بسم الله الرحمن الرحيم

وبه نستعين

الألوان / تقييم وتوصيف شاشات العرض

Calibration and Profiling of Displays

 

تقنيات تقييم وتوصيف شاشات العرض

Techniques of Calibration and Profiling of Displays

إن الخطوة الأولى في إدارة الألوان في نظام يتم العمل به هو تقييم (معايرة) الشاشة وتخصيصها. للقيام بذلك، نحتاج إلى استخدام أجهزة معينة لقياس وتقييم الشاشات. وهذه الأجهزة قد تكون إما مقياس الألوان أو مقياس الطيف الضوئي. تستخدم أجهزة قياس الألوان من ثلاثة إلى سبع مرشحات لقياس قيم التحفيز الثلاثي وفقًا لنموذج الرؤية البشرية، فهي أجهزة تشبه العين البشرية.

من أمثلة مقاييس الألوان X-Rite i1 Display Pro وX-Rite DTP94 وDatacolor Spyder 4. يعد X-Rite i1Pro 2 وColorMunki مقاييس طيفية تعمل كمقاييس إشعاعية طيفية وتقيس انبعاث الأشعة من الشاشة عند العديد من الأطوال الموجية في جميع الأنحاء. للطيف المرئي (400-700 نانومتر). وعادةً، يتم ذلك بزيادات قدرها 10 نانومتر، وينتج عنه حوالي 30 قياسًا مختلفًا لكل إشعاع يتم قياسه.

تعد أجهزة قياس Colori أقل تكلفة من أجهزة قياس الطيف الضوئي، ولكن يمكن أيضًا استخدام جهازي قياس الطيف الضوئي المذكورين لقياس الضوء المنعكس (حيث هذه هي وظيفتها الرئيسية)، ولإنشاء ملفات تعريف مخصصة للطابعة. في بعض الأحوال، لا تعمل بعض شاشات LCD الأحدث المضاءة بـ LED بشكل جيد مع مقاييس الألوان القياسية أو المقاييس الأقدم، وذلك بسبب الاختلاف في نطاقها اللوني وألوان RGB الأساسية.

للمساعدة في تمكين إدارة الألوان لشاشات العرض هذه، كلفت بعض الشركات المصنعة (مثل NEC) بتصنيع مقاييس ألوان مخصصة مع مجموعات مرشحات محسنة لألوان RGB الأساسية على شاشات العرض هذه. الخيار الآخر هو استخدام أحد مقياسي الطيف الضوئي مثل (مقياس الطيف الضوئي - مقياس الإشعاع) المذكورين سابقًا، والذي ينبغي أن يكون قادرًا على التكيف مع هذه الاختلافات في تقنية العرض.

ولكن دعونا نسأل هل من الممكن تقييم الألوان التي نراها على الشاشة بشكل يدوي، بمعني أن نقوم بعمل تجربة بصرية لتقييم جودة الألوان، أي هل من الممكن استخدام طريقة بصرية بدلاً من استخدام مقياس الألوان أو مقياس الطيف الضوئي. هناك بعض الأدوات والتقنيات المرئية (مثل Adobe Gamma)، والتي تمنحنا القدرة على إجراء تعديلات على معايير مثل جاما والنقطة البيضاء، بناءً على ما نراه على الشاشة. ولكن نظرًا لوجود اختلاف كبير في كيفية رؤية كل واحد منا للألوان، فهذا ليس الخيار الأكثر دقة أو الخيار الذي يمكن تكراره في العمل.

إن عملية تقييم (معايرة) الشاشة حتى الوصول إلى الحالة المثالية القابلة للتكرار والتي عندها يمكن الاعتماد على الشاشة لاتخاذ القرارات. هذه العملية تتضمن المتغيرات الثلاثة (وربما الأربعة) التي يجب ضبطها وأخذها في الاعتبار أثناء عملية تقييم الشاشات وهي التَأَلُّق أو اللَمَعان أو النُورانِيّة والتباين والنقطة البيضاء وجاما.

