เรื่อง+ภาพ : ศุภฤกษ์ นฤเบศร์ไกรสีห์
บทความนี้มาจาก Camerart Magazine ฉบับ 223/2016 April
ความสว่างและสีสันของภาพในทางวิทยาศาสตร์นั้นสามารถวัดค่าและกำหนดได้ เช่น สีเทา 18% (สะท้อนแสง 18%) จะมีค่าความเข้มอยู่ที่ 0.74 ส่วนขาวหรือไฮไลท์ของภาพจะมีค่าความเข้มอยู่ประมาณ 0.1+ ความเข้มของส่วนขาวที่สุดของวัสดุที่ใช้ในการแสดงภาพ ส่วนดำหรือ Shadow จะมีค่าอยู่ที่ประมาณ 30% ของความดำสูงสุดของวัสดุที่ใช้ในการแสดงภาพ ซึ่งตัวเลขข้อกำหนดเหล่านี้เป็นเรื่องน่าปวดหัวสำหรับบุคคลทั่วไปที่จะใช้หลักเกณฑ์นี้ในการดูภาพ (แต่เป็นเรื่องจำเป็นสำหรับวิทยาศาสตร์การถ่ายภาพเพื่อการกำหนดมาตรฐานของภาพถ่าย) การ “ใช้ตาดูแล้วประเมินตามความเหมาะสม” จึงเป็นเรื่องง่ายกว่าสำหรับบุคคลทั่วไป ซึ่งจะทำให้นักถ่ายภาพทั่วไปที่พอรู้หลักเกณฑ์จะสามารถนำไปใช้งานและกำหนดมาตรฐานคร่าวๆ ได้ สำหรับภาพดิจิตอลซึ่งแสงถูกแปลงออกมาเป็นข้อมูลตัวเลข 1 กับ 0 เราคงไม่สามารถดูตัวเลขเหล่านั้นแล้วบอกว่ามันคืออะไรเหมือนในหนังเรื่อง The Matrix จำเป็นต้องแปลงข้อมูลนั้นให้เป็นภาพถ่ายบนวัสดุตัวกลางโดยผ่านระบบพิมพ์ (หรืออัดขยาย) ภาพหรือภาพบนจอมอนิเตอร์ ไม่ว่าจะเป็นจอแบบ LCD LED หรือ CRT เพื่อให้เราสามารถเห็นได้ว่า ข้อมูลดิจิตอลเหล่านั้น มันคืออะไร
ปัญหาคือ ระบบแสดงภาพดิจิตอลมักให้ภาพที่แตกต่างกันจากต้นฉบับเดียวกัน เราจะเห็นเสื้อสีแดงในจอโทรทัศน์แต่ละรุ่นแต่ละยี่ห้อมีสีต่างกัน เราจะเห็นว่าเมื่อเรานำภาพดิจิตอลไปอัดขยายที่ร้านอัดภาพ รูปจะไม่ตรงกับที่เราเห็นหลังจอกล้องและก็ไม่เหมือนกับภาพที่จอคอมพิวเตอร์ของเราด้วยเช่นกัน ภาพเดียวกันอัดขยายที่ร้านเดียวกันแต่ต่างเครื่องต่างกระดาษกันจะให้ภาพต่างกันด้วย เวลาเราไปเลือกจอทีวีที่ห้าง จะเห็นว่าจอทั้งหมดที่เรียงกันนับร้อยจอนั้นให้ภาพที่แตกต่างกันออกไป ปัญหาการแสดงภาพให้เหมือนกันทั้งหมดจึงเป็นปัญหาใหญ่ของการถ่ายภาพดิจิตอล เพราะเราดูภาพจากอุปกรณ์แสดงภาพที่ให้ภาพไม่เหมือนกัน (เป็นปัญหาต่อเนื่องมาจากสมัยฟิล์มที่ฟิล์มแต่ละยี่ห้อ กระดาษอัดขยายภาพ เครื่องอัดขยายภาพ แต่ละยี่ห้อจะให้ภาพต่างกัน)
ปัญหาการแสดงภาพไม่ตรงกันสร้างปัญหาในการถ่ายภาพด้วยเช่นกัน เช่น เราวัดแสงได้ถูกต้อง แต่จอภาพแสดงภาพมืดเกินไป เราอาจจะเข้าใจผิดว่าเราถ่ายภาพอันเดอร์ จึงแก้ด้วยการถ่ายภาพให้สว่างขึ้น เมื่อเรานำภาพไปใช้งานด้วยเครื่องพิมพ์หรือจอภาพที่ปรับได้ให้ได้มาตรฐาน ภาพทั้งหมดที่ถ่ายมาจะโอเวอร์ หรือมอนิเตอร์สีเพี้ยนออกไปทางน้ำเงิน เราจะเห็นภาพออกสีน้ำเงิน เราก็จะปรับกล้องให้ออกเหลืองเล็กน้อย (หรือปรับภาพในโปรแกรม) ทำให้เมื่อนำภาพไปใช้งานสีจะออกเหลือง เป็นต้น
