カラーマネージメントとプロファイル変換

カラーマネージメントとは

同じ画像が,どのディスプレイで見ても,どのプリンタで印刷しても同じ色になることは,色の仕事をするためには欠かせないことだ。 ところが,現実にはデバイス (機器) によって色が異なって見えるという,いわゆる色化けが起こることがある。 これを防ぐには,ディスプレイのガンマ補正やホワイトバランスの調整だけでは不十分だ。 デバイスによって異なる色空間に対して,内部で色データを適切に変換してやる必要がある。 環境が異なっても色が保持されるようにすること (いわゆる色合わせ,カラーマッチング) をカラーマネージメントという。

カラーマネージメントは,ICC (International Color Consortium) のフォーマットに準拠した ICC カラープロファイルを用いて行われるのが一般的である。 ICC カラープロファイルは,ディスプレイ・カメラ・プリンタなどのデバイスが持つ色空間の情報を数値で表したもので,3原色の座標,白色点の座標, トーン応答曲線 (RGB 値のガンマ補正のこと) などの情報が含まれている。 代表的な色空間である sRGB や Adobe RGB のほか,一般的な CMYK インクのカラープロファイルが出まわっている。 また,ディスプレイやプリンタについても,それぞれのメーカーがカラープロファイルが作り,ドライバに含めて配布している。 さらに,専用のアプリケーション+測定器 (たとえば「i1」) を使って,ディスプレイやプリンタのカラープロファイルを作成することもできる。 画像データのほうも,フルカラーの保存形式である JPEG, EPS, TIFF, PNG, Photoshop PSD などは,画像が持つ色空間の情報を保存するために,カラープロファイルの埋め込みに対応している。

最近のコンピュータは,OS レベルでカラーマネージメントに対応している。 Mac OS X には ColorSync という色変換のエンジンが含まれており,画像のカラープロファイルを読み込んで色をデバイスに合わせて処理してくれる。 Windows では,XP 以前は ICM (Image Color Management) があったが,Vista 以降は,より進んだ WCS (Windows Color System) になった。 アプリケーションのほうも,画像のカラープロファイルを読み込み,OS のカラーマネージメント機能や独自のエンジンを使って色を処理するものが増えてきた。 下の写真は,同一の画像を,色域 (gamut) が異なるさまざまな色空間にプロファイル変換して保存したものである。 4つともほとんど同じ色に見えたら,いま使っているブラウザはカラープロファイルに対応している。 いっぽう,ブラウザがカラープロファイルに対応していないときは,彩度が違って見えるはずだ。2012年秋現在,IE, Firefox, Chrome, Safari などの主要ブラウザ最新版は,カラープロファイルに対応している (残念ながら Win XP では未対応の IE8 しか使えないが…)。 ただし,プロファイルが埋め込まれていない画像やプロファイルに対応していない形式 (たとえば GIF) の画像の色,および背景色・文字色をどう扱うか (sRGB を仮定するのか,ディスプレイの色空間を仮定するのか) については,ブラウザによって対応がまちまちのようだ。

カラープロファイルチェック用画像
WideGamut AdobeRGB sRGB MacBookLCD
Wide Gamut RGB Adobe RGB sRGB MacBook LCD

CMS for Firefox
CMS for CoolNovo
カラープロファイル対応ブラウザで見たとき カラープロファイル未対応ブラウザで見たとき

カラーマネージメントは,カラープロファイルを元に行われる。たとえば,Adobe RGB プロファイルを持つ画像を sRGB のディスプレイに表示するときは,画像の RGB 値が,まずデバイスに依存しない絶対色空間である XYZ または L*a*b* の座標に変換され,それが sRGB の RGB 値に変換されて表示される。このとき,もし変換先色空間の色域に収まらない色があれば,色域内の近似色で置き換えられる。 こうして,元画像とは色空間が異なるディスプレイにもそれなりの色で表示されることになる。 このとき使われる XYZ または L*a*b* 色空間は,2つのプロファイルを繋ぐので,接続色空間とよばれる (XYZ と L*a*b* は相互に容易に変換できるので,都合のよい方が使われる)。 もしカラーマネージメントが行われないと,Adobe RGB の画像を sRGB ディスプレイに表示したら,RGB 値が sRGB の値と解釈されて彩度が落ちてしまう。 逆に sRGB の画像を Adobe RGB の広色域ディスプレイに表示したら,RGB 値が Adobe RGB の広い色空間に割り当てられるので,けばけばしい色で見えることになる。