التَأَلُّق أو اللَمَعان أو النُورانِيّة أو السطوع

Luminance

من معايير تقييم الشاشة هو معيار التَأَلُّق أو اللَمَعان أو النُورانِيّة أو السطوع. فإذا كانت نسبة سطوع الألوان كبيرة بزيادة فإن ذلك سيعمل على إنشاء اختلافات بين ألوان الصورة على الشاشة وألوان الصورة المطبوعة. إذا كانت شاشات LCD على سبيل المثال ساطعة جداً فإن ذلك لن يتناسب مع المخرجات المطبوعة.

وبناء على ذلك، نريد أن نحد من قوة سطوع الشاشة البيضاء، وتصل نسبة السطوع الصحيحة إلى ما يقرب من 80-120 شمعة/م2 (شمعة لكل متر مربع، وهو مقياس للضوء المنبعث)، ويرتبط ذلك بالمستوى العام للإضاءة في الغرفة التي يتم فيها تقييم الألوان. على العكس من ذلك، في شاشات CRT (وهي الشاشات القديمة التي كان لها صندوق خلفي كبير)، كان الناس يهتمون عادةً بالإضاءة المظلمة وكان يجب التأكد من أن الشاشة ساطعة بدرجة كافية وذلك للحفاظ على التفاصيل بمناطق الظل.

لتحسين النُورانِيّة أو السطوع الأبيض، يقوم برنامج التقييم (المعايرة) أولاً بقياس النُورانِيّة أو السطوع الأبيض الحالي، ثم يوجه المستخدم لضبط الجهاز اليدوي (أو سطوع النظام) حتى يتم تحقيق النُورانِيّة أو السطوع الأبيض المطلوب.

التباين أو الاختلاف

Contrast

من معايير تقييم الشاشة هو معيار التباين أو الاختلاف. حيث تسمح بعض شاشات العرض بتعديل نسبة تباين الشاشة. تساعد بعض حزم التقييم (المعايرة) والتوصيف في تحسين (معايرة) هذا الإعداد. عادةً، يتضمن ذلك ضبط التباين لأعلى أو لأسفل، بينما يستخدم البرنامج مقياس الألوان أو مقياس الطيف الضوئي لقياس الشاشة.

يرسل البرنامج بقعًا بيضاء كاملة وأغمق قليلاً إلى الشاشة. عند رؤية اختلاف بسيط فقط، "يقول" البرنامج أن التباين في وضع جيد، مما سيحافظ على دقة تفاصيل. إما إذا لم تكن الشاشة تحتوي على إمكانية ضبط التباين (كما هو الحال مع شاشات Apple)، فيتم تخط هذه الخطوة.

النقطة البيضاء

White Point

من معايير تقييم الشاشة هو معيار النقطة البيضاء. النقطة البيضاء هي وصف لدرجة حرارة اللون للنقطة البيضاء في الشاشة. عادةً ما تكون النقطة البيضاء الأصلية (لون الضوء المنبعث دون أي تعديل) لشاشات CRT حوالي 9300 كلفن، وهي درجة زرقاء جدًا. يمكن أن تتراوح النقطة البيضاء الأصلية لشاشات LCD بين 6500 كلفن و7500 كلفن.

يجب تعيين النقطة البيضاء في مكان ما بين 5000 كلفن و6500 كلفن. لقد كانت 5000 كلفن عادةً هي النقطة البيضاء التي تتناسب مع صناع الفنون الجرافيكية ومصممي الجرافيك في الولايات المتحدة، حيث كانت درجة حرارة اللون القياسية لمحطات العرض الخاضعة للتحكم. لقد كان 6500 K هو المعيار المخصص لتطبيقات الفيديو والويب، وأصبح نقطة بيضاء قياسية إلى حد ما.

ولكن كما هو الحال مع العديد من الخيارات الأخرى في إدارة الألوان، ظهر بعض العيوب في الأداء. فنظرًا لأن الإعداد 5000 K يمكن أن يؤدي إلى نقطة بيضاء صفراء جدًا، غالبًا ما يتم استخدام 5500 K كنقطة بيضاء متوسطة جيدة، ولكن ذلك يتوقف حسب الشيء المراد تقييمه وعلى حسب الفنان الذي يقيم الألوان.

