Beobachtermetamerie bei der Abmusterung von Lichtfarben

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1 40. DfwG Jahrestagung in Wuppertal Beobachtermetamerie bei der Abmusterung von Lichtfarben (Zwischen-) Ergebnisse aus den Fogra Forschungsprojekten Nr : Kriterien für die farbverbindliche Softproof-Bewertung in der Tagesproduktion Projekt Laufzeit: September Oktober 2013 Nr : Untersuchung von Einflussgrößen auf die hochqualitative Monitordarstellung hinsichtlich einer Standardisierung von Softproofsystemen Projekt Laufzeit: Juni Mai 2015 Projektleiter: Dr. Andreas Kraushaar Peter Karp Fogra Forschungsgesellschaft Druck e.v.

2 Agenda 1. Motivation Notwendigkeit der Beschreibung der Farbwahrnehmung individueller Beobachter 1. Genauigkeit aktuelle Monitormessgeräte 2. Übereinstimmung von messtechnischer und visueller Bewertung 2. Untersuchung der Maskenmethode 1. Aufbau des Experiments 2. Varianz einzelner Beobachter 3. Varianz zwischen Beobachtern 4. Auswertung der Unterschiede zwischen Beobachtern und Messtechnik 5. Welche Farben können visuell leicht bzw. schwer nachgestellt werden? 3. Experimente zur Abschätzung der Beobachtermetamerie 1. Farbabgleichsexperiment mit LEDs (Yuta Asano, RIT) Praktisches Softproof-Experiment -> Vortrag Stephan Helling: Schnelle Auswahl geeigneter spektraler Beobachterkurven aus einem Datensatz für den Farbmatch beim Softproof DfwG-Tagung, , Wuppertal Peter Karp 2 1. Motivation Notwendigkeit der Beschreibung der Farbwahrnehmung individueller Beobachter Allgemein Wachsende Verbreitung von Displays und Projektoren zunehmend auch mit großem Farbumfang (Wide-Gamut-Displays) Beobachterunterschiede werden deutlich Speziell in der Druckbranche hohe Qualitätsansprüche an den Softproof, d.h. Simulation von physischen Mustern auf Bildschirm teilweise schlechte visuelle Korrelation messtechnischer und visueller Bewertung Notwendigkeit visuelle Feinjustage große Schwankungen zwischen praxistypischen Monitormessgeräten möglich DfwG-Tagung, , Wuppertal Peter Karp 3

3 1. Softproof DfwG-Tagung, , Wuppertal Peter Karp 4 1. Diskrepanz zwischen messtechnischer und visueller Bewertung Beispiel: Visuelle vs. messtechnische Farbnachstellung Praxisübliche Monitormessgeräte führen nicht immer zuverlässig zu einer visuell befriedigenden Softproofdarstellung DfwG-Tagung, , Wuppertal Peter Karp 5

4 1. Genauigkeit aktueller Monitormessgeräte Kalibrierung eines Monitors mit Hilfe verschiedener Messgeräte auf den gleichen Ziel-Weißpunkt (D50), gemessen mit Labor- Telespektroradiometer Minolta CS-2000 (in Abbildung: T) Unterschiede bis zu ΔCIExy = 0,010 ~ ΔE00 = 10 DfwG-Tagung, , Wuppertal Peter Karp 6 2. Untersuchung der Maskenmethode Ziele Gute Übereinstimmung visuelle und messtechnische Bewertung Verringerung der Unterschiede zwischen Monitormessgeräten Darstellung einer Maske (in Abbildung sind Löcher in der Maske als weißer Kreis dargestellt) Nachstellung der Maskenfarbe in der Monitordarstellung durch Beobachter RGB-Justage (0..255) Speicherplatz zum Vergleich mit aktueller RGB- Ansteuerung DfwG-Tagung, , Wuppertal Peter Karp 7

