Colorpixel - Gerenciamento de Cores

Calibração de Monitor

Recomendamos que a calibração do monitor seja o primeiro passo a ser dado na adoção do gerenciamento de cores. O custo dessa operação não é alto e oferece resultados imediatos no aumento da qualidade das cores na edição de imagens e elementos gráficos.

O monitor é a referência visual em qualquer trabalho de manipulação de fotografias e elementos gráficos, sendo fundamental que apresente cores consistentes para que o profissional tenha uma orientação precisa das cores durante o andamento e no resultado final do seu trabalho. Atualmente todas as ferramentas de edição de imagens, criação de elementos gráficos e de editoração eletrônica profissionais já incorporam o gerenciamento de cores. Nas ferramentas da Adobe, por exemplo, não há como desligar o gerenciamento de cores. Ou seja, só com a calibração de monitores há garantias que o trabalho gráfico ou fotográfico esteja sendo desenvolvido com as cores desejadas.

Monitor como referência de cores
Monitor como referência de cores

Para sermos precisos, conforme explicamos no nosso artigo sobre gerenciamento de cores, o termo calibração de monitores, embora amplamente empregado, é incorreto, pois quando falamos em “calibração de monitores” estamos na verdade nos referindo ao processo de calibrar e caracterizar as cores do monitor. Trata-se, portanto, de duas tarefas distintas: a regulagem do monitor para que ele opere em condições ótimas (a calibração) e a medição precisa das cores produzidas pelo monitor, que resulta na criação um perfil de cores para esse equipamento (caracterização). Lembramos também que tal processo também não está a restrito a monitores, podendo ser aplicado a projetores, televisões digitais e equipamentos de visualização de imagens em geral.

Feitas essas considerações, por simplicidade, no resto desse documento, iremos denominar de “processo de ajuste de cores de monitores” o processo completo de calibrar e caracterizar as cores de monitores e demais equipamentos de vídeo.

Há duas abordagens para o ajuste de cores de monitores, uma para monitores de computador e outro para monitores conectados a equipamentos de reprodução de vídeo. Como a reprodução de vídeo muitas vezes não é feita com o auxílio de um computador, o ajuste de cores de monitores de vídeo apresenta desafios próprios, que abordaremos no final deste texto.

Equipamentos para Medição de Cores de Monitores

O uso de equipamentos de medição de cores é fundamental para que haja precisão no ajuste de cores de monitores. Todas as abordagens visuais que não empregam equipamentos, sendo realizada visualmente pelo usuário simplesmente não funcionam, pois o olho humano não é uma boa referência para cores. Esse fato é facilmente verificável, bastando pedir que várias pessoas façam o ajuste visual de seu monitor. Dificilmente haverá dois monitores com cores similares.

Monitor com equipamento de medição de cores
Monitor com equipamento de medição de cores

O equipamento mais empregado para o ajuste de cores de monitores é o colorímetro. Esse dispositivo é composto por três sensores de cor, que permitem a medição dos valores colorimétricos XYZ, que correspondem aos valores absolutos das cores RGB do monitor. Com base nas relações entre as cores RGB e as medidas XYZ correspondentes a estas cores, é possível calibrar o monitor e gerar um perfil de cor para esse equipamento. Para melhor entender como funciona o sistema colorimétrico XYZ e os perfis de cores, indicamos o nosso artigo de gerenciamento de cores.

Colorímetro para medição de monitores e projetores
Colorímetro para medição de monitores e projetores

Um bom colorímetro pode ser adquirido a partir de US$ 300 nos EUA, o que é suficiente para as demandas de grande parte dos usuários. Para profissionais que necessitam de um grau maior de precisão, existem colorímetros mais avançados, com custos proporcionalmente mais elevados. Por fim, para as demandas ainda mais rígidas de qualidade de cor, o próprio colorímetro necessita ser calibrado para se adaptar precisamente à tecnologia e composição de cores do monitor. Tal calibração é feita por um outro equipamento, o espectroradiômetro, que possui um custo mais elevado.

