相機描述檔&色彩準確度

本篇在於了解最佳相機色彩描述檔的建立方式,以及探討相機描述檔對影像色彩準確度之影響為何?

應用設計:

  • 以Digital Color Checker SG色卡(簡稱SG色卡)為色彩評價的對象,使用4×5機身(Horseman)搭配信乃達(Schneider)Apo – Symmer6/240、Makro – Symmer 5.6/180 mm、羅敦司得(Rodenstock)Apo – Sironar 5.6/210、5.6/150 mm傳統鏡頭進行拍攝。
  • 如圖3C-1所示將SG導表固定於黑布覆蓋高密度珍珠板面上,垂直地面成90度並與相機鏡頭平行,兩側分別在45度架設上下兩盞燈光連接2個3200W電筒。
  • 拍攝相機部分則固定在大型專業用腳架上,檢測相機前後面板上所裝置之水平儀使其呈現在水平狀態並使鏡頭光軸準直於SG色卡。
  • 以Sekonic L- 408測光表測量出平均曝光量,並檢視色卡四周白色色塊以及中心部分受光是否均勻後,以所測得之標準曝光量搭配其光圈進行拍攝。
  • 最後在液晶螢幕(EIZO CG 243CW)上進行放大100%影像焦距檢視,以及白色色塊落於210~245之間後成為合格影像。

圖3C-1 Digital Color Checker SG 導表拍攝

  • 將所拍攝之合格影像,使用相機描述檔製作軟體(Profile Maker 5.0)在General Purpose 模式下使用光源中選擇 5500K 及拍攝時所測得之色溫,輸出兩種相機描述檔。
  • 再分別選擇 General Purpose、Product Photography 與 Reproduction 模式,製作出三種相機描述檔,再將所製作的相機描述檔套用於相機中,並在重新輸出時選擇對映目標色域為 Adobe 1998及 phase one P45+ Flash 兩種模式輸出TIFF格式檔案。
  • 最後將所得的結果利用 CIEDE 2000 色差公式進行色差分析與比較,計算出總體平均及最大色差,求得表現最為優異之色彩描述製作方法。

操作流程:導表拍攝

  • 固定測試導表:Digital Color Checker SG,與地面垂直 90 度。
  • 相機定位以大型專業腳架固定,鏡頭光軸垂直並平行於測試導表中心。
  • 使用測光表進行測光,在四邊及中心點受光均勻下,以正常曝光(EV= 0),拍攝測試導表:Digital Color Checker SG 色卡。
  • 利用分光光度計(Eye-One Pro)讀取使用燈光之光譜,以及使用色溫表量出光源色溫。
  • 利用色彩描述檔製作軟體(Profile Maker)套用拍攝時所使用燈光之光譜(色溫)或預設 Daylight 5,500K 光源,以 General Purpose、Product Photography 與 Reproduction模式,製作數位攝影系統 ICC 色彩描述檔。
  • 比較套用相機色彩描述檔的 CIEDE2000 色差值大小。比較不同的描述檔套用模式所獲得的CIEDE2000 色差值大小。

色彩描述檔製作軟體 Profile Maker

操作流程:描述檔製作模式&色差統計

使用 Phase One P45+ 數位機背利用及 COMET CA-3200W 閃光燈拍攝 Color Checker SG 色卡,並搭配 Capture One 4.81 與 Profile Maker 5.0 完成轉檔和描述檔製作。

表 3C-1 是各種描述檔使用方式的色差統計摘要。色差的比較是根據 SG 色卡頻譜值經光源頻譜換算之 LAB 值與匯出 RGB色卡影像經嵌入之 ICC 描述檔換算出 LAB 值兩者之間的差異大小。本視窗以自行撰寫之 Matlab 程式讀取 Capture One 匯出之 RGB 影像,解讀其個別色塊 RGB 平均值,再透過嵌入之描述檔換算其 LAB 值。

