色彩管理技術(shù)淺析

王紅偉

色彩管理概述

當(dāng)人們?cè)谟^察某個(gè)客觀物體時(shí)，色彩是視覺(jué)神經(jīng)最先感受到的，其次才是形狀、表面質(zhì)感和細(xì)節(jié)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)與調(diào)查分析表明，人類認(rèn)識(shí)世界80%是通過(guò)視覺(jué)提供的，“遠(yuǎn)看色彩近看花”這句俗語(yǔ)也驗(yàn)證了這一點(diǎn)?？梢?jiàn)，色彩對(duì)于客觀物體表達(dá)的重要性。特別是在以色彩復(fù)制為目標(biāo)的現(xiàn)代印刷工業(yè)中，色彩的準(zhǔn)確復(fù)制變得越來(lái)越重要。

正如不同的人對(duì)同一色彩的感知不同，在印刷工業(yè)中，不同設(shè)備或材料對(duì)色彩的表現(xiàn)方式也千差萬(wàn)別，從而造成了顏色復(fù)制的嚴(yán)重不一致。例如在屏幕上看起來(lái)鮮艷的色彩，印刷出來(lái)后往往會(huì)黯然失色，產(chǎn)生出人意料的結(jié)果。為了解決色彩在掃描、顯示、打印與印刷過(guò)程中的不一致性，人們建立了一套在設(shè)備間進(jìn)行色彩轉(zhuǎn)換的客觀規(guī)則，即色彩管理系統(tǒng)。所謂色彩管理，是指通過(guò)軟硬件相結(jié)合的方法，在生產(chǎn)中自動(dòng)統(tǒng)一地管理顏色，以保證色彩在整個(gè)過(guò)程中傳遞的一致性。

色彩管理系統(tǒng)的基本構(gòu)成

所謂色彩管理系統(tǒng)，是通過(guò)科學(xué)化及數(shù)字化的方法，將各種設(shè)備校準(zhǔn)，并將設(shè)備的色彩特性記錄于“特征文件”中，從而在設(shè)備上得到可預(yù)知的色彩，將色彩重現(xiàn)于不同的輸出環(huán)境下。簡(jiǎn)而言之，即通過(guò)建立一套在設(shè)備間進(jìn)行色彩通信的客觀規(guī)則，從而保證在整個(gè)系統(tǒng)中的色彩傳遞的一致性。

基于ICC的色彩管理系統(tǒng)一般包含4個(gè)組成部分：

1. 一個(gè)與設(shè)備無(wú)關(guān)的顏色空間（PCS）

它能夠允許我們給每個(gè)顏色一個(gè)明確的數(shù)值，這些數(shù)值僅取決于我們的顏色感覺(jué)，而與顏色復(fù)制時(shí)所使用的設(shè)備無(wú)關(guān)。

2. 一個(gè)描述設(shè)備表現(xiàn)顏色的能力、特性和參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范（Profile）

用來(lái)描述設(shè)備的控制信號(hào)（RGB或CMYK）與之產(chǎn)生的顏色視覺(jué)（XYZ或LAB）之間的關(guān)系。也就是說(shuō)，特征文件明確定義了RGB、CMYK數(shù)值對(duì)應(yīng)的XYZ或LAB數(shù)值。

3. 一個(gè)能將一種設(shè)備所生成的顏色數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到另一個(gè)設(shè)備色彩空間的算法（CMM）

它是一個(gè)用來(lái)完成RGB或CMYK數(shù)值轉(zhuǎn)換計(jì)算工作的小程序，與特征文件里的顏色數(shù)據(jù)共同完成轉(zhuǎn)換工作。

4. 一個(gè)能使輸入、顯示和輸出設(shè)備的色域進(jìn)行匹配的算法

ICC規(guī)定了4種異色域色彩轉(zhuǎn)換的再現(xiàn)形式，稱為再現(xiàn)意圖，用來(lái)處理在源設(shè)備色彩空間可以再現(xiàn)，而在目標(biāo)設(shè)備色彩空間卻無(wú)法復(fù)制的那些顏色，完成色域映射。

