Tipos de Perfiles ICC

El siguiente artículo viene a desarrollar y ofrecer unas ciertas recomendaciones de uso a las opciones del tipo de algoritmo en el uso de Argyll CMS y por extensión RoughProfiler.
Esencialmente existen dos tipos de perfiles según dispositivos: los de entrada, para dispositivos tales como cámaras o escaners, y los de salida para monitores o para hacer soft proofing (perfiles de impresión).
Sin embargo disponemos de otra clasificación a un nivel más bajo, basada en como se construyen internamente los perfiles. De esta forma podemos hablar de perfiles basados en matrices (matrix-based) y perfiles basados en tablas o LookUp Tables (LUT). Los resultados con uno u otro tipo pueden llegar a ser idénticos o cuanto menos muy similares, por eso a lo largo de este artículo, voy a profundizar en los distintos tipos y variantes con el fin de escoger el más adecuado, o cuando menos óptimo, en cada caso.

Perfiles basados en matrices:

Quizás una característica más evidente de estos perfiles es su pequeño tamaño, del orden de unos pocos kilobytes. Por tanto estaremos ante la forma más simple de realizar conversiones de un espacio a otro.
Los perfiles basado en matrices usan un modelo matemático conocido como matriz 3x3. Este tipo de matrices están formadas por una serie de nueve números que forman un triplete que puede ser transformado en otro triplete.
En lo relativo a un perfil ICC dicha matriz consiste en valores XYZ por cada uno de los tres colorantes o primarios del dispositivo.
Acompañando a la matriz 3x3 y como cálculo previo a esta, pueden existir diversos valores que definen la curva tonal para cada colorante.
Otra característica de este tipo de los perfiles sencillos basado en matrices, es que sólo soportan un propósito (rendering intent), lo cual suele ser el Relativo Colorímetrico. Por lo que aún que en nuestro editor escojamos uno u otro propósito los resultados serán similares.

En la práctica en Argyll, y por tanto en RoughProfiler podemos encontrar los siguientes tipos de perfiles basados en matrices:

Matrix Only:

Pues tal y cómo indicaría la traducción se trata de un perfil ICC con una matriz de transformación 3x3 únicamente. Su uso seria altamente recomendado si tenemos un sensor con una respuesta muy lineal*, ya que de esta forma se pueden minimizar los artefactos de extrapolación.

Gamma+matrix y Single Gamma + Matrix.

En este caso tenemos una curva tonal, tipo curva de gamma, trabajando como previo a la matriz de transformación. Hablamos de “Single” cuando tenemos una única curva para todos los canales de color, en contraposición a una curva por cada canal.
Este tipo de perfil es adecuado para cámaras cuyo sensor es perfectamente lineal o perfectamente logarítmico. Si observamos imágenes con medios tonos con un cierto tintado, es probable que debamos descartar el modo “Single”.

Shaper+matrix y Single Shaper matrix.

De forma similar a la anterior opción disponemos de una curva tonal previa a la matriz de transformación, sin embargo esta curva, se denomina Shaper, o de moldeo, ya que posee una cierta arbitrariedad o complejidad en su trazado, que como podemos imáginar nos puede resultar útil cuando nuestro sensor no es especialmente logarítmico o lineal, y por tanto necesitamos un ajuste mas fino de nuestra curva. En resumen, una curva shaper va a ser mucho más precisa que una curva tipo gamma.

Perfiles basados en Tablas

Otra forma mucho más compleja, que por tanto producirá perfiles ICC de mayor tamaño, de orden de algunos cientos de kilobytes, son los perfiles basados en tablas de consulta, más conocidas como Lookup Table o en su forma abreviada LUT. Este tipo de tablas sustituyen a rutinas computacionales complejas mediante el uso de índices. Lo interesante de este tipo de perfiles, es que no estamos limitados a los 3 canales de las matrices de transformación, por tanto están indicados para su trabajo en impresión ya que se usan 4 canales, y en ciertas impresoras podemos usar algunos más.
Otra característica de los perfiles basados en tablas es que son bidireccionales, una característica que también debe poseer los perfiles destinados a pantallas.
El trabajo de las LUTs es conseguir una aproximación a una curva Shaper, pero usando muchos segmentos de líneas rectas. Esto aporta un nivel de precisión mayor que dichas curvas.
A la hora de generar perfiles de entradas para cámaras, los perfiles basados en tablas, quizás se presenten como excesivamente precisos. Así, tras un proceso de perfilado con una carta tipo IT8.7/2 es probable que acabemos experimentando unos resultados no demasiado buenos para situaciones lumínicas y expositivas que no sean exactamente iguales a la situación a partir de la cual generamos nuestro perfil.
Los perfiles basados en tablas, pueden ofrecer rendimientos no muy buenos en imágenes excesivamente saturadas o con un brillo muy alto.
En el uso de Argyll, y por tanto también heredado en RoughProfiler, disponemos principalmente de dos opciones, en lo que a perfiles LUT se refiere: al LAB cLUT y al XYZ cLUT. Estas dos opciones se diferencian en usar el espacio L*A*B* o XYZ como espacios conexión o PCS (Profile Connection Space).

Conclusiones

En general podemos ver que el uso de uno u otro tipo de perfil nos va aportar diferentes grados de precisión a la hora de generar un perfil. Hasta el punto de que un perfil sólo nos sea útil para, como decíamos en otros artículos de esta web, unas condiciones muy particulares de iluminación. Por eso los perfiles basados en matrices, y si queremos junto a curvas shaper o del moldeo, obtenemos perfiles, quizás más flexibles para su uso con cámaras, mientras que los basados en tablas de consulta, son por su precisión más interesantes para soft proofing, pantallas, escaneres (donde las condiciones expositivas y lumínicas no varian) y excepcionalmente trabajos de gran precisión con cámaras.

En cuanto al tipo de PCS que usar, habitualmente los PCS XYZ tienen una mejor respuesta en dipositivos aditivos, habitualmente de entrada como cámaras y escáneres o los de salida tipo monitores. Por otra parte el uso del PCS LAB para dispositivos de entrada puede crear recortes en las altas luces. Los PCS de tipo LAB son más habituales en dispositivos de tipo substrativo, como las impresoras y por tanto recomendables para trabajos de proofing.

Existen perfiles más complejos todavía que incorporan tablas y matrices como el XYZ cLUT + Matrix cuyo uso podría ser recomendable para escáneres y ciertos trabajos con cámaras.

NOTA: Cuando hablamos de respuestas lineales o logarítmicas de un sensor, nos referimos a la curva de respuesta de la cámara. Esta es la relación entre la cantidad de luz que absorbe el sensor (fotones) y los valores de los pixeles resultantes.
Aunque suele haber un comportamiento considerablemente lineal en la respuesta de un sensor, la implicación de otros circuitos como el conversor analógico-digital, diseño del mosaico bayer,  balances de blancos, correcciones de gamma, etc,... esta respuesta no acaba siendo completamente lineal.
En la web www.maxmax.com tenéis algunos ejemplos de respuestas  de sensores de cámaras como por ejemplo la de la Nikon D200