論色彩管理在古籍?dāng)?shù)字化中的應(yīng)用

肖禹 王昭

（國家圖書館，北京 100034）

色彩管理就是在顏色傳遞和復(fù)制系統(tǒng)中，使用合適的硬件、軟件和方法來控制和調(diào)整顏色，在顏色失真最小的前提下，將圖像的顏色數(shù)據(jù)從一個色空間轉(zhuǎn)換到另一個色空間[1]。簡言之，色彩管理就是對顏色進(jìn)行有效的控制。隨著計算機、圖像I/O（輸入/輸出）設(shè)備的普及，數(shù)字圖像在印刷、影像等行業(yè)廣泛應(yīng)用，人們對圖像的色彩愈加重視，色彩管理在相關(guān)行業(yè)內(nèi)的作用日益突現(xiàn)。

我國的古籍?dāng)?shù)字化始于上世紀(jì)80年代，從最初的目錄、索引等文本型數(shù)據(jù)，逐漸過渡到二值圖像、灰度圖像，目前普遍采用24位真彩圖像，圖像分辨率也達(dá)到了400dpi或600dpi甚至更高。從古籍圖像的用途來講，也從最初的黑白影印出版和網(wǎng)絡(luò)瀏覽，逐漸轉(zhuǎn)向真彩影印出版、仿真品制作、長期保存等。古籍圖像品質(zhì)和用途的變化，使得色彩管理問題逐漸凸顯出來。

目前，研究色彩管理的專著有20余部，學(xué)位論文80余篇①，期刊論文500余篇②，但是上述研究主要針對色彩管理方法、軟硬件實現(xiàn)和在印刷、影像等行業(yè)的應(yīng)用，涉及色彩管理在古籍?dāng)?shù)字化領(lǐng)域中的應(yīng)用研究還很少。

1 色彩管理的基本方法

色彩管理是通過引入與設(shè)備無關(guān)的色彩空間（如CIELab、CIEXYZ）來描述設(shè)備的色彩特性，通過色域匹配及設(shè)備I/O色彩數(shù)據(jù)校正，建立設(shè)備相關(guān)色彩空間（如RGB、CMYK）與設(shè)備無關(guān)色彩空間之間的映射關(guān)系，實現(xiàn)色彩從輸入設(shè)備色彩空間到設(shè)備無關(guān)色彩空間，再到輸出設(shè)備色彩空間的精確轉(zhuǎn)換，以實現(xiàn)色彩所見即所得。

目前，色彩管理采用CMM+Profile模式，CMM（ColorMan agement Module）是色彩管理組件，Profile是設(shè)備彩色特性描述文件。在該模式中，Profile以查找表等形式存儲設(shè)備色彩空間和設(shè)備無關(guān)色彩空間之間的色域匹配信息和校正信息，而CMM則在色彩信息I/O過程中根據(jù)Profile對每一色度值進(jìn)行插值等計算，實現(xiàn)色彩轉(zhuǎn)換。色彩空間轉(zhuǎn)換以及觀察條件補償主要借助CMM實現(xiàn)，而設(shè)備校正及色域匹配技術(shù)主要通過 Profile 完成[2]。

圖像I/O設(shè)備千差萬別，要實現(xiàn)CMM+Profile模式的色彩管理，就必須使用符合規(guī)范的Profile。ICC（International Color Consortium，國際色彩協(xié)會）成立于1993年[3]，現(xiàn)有成員80余家，全球幾乎所有數(shù)字設(shè)備生產(chǎn)商都是其成員。ICC研究并制定了色彩管理標(biāo)準(zhǔn)以幫助軟件開發(fā)商和硬件制造商共同維護(hù)數(shù)字圖像的色彩統(tǒng)一。在色彩管理流程中，所有I/O設(shè)備都具有自己的ICC profile，ICC profile記錄了設(shè)備在設(shè)備無關(guān)的色彩空間內(nèi)的色域、非線性校正參數(shù)等信息，使CMM可以根據(jù)這些信息在設(shè)備之間實現(xiàn)色彩的傳遞和轉(zhuǎn)換。根據(jù)ICC規(guī)范，ICC profile可以準(zhǔn)確描述設(shè)備的色域和非線性特性，CMM根據(jù)ICC profile就可以進(jìn)行精確的色彩轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)彩色圖像的所見即所得。依據(jù)ICC規(guī)范，使用色彩管理軟件可以便捷地創(chuàng)建、管理和分配I/O設(shè)備的ICC profile[4]。