元画像の色空間
たとえば
Adobe RGB


接続色空間
XYZ or
L*a*b*


出力先の色空間
sRGB, 
CMYK など


紙に印刷するときも同様で,画像の RGB 値がまず XYZ または L*a*b* に変換され,プリンタの CMYK 値に変換されて印刷される (これは,プリンタドライバが行うことが多い)。 このときも,色域外の色があれば,色域内の色で置き換えられる。下の図は,L*a*b* 空間の平面図で見たときの,色域外の色の変化を示したものである (図では,sRGB 環境でも自然に見えるよう,彩度を落としている)。変換前後の色座標は Photoshop を使って調べた。右の図の CMYK プロファイルとしては,プリンタではなく,日本の印刷業界でよく使われる Japan Color 2001 コート紙用のカラープロファイルを使った。

Profile conversion: Adobe RGB to sRGB
Profile conversion: Adobe RGB to CMYK (JC2001 coated)
Lab 空間で見たカラーマネージメントの例
Adobe RGB → sRGB
色域内の色はそのまま保持され,
色域外の色は色域内の近似色になる (薄い丸→白点)
Lab 空間で見たカラーマネージメント の例
Adobe RGB → CMYK
色域外の色は色域内の近似色になる (薄い丸→白点)

カラープロファイルの例

参考までに,Mac や Windows でのカラープロファイルについてふれておこう。Mac OS X では,アプリケーションのユーティリティに入っている 「ColorSync ユーティリティ」で,システムにインストールされているカラープロファイルの詳細を見ることができる。左の図は,ColorSync ユーティリティを起動して,カラープロファイルのリストを表示したところである。各プロファイルを開くと,右図のように,その詳細が表示される。 Windows では,コントロールパネルの「色の管理」で,システムにインストールされているカラープロファイルを見ることができる。 各デバイスに割り当てられているカラープロファイルを確認することはできるが,プロファイルの詳細は表示できないようだ。

ColorSync utility
ICC profile sample
ColorSync ユーティリティの画面
インストールされているプロファイルが確認できる

左の画面で各プロファイルを開くと詳細が表示される
これは Adobe RGB (1998) のカラープロファイルの例

Photoshop のカラー設定

Photoshop をはじめ Adobe 製品は,独自の色管理エンジン (ACE = Adobe Color Engine) を持っており,カラーマネージメントに対応している。 作業に使うカラースペース,画像ファイルを開くときのカラープロファイルの扱い,カラープロファイルを変換するときの方法などを細かく設定することができる。 設定は,編集メニューのカラー設定で行う。図は,印刷物を扱う環境での典型的な設定 (プリプレス-日本2) の例である。 Photoshop のバージョンによっては,設定名が「日本-Japan Color」となっているかもしれない。

Photoshop color setting 右図の設定では,作業用の RGB 空間として Adobe RGB が仮定されている。Adobe RGB は印刷物を扱うときの標準的な色空間で,この設定を生かすには広色域のディスプレイが必要だ。 通常のディスプレイを使っているときは,色が sRGB に変換されて表示されるので,色域外の色が近似色になってしまう。 そのため,すべての色を画面で確認するというわけにはいかないが,いちおう Adobe RGB の画像を編集することはできる。 もし,おもにウェブ画像を編集するのであれば,sRGB に設定するほうがよいだろう。 ウェブでは,カラープロファイルに未対応の環境でも色が正しく見えるよう,sRGB の画像を使うのが一般的であるからだ。

CMYK 空間としては,日本では Japan Color 2001 Coated (コート紙) が一般的なようだ (輪転機用には Japan Web Coated = JMPA カラーも使われる)。印刷原稿を CMYK に変換して渡すことを考えて,CMYK は図のように設定しておくのがいいだろう。

変換オプションの「マッチング方法」は,「レンダリングインテント」(rendering intent, 「レンダリング目的」,「描画意図」ともいう) のことである。 プロファイル変換の方法の詳細で,「知覚的」 (または「相対的な色彩を保持」) に設定しておくのが一般的だ。詳細は後述する。「黒点の補正を使用」は,CMYK に変換するときのオプションで,通常はオンにする。 一般に印刷の黒はディスプレイほど黒くはないので,画面上の色をそのまま再現しようとすると明度の低い色が黒くつぶれてしまう。 黒点の補正は,これを防ぐためのオプションで,プロファイルを CMYK に変換するときに効いてくる。 「ディザの使用」は,8ビットモードのとき,変換後の数値 (RGB 値または CMYK値) が整数にならないときに,中間色をディザで表現するかどうかのオプションだ。オンにすると階調の差 (バンド現象) が目立たなくなるが,色がわずかにざらつき,それが原因でファイルサイズも大きめになる。 ざらつきが気になるときはオフにしてもいいだろう。