色彩管理的基本過(guò)程

色彩管理系統(tǒng)的工作過(guò)程一般分為3步：校準(zhǔn)、特征化和色彩轉(zhuǎn)換。

1.設(shè)備校準(zhǔn)

設(shè)備校準(zhǔn)是指設(shè)備色彩特性的標(biāo)準(zhǔn)化，能夠從一個(gè)特定的顏色輸入值產(chǎn)生可預(yù)見(jiàn)的顏色。通常為了補(bǔ)償設(shè)備的老化或其他因素的變化，都必須定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行重新校準(zhǔn)。

2.特征化

每一種設(shè)備都有其對(duì)應(yīng)的色彩特性，可通過(guò)一些軟件及硬件的配合產(chǎn)生一個(gè)“特征文件”來(lái)記錄。建立設(shè)備特征文件是色彩管理的核心工作。將設(shè)備行為記錄到設(shè)備特性文件中的過(guò)程，這個(gè)過(guò)程不改變?cè)O(shè)備本身，只是記錄設(shè)備能夠產(chǎn)生哪些顏色，不能產(chǎn)生哪些顏色，目的是為了確立設(shè)備的色彩表現(xiàn)范圍，并用數(shù)學(xué)方式記錄其特性，以進(jìn)行色彩轉(zhuǎn)換用。特性化必須建立在設(shè)備校準(zhǔn)的基礎(chǔ)上。

3.色彩轉(zhuǎn)換

色彩轉(zhuǎn)換是用與設(shè)備無(wú)關(guān)的色彩空間作為橋梁，將彩色圖像數(shù)據(jù)在不同設(shè)備之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。色彩轉(zhuǎn)換模塊用來(lái)解釋設(shè)備特征文件，首先應(yīng)指定源設(shè)備特性文件和目的設(shè)備特性文件，然后依據(jù)特征文件所描述的設(shè)備色彩特征執(zhí)行色彩轉(zhuǎn)換工作的CMM模塊，并指定需要采用的再線意圖，進(jìn)行不同設(shè)備的彩色數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。

再現(xiàn)意圖

色彩轉(zhuǎn)換中，源設(shè)備的色域往往大于目的設(shè)備的色域。也就是說(shuō)，源設(shè)備表現(xiàn)的色彩不能被目的設(shè)備全部復(fù)制。把不能被復(fù)制的源設(shè)備顏色稱為色域外顏色。ICC規(guī)定了4種異色域色彩轉(zhuǎn)換的再現(xiàn)形式，稱為再現(xiàn)意圖。

1.感知意圖

強(qiáng)調(diào)保持顏色之間的現(xiàn)存關(guān)系。有時(shí)為了保持色彩整體感覺(jué)的一致性，會(huì)在色彩轉(zhuǎn)換時(shí)改變所有色彩的色度值。

采用感知意圖時(shí)，源色域空間的所有顏色（包括目的色域內(nèi)部可以被復(fù)制的那部分顏色）值都會(huì)被分配一個(gè)新的數(shù)值，以便讓色域外顏色也能擠入目的色域范圍，并注重顏色間的相對(duì)位置關(guān)系，來(lái)實(shí)現(xiàn)顏色感覺(jué)的一致性。

2.飽和度意圖

基于飽和度軸，保留顏色的飽和度而不考慮顏色之間的相應(yīng)關(guān)系。飽和度匹配法更重視飽和度再現(xiàn)，適用于影像實(shí)地色調(diào)中高彩度圖像的色彩再現(xiàn)。特別是在高色彩飽和度和亮度的商業(yè)版畫(huà)中，實(shí)現(xiàn)飽和度再現(xiàn)及其精確色彩復(fù)制。

3.相對(duì)色度意圖

相對(duì)色域匹配法是指在色彩空間中，以亮度軸為基準(zhǔn)，保持亮度效果不變的色度坐標(biāo)匹配，其色彩匹配是相對(duì)于紙白（即中性灰部分的a*和b*的值不為0）計(jì)算顏色值，保持這些顏色相對(duì)于白點(diǎn)的關(guān)系，能夠使色彩均勻、精確地被復(fù)制。