في حالة أجهزة الكمبيوتر المحمولة والعادية، فمن الأفضل تحديد النقطة البيضاء "الأصلية". فإذا تم تحديد هذا الخيار. لن يؤدي هذا إلى إجبار الشاشة (التي تكون محدودة بالفعل بعمق البت) على ضبط وربما إنشاء "نطاقات" أو عناصر أخرى. تسمح بعض شاشات العرض بتعديل النقطة البيضاء للشاشة، عن طريق تعديل الإشارات الفردية باللون الأحمر والأخضر والأزرق.

تساعد بعض حزم التقييم (المعايرة) في تحسين عملية التقييم (المعايرة) وعملية إعداد درجة حرارة اللون للشاشة. عادةً، ما يتضمن ذلك ضبط الإشارات الحمراء والخضراء والزرقاء لأعلى أو لأسفل، بينما يستخدم البرنامج مقياس الألوان أو مقياس الطيف الضوئي لقياس النقطة البيضاء في الشاشة. حيث يقوم البرنامج بإرشاد المستخدم حتى يتم تحقيق النقطة البيضاء المطلوبة.

إذا لم تكن شاشة العرض تحتوي على تعديل للنقطة البيضاء، كما هو الحال مع معظم شاشات LCD، فقم بتخطي هذه الخطوة. لا تستخدم تعديلات بطاقة الفيديو لضبط النقطة البيضاء، استخدم فقط تعديلات أجهزة العرض.

الجاما أو TRC

TRC or Gamma

من معايير تقييم الشاشة هو معيار الجاما أو TRC. يرمز TRC إلى Tone Response Curve، أو Tone Reproduction Curve، ويشير إلى سلوك الدرجة اللونية بين الأبيض والأسود لجهاز أو مساحة لون. هناك بعض الأجهزة التي تكون فيها عملية السطوع سريعة، من الأسود إلى الأبيض، والبعض الآخر يفعل ذلك بشكل تدريجي، وهناك اختلافات أخرى. إنها ببساطة ترتبط بمسألة كيفية تصميم الجهاز ليعمل.

يمكن تحديد شكل TRC بعدة طرق حسب الجهاز. بالنسبة للشاشات، يتم ذلك عادةً باستخدام وظيفة جاما. والدالة جاما هي تعبير رياضي يتضمن متغيرًا واحدًا أو أكثر، وتشير دالة جاما إلى المتغير الأسي "γ"، وهو الحرف اليوناني جاما. تحدد قيمة متغير جاما شكل TRC المحدد بواسطة دالة جاما. ولهذا السبب نشير أحيانًا (بشكل غير صحيح) إلى "جاما" بالشاشة.

نحن نهتم حقًا بـ TRC الخاص بها، والذي غالبًا ما يتم تعريفه بواسطة دالة جاما مثل جاما 1.8 أو جاما 2.2، ولكن يمكن أيضًا تعريفها باسم الوظيفة الحدودية، أو دالة الطَّيَّاتُ الخَطِّيَّةُ أو السيجمويدية sigmoidal، أو ببساطة بنقاط لتحديد منحنى (على غرار المنحنيات في Photoshop).

نظرًا للاختلافات في الطريقة التي تعرض بها الأجهزة قيم الدرجات وتلتقطها (والطريقة التي ندركها بها)، غالبًا ما يكون من الضروري تغيير القيم الرقمية للدرجات، وإعادة توزيعها نحو تباين أكثر أو أقل بحيث تبدو طبيعية. يُطلق على إعادة التوزيع هذه اسم منحنى التصحيح، أو منحنى التقييم (المعايرة)، ويتم تطبيقه غالبًا في جدول البحث (LUT) في بطاقة الفيديو.

تحتوي شاشات العرض المتقدمة على LUT داخلي يحتوي على منحنى التصحيح هذا. مرة أخرى يجب القول إنه يختلف في الاختيار بشكل تقليدي بالنسبة للتطبيقات المعنية. تم استخدام TRC المعرف بواسطة gamma 1.8 في صناعة الفنون الجرافيكية بالولايات المتحدة، بدءًا من شاشات Apple Macintosh المبكرة، لمساعدتهم على مطابقة الألوان بين الشاشات وبين طابعات Apple LaserWriter بشكل أفضل، حيث لم تكن إدارة الألوان المستندة إلى ICC موجودة في ذلك الوقت.