ความผิดเพี้ยนของสีที่จะเกิดขึ้นสามารถคาดเดาได้โดยใช้ดาวแห่งสีดังภาพ หากเราไม่ปรับตั้งจอภาพให้ได้มาตรฐานเป็นไปได้ยากในภาพรวมที่จะได้ภาพถูกต้องเมื่อนำไปใช้งาน จึงต้องมีการกำหนดมาตรฐานของสีขึ้นมาเพื่อให้สามารถเห็นและปรับตั้งได้ตรงกัน หากเราสามารถปรับตั้งระบบสีได้มาตรฐานแล้ว จะสามารถเห็นภาพที่จอตรงหรือใกล้เคียงกับภาพที่อัดขยายออกมาไม่ว่าจะไปอัดขยายที่ใดก็ตาม และจะเห็นภาพใกล้เคียงกันไม่ว่าจะดูภาพจากจอภาพตัวใดก็ตาม
ต้นฉบับภาพดิจิตอลเดียวกันควรให้ภาพเหมือนกันไม่ว่าดูจากทีวีเครื่องใดก็ตาม แต่ในความเป็นจริงไม่เป็นเช่นนั้น
ความเป็นจริงคือ อุปกรณ์แสดงภาพดิจิตอลจะให้ภาพแตกต่างกันออกไป ซึ่งไม่สามารถบอกได้ว่าภาพใดคือภาพมาตรฐาน เราจึงพิจารณาภาพจากความชอบเป็นหลัก
ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับการปรับสี
การทำงานด้านภาพดิจิตอลเป็นการทำงานร่วมกันระหว่าง กล้อง คอมพิวเตอร์ จอภาพ และเครื่องพิมพ์ กล้องเป็นอุปกรณ์ที่เราเรียกว่า Input คือ เป็นอุปกรณ์สร้างภาพดิจิตอลขึ้นมา Input สามารถมีได้หลากหลาย ไม่จำเป็นต้องเป็นกล้องดิจิตอลก็ได้ เช่น สแกนเนอร์ (Scanner) ส่วนจอภาพ เครื่องพิมพ์ เป็นอุปกรณ์ที่เรียกว่า Output ทำหน้าที่เปลี่ยนภาพดิจิตอลให้เป็นภาพที่เรามองเห็นได้ การควบคุมสีให้กล้อง จอมอนิเตอร์ เครื่องพิมพ์ สามารถแสดงสีได้ตรงกัน เรียกว่า ระบบควบคุมสี Color Management system (CMS)
หากเรานำสีที่ตาของมนุษย์มองเห็นทั้งหมดมาพล็อตทำแผนที่แสดงสี โดยการวัดสีด้วยเครื่อง Spectrophotometer มีทั้งแบบวัดแสงจากวัสดุสะท้อนแสง เช่น กระดาษอัดขยายภาพ และวัดแสงที่เปล่งออกมา เช่น จอมอนิเตอร์ แล้วนำค่าที่วัดได้มาเขียนแผนที่ของสีใบรูปแบบกราฟ 3 มิติ แนวตั้งเป็นความสว่างหรือ Brightness ไล่จากสว่างไปมืด แนวนอนเป็นความอิ่มตัวของสี (Saturation) ไล่จากสีจืดไปยังสีเข้ม และแนววงรอบ 360 องศาเป็นเฉดสี ไล่ไปตั้งแต่สีน้ำเงิน (Blue) ฟ้า (Cyan) เขียว (Green) เหลือง (Yellow) แดง (Red) ม่วง (Magenta)
หลักการของการควบคุมสี คือ ทำให้อุปกรณ์ทั้งหมดในระบบสามารถแสดงสีได้เหมือนกันมากที่สุด ไม่ว่าจะดูภาพจากจอมอนิเตอร์ตัวใด หรือ พิมพ์ภาพจากเครื่องตัวใดก็จะให้ภาพที่เหมือนกัน
เครื่อง Spectrophotometer สำหรับวัดค่าสีจากวัสดุแบบสะท้อนแสง
เครื่อง Spectrophotometer ถูกใช้ในงานสำหรับกำหนดเฉดสีที่ต้องการความแม่นยำสูงสุด เช่น การผสมสีรถยนต์ สีทาบ้าน สีย้อมผ้า สีของเครื่องสำอางค์