Calibração e Caracterização de Monitores de Computador

Quando fazemos o processo de ajuste de um monitor conectado a um computador, além de efetuar alterações no próprio monitor, a configuração da placa de vídeo do computador é atualizada e o perfil de cores é instalado no diretório reservado pelo sistema operacional para o armazenamento de perfis, permitindo que as aplicações possam usufruir do perfil criado. Como essa operação realiza ajustes no monitor e no computador, caso o monitor seja transferido para outro computador, todo o processo necessita ser refeito.

Calibração de Monitores de Computador

A primeira parte do ajuste de cores de um monitor é a calibração, onde o monitor e a placa de vídeo são regulados para atender os parâmetros mais adequados para a edição de imagens, ilustrações ou editoração eletrônica de documentos. Os principais itens a serem configurados são a luminosidade do monitor, o seu balanço de branco, contraste máximo e controle dos tons de cinza na placa gráfica. Na maioria dos monitores tais ajustes são feitos manualmente pelo usuário, com a devida orientação do software de calibração, enquanto que nos monitores mais avançados o próprio software realiza todos os ajustes automaticamente.

Luminosidade

A luminosidade do monitor é um dos principais ajustes a serem feitos durante a calibração do monitor, sobretudo na visualização de imagens que serão impressas ao final do processo de edição. Se a luminosidade do monitor estiver muito alta, o que é muito comum devido a regulagem de fábrica ser normalmente elevada, o usuário terá a sensação que as impressões ficaram muito escuras. As condições ideais normalmente envolvem uma luminosidade de 100 a 120 cd/m2 para o monitor, mas a claridade do ambiente ao redor do monitor também precisa ser controlada. A iluminação no campo visual redor do monitor é tão importante quanto a do monitor, onde a intensidade máxima recomendada é de 60 a 70 cd/m2. A luz ambiente, por sua vez, tem que estar entre 32 a 64 cd/m2, o que é bem mais escuro do que um ambiente de trabalho usual.

Essas condições rígidas para a luminosidade do monitor, da área em redor ao monitor e da luz ambiente são fundamentais para que haja uma boa visualização da claridade e do contraste das imagens no monitor. Normalmente a configuração de fábrica do monitor possui uma luminosidade bem superior a 100 cd/m2. Adicionalmente, o nível de luminosidade do entorno do monitor e da luz ambiente também são superiores aos valores recomendados. Com isso, é comum que uma imagem que parecia correta no monitor, quando impressa, aparente possuir cores mais escuras do que as presentes no monitor.

Essa é uma dúvidas mais frequentes no gerenciamento de cores: Por que as minhas impressões estão muito escuras? Porque provavelmente o seu monitor está muito claro!

Recomenda-se também que no campo visual em volta do monitor somente hajam cores neutras. Por fim, para sermos totalmente precisos, a luminosidade com que a impressão está sendo visualizada também precisa ser controlada, onde 500 cd/m2 é o valor adequado para a iluminação da imagem impressa quando comparada à mesma imagem vista no monitor.

Balanço de Branco

O balanço de branco (white-balance) determina a cor escolhida para ser o branco do monitor. As opções mais comuns são o D50 e D65, que são duas tonalidades de branco padronizadas que tem base na luz natural do sol, ou usar a cor de branco nativa do monitor. O D50 é o padrão da indústria gráfica, mas o seu uso em muitos monitores que não sejam topo de linha resulta em cores com aparência muito amarelada. Com isso, o D65, o padrão da indústria fotográfica, usualmente é mais empregado.

Como muitos monitores atuais possuem uma temperatura de cor nativa próxima ao D65, também é possível calibrar o monitor sem alterações no seu balanço de branco. O uso do balanço de branco nativo usualmente facilita o ajuste dos tons de cinza e pode resultar numa gama de cores maior no monitor. Se a imagem do monitor não for comparada diretamente a uma imagem impressa, o balanço de branco nativo do monitor é uma opção a ser considerada.

