ポイント

絶対測色では白色点が保持されますが、相対測色では実際に色が置き換えられ、古い白色点が新しい白色点と一致します (色の相対位置は保持されます)。色を正確に保存することは魅力的に聞こえるかもしれませんが、相対比色は理由により白色点を調整します。この調整を行わないと、絶対測色では見苦しい画像のカラー シフトが発生するため、写真家が関心を持つことはほとんどありません。 .

このカラー シフトは、通常、カラー スペースのホワイト ポイントが、使用する光源または用紙の色合いのホワイト ポイントと一致する必要があるために発生します。青みがかった色合いの紙の色空間に印刷する場合、絶対比色はこの色合いの変化を無視します。相対測色は、最も白く最も明るい点が青みを帯びているという事実を考慮して色を補正します。

飽和の意図

彩度レンダリング インテントは、彩度の高い色を維持しようとします。これは、より大きな色空間に変換するときに、コンピューター グラフィックスで色の純度を維持しようとする場合に最も役立ちます。元の RGB デバイスに純粋な (完全に彩度が高い) 色が含まれていた場合、彩度の意図により、新しい色空間でそれらの色が彩度を維持することが保証されます — これにより色が比較的極端になる場合でも.

完全に飽和したシアン、ブルー、マゼンタ、レッドの円グラフ

彩度の意図は、色のリアリズムを維持しようとしないため、写真には望ましくありません。 色の彩度を維持すると、色相と明度の変化が犠牲になる場合があります。これは、通常、写真の再現では受け入れられないトレードオフです。一方、これは円グラフなどのコンピュータ グラフィックスでは許容されることがよくあります。

彩度インテントのもう 1 つの用途は、コンピューター グラフィックスをインクジェット プリンターで印刷するときに目に見えるディザリングを回避することです。インクジェット プリンタにはすべての色に一致するインクがないため、ある程度のディザリングは避けられない場合がありますが、彩度インテントは、色が純粋に非常に近いため、ディザリングがまばらなケースを最小限に抑えることができます。

完全に飽和した色がないため、目に見えるディザリング

画像コンテンツに注意

存在する画像の色の範囲を考慮する必要があります。画像が大きな色空間で定義されているからといって、極端な色をすべて実際に利用しているとは限りません。変換先の色空間が画像の色を完全に包含する場合 (元の色空間よりも小さいにもかかわらず)、相対測色はより正確な結果をもたらします。

サンプル画像

上の画像は、実際には多くの写真画像の典型である、コンピューターのディスプレイ デバイスの色域をほとんど利用していません。上記の画像を、彩度の低い赤と緑の宛先スペースに変換すると、宛先スペースの外に画像の色が配置されなくなります。このような場合は、相対比色法の方がより正確な結果が得られます。これは、これらの色が実際に使用されているかどうかに関係なく、知覚的意図が色域全体を圧縮するためです。

3D 色空間でのシャドウとハイライトのディテール

これまでは主に 1 次元と 2 次元の空間を分析してきましたが、現実世界の写真は 3 次元の色空間を利用しています。 3D 色空間で意図をレンダリングすることの最も重要な結果は、影とハイライトの詳細にどのように影響するかです。

デスティネーション スペースが微妙なダーク トーンとハイライトを再現できなくなった場合、相対/絶対比色インテントを使用すると、この詳細がクリップされる可能性があります。知覚的意図は、これらの暗い色調と明るい色調を新しい空間に収まるように圧縮しますが、全体的なコントラストを低下させます (比色的意図で生成されたものと比較して)。

知覚測色と相対測色の変換の違いは、マゼンタ画像で以前に示したものと似ています。主な違いは、圧縮またはクリッピングが垂直次元で発生することです。つまり、シャドウとハイライトの色です。ほとんどのプリントでは、コンピューターのディスプレイに表示される明暗の範囲を再現できないため、デジタル写真のプリントを作成する場合、この側面は特に重要です。

「ブラック ポイント補正」設定を使用すると、絶対的および相対的な測色目的であっても、シャドウ クリッピングを回避できます。これは、カラー管理をサポートするほぼすべてのソフトウェア (Adobe Photoshop など) の変換プロパティで利用できます。

推奨事項

では、デジタル写真に最適なレンダリング インテントはどれでしょうか?一般に、知覚的および相対的な測色は、オリジナルと同じ視覚的外観を維持することを目的としているため、写真に最適です。

これらをいつ使用するかは、画像の内容と使用目的によって異なります。強烈な色 (明るい夕日や明るいフラワー アレンジメントなど) の画像は、知覚的な意図を使用して、極端な色の色のグラデーションをより多く保持します。一方、これは、より適度な色を圧縮または鈍くするという犠牲を払って発生する可能性があります。より微妙な色調の画像 (一部のポートレートなど) は、多くの場合、相対的な比色分析の精度の向上からより多くの恩恵を受けることができます (ガモットの不一致領域内に色が配置されていないと仮定します)。各画像の詳細を把握していない限り、知覚的意図は全体として、一般的な使用とバッチ使用の最も安全な方法です。

関連資料については、以下をご覧ください:

パート 1:色の管理

パート 2:色の管理:色空間