Kalibrierung und Profilierung

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Diese Beschreibung wurde mit folgenden Distributionen getestet:

OpenSuse 11.2 (32Bit) mit KDE 4.4

Zu einem funktionierenden ICC-Farbmanagement gehört das Profilieren seines Monitors. Wie das Erstellen eines solchen ICC-Profils in Linux funktioniert, das ist hier hier erläutert, und zwar speziell für OpenSuse.

Einleitung

Nehmt mal ein Bild aus eurer digitalen Spiegelreflexkamera und schaut es euch an drei verschiedenen Bildschirmen an. Ihr werden denken, drei verschiedene Bearbeitungen vor euch zu haben. Da kommt Freude auf. Es wird sich ein Gefühl einstellen, das einen Überkommt, wenn man in einen Grossmarkt zum Fernsehkaufen geht. 1000 Bildschirme, überall das gleiche verrauschte Programm, und auf jedem der Geräte sieht das Bild anders aus. Befriedigend...

Wir als ambitionierte Hobbyphotoografen können hier aber was dagegen tun. Nein, nicht gegen die 1000 unterschiedlich eingestellten Supermarkt-Fernseher. Wir können unseren Monitor, den wir fürs Ansehen und für die Bearbeitung unserer Fotos verwenden, so einstellen, daß die Farben stimmen und zwar reproduzierbar stimmen.

Das Zauberwort heißt Farbmanagement.

Um solch ein Farbmanagement aber auch sinnvoll einsetzen zu können, ist es notwendig, seinen Monitor erstmal vernünftig einzustellen (kalibrieren) und von dem, was er dann zeigt, eine ICC-Datei zu erstellen (Profilieren).

"Tja nu, wo ist da das Problem?", werdet ihr fragen. "Da gibt es doch Farbmessgeräte, Colorimeter oder so ähnlich heisen die Dinger. Installieren, Programm starten, fertig!" Und ich kann nur niedergeschlagen antworten: "Seelig sind die Freunde von Redmond, denn mit ihnen sind die Hardware-Fabrikanten. Seelig sind die, die von den Herstellern überschüttet werden mit Treibern für ihre Geräte!" Und ich werde hinzufügen: "Ja, ich bin einer von denen auf der anderen Seite, denn bei mir am Computer arbeitet Linux. Ich gebe es zu! Ja, ich habe gefehlt, als ich die Windows-Welt verlassen habe. Aber lasst euch eines sagen, ich habe es noch keine einzige Minute bereut, diesen Schritt getan zu haben!" Und ihr werdet mich ansehen, vorsichtig und vielleicht sogar etwas ängstlich ob dieses Verrückten, der da vor euch steht. Und ich werde zurücksehen und euren Blicken standhalten. Denn ich bin mir bewusst, daß auch ich eine Möglichkeit kenne, Farbmanagement zu benutzen, sogar unter Linux!

Vorgeplänkel

Voraussetzungen

Linux OpenSuse als Betriebssystem (bei mir OpenSuse 11.2 mit KDE 4) Eine Grafikkarte, bei der man in die LUT schreiben kann (bei mir nVidia Geforce 6600GT) Ein Bildsxchirm, der eine Profilisierung gebrauchen könnte (bei mir BenQ FP937s) Ein Farbmessgerät (bei mir Gretag-Macbeth Huey) Ein Programm, das die Kalibrierung und Profilierung durchführen kann (bei mir ArgyllCMS 1.1.1)

Und natürlich ein bißchen Zeit, um sich in diese Sache reindenken zu können.

Ziel

Das Ziel ist eine speziell auf meinen Monitor zugeschnittene Profildatei (ICC-Datei) und das Einbindes dieser Profildatei in das ICC-Farbmanagement.

geplantes Vorgehen

Software herunterladen und installieren Colorimeter installieren Monitor kalibrieren Kalibrierergebnis in der LUT der Grafikkarte verankern, damit alle Anwendungen etwas davon haben Vom kalibrierten Bildschirm ein ICC-Profil erstellen ICC-Profil ins Farbmanagement einbinden

Also, los geht's...

Herunterladen und Installieren von ArgyllCMS

Methode 1: Sourcecode

Der Sourcecode kann von der Homepage von ArgyllCMS heruntergeladen werden ( http://www.argyllcms.com/ ) und muss dann selbst kompiliert werden. Dazu sollte man aber sein Betriebssystem sehr gut kennen und auch wissen, wie das funktioniert mit dem kompilieren. Es ist keine Hexenkunst, setzt aber doch einiges an Wissen vorraus. Dafür bekommt man eine aktuelle, speziell auf sein System zugeschnittene Programmsammlung.

