論色彩管理在古籍數字化中的應用

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制系統中，使用合適的硬件、軟件和方法來控制和調整顏色，在顏色失真最小的前提下，將圖像的顏色數據從一個色空間轉換到另一個色空間[1]。簡言之，色彩管理就是對顏色進行有效的控制。隨著計算機、圖像I/O（輸入/輸出）設備的普及，數字圖像在印刷、影像等行業廣泛應用，人們對圖像的色彩愈加重視，色彩管理在相關行業內的作用日益突現。

我國的古籍數字化始于上世紀80年代，從最初的目錄、索引等文本型數據，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絡瀏覽，逐漸轉向真彩影印出版、仿真品制作、長期保存等。古籍圖像品質和用途的變化，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、軟硬件實現和在印刷、影像等行業的應用，涉及色彩管理在古籍數字化領域中的應用研究還很少。

1 色彩管理的基本方法

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

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備色彩空間和設備無關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Profile對每一色度值進行插值等計算，實現色彩轉換。色彩空間轉換以及觀察條件補償主要借助CMM實現，而設備校正及色域匹配技術主要通過 Profile 完成[2]。

圖像I/O設備千差萬別，要實現CMM+Profile模式的色彩管理，就必須使用符合規范的Profile。ICC（International Color Consortium，國際色彩協會）成立于1993年[3]，現有成員80余家，全球幾乎所有數字設備生產商都是其成員。ICC研究并制定了色彩管理標準以幫助軟件開發商和硬件制造商共同維護數字圖像的色彩統一。在色彩管理流程中，所有I/O設備都具有自己的ICC profile，ICC profile記錄了設備在設備無關的色彩空間內的色域、非線性校正參數等信息，使CMM可以根據這些信息在設備之間實現色彩的傳遞和轉換。根據ICC規范，ICC profile可以準確描述設備的色域和非線性特性，CMM根據ICC profile就可以進行精確的色彩轉換，實現彩色圖像的所見即所得。依據ICC規范，使用色彩管理軟件可以便捷地創建、管理和分配I/O設備的ICC profile[4]。

2 古籍數字化中的色彩管理問題

圖像化是將各種載體的文獻轉化成圖像數據的過程[5]，是古籍數字化的重要方式之一。古籍數字化的對象是古籍原本、復制本或縮微膠片，復制本和縮微膠片不在筆者的討論范圍內。在古籍數字化的早期，受硬件條件限制，古籍圖像數據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提供，包括網絡瀏覽、打印件提供（替代復印）、黑白影印出版等。文獻提供的目的是傳遞文獻內容，對大部分古籍（插圖本、彩繪本等除外）而言就是文字清晰，對圖像的品質要求不高，更沒有色彩所見即所得的要求。

隨著圖像采集設備、存儲設備等的價格下降，硬件限制逐漸減小，同時古籍保護的意識日益深入人心，古籍圖像的主要用途變為原本數字替代品。所謂數字替代品，就是獲取數字圖像后，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》采用質地優良的宣紙精印，高仿真彩印[6]。“中華珍貴古籍數字資源庫”③的建設目標中就包括長期保存和共建共享[7]。需求和技術條件的變化使得古籍數字化中的色彩管理問題日益凸顯。

3 色彩管理在古籍數字化中的應用

古籍數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備校正、圖像顯示設備校正、圖像文件和ICC文件的創建等，暫不包括圖像打印設備的色彩管理。下面將分別從設備與環境、設備校正和圖像校色3個方面來進行討論。

3.1 設備與環境

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

與掃描儀相比，數碼相機對現場光源要求較高，必須依據拍攝對象的特性搭建適當的光源環境。以臺灣戲曲學院數位博物館京劇文物拍攝為例，依照拍攝文物大小架設白色背景紙、燈光、相機、測試攝影機、導色卡、測光表以及電腦等設備；大對象必須架設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生陰影為宜；拍攝時依照拍攝對象的不同來調整拍攝距離以及燈光的調校，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]。