Contraste Máximo

Os monitores atuais possuem um contraste excelente, muitos excedendo 1000:1, o que quer dizer que o tom preto mais escuro tem mil vezes menos luminosidade do que o tom mais branco. Embora tais níveis de contrate permitam grande beleza na reprodução de imagens, dificilmente são obtidos em imagens impressas, que possuem no máximo contrastes em torno de 300:1. Por este motivo, muitos profissionais que trabalham com imagens impressas optam por reduzir o contraste do monitor, para que as imagens visualizadas fiquem mais próximas às imagens finais.

Controle dos Tons de Cinza

A reprodução dos tons de cinza é diferente em cada monitor. Para normalizar as transições entre os tons de cinza é fundamental definir como essas transições serão feitas. Para que tais transições sejam proporcionais ao olho humano, historicamente seguem uma função exponencial chamada gama, onde valores de gama de 1.8, 2.2 e 2.4 são comuns. Atualmente os softwares de calibração são mais modernos e configuram a transição entre os tons de cinza para seguir o sistema CIE Lab, que é exatamente proporcional à visão humana.

Além de garantir uma transição correta entre os tons de cinza, a calibração dos tons de cinza garante que os tons de cinza do monitor sejam realmente neutros. Ou seja, quando enviar uma cor neutra ao monitor, onde os três valores R, G e B sejam iguais, o monitor irá reproduir um tom de cinza absolutamente neutro. Dada a importância do monitor sempre reproduzir as cores neutras de forma correta, como nem todas as aplicações usam perfis de cores, o ajuste de tons de cinza são configurados na placa de vídeo ou diretamente no monitor, no caso de equipamentos topo de linha. Desta forma, não só os tons de cinza estarão absulamente corretos em todas as aplicações, como também facilitará o processo de caracterização do monitor, que não precisará lidar com problemas na reprodução de tons de cinza.

Caracterização de Monitores de Computador

Com o monitor devidamente calibrado, com a luminosidade, balanço de branco, contraste máximo e tons de cinza devidamente configurados, temos um monitor em condições ótimas de funcionamento, pronto para ter as cores medidas no processo de caracterização, cujo resultado final é a criação de um perfil de cores.

A criação do perfil de cores, embora seja a etapa que emprega o maior uso de tecnologia, é uma tarefa totalmente automatiza pelos softwares de geração de perfis. O usuário apenas determina os parâmetros a serem usados na geração do perfil e o software realiza a exibição de diversas cores no monitor e coordena a leitura de tais cores pelo colorímetro. Por fim, gera um perfil de cores e o instala no sistema operacional do computador.

Calibração e Correção de Monitores de Vídeo

O ajuste de cores de um monitor conectado a um computador é uma tarefa onde a configuração do computador tem papel fundamental no seu resultado. A configuração da placa de vídeo e a instalação do perfil de cores no computador são etapas cruciais para que haja uma grande fideliade de cores. No caso da produção de vídeo, muitas vezes o equipamento responsável pela reprodução de vídeo não é um computador, o que faz com que a calibração e correção de monitores de vídeo exija uma abordagem diferente.

Cameras de video
Cameras de video

O gerenciamento de cores para vídeo nos dias de hoje usa a especificação de um display de vídeo como referência absoluta para a determinação da aparência das cores da imagem. O arquivo de vídeo tem que ser adequado ao display de referência e não tem nenhum perfil associado, pois é assumido que ele seja compatível com a referência. Há diversos padrões que definem as cores e as características de reprodução de cores para a indústria de produção e transmissão de vídeo. Os padrões mais usados nos dias de hoje são o BT.709, que é o padrão atual do HDTV, e o DCI-P3, que é o padrão para projeção digital de filmes.