Diese Methode kann ich nur den empfehlen, der weiss, was er tut. Wer neugierig ist, dem sei die Homepage von ArgyllCMS empfohlen. In den Installationsanweisungen für Linux gibt es hier weiterführende Informationen. Ist aber auf Englisch!

Methode 2: Fertiges RPM aus dem OpenSuse Build Service

Im OpenSuse Build Service stehen fertig kompilierte RPM-Pakete von ArgyllCMS zur Verfügung. Mit dem 1-Klick-Button kann die Progammsammlung unkompliziert heruntergeladen und installiert werden.

Ich empfinde diese 1-Klick-Methode nicht als das non-plus-ultra. Denn durch sie wird mir die Kontrolle entzogen. Ich habe dann keinen Überblick, welche Änderungen im System durchgeführt werden. Alles geschieht automatisch und ich kann gegebenenfalls nicht gegensteuern.

Mir ist es lieber, das notwendige Repository über Yast temporär als zusützliche Paketquelle einzubinden. Dann kann ich in der Installationsübersicht überprüfen, was tatsächlich geschieht. Und wenn mir das nicht gefällt, dann kann ich immer noch nein sagen.

Wie das mit dem Einbinden zusätzlicher Paketquellen funktioniert, ist an anderer Stelle hier in der Linupedia beschrieben

Die RPM's aus dem Build Service sind übrigens bei weitem nicht aktuell. Bei ArgyllCMS hat sich einiges getan, und drum kann ich nur empfehlen, die neueste Programmversion auszuwählen (Version 1,1,1 Stand Juni 2010). Und diese Version bekomme nur mit der oben schon erwähnten eigenen Kompilierung des Sourcecodes oder mit folgender Methode:

Methode 3: bin-File

Das bin-File enthält in gepackter Form alle notwenigen Dateien, also die komplette Programmsammlung in der aktuellen Version. Sie muss nur noch entpackt werden. Die entpackten Dateien sind dann an geeigneter Stelle im System zu speichern. Spielen wir das mal durch:

• Download des gepackten bin-files ( In meinem Fall sind das die Linux x86 Executables in der 32Bit-Version ) von der Homepage von ArgyllCMS
• Das File ( Argyll_V1.1.1_linux_x86_bin.tgz ) wird dabei im Download-Ordner gespeichert ( bei mir ist das ~/downloads )
• Rechtsklick auf das File
• Entpacken nach ~

Damit haben wir das bin-File in unser Heimatvereichnis entpackt. Dort werden wir nun einen Ordner mit dem Namen Argyll_V1.1.1 finden, in dem die komplette Programmsammlung enthalten ist.

Installation des Farbmessgerätes mit einer aktuellen OpenSuse-Version

lsusb

Ich habe folgendes Colorimeter zur Verfügung: Gretag-Macbeth Huey. Das ist ein Farbmessgerät mit USB-Anschluss. Öffnen wir nun eine Konsole und überprüfen, ob der Kernel das Gerät auch erkennt. Dazu tippen wir folgenden Befehl ein:

lsusb

Das Ergebnis wird eine Liste der vom Kernel erkannten USB-Geräte sein und könnte etwa so aussehen:

Bus 001 Device 010: ID 0971:2005 Gretag-Macbeth AG 
Bus 002 Device 002: ID 046d:c50e Logitech, Inc. MX-1000 Cordless Mouse Receiver
Bus 003 Device 003: ID 046a:0021 Cherry GmbH

Mein Colorimeter ist dieser Liste enthalten und wird demnach vom Kernel erkannt.

Für unser weiteres Vorgehen sind zwei Begriffe wichtig, nämlich udev und sudo

udev

Udev ist ein Programm, mit dessen Hilfe das "Hotplugging" überwacht und geregelt wird. Mit Hotplugging ist gemeint, daß USB-Geräte vom System automatisch erkannt werden. Sie können im Betrieb ein- oder ausgestopselt werden, das Betriebssystem erkennt das. Das erfordert natürlich gewisse Regeln, die in den udev-rules verwaltet werden können. Für manche Geräte, auch wenn sie vom Kernel erkannt werden, sind dort noch keine Regeln abgelegt. Und das wird für unser Colorimeter mit ziemlicher Sicherheit der Fall sein. Das bedeutet, wir müssen für das Gerät eine solche Regel anlegen (Ausnahme: Installation über RPM, da erfolgt das automatisch).

Klingt etwas kompliziert, oder? So richtig nach Denkarbeit! aber keine Angst. So schwierig ist es nicht. Denn ArgyllCMSn stellt uns eine solche Regel zur Verfügung.

sudo

Linux hat gewisse Sicherheitsmaßnahmen eingebaut. Eine davon ist, daß der User nur in seinem Heimatverzeichnis tun und lassen kann, was er will. Auf andere Verzeichnisse (Systemverzeichnisse, Heimatverzeichnisse anderer User hat er höchsten Lesend Zugriff. Er kann dort aber keine Veränderungen durchführen. Und auch dieser Lesezugriff lässt sich vom Administrator durch entsprechende Rechtevergabe abschalten.