2 古籍?dāng)?shù)字化中的色彩管理問題

圖像化是將各種載體的文獻(xiàn)轉(zhuǎn)化成圖像數(shù)據(jù)的過程[5]，是古籍?dāng)?shù)字化的重要方式之一。古籍?dāng)?shù)字化的對象是古籍原本、復(fù)制本或縮微膠片，復(fù)制本和縮微膠片不在筆者的討論范圍內(nèi)。在古籍?dāng)?shù)字化的早期，受硬件條件限制，古籍圖像數(shù)據(jù)以二值圖像和灰度圖像為主，分辨率低于300dpi，這一時期古籍圖像的主要用途是文獻(xiàn)提供，包括網(wǎng)絡(luò)瀏覽、打印件提供（替代復(fù)印）、黑白影印出版等。文獻(xiàn)提供的目的是傳遞文獻(xiàn)內(nèi)容，對大部分古籍（插圖本、彩繪本等除外）而言就是文字清晰，對圖像的品質(zhì)要求不高，更沒有色彩所見即所得的要求。

隨著圖像采集設(shè)備、存儲設(shè)備等的價格下降，硬件限制逐漸減小，同時古籍保護(hù)的意識日益深入人心，古籍圖像的主要用途變?yōu)樵緮?shù)字替代品。所謂數(shù)字替代品，就是獲取數(shù)字圖像后，不再使用古籍原本。因此，古籍圖像不僅要滿足真彩影印出版、仿真品制作等需要，而且要滿足長期保存的要求。例如，《中華再造善本》采用質(zhì)地優(yōu)良的宣紙精印，高仿真彩印[6]?！爸腥A珍貴古籍?dāng)?shù)字資源庫”③的建設(shè)目標(biāo)中就包括長期保存和共建共享[7]。需求和技術(shù)條件的變化使得古籍?dāng)?shù)字化中的色彩管理問題日益凸顯。

3 色彩管理在古籍?dāng)?shù)字化中的應(yīng)用

古籍?dāng)?shù)字化主要是一個圖像采集和圖像處理的過程，其色彩管理流程主要是圖像采集設(shè)備校正、圖像顯示設(shè)備校正、圖像文件和ICC文件的創(chuàng)建等，暫不包括圖像打印設(shè)備的色彩管理。下面將分別從設(shè)備與環(huán)境、設(shè)備校正和圖像校色3個方面來進(jìn)行討論。

3.1 設(shè)備與環(huán)境

依據(jù)色彩學(xué)的基本原理，顏色是光作用于人眼引起除形象以外的視覺特征，因此，數(shù)字化加工現(xiàn)場的光源條件對圖像的色彩有直接影響。目前，古籍?dāng)?shù)字化的主要方式是掃描或拍照，圖像采集設(shè)備為掃描儀或數(shù)碼相機。掃描儀通常自帶光源，在使用說明中明確指出設(shè)備的使用條件（包括現(xiàn)場光源）。平板掃描儀通常對現(xiàn)場光源要求不高，非接觸掃描儀通常要求暗室環(huán)境即可。

與掃描儀相比，數(shù)碼相機對現(xiàn)場光源要求較高，必須依據(jù)拍攝對象的特性搭建適當(dāng)?shù)墓庠喘h(huán)境。以臺灣戲曲學(xué)院數(shù)位博物館京劇文物拍攝為例，依照拍攝文物大小架設(shè)白色背景紙、燈光、相機、測試攝影機、導(dǎo)色卡、測光表以及電腦等設(shè)備；大對象必須架設(shè)懸吊式背景以及兩盞燈源，小對象則用斜45度的背景以及一盞燈源拍攝即可；拍攝方式以清楚拍攝文物、攝影機角度與燈光不產(chǎn)生陰影為宜；拍攝時依照拍攝對象的不同來調(diào)整拍攝距離以及燈光的調(diào)校，燈光的功用在于去除文物的背影以及營造文物的立體感[8]。