5 2.1. Maskenmethode: Aufbau des Experiments 10 Farben des X-Rite Colorchecker Verwendung von Kinnstütze zur Vermeidung von blickwinkelabhängiger Farbänderung durch Monitorcharakteristik bzw. Beleuchtungsgeometrie Bewertung der Teilnehmer der Güte der eigenen Nachstellung anhand von 4 grauen Ankerpaaren (Delta Visuell = 0 bis 7) Untersuchung anhand von 3 Monitoren unterschiedlichen Spektrums DfwG-Tagung, , Wuppertal Peter Karp Varianz der Beobachter Beispiel für 11 Versuchsteilnehmer (Zeile) für den bestmöglichen Farbabgleich für eine Farbe (Weiß) für einen Monitor für 4 Wiederholungen (Spalte) Bewertung der Beobachter der eigenen Farbnachstellung typischerweise sehr gut (Delta Visuell 1) Intrapersonelle Streuung meist klein, große Streuung zwischen Beobachtern möglich DfwG-Tagung, , Wuppertal Peter Karp 9

6 2.2. Varianz einzelner Beobachter Beispiel für intrapersonelle Streuung für eine Farbe (Weiß) bei einem Monitor Manche Beobachter zeigen deutlich bessere Reproduzierbarkeit Trainingsphase sinnvoll, ggf. Selektion von Beobachtern? DfwG-Tagung, , Wuppertal Peter Karp Varianz einzelner Beobachter Beispiel intrapersonelle Streuung für alle Farben bei Monitor 3 Im Mittel Unsicherheit bei der Nachstellung eines Beobachters von etwa DE00 =1, im Maximum bis zu DE00 = 3 DfwG-Tagung, , Wuppertal Peter Karp 11

7 2.3. Varianz zwischen Beobachtern Beispiel interpersonelle Streuung für alle Farben f. Monitor 2 u. 3 Relative Verteilung der Streuung in Bezug auf Referenzfarben ähnlich absolute Höhe der Streuung abhängig vom Monitor (spektr. Char.) DfwG-Tagung, , Wuppertal Peter Karp Auswertung der Unterschiede zwischen Beobachtern und Messtechnik Beispiel 4 Farben für Monitor 1 im Mittel sehr gute Übereinstimmung Messtechnik zu visueller Bewertung einzelne Beobachter zeigen dagegen größere Unterschiede zur Messtechnik Modellierung erlaubt Angleichung von Beobachterurteil und Messtechnik bis auf Restuntersch. ~ DE00 = 2 DfwG-Tagung, , Wuppertal Peter Karp 13

8 2.5. Welche Farben können subjektiv leicht bzw. schwer nachgestellt werden? Unbunte Farben fallen oft schwer einzustellen Weißabgleich subjektiv schwer durchzuführen DfwG-Tagung, , Wuppertal Peter Karp Experimente zur Abschätzung der Beobachtermetamerie Beobachter-Klassifizierung von mehr als 70 Beobachtern Abschätzung individueller Spektralwertkurven (erweiterter Datensatz ~ 150 Beobachter mit Studenten des RIT) Details zur Methode siehe: Asano et al. (2014). Asano Y, Fairchild MD, Blondé L, Morvan P. Multiple Color Matches to Estimate Human Color Vision Sensitivities. Image and Signal Processing, 2014; Ergänzendes praktisches Softproof-Experiment unter Nutzung der berechneten individuellen Spektralwertkurven ICC, Display Group Peter Karp 15

9 3.1. Farbabgleichsexperiment mit LEDs 5 metamere Farbreizpaare erzeugt aus je 4 spektral unterschiedlichen LEDs für jede Seite eines zweigeteilten Gesichtfelds Gesichtsfeld: 8,5 Leuchtdichte der 5 Spektren ~ 25 cd/m² Farbabgleich über a* / b*-achse (L* ist fix) Quelle: Multiple Color Matches to Estimate Human Color Vision Sensitivities, Y. Asano et al, 2014 DfwG-Tagung, , Wuppertal Peter Karp Verteilung der Versuchsteilnehmer nach Farberfahrung, Geschlecht und Alter 78 Teilnehmer 76 % erfahren 35 % weiblich, 65 % männlich 76 farbnormalsichtig, 2 Teilnehmer machen Fehler bei Ishihara-Test DfwG-Tagung, , Wuppertal Peter Karp 17