Möchte man also irgenwo anders als im Heimatverzeichnis etwas ändern, so sind root-Rechte notwendig. Diese lassen sich bei Eingaben über die Konsole durch Voranstellen des Befehls sudo erlangen. Man wird dann nach dem Administrator-Passwort gefragt.

Kopieren der udev-Regel in das Regelverzeichnis

Warum sind diese beiden eben erklärten Begriffe nun so wichtig? Nun ja, es ist so:

Das Verzeichnis für die Udev-Regeln befindet sich hier:

/etc/udev/rules.d

Da sich dieser Ordner nicht in unserem Heimatverzeichnis befindet, können wir auf ihn nur mit Administratorrechten verändernd zugreifen. Und diese Administratorrechte erhalten wir durch den Konsolenbefehl sudo.

Also, kopieren wir die Regel dorthin, wo sie hingehört.

sudo cp ~/Argyll_V1.1.1/libusb/55-Argyll.rules /etc/udev/rules.d

• sudo: Der folgende Befeht hat Adminitratorrechte
• cp: Kopiere
• ~/Argyll_V1.1.1/libusb/55-Argyll.rules: die Regeldatei
• /etc/udev/rules.d: in den Regelordner

Damit das System die neue Regel für unser USB-Gerät erkennt, müssen wir den Computer neu starten. Danach sollte das Colorimeter funktionsfähig installiert sein.

Installation des Farbmessgerätes mit einer älteren OpenSuse-Version

Bei älteren Distributionen kann es sein, daß nach dem Kopieren der Regel zusätzlich noch an der Rechtevergabe gespielt werden muß. Dazu überprüfen wir aber erst einmal diese Notwendigkeit. Stöpseln wir also das Colorimeter in eine USB-Buchse und öffnen eine Konsole. Hier geben wir folgenden Befehl ein:

~/Argyll_V1.1.1/bin/dispcal -r

Bei so einer Fehlermeldung müssen wir die Rechte anpassen:

XRandR 1.2 is faulty - falling back to older extensions
dispcal: Error - icoms - set_ser_port: port number out of range!

Daß die XRandR faulty ist, ignorieren wir übrigens hier und in allen anderen Beispielen, die noch folgen werden.

Gruppe plugdev erzeugen

Mit unserer udev-Regel wird das Colorimeter einer Benutzergruppe zugeordnet, die zudem noch mit Rechten ausgestattet ist, die es Mitgliedern der Gruppe erlaubt, mit dem Colorimeter zu arbeiten. Aller Vorraussicht nach wird diese Gruppe auf unseren Computer aber noch nicht existieren. Wir müssen sie erst explizit anlegen:

• Yast starten, Administrator-Passwort eingeben und die Benutzer und Gruppenverwaltung aufrufen.
• Den Reiter Gruppe drücken und auf hinzufügen gehen
• Bei Name der Gruppe eingeben: plugdev
• OK drücken

Damit existiert eine neue Benutzergruppe mit dem Namen plugdev auf unserem PC. Jetzt müssen wir nur noch Mitglied dieser Gruppe werden.

Gruppenzugehörigkeit

• Den Reiter Gruppe drücken und auf bearbeiten gehen
• Bei Mitglieder der Gruppe unseren User-Namen ankreuzen
• OK drücken
• Neustart

Voreinstellung des Monitors

Ich setze einmal vorraus, daß unser Monitor nicht so hell und kontrastreich eingestellt ist, daß unsere Augen nach kurzer Zeit versuchen, die Flucht zu ergreifen und sich nach hinten drehen. Solltet unser Monitor auf seinen Default-Einstellungen laufen, also so, wie wir ihn gekauft haben, könnte es sein daß unsere Augen tatsächklich nach einer längeren Bildschirmsession unruhig hin- und herhüpfen.

Ich hab meinen Monitor mal ausgemessen und bin auf einen Weißpunkt von mehr als 160 cd/qm gekommen. Damit kannst du fast gegen die Helligkeit einer explodierenden Supernova ankämpfen. Von der Supernova wirst du nicht blind werden, wohl aber von einem intensiveren Blick auf den Bildschirm.

Nun Ja, ich geb es zu, manchmal übertreib ich ein klitzekleines bißchen. Trotzdem sollten wir etwas mit der Helligkeit zurückgehen. Unsere Augen werden es uns danken.