在古籍?dāng)?shù)字化領(lǐng)域，對設(shè)備與環(huán)境的研究還比較少，可供借鑒的成果不多。國家古籍保護(hù)中心編制的《古籍?dāng)?shù)字化工作手冊》（試用本）中對設(shè)備與環(huán)境提出了如下要求：掃描設(shè)備建議選擇零邊距或非接觸式掃描儀，A3幅面，光學(xué)分辨率600dpi以上，CCD感光元件不低于5000像素點，色彩位數(shù)24bit，掃描設(shè)備應(yīng)是無紫外線的同步冷光源；數(shù)碼拍照相機的有效像素不低于2100萬像素，建議選擇有效像素3300萬像素以上的數(shù)碼設(shè)備，使用托稿臺（材質(zhì)經(jīng)過脫酸處理的）控制拍攝物位置和平整度，拍攝背景應(yīng)選擇中灰色的紙板，便于數(shù)碼相機測光，有利于突出拍攝對象。在該手冊的下一個修訂版中還將包含光源的色溫、照度等要求。

3.2 設(shè)備校正

圖像采集設(shè)備和圖像顯示設(shè)備是古籍圖像化所需的主要設(shè)備，圖像采集設(shè)備將古籍原本轉(zhuǎn)換成古籍圖像，顯示設(shè)備將圖像再現(xiàn)出來。圖像采集設(shè)備受硬件自身和加工現(xiàn)場環(huán)境的影像，可能會出現(xiàn)偏色，在圖像數(shù)據(jù)加工前，必須要進(jìn)行校正。同時，加工人員只有通過顯示設(shè)備才能校驗圖像數(shù)據(jù)，如果顯示設(shè)備偏色，加工人員就無法對圖像數(shù)據(jù)的質(zhì)量進(jìn)行判定。因此，圖像采集和顯示設(shè)備的校正是古籍?dāng)?shù)字化過程中必不可少的環(huán)節(jié)。

隨著色彩管理技術(shù)的發(fā)展，有一些相對成熟的色彩管理解決方案出現(xiàn)，通過引入色彩管理解決方案，可以方便快捷地完成設(shè)備校正，并獲得設(shè)備的ICC文件。以eye-one校色儀為例，其顯示器校正流程為顯示器開機預(yù)熱半小時以上、連接eye-one校色儀并打開配套專用軟件、用eye-one校色儀測量周邊的光源環(huán)境、將eye-one校色儀放置在顯示器屏幕的中心、運行軟件進(jìn)行自動校正、校正完成后生成ICC文件；其掃描儀校正流程為掃描儀開機預(yù)熱半小時以上→掃描eye-one標(biāo)準(zhǔn)色卡→連接eye-one校色儀并打開配套專用軟件→用eye-one校色儀掃描eye-one標(biāo)準(zhǔn)色卡→將掃描圖像導(dǎo)入配套專用軟件→運行軟件進(jìn)行自動校正→校正完成后生成ICC文件。數(shù)碼相機的校正流程與掃描儀類似，只是要先布置光源環(huán)境，再自定義相機白平衡，然后拍攝eye-one標(biāo)準(zhǔn)色卡，之后的流程與掃描儀相同。

國家古籍保護(hù)中心編制的《古籍?dāng)?shù)字化工作手冊》（試用本）中沒有給出設(shè)備校正的流程，只要求每日掃描（或拍照）前進(jìn)行數(shù)字化設(shè)備的基本色彩校正，測量數(shù)字輸入設(shè)備和數(shù)字輸出設(shè)備的色彩屬性，圖像保存為TIFF（LZW）或RAW（sRAW），同時保存ICC文件。