最後の「高度なコントロール」のうち,「モニタ色域外のカラーを表示」は,sRGB ディスプレイ上で Adobe RGB 画像を編集するときに必要になるオプションだ。 そのままでは色域外の色が近似色で置き換えられて表示されてしまうが,このオプションをオンにすると画像全体の彩度が下がって表示されるので,曲がりなりにも色域外の色が識別できるようになる。 Illustrator のカラー設定も同様だ。

Photoshop の設定を上のようにしておくと,画像ファイルを開くとき,画像に埋め込んであるプロファイルが作業用の色空間と異なれば警告が出る。 このようなときは,埋め込みプロファイルをそのまま使うとよい。 Photoshop は,RGB の値を保持したまま,表示色を作業用色空間に合わせてくれる。 もし画像にプロファイルが埋め込まれていない (Web の画像に多い) ときは,「カラーマネージメントをしない」を選ぶと,RGB 値がそのまま作業用空間に表示される。 カラーマネージメントなしで色がおかしいときは,画像を開くとき,あるいは「モード」の「プロファイルの指定」で,自然に見える色空間を指定してやるとよいだろう。

Photoshop でのプリント

Photoshop print Photoshop (他の Adobe 製品も) では,プリントするときにカラーマネージメントをプリンタドライバに任せるか,アプリケーション側で行うかを選ぶことができる。 プリント画面の「出力」を「カラーマネージメント」に切り替えると「カラー処理」欄があるので,そこで「プリンタによるカラー管理」か「Photoshop によるカラー管理」を指定すればよい (右図)。
「プリンタによるカラー管理」のとき,Photoshop は画像データと画像のプロファイルをプリンタに渡し,プリンタドライバがプリンタの色空間に変換して (さらに細かい補正もして) 印刷してくれる。 「Photoshop によるカラー管理」のときは,「プリンタプロファイル」で,プリンタの機種と用紙の種類を指定する (安価なプリンタでプリンタプロファイルが付属していないときは,先へ進めないが)。 そうすると,Photoshop は画像の色空間をプリンタ+用紙のプロファイルに変換して,プリンタにデータを渡してくれる。 このとき,プリンタ側の設定は必ず「色補正なし」にしておかなければならない。 「自動」のままだと,Photoshop 側とプリンタ側で2重にプロファイル変換が行われて,色がおかしくなってしまうからだ。 プリント画面の「プリント設定」あるいは「ページ設定」ボタンでプリンタ側の設定が確認できるので,もし「自動」のままになっていたら「色補正なし」にしておこう。
プリント画面には,「ドキュメント」と「校正」の選択肢がある。通常 (プリンタが最終出力のとき) は「ドキュメント」を選ぶ。 「校正」は,いわゆるプルーフプリントに使う。「校正」を選ぶと,Photoshop は,RGB 画像のデータを,まず CMYK に変換し,それをさらにプリンタ+用紙のプロファイルに変換してプリンタに渡すことになる。 プリンタドライバをいっさい使わないので,印刷所に出したときのイメージに近いプリントが得られるというわけだ。
* Illustrator でのプリントも Photoshop と同様。ただし,Illustrator では CMYK データを扱うのがふつうなので,「ドキュメント」と「校正」の区別がない。 また,PostScript プリンタで出力するのがふつうなので,PostScript 以外のプリンタによるカラー管理は選べないようだ。

プロファイル変換

あるカラープロファイルを持つ画像を,別のカラープロファイルの画像に変換することをプロファイル変換という。 このとき,色域の違いに応じて RGB の数値が変換されたり RGB が CMYK に変換されたりするが,元の色 (XYZ や L*a*b* などの絶対色空間で見た色) は可能なかぎり保持されるのが望ましい。 もともと画像の彩度が低くて,色が変換先の色域に余裕で収まるときは,単純に変換するだけで色はちゃんと保たれる。 問題は,画像に彩度の高い色が含まれていて変換先の色域に収まらないときである。 このような色域外の色をどう扱うかは,つぎの4つのプロファイル変換の方法(レンダリングインテント)から選ぶことができる。

・Adobe RGB → sRGB

Photoshop のプロファイル変換で,レンダリングインテントをいろいろ変えて実験した結果を見てみよう。まず,Adobe RGB から sRGB への変換だ。左の図の最上段は,元画像で,明度 L* は一定,b* 成分は 0,a* 成分だけが Adobe RGB の色域いっぱいに変化させてある。下の4つは,元画像のプロファイルを sRGB に変換したもので,白い点が sRGB の色域に当たる。図からわかるように,色域内では色がそのま保持されているが,色域外の色は微妙に明度や彩度が変わって近似色で置き換えられている。 レンダリングインテントによる差はなく,どの方法を選んでも同じ色に変換されている。 右の図は,プロファイル変換による色の変化を,いくつかの色について L*a*b* 色空間の断面図で表したものだ ( が変換前, ・が変換後)。色域外の色が,色域境界の近似色で置き換えられているのがわかる(図ではわからないが,じつは b* もわずかに変化している)。
(注) 下の図は,sRGB 環境でも色の違いがわかるように,彩度が下げてある。