在古籍數字化領域，對設備與環境的研究還比較少，可供借鑒的成果不多。國家古籍保護中心編制的《古籍數字化工作手冊》（試用本）中對設備與環境提出了如下要求：掃描設備建議選擇零邊距或非接觸式掃描儀，A3幅面，光學分辨率600dpi以上，CCD感光元件不低于5000像素點，色彩位數24bit，掃描設備應是無紫外線的同步冷光源；數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3300萬像素以上的數碼設備，使用托稿臺（材質經過脫酸處理的）控制拍攝物位置和平整度，拍攝背景應選擇中灰色的紙板，便于數碼相機測光，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 設備校正

圖像采集設備和圖像顯示設備是古籍圖像化所需的主要設備，圖像采集設備將古籍原本轉換成古籍圖像，顯示設備將圖像再現出來。圖像采集設備受硬件自身和加工現場環境的影像，可能會出現偏色，在圖像數據加工前，必須要進行校正。同時，加工人員只有通過顯示設備才能校驗圖像數據，如果顯示設備偏色，加工人員就無法對圖像數據的質量進行判定。因此，圖像采集和顯示設備的校正是古籍數字化過程中必不可少的環節。

隨著色彩管理技術的發展，有一些相對成熟的色彩管理解決方案出現，通過引入色彩管理解決方案，可以方便快捷地完成設備校正，并獲得設備的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境、將eye-one校色儀放置在顯示器屏幕的中心、運行軟件進行自動校正、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熱半小時以上→掃描eye-one標準色卡→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標準色卡→將掃描圖像導入配套專用軟件→運行軟件進行自動校正→校正完成后生成ICC文件。數碼相機的校正流程與掃描儀類似，只是要先布置光源環境，再自定義相機白平衡，然后拍攝eye-one標準色卡，之后的流程與掃描儀相同。

國家古籍保護中心編制的《古籍數字化工作手冊》（試用本）中沒有給出設備校正的流程，只要求每日掃描（或拍照）前進行數字化設備的基本色彩校正，測量數字輸入設備和數字輸出設備的色彩屬性，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。古籍數字化要真實、清晰地反映古籍原貌，有效解決古籍保護和利用的矛盾。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：檔案典藏級和復制加工級。檔案典藏級用于長期保存，復制加工級（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，復制加工級圖像根據應用需求確定是否進行校色處理。

國家古籍保護中心編制的《古籍數字化工作手冊》（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備。手冊中要求掃描（或拍照）時使用IT8標準色彩導表（帶尺寸標尺），與原件的距離為0.1至1厘米，色標放置于古籍首頁畫面左側。通過色標和校色軟件可以完成圖像校色處理。

4 結語

色彩管理在古籍數字化領域中的研究與實踐才剛剛起步，但是色彩管理的理念已經逐漸深入人心，在國家古籍保護中心編制的《古籍數字化工作手冊》（試用本）中已經出現了大量與色彩管理密切相關的內容，在“珍貴古籍數字化技術培訓班”上也有相關內容的講授。色彩管理的引入將古籍數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一步研究。

注釋：

①據國家圖書館館藏目錄統計，統計時間為2012年12月28日。

②據清華同方中國期刊全文數據庫統計，統計時間為2012年12月28日。

③中華珍貴古籍數字資源庫將按照統一規劃、統一標準、合作共建、資源共享、逐步建設的原則進行建設，重點開展古籍圖像數字化，邊建設邊服務，無償提供社會大眾和學術界使用。優先數字化《國家珍貴古籍名錄》中的珍貴古籍。國家古籍保護中心已編制了《古籍數字化工作手冊》（試用本）作為中華珍貴古籍數字資源庫的建設規范，在全國推廣執行，并于2012年12月舉辦珍貴古籍數字化技術培訓班，面向各省古籍保護中心開展培訓。珍貴古籍數字化工作將在2013年全面展開。

[1] 徐艷芳．色彩管理與應用[M]．北京：印刷工業出版社，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規范的色彩管理技術研究[M]．西安：西安電子科技大學，2008：23．

[5] 王薈，肖禹．地方志數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．再造經典傳承文明——記《中華再造善本》及續編工作 [OL]．[2012-12-31]．http：//www.chinaconfucius.cn/Article/ShowArticle.asp?ArticleID=3628．

[7] 梁愛民，陳荔京．古籍數字化與共建共享[J]．國家圖書館學刊，2012（5）：110．

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