تم استخدام TRC المحدد بواسطة جاما 2.2 بشكل تقليدي في صناعات الفيديو والويب. كما هو الحال مع النقطة البيضاء، اعتمادًا على التطبيق، يمكن أن يكون أي من TRC مناسبًا، ولكن عرض TRC المحدد بواسطة جاما 2.2 أصبح الأكثر شيوعًا وتم اختياره في i1Profiler. بدءًا من نظام التشغيل Mac OS X 10.6، تقوم Apple بالإعداد الافتراضي لشاشة TRC محددة بواسطة gamma 2.2، بدلاً من gamma 1.8 كما هو الحال مع الإصدارات السابقة من نظام التشغيل Mac OS.

يتمتع برنامج ColorEyes Display Pro الخاص بشركة Integrated Color Corporation بخيار خاص لضبط جاما على L* (كما هو الحال في الإضاءة، "L" في CIE-LAB)، والذي يضبط التمييز والدرجة المتوسطة والظل. بعد خطوة تقييم (معايرة) شاشة العرض، تتمثل الخطوة التالية في تحديد مواصفاتها أو توصيفها.

تقنيات تحديد تقييم وتوصيف الشاشات

يمكن أن يكون ذلك بسيطًا مثل قيام البرنامج بإرسال سلسلة من الألوان أو مجموعات RGB إلى الشاشة وقراءتها باستخدام جهاز القياس لمعرفة اللون الناتج على الشاشة. بهذه الطريقة، يمكن التأكد من كفاءة المعايير مثل النقطة البيضاء الفعلية، والنقطة السوداء، وTRC، ومقياس الألوان أو الانتخابات التمهيدية RGB.

سيقوم البرنامج بعد ذلك ببناء ملف تعريف قائم على المصفوفة، حيث حجم الملف يكون صغير نسبيًا 4.28. تقوم بعض حزم البرامج، مثل i1Profiler، بقياس العديد من التصحيحات وإنشاء ملف تعريف عرض قائم على جدول البحث (LUT) والذي يكون مشابه لملف تعريف الطابعة. قد يؤدي هذا إلى حجم ملف أكبر، لكنه قد يعطي نتائج أكثر دقة قليلًا.

توجد بعض الخيارات الموجودة في برنامج i1Profiler الخاص بـ X-Rite لإجراء تعديلات التقييم (المعايرة) مثل السطوع، وهي موجودة بشكل تلقائي، إذا كانت الشاشة قادرة على ذلك ومعدة لذلك، أو يمكن عمل ذلك يدويًا. في كثير من الأحوال إذا لم يتم استخدام برنامج العرض الخاص بالجهاز، فيمكن اختيار التعديلات اليدوية، والتي ربما تجعلنا نشعر براحة أكثر.

بعد قياس التصحيحات، يجب عليك تسمية ملف التعريف وحفظه. عادةً ما يكون من المفيد تسمية ملف التعريف باسم العرض والسطوع والنقطة البيضاء وتاريخ إنشاء ملف التعريف. وسيُطلب منك أيضًا مكان حفظ ملف التعريف: على مستوى النظام أو على مستوى المستخدم. سيكون عادةً من الأسهل تتبع ملفات التعريف على مستوى المستخدم.

ولكن إذا كان هناك العديد من المستخدمين، كما هو الحال في معمل الكمبيوتر، الذين يستخدمون الكمبيوتر والشاشة، فيجب حفظ ملف التعريف على مستوى النظام، إن أمكن. في بعض الأجهزة يتضح أنه حتى بعد حفظ ملف التعريف، يوضح i1Profiler نتائج التقييم (المعايرة) مقارنة بالأهداف التي حددناها مسبقًا.

 

أرجو أن تنال التدوينة إعجابكم وإلى لقاء قريب بإذن الله

 

المراجع والمصادر

إدارة الألوان وجودة المخرجات.

Color Management & Quality Output

لمزيد من التواصل تابعونا على وسائل التواصل الاجتماعي

حساب "مدونة ألوان" على فيسبوك.

حساب "مدونة ألوان" على انستجرام.

حساب "مدونة ألوان" على تويتر.