Spectrophotometer สำหรับวัดสีจากวัสดุเปล่งแสง หรือแสงตกกระทบ
เมื่อนำสีทั้งหมดที่ตามองเห็นมาพล็อตเป็นแผนที่ จะได้รูปทรงคล้ายลูกโลก คือ หัวท้ายเล็ก ป่องตรงกลาง เราเรียกสีทั้งหมดที่ตามนุษย์มองเห็นว่า Color Space ซึ่งมีจำนวนสีมากมายมหาศาลมากๆ รูปแบบการวัดสีถูกกำหนดโดยองค์กรชื่อว่า ICC หรือ The International Color Consortium ถูกก่อตั้งขึ้นขึ้นในปี ค.ศ. 1993 เพื่อสร้างมาตรฐานเกี่ยวกับระบบสีขึ้นมา ต่อมากลายเป็นมาตรฐานที่ยอมรับและใช้งานกันโดยทั่วไป (สามารถศึกษาเพิ่มเติมได้ที่ http://www.color.org/index.xalter) โดยทั่วไป อุปกรณ์แสดงภาพของเรานั้นจะมีสีน้อยกว่าสีใน Color Space เป็นส่วนใหญ่ ขอบเขตของสีในแต่ละอุปกรณ์แสดงผลเรียกว่า Color Profile อุปกรณ์แต่ละชนิดก็จะมี Color Profile ที่มีขอบเขตไม่เท่ากัน อุปกรณ์ที่มี Color Profile กว้างจะทำให้สีภาพดูสดใสกว่าอุปกรณ์ที่ให้ Color Profile ที่แคบ เช่น จอ LCD TV จะมีขอบเขตสีแคบกว่าจอแบบ LED TV ทำให้เมื่อดูภาพจาก LED TV จะได้ภาพสีสันจัดจ้านกว่า
สีที่ตามองเห็นทั้งหมด เมื่อนำมาเขียนแผนภูมิในรูปแบบ Lab จะได้ Color Space ซึ่งมีลักษณะเหมือนลูกโลก ป่องกลาง
รูปแบบการวัดจะมีหลายอย่าง เช่น Lab, HSL, HSV หรือ RGB
ระบบการวัดค่าสีจะมีอยู่หลายระบบ ที่เราคุ้นเคยเช่น RGB, CMYK และยังมีระบบอื่นๆ เช่น Lab, HSL ซึ่งแต่ละระบบจะให้ทรงของ Color Space แตกต่างกัน ICC ได้กำหนดมาตรฐานของขอบเขตสีเอาไว้หลายมาตรฐาน ที่นิยมใช้ในการถ่ายภาพ คือ sRGB และ Adobe RGB ระบบ sRGB จะใช้กันโดยทั่วไปทั้งในจอมอนิเตอร์มาตรฐานสูงและกล้องถ่ายภาพ ส่วน Adobe RGB จะมีขอบเขตของสีที่กว้างกว่า ทำให้ได้ภาพสีจัดจ้านกว่า sRGB แต่อุปกรณ์แสดงภาพนั้นต้องรองรับขอบเขตของสีในระบบ Adobe RGB ด้วย มิเช่นนั้นจะไม่สามารถแสดงสีที่ถูกต้องออกมาได้
กราฟแสดงขอบเขตของสีในระบบ sRGB และ Adobe RGB จะเห็นว่าสีของ Adobe RGB กว้างกว่า sRGB ปลายสุดของขอบเขตสีของแต่ละ Color Prole จะเป็นค่าสี R255G0B0 (สีแดง) R0G255B0 (สีเขียว) R0G0B255 (สีน้ำเงิน) ซึ่งเราจะพบว่า ค่าตัวเลขสีเท่ากัน แต่ละโหมดสีจะแสดงภาพออกมาไม่เหมือนกัน เช่น สีเขียว G255 ของ sRGB จะเป็นสีเขียวสด ส่วน Adobe RGB จะเป็นเขียวอมเหลือง ส่วนน้ำเงิน B255 ของ sRGB จะเป็นน้ำเงินอมฟ้า ส่วน Adobe RGB จะเป็นน้ำเงินอมม่วง
ระบบควบคุมสี