4.絕對(duì)色度匹配法

與相對(duì)色度匹配的區(qū)別是不把白點(diǎn)進(jìn)行映射，而是在目的設(shè)備上進(jìn)行對(duì)源設(shè)備色彩空間白色的模擬。

絕對(duì)色度匹配法是指輸入輸出設(shè)備重疊的色域內(nèi)，色彩絕對(duì)準(zhǔn)確地再現(xiàn)，而在不重疊色域內(nèi)的色彩采用輸出設(shè)備的邊緣色彩值來(lái)代替，失真嚴(yán)重。endprint

幾種輸入輸出設(shè)備的色彩管理簡(jiǎn)介

1.掃描儀的色彩管理

高端掃描儀配套有校正軟件和校正用途的原稿，同時(shí)提供ICC文件，掃描儀出廠時(shí)已經(jīng)進(jìn)行了校正和特征化。我們只要使用提供的ICC就可以取得較好的掃描圖像。使用時(shí)間增加、燈管老化等會(huì)引起掃描圖像不準(zhǔn)，需要使用原廠提供的校正軟件和校正原稿重新校正掃描儀，使掃描儀狀態(tài)和出廠時(shí)一致。有時(shí)變化較大，可在校正基礎(chǔ)上重新生成ICC。對(duì)于沒(méi)有提供校正方法的掃描儀需要定期重新生成ICC，軟件自帶的色彩管理項(xiàng)關(guān)閉，自動(dòng)顏色調(diào)節(jié)或者將其他顏色調(diào)節(jié)設(shè)定為“默認(rèn)”，層次調(diào)節(jié)設(shè)為“默認(rèn)”，清晰度設(shè)定為“正常”。

2.顯示器色彩管理

在顯示器色彩管理中需要目標(biāo)色彩描述特性文件和屏幕色彩描述特性文件這兩個(gè)ICC文件，系統(tǒng)里要放顯示器的ICC profile，應(yīng)用軟件里要放印刷的ICC profile，放進(jìn)去以后色彩管理是初次校正。這時(shí)校正的結(jié)果大部分符合我們的要求，但是經(jīng)常有一些原因，如測(cè)量的誤差、軟件的誤差，或者觀察者的一些差別，會(huì)引起一些誤差，所以需要二次開(kāi)發(fā)、二次校正。所謂的二次校正，就是要對(duì)ICC profile文件進(jìn)行修改，因?yàn)槿绻贿M(jìn)行修改，往往在顯示器上看到的顏色是不準(zhǔn)的。

3.打印機(jī)色彩管理

打印機(jī)有RGB的，也有CMYK的。打印機(jī)色域盡量要比印刷機(jī)大，做色彩管理，打印機(jī)的穩(wěn)定性至關(guān)重要。RIP軟件提供校正功能，做校正后再打印色表，關(guān)閉色彩管理，打印出測(cè)試圖表，測(cè)量并使用專業(yè)軟件生成ICC特性文件，每一種紙張對(duì)應(yīng)的是一個(gè)參數(shù)，介質(zhì)一旦發(fā)生變化，將需要重新生成新的ICC。

色彩管理技術(shù)的發(fā)展前景

目前，色彩管理技術(shù)在我國(guó)印刷行業(yè)已經(jīng)發(fā)展到了一個(gè)很不錯(cuò)的水平，不僅在膠印、柔印、凹印方面有了廣泛的應(yīng)用，在數(shù)碼印刷、噴繪、攝影等眾多領(lǐng)域更是有了極大的發(fā)展，展現(xiàn)出良好的發(fā)展態(tài)勢(shì)。對(duì)目前市場(chǎng)份額最大的平版印刷而言，印刷色彩管理技術(shù)還需加強(qiáng)G7等印刷標(biāo)準(zhǔn)化的構(gòu)建，解決國(guó)內(nèi)印刷企業(yè)工藝標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題。相信，隨著數(shù)碼打樣技術(shù)在我國(guó)的普及，色彩管理技術(shù)將會(huì)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，有著無(wú)可限量的市場(chǎng)前景。endprint