  • 模式A:Capture One為Phase One P45+機背「預設」的ICC描述檔是 Phase OneP45+Flash。模式A將它分別當作擷取特性描述檔(Base Characteristics ICC Profile)以及匯出(影像嵌入)描述檔(Output ICC Profile),這是最簡單的輸出模式,RGB值基本上沒有改變。
  • 模式B:以設計界通用的Adobe RGB 1998 描述檔作為匯出描述檔,RGB值會因此變動。
  • 模式C:先以模式B 產生SG色彩影像,然後利用該RGB影像在描述檔製作軟體Profile Maker 5.0中建立自訂相機描述檔(Photo Task選用Reproduction複製模式)。最後再以這個自訂描述檔取代模式B中的預設描述檔,進行模式C的影像轉換輸出。這種方式基本上錯誤的,建立自訂相機描述檔所用的SG色卡影像的RGB值必需是原始值,不能使用轉換至Adobe空間後的影像。
  • 模式D:先使用模式A產生SG色彩影像,然後利用該RGB影像在Profile Maker 5.0中建立自訂相機描述檔,Photo Task選用Reproduction複製模式。最後再以這個自訂描述檔取代模式A中的預設描述檔,進行模式C的影像轉換輸出。
  • 模式 E:與模式 D 唯一的差別是PhotoTask 選用 Product Photography 商攝模式。
  • 模式 F:與模式 D 的差別是 Photo Task 選用 General Purpose 一般模式。

本篇使用兩種光源(Source)設定,第一種是標準的 Daylight 5500K,第二種是直接用Eye-One Pro量測 COMET CA-3200W閃光燈的頻譜資料(約5200K)。除了針對模式 C 到 F 在 Profile Maker 中對自訂描述檔分別作這兩種設定之外,Capture One 中的色溫也分別調整至 5500K 與 5200K。表 3C-1總結分析結果。

表 3C-1 相機描述檔比較

技術分析:

  • 色彩描述之色溫差異,由於實際拍攝作業中使用的閃光燈色溫並非是標準色溫、光源透過介質及受週圍環境影響等因素,因此在CIEDE2000 色差公式下,總體平均色差皆以使用時閃光燈所測得的5200K 優於標準光源5500K。
  • 數位機背直接使用預設描述檔或轉換至Adobe RGB 空間輸出的色差大小相似,平均值與最大值分別在5 與11DE00 左右。
  • 比較模式B 與C。使用錯誤的描述檔製作流程所導致的色差比使用預設描述檔的模式還要更大。
  • 描述檔製作軟體 (ProfileMaker 5.0) PhotoTask 選項,一般(General Purpose)、商攝(Product Photography)、複製(Reproduction) 模式所製作的色彩描述檔,以Reproduction 模式稍優於其他兩種。從 ProfileMaker 在這三種模式的預設參數可知「複製」模式沒有調動任何參數,但「一般」與「商攝」模式將亮度與鮮豔度調高。
  • 在各種模式中,以自訂相機描述檔輸出的模式D 效果最好,色差最小。由於攝影場景的觀測環境與顯示器的觀測環境不同,CIE DE2000 色差最小的模式是否就是跨媒體視覺色差最小的模式仍有待商榷。可能需要藉助色外貌模式處理環境的差異,建議未來可針對這個問題作進一步的研究。

結 論:

  • 相機描述檔對影像色彩準確度部分,使用錯誤的描述檔製作流程所導致的色差比使用預設描述檔的模式還要更大,最大色差可達15 DE00。
  • 而自訂相機描述檔輸出的模式效果最好,色差最小,平均與最大色差可達 2 與 5 DE00。
  • 光源部分則以直接量測攝影時之使用光源頻譜所建立的描述檔比套用 Daylight D55光源頻譜的色彩要準確一點。
  • 在製作軟體 ProfileMaker5.0 中複製模式(Reproduction)的色彩準確度略優於一般(General Purpose)與商攝(Product Photography)模式。

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