ค่าสีของภาพดิจิตอลมักจะอยู่ในระบบ RGB แต่ละสีมีระดับสีตั้งแต่ 0 ถึง 255 ค่า 0 คือ มืด 255 คือสว่าง แปลว่าแต่ละสีมีระดับไล่จากมืดไปสว่าง 256 ขั้น เมื่อรวมทั้งสามสีเข้าด้วยกันจะมีระดับสีทั้งหมด 256x256x256 คือ 16.7 ล้านสี ทั้ง 16.7 ล้านค่าสีจะถูกพล็อตและสร้างเป็นแผนภูมิใน Color Space ขึ้นมา ในแต่ละ Color Profile ตำแหน่งสีของค่า RGB เดียวกันไม่จำเป็นต้องอยู่ที่เดียวกันใน Color Space นั้นเป็นเพราะแต่ละสีมีค่า RGB ไม่เท่ากันในแต่ละ Color Profile
ในการควบคุมสี เราจำเป็นต้องรู้ว่า หากเราป้อนค่า RGB แต่ละค่าเข้าไปในอุปกรณ์แสดงผลชิ้นหนึ่ง อุปกรณ์นั้นจะให้สีที่ตำแหน่งใดใน Color Space เมื่อนำค่า RGB กับค่าสีที่วัดได้มาสร้างเป็นแผนภูมิสี เราจะได้ Color Profile ของอุปกรณ์ชนิดนั้นออกมา การสร้าง Color Profile โดยปกติจะใช้อุปกรณ์พวก Spectrophotometer และโปรแกรมที่สร้างมาโดยเฉพาะ เช่น Eye One, Spyder ฯลฯ โปรแกรมจะสร้าง Color Profile ของอุปกรณ์นั้นๆ ขึ้นมา ส่วนใหญ่เราจะสร้าง Color Profile ของจอภาพและเครื่องพิมพ์ภาพออกมา เรามักเรียกขั้นตอนการสร้าง Color Profile ของอุปกรณ์ว่า การจูน หรือ คาลิเบรท (Calibrate) เมื่อสร้าง Color Profile เสร็จแล้ว จึงนำเอา Color Profile ของอุปกรณ์แต่ละชนิดมาทำงานร่วมกันเพื่อควบคุมสี
Color Profile ควบคุมสีได้อย่างไร อธิบายได้ง่ายๆ ว่า Color Profile เปรียบเสมือนแผนที่ของสี เช่น มีสีน้ำเงิน R0G0B255 ซึ่งเป็นข้อมูลดิจิตอล เมื่อเรานำข้อมูลนี้ไปแสดงในจอมอนิเตอร์ A มอนิเตอร์ A แสดงสีเป็นน้ำเงินอมฟ้า พอเราป้อนข้อมูลเดียวกันเข้าไปยังมอนิเตอร์ B มอนิเตอร์ B แสดงภาพออกมาเป็นสีน้ำเงินอมม่วง หากเราต้องการให้มอนิเตอร์ B แสดงภาพสีตรงกับมอนิเตอร์ A ก็ต้องกลับไปยังแผนภูมิ Color Space ของ B ว่าหากจะแสดงสีให้ตรงกับ A จะต้องเปลี่ยนค่าสีน้ำเงิน R0G0B255 เป็นค่าใด ซึ่งเมื่อดูจากแผนภูมิได้เป็นค่า R0G0B250 เราเรียกวิธีการแปลงค่า RGB จาก Color Profile A ไปยัง B เพื่อให้ได้ภาพสีเดิมว่า การ Convert to Profile ส่วนการดูว่า ค่า RGB เดียวกันจะได้สีอะไรใน Color Profile A กับ B เราเรียกว่า การ Assign Profile ซึ่งในโปรแกรม Photoshop CS4 คำสั่ง Assign Profile และ Convert to Profile จะอยู่ในเมนู Edit
sRGB
Adobe RGB
บทหน้าเรามาดูขั้นตอนการปรับตั้งสีของจอมอนิเตอร์โดยใช้อุปกรณ์อย่าง Spyder และการปรับหน้าจอโดยใช้โปรแกรมที่มีมาใน Window 7 การเรียกใช้ Color Profile จอภาพ การจูนสีเครื่องพิพม์ภาพ การติดตั้ง Color profile ของเครื่องพิมพ์ และการใช้งาน Color Profile รูปแบบต่างๆ ในการส่งภาพ ส่งงานพิมพ์ ฯลฯ