Mein Monitor hat Regler für Helligkeit, Kontrast und die drei Grundfarben R, G und B. Diese Regler bringe ich in die Mittelstellung. Die tut meinen Augen richtig gut und die nun vorhandene Helligkeit von etwa 120 cd/qm ist völlig ausreichend. Die kann ich übrigens mit dipcal messen:

~/Argyll_V1.1.1/bin/dispcal -yl -R

ergibt

Uncalibrated response:
Black level = 0.26 cd/m^2
White level = 122.25 cd/m^2
Aprox. gamma = 2.10
Contrast ratio = 464:1
White chromaticity coordinates 0.3284, 0.3517
White    Correlated Color Temperature = 5672K, DE 2K to locus =  9.2
White Correlated Daylight Temperature = 5673K, DE 2K to locus =  5.6
White        Visual Color Temperature = 5423K, DE 2K to locus =  8.9
White     Visual Daylight Temperature = 5535K, DE 2K to locus =  5.4
Effective LUT entry depth seems to be 10 bits

Die beiden Optionen von dispcal bedeuten dabei:

• -yl: Ich hab einen LCD-Bildschirm
• -R: Messung des unkalibrierten Monitors

Da fällt mir ein, daß man während dieser und den nun folgenden Messungen noch ein paar Kleinigkeiten beachten sollte:

• Helles Kunst- und auch Sonnenlicht vermeinen
• Monitor vorher eine halbe Stunde warmlaufen lassen
• Bildschirmschoner abschalten
• Bildschirm vorher sauber machen und hinterher schadet's auch nicht
• Explodierende Supernovas vermeiden

Und noch was:

Sollten eigenartige Fehlermeldungen angezeigt werden, daß die XRANDR faulty sei, so können das getrost vergessen. Das ist für unsere Messungen ohne Belang. Die Meldung kommmt übrigens daher, daß proprietäre Grafiktreiber und XRANDR sich in der Regel nicht besonders lieb haben.

Und diese komischen Meldungen, daß wir das Colorimeter wieder vom Bildschirm entfernen können, ignorieren wir ebenfalls. Dieses Farbmessteil bleibt auf dem Schirm kleben, und zwar so lange, bis alle Messungen durch sind.

Kalibrieren und Profilieren

Das Kalibrierungsfile

Mit folgendem Befehl generieren wir das Kalibrierungsfile:

~/Argyll_V1.1.1/bin/dispcal -yl -v -gs -b 120 -qm -m fp937s

Da ist, wie wir sehen, wieder dispcal am Arbeiten. Hier die verwendeten Optionen:

• -yl: LCD-Monitor
• -v: erzähle genauer, was du tust, während du arbeitest
• -gs: sRGB-Kurve
• -b 120: Zielhelligkeit ind cd/qm
• -qm: Wähle eine mittlere Qualität (sonst dauert es so lange)
• -m: Überspringe das Einsellungsmenü und beginne gleich mit der Messung
• fp937s: so heißt mein Monitor und so soll auch die Kalibrierungsdatei heißen

Hier ein kurzer Ausschnitt der Konsolenmeldungen während der Messung:

Place instrument on test window.
Hit Esc or Q to give up, any other key to continue:
Display type is LCD
Target white = native white point
Target white brightness = 120.000000 cd/m^2
Target black brightness = native brightness
Target gamma = sRGB curve
Commencing device calibration
.
.
.
Number of measurements taken = 123
The instrument can be removed from the screen.
Written calibration file 'fp937s.cal'

Generieren der Targets

Nun erstellen wir die Targets, an Hand derer der Monitor nacher profiliert wird

~/Argyll_V1.1.1/bin/targen -d3 -v -f 1000 fp937s

• -d3: RGB
• -v: Erzähl ein bißchen
• -f 1000: 1000 Patches

Das Ergebnis ist die Datei fp937s.ti1

Profilierung

Ausmessung des Bildschirms für das ICC-Profil:

~/Argyll_V1.1.1/bin/dispread -yl -v -k fp937s.cal fp937s

• -yl: Monitortyp ist LCD
• -v: Gesprächig
• -k fp937s.cal: Quellfile
• fp937s: Ergebnis

Das Ergebnis ist die Datei fp937s.ti3

Erzeugen des ICC-Profils

Aus dem eben gemessenen wir nun die ICC-Profildatei erzeugt:

~/Argyll_V1.1.1/bin/colprof -v -qh fp937s

• -v: Erzähl'
• -qh: Hohe Qualität

Installieren des ICC-Profils

~/Argyll_V1.1.1/bin/dispwin -I fp937s.icc

Mit diesem Befehl wird das ICC-Profil als Default-Monitorprofil für den User gesetzt. Dazu wird sie hierher installiert:

~/.local/share/color/icc/devices/display/monitor.icc

Außerdem wird der in dem Profil enthaltene Kalibrierungstag in den LUT der Grafikkarte geschrieben.