Como os arquivos de vídeo não tem perfil de cor, não faz sentido falar em caracterização de displays de vídeo e sim de correção de displays, onde as tabelas presentes no perfil de cores são substituídas por tabelas de correção de cores para que tornam as cores particulares de um monitor ou projetor adequadas a um determinado padrão. Tais tabelas de correção de cores são chamadas de 3D LUT (Look-Up Table), onde o 3D significa que a tabela possui três dimensões, uma para cada uma das três cores RGB. Ou seja, essas tabelas são usadas para conversão de valores RGB diretamente em novas cores RGB.

O grande desafio do gerenciamento de cores para vídeo é que, embora haja uma padrões bem definidos que definem precisamente como deve ser a aparência da visualização de vídeo digital, há inúmeras tecnologias de monitores e televisões, que usualmente não seguem exatamente esses padrões. Esse é o principal problema na fidelidade de cores na produção de vídeo, uma vez que o monitor usado como referência pelo colorista não necessariamente é 100% aderente ao padrão.

Calibração de Monitores de Vídeo

A calibração de monitores de vídeo é similar a de monitores de computador, onde os parâmetros presentes no monitor são ajustados para aumentar a sua fidelidade de cores. As configurações a serem ajustadas para monitores de vídeo são próximas mas não totalmente idênticas a de monitores de computador, sendo: a luminosidade, balanço de brancos, curva de tons de cinza e gamut de cores. Tais ajustes estão presentes nos monitores e projetores profissionais.

Luminosidade

A recomendação de luminosidade para a visualização de vídeo é de 100 cd/m2 em um ambiente escuro e é seguido até hoje por grande parte do mercado. Em ambientes com iluminação residual em torno do monitor, recomenda-se 120 cd/m2.

Balanço de Brancos

Há muita variação no balanço de branco em aplicações de vídeo, principalmente em relação à região onde o vídeo será exibido. Na Europa e nas Américas, o padrão para HDTV é o D65. No japão, por sua vez, o padrão é o D93, bem mais azulado. Por fim, o DCI-P3 define que o projetor tem que ter 6300K. Como nas aplicações de vídeo o balanço de branco é o do display de referência, o cor do balanço de branco do monitor tem que seguir o padrão desejado.

Tons de Cinza

A maioria equipamentos profissionais possuem ajustes de curva de tons de cinza, mas são muito inferiores ao proporcionados pelas placas de vídeo de computadores. Os monitores e projetores topo de linha possuem, por sua vez, controles tão avançados quanto os presentes em placas de vídeo.

Gamut de Cores

A maioria equipamentos profissionais possuem ajustes nas cores primárias e secundárias, que permitem algum ajuste no gamut do equipamento.

Correção de Monitores de Vídeo

Embora seja possível fazer diversos ajustes nos monitores e projetores que melhorem a qualidade da reprodução de vídeo, dificilmente obtém-se uma qualidade elevada apenas com os ajustes tradicionais. Para que haja uma grande precisão nas cores na produção de vídeo é necessário o uso de tabelas de conversão de cores, as LUTs 3D, que efetuam a correção das cores definidas no padrão de cores para as cores específicas de um monitor ou projetor. Tais LUTs podem estar na plataforma de correção de cores, por exemplo DaVinci ou Baselight, em um equipamento específico para transformação de cores ou dentro de um monitor ou projetor topo de linha.

Equipamento de conversão de cores baseado em LUT 3D
Equipamento de conversão de cores baseado em LUT 3D

Somente com a criação de LUTs 3D específicas para os equipamentos de reprodução de vídeo que é possível obter cores precisas, totalmente alinhadas com os padrões de transmissão digital de vídeos. Podemos dizer que a criação de LUTs 3D é o equivalente à criação de perfis de cor no gerenciamento de cores. Este trabalho também é feito por softwares especializados com auxílio dos mesmos equipamentos de medição usados na calibração e caracterização de monitores de computador. Tais softwares também medem as cores produzidas pelo monitor ou projetor com o auxílio do equipamento de medição e geram as LUTs 3D para serem instaladas na plataforma de cores ou em um equipamento especializado.