3.3 圖像校色

圖像校色屬于圖像處理范疇，通過圖像校色可以強化或弱化圖像的某些特征，以滿足用戶對圖像的需求。古籍?dāng)?shù)字化要真實、清晰地反映古籍原貌，有效解決古籍保護(hù)和利用的矛盾。因此，古籍圖像要符合長期保存的要求，通常圖像分為兩個等級：檔案典藏級和復(fù)制加工級。檔案典藏級用于長期保存，復(fù)制加工級（有多種清晰度）用于拷貝、打印、瀏覽等。檔案典藏級圖像不做校色處理，復(fù)制加工級圖像根據(jù)應(yīng)用需求確定是否進(jìn)行校色處理。

國家古籍保護(hù)中心編制的《古籍?dāng)?shù)字化工作手冊》（試用本）中沒有直接涉及圖像校色問題，但是為圖像校色做了準(zhǔn)備。手冊中要求掃描（或拍照）時使用IT8標(biāo)準(zhǔn)色彩導(dǎo)表（帶尺寸標(biāo)尺），與原件的距離為0.1至1厘米，色標(biāo)放置于古籍首頁畫面左側(cè)。通過色標(biāo)和校色軟件可以完成圖像校色處理。

4 結(jié)語

色彩管理在古籍?dāng)?shù)字化領(lǐng)域中的研究與實踐才剛剛起步，但是色彩管理的理念已經(jīng)逐漸深入人心，在國家古籍保護(hù)中心編制的《古籍?dāng)?shù)字化工作手冊》（試用本）中已經(jīng)出現(xiàn)了大量與色彩管理密切相關(guān)的內(nèi)容，在“珍貴古籍?dāng)?shù)字化技術(shù)培訓(xùn)班”上也有相關(guān)內(nèi)容的講授。色彩管理的引入將古籍?dāng)?shù)字化提高到一個新的高度，還有古籍圖像色彩保真、打印輸出、色彩管理成本等問題有待進(jìn)一步研究。

注釋：

①據(jù)國家圖書館館藏目錄統(tǒng)計，統(tǒng)計時間為2012年12月28日。

②據(jù)清華同方中國期刊全文數(shù)據(jù)庫統(tǒng)計，統(tǒng)計時間為2012年12月28日。

③中華珍貴古籍?dāng)?shù)字資源庫將按照統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、合作共建、資源共享、逐步建設(shè)的原則進(jìn)行建設(shè)，重點開展古籍圖像數(shù)字化，邊建設(shè)邊服務(wù)，無償提供社會大眾和學(xué)術(shù)界使用。優(yōu)先數(shù)字化《國家珍貴古籍名錄》中的珍貴古籍。國家古籍保護(hù)中心已編制了《古籍?dāng)?shù)字化工作手冊》（試用本）作為中華珍貴古籍?dāng)?shù)字資源庫的建設(shè)規(guī)范，在全國推廣執(zhí)行，并于2012年12月舉辦珍貴古籍?dāng)?shù)字化技術(shù)培訓(xùn)班，面向各省古籍保護(hù)中心開展培訓(xùn)。珍貴古籍?dāng)?shù)字化工作將在2013年全面展開。

[1] 徐艷芳．色彩管理與應(yīng)用[M]．北京：印刷工業(yè)出版社，2011：96．

[2] Chai Binghua.Liao Binghua.Zhao Dazun.Approximating the CIECAM02 color appearancemodel by means of neuralnetworks.Chinese Optics Letters，2004（11）：637-639.

[3] About ICC [OL]．[2012-12-28]．http：//www.color.org/abouticc.xalter．

[4] 劉瑞華．基于ICC規(guī)范的色彩管理技術(shù)研究[M]．西安：西安電子科技大學(xué)，2008：23．

[5] 王薈，肖禹．地方志數(shù)字化模式與案例分析[M]．北京：國家圖書館出版社，2012：153．

[6]周和平．再造經(jīng)典傳承文明——記《中華再造善本》及續(xù)編工作 [OL]．[2012-12-31]．http：//www.chinaconfucius.cn/Article/ShowArticle.asp?ArticleID=3628．

[7] 梁愛民，陳荔京．古籍?dāng)?shù)字化與共建共享[J]．國家圖書館學(xué)刊，2012（5）：110．

[8] 臺灣戲曲學(xué)院數(shù)位博物館京劇文物數(shù)位化 [OL]．[2012-12-31]．http：//content.teldap.tw/index/?p=1038．