ウェブでは,sRGB ディスプレイの利用者が多いことや,カラープロファイルに未対応のブラウザがあることを考慮して,画像のカラープロファイルは sRGB にするのが一般的だ。Adobe RGB の画像からウェブ用の画像を作るときは,Photoshop の「プロファイル変換」で sRGB に変換してから保存するとよい。当然のことだが,色域の狭い色空間にプロファイル変換すると,色域外の色は狭い色域に押し込められる。 この画像を元の色域に変換しても,色がそのまま保たれるだけである。失われた色は戻らない。

profile conversion (Adobe RGB to sRGB)
Adobe RGB to sRGB with Relative
                Colorimetric Intent
カラープロファイル変換の例 (Adobe RGB → sRGB)
白い点は変換先の色域境界を表す

カラープロファイル変換の例 (Adobe RGB → sRGB)
Lab 色空間の断面図 (縦 L*, 横 a*) で見たときの色の変換を示す

・Adobe RGB → CMYK

つぎに,Adobe RGB から CMYK への変換の実験結果を見てみよう。CMYK プロファイルには Japan Color 2001 Coated を使った。黒点の補正はオンにした。左の図の最上段は,元画像を示す。L*=一定,b*=0 で,a* 成分を Adobe RGB の色域いっぱいに変化させて作った画像だ。その下の4つは,元画像を CMYK に変換したもので,白い点は,元と同じ L*値, b*値 における CMYK の色域を表す。
「相対的色彩」では,色域内の色はそのま保持され,色域外の色は近似色で置き換えられていることがわかる。
「知覚的」では,色域外の色だけでなく色域内の色もわずかに明度や彩度が落ちているが,元画像の滑らかさが再現されている。
「彩度」は,「知覚的」に似ているが,全体に彩度がやや高くなっている。
「絶対的色彩」では,画面の白と紙の白の違いを再現するため,全体に明るくなっている。 (初期の ACE では,色温度の違いも再現していたため,RGB → CMYK 変換では全体に青白くなっていた)。

色変換のレンダリングインテントによる違いは L*a*b* 色空間の断面図で見るとよくわかる。 「相対的色彩」では,色域内の色はまったく変化していない。 「知覚的」では,彩度は少し落ちるが,全体的に滑らかにが変化している。 「彩度」では,全般に「知覚的」よりも彩度が高くなる傾向がある。
(注) 下の図は,sRGB 環境でも色の違いがわかるように,彩度が下げてある。

profile conversion (Adobe RGB
                to CMYK)
Adobe RGB to CMYK with Relative
                Colorimetric Intent
カラープロファイル変換の例 (Adobe RGB → CMYK)
白い点は変換先の色域境界を表す

カラープロファイル変換の例 (Adobe RGB → CMYK)
「相対的な色彩を保持」

ARGB to CMYK with Perceptual Intent
ARGB to sRGB with Saturation Intent
カラープロファイル変換の例 (Adobe RGB → CMYK)
「知覚的」
カラープロファイル変換の例 (Adobe RGB → CMYK)
「彩度」

out of gamut 印刷所が RGB の写真原稿を受け付けてくれるときは,プロファイルの埋め込まれた原稿 (写真の保存形式は EPS が一般的) を渡すだけで,あとのプロファイル変換は印刷所に任せればよい。いっぽう,CMYK の印刷原稿を要求されるときは CMYK へのプロファイル変換が必要になる。 また,Illustrator などの印刷原稿では CMYK 色空間を使うのがふつうなので,配置する写真は CMYK に変換したものがよい。
RGB データを CMYK に変換するとき,プロファイルは Japan Color 2001 Coated を用い,黒点の補正はオンにし,レンダリングインテントには「知覚的」を使うのが日本では一般的だ。 ただし,上の実験からわかるように,画像の彩度があまり高くなくて CMYK の色域外の色を含まないときは,レンダリングインテントを「相対的色彩」にするほうが,色が完全に保持されるのでよい結果が得られるはずだ (じっさい,欧米では「相対的色彩」が好んで用いられるそうだ)。 CMYK で色域外になる色が画像の中にあるかどうかは,Photoshop の「ビュー」で色域外警告をオンにするとわかる (右図,グレイが色域外)。
最近は,印刷原稿を PDF (PDF/X-1a) で渡すケースも増えてきたようだ。原稿を保存するとき PDF を選び,保存画面で 「PDF プリセット」を 「PDF/X-1a:2001 (Japan)」 に設定するとよい。
  

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T. Fujiwara