10 3.2. Intrapersonelle Varianz Beobachter sind im Wesentlichen mit der Genauigkeit der Farbnachstellung zufrieden Delta Visuell ~ 1,4 Wiederholbarkeit der Beobachter ist gut im Vergleich zu interpersonellen Unterschieden: 3 Wiederholungen mit Mittelwert: DE00 = 1,3 DfwG-Tagung, , Wuppertal Peter Karp Vergleich individueller Beobachter zu Standardbeobachter Graue Kreise: individuelle Beobachter DfwG-Tagung, , Wuppertal Peter Karp 19

11 3.2. Vergleich individueller Beobachter zu Standardbeobachter CIE Beobachter sehr nah am Mittelwert aller Beobachter Große Streubreite zwischen den einzelnen Beobachtern Farbe 1: DE00 ~ 7 bis 39 Farbe 2: DE00 ~ 33 bis 39 Farbe 3: DE00 ~ 31 bis 39 Farbe 4: DE00 ~ 10 bis 32 Farbe 5: DE00 ~ 32 bis 42 DfwG-Tagung, , Wuppertal Peter Karp Korrelation von Alter zu abgeschätzten visuellen Parametern Keine Korrelation von abgeschätztem Macula Pigment, bzw. Empfindlichkeitsshift für L bzw. M zu realem Alter DfwG-Tagung, , Wuppertal Peter Karp 21

12 3.3. Korrelation von Alter zu abgeschätzten visuellen Parametern erwartungsgemäß nur (lose) Korrelation von abgeschätztem Linsenalter zu realem Alter DfwG-Tagung, , Wuppertal Peter Karp Zukünftige Betrachtungen Korrelation: Alter zu Farbempfindung Optimierung des Modells zur Abschätzung der Spektralwertfunktionen (CMFs) von Y. Asano Weitergehende praktische Tests zur möglichen Verbesserung der visuellen Softproof-Bewertung bei Anwendung beobachterspezifischer CMFs (siehe Vortrag Stephan Helling) Erarbeiten eines Vorschlags zur Bestimmung der Metamerieneigung eines Bildwiedergabesystems Erstrangig: Monitore und Projektoren Zweitrangig: Aufsichtsvorlagen unter Normbeleuchtung DfwG-Tagung, , Wuppertal Peter Karp 23

13 4. Ausblick: laufendes Fogra Forschungsprojekt Einflussgrößen auf die hochqualitative Monitordarstellung hinsichtlich einer Standardisierung von Softproofsystemen Entwicklung Prüfmethoden zur Softproofansteuerung Weitergehende Untersuchung zum Einfluss der Umfeldbeleuchtung Telekalibrierung und Charakterisierung mit marktüblichen Handmessgeräten im Vergleich zu Labormesstechnik Bewertung der Tonalität in Ergänzung zu Einzelfarben Untersuchungen zur Beobachtermetamerie Mögliche Kategorisierung von Beobachtern (Zusammenarbeit mit Fraunhofer Institut DA und Technicolor, Frankreich) Spannbreite farbnormalsichtiger Beobachter Auswirkung bei Abmusterung von remissiven und emissiven Vorlagen (Proof / Druck bzw. Softproof) DfwG-Tagung, , Wuppertal Peter Karp Webseiten zu Fogra Softproof- Forschungsprojekten Forschungsprojekte: Softproof Normlicht Farbverbindlicher Softproof Standardisierung Softproof Erste Auswertung Experimente Beobachter-Metamerie DfwG-Tagung, , Wuppertal Peter Karp 25

14 Kontakt Peter Karp Fogra Forschungsgesellschaft Druck e.v. Streitfeldstraße München, Germany Tel karp@fogra.org DfwG-Tagung, , Wuppertal Peter Karp 26