數(shù)字印刷技術(shù)及其設(shè)備（二十四）

齊福斌

印刷過程是一個很復(fù)雜的色彩傳遞和轉(zhuǎn)換過程。印前圖文信息輸入、處理、柵格化生成的網(wǎng)點，需要先輸出記錄到膠片、印版上，再進行印刷，最終在承印物上呈現(xiàn)印刷色彩。所有這些過程，涉及很多設(shè)備、材料、工藝以及操作環(huán)境和不同技術(shù)水平的操作人員。這些條件的不同和實際操作中的任何波動，都會影響最終印刷品的色彩。

為了保證色彩準確和穩(wěn)定的傳遞，達到理想的印刷品質(zhì)量，需要建立整套色彩匹配轉(zhuǎn)換機制，對色彩的傳遞和轉(zhuǎn)換進行控制，使色彩的傳遞、轉(zhuǎn)換，不因設(shè)備、材料、工藝、環(huán)境和操作人員水平差異而不同。這就是色彩管理有達到的目標。

計算機操作系統(tǒng)的色彩管理技術(shù)，以色度學(xué)和色彩復(fù)制原理為理論基礎(chǔ)，以數(shù)學(xué)模型建立和數(shù)值計算方法為處理依據(jù)，以計算機技術(shù)為實現(xiàn)手段，廣泛應(yīng)用于多種色彩復(fù)制、再現(xiàn)和傳遞領(lǐng)域。

色彩管理的基本原理

①顏色空間

顏色空間涉及是否與設(shè)備相關(guān)的問題，可以分為兩類。

A.設(shè)備相關(guān)顏色空間：不同設(shè)備對色彩的響應(yīng)特性不同，因此，不同設(shè)備獲取的色彩數(shù)據(jù)或者同一色彩數(shù)據(jù)在不同設(shè)備輸出，所得色彩就可能不同。即不同的色彩設(shè)備具有的色彩空間存在差異。這種與設(shè)備緊密相關(guān)的色彩空間稱為“設(shè)備相關(guān)顏色空間”。

B .設(shè)備無關(guān)顏色空間：以人眼視覺系統(tǒng)的顏色感覺為基準，用心理量或心理物理量構(gòu)建的色彩系統(tǒng)和色彩空間稱為“設(shè)備無關(guān)顏色空間”。CIE1931 XYZ、CIE1976 Lab、孟賽爾色空間等屬于此類。“設(shè)備無關(guān)顏色空間”表示的色彩數(shù)據(jù)只與色彩的視覺感受相關(guān)，與設(shè)備、工藝、材料呈現(xiàn)的色彩無關(guān)。

②色彩管理方案

色彩管理的目標是，原始色彩經(jīng)過傳遞到達目標設(shè)備，目標設(shè)備上所呈現(xiàn)的色彩，其外觀與原始色彩一致或十分接近。

為達到這種目標，有兩種色彩匹配轉(zhuǎn)換方案。

A.設(shè)備之間轉(zhuǎn)換：在每兩臺不同設(shè)備之間建立匹配轉(zhuǎn)換關(guān)系，對色彩進行單向或雙向匹配轉(zhuǎn)換，使色彩傳遞達到視覺一致或接近。這種轉(zhuǎn)換需要建立多組匹配轉(zhuǎn)換關(guān)系，而且，每增加一臺設(shè)備，就需要新建多組匹配轉(zhuǎn)換關(guān)系，較為復(fù)雜。

B.設(shè)備無關(guān)色彩轉(zhuǎn)換：以設(shè)備無關(guān)顏色空間為核心，建立各設(shè)備顏色空間與設(shè)備無關(guān)顏色空間之間的匹配轉(zhuǎn)換關(guān)系，并實施相應(yīng)的匹配轉(zhuǎn)換，達到色彩管理的目標。如圖2-41（見2013年第六期今日印刷）所示。這種轉(zhuǎn)換是每臺設(shè)備與一個“設(shè)備無關(guān)顏色空間”之間建立雙向轉(zhuǎn)換關(guān)系，每增加一臺設(shè)備，只需要新建一組雙向匹配轉(zhuǎn)換關(guān)系，較為簡單，使用較為廣泛。

③色彩管理系統(tǒng)

色彩管理機制是由國際色彩聯(lián)盟ICC建立的。其工作目標是，建立一種色彩管理機制，使色彩在設(shè)備、應(yīng)用軟件、操作系統(tǒng)之間傳遞時，能夠達到匹配。ICC建立了系統(tǒng)級色彩管理的框架結(jié)構(gòu)，并制定了ICC色彩特征文件（ICC Profile）的格式規(guī)范。ICC色彩特征文件是用來保存設(shè)備色彩特性、色彩匹配轉(zhuǎn)換關(guān)系的數(shù)據(jù)文件。在設(shè)備相關(guān)的色彩數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到設(shè)備無關(guān)的色度數(shù)據(jù)，或在設(shè)備無關(guān)的色度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到設(shè)備相關(guān)的色彩數(shù)據(jù)時，都必須依據(jù)特性文件所提供的匹配轉(zhuǎn)換關(guān)系進行。

圖2-44是一個不同設(shè)備與中間的“設(shè)備無關(guān)顏色空間”實現(xiàn)匹配轉(zhuǎn)換的示意圖，即Hub and Spoke系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。“Hub and Spoke”是一種中心輻射結(jié)構(gòu)，中間的屬性連接空間是一個“設(shè)備無關(guān)顏色空間”，與周圍的設(shè)備通過ICC Profile文件實現(xiàn)色彩雙向轉(zhuǎn)換。

在這個系統(tǒng)內(nèi)，同一張源圖像，在中央屬性連接空間只產(chǎn)生一個與源圖像對應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)，再通過不同設(shè)備輸出時，也只產(chǎn)生一個與這個圖像數(shù)據(jù)對應(yīng)的一個目的圖像。例如A設(shè)備所采集的色彩要傳遞到B設(shè)備上，則在操作系統(tǒng)下，先由操作系統(tǒng)的色彩匹配模塊（CMM），負責(zé)把色彩轉(zhuǎn)換到設(shè)備無關(guān)的中間屬性連接空間（PCS）系統(tǒng)下，依據(jù)A設(shè)備的色彩特征文件，將色彩轉(zhuǎn)換成設(shè)備無關(guān)的色度數(shù)據(jù)。隨后，再按照B設(shè)備的色彩特征文件，將PCS的色度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成與B設(shè)備相關(guān)的色彩數(shù)據(jù)。如果中間轉(zhuǎn)換沒有問題，這個最終轉(zhuǎn)換后的設(shè)備輸出圖像在色度上會與最初的目標圖源保持最大的相似性。

超出色域的色彩處理

設(shè)備能夠響應(yīng)和再現(xiàn)的顏色光譜范圍稱為它的色域。對某一設(shè)備而言，其色域是有限的。色域較大，則能夠“容納”和再現(xiàn)的色彩范圍/數(shù)量就大。反之，色域較小，則能夠“容納”和再現(xiàn)的色彩范圍/數(shù)量就小。

色彩管理涉及不同設(shè)備之間色彩的傳遞與轉(zhuǎn)換，如果兩設(shè)備的色域相同，或小色域設(shè)備向大色域設(shè)備傳遞和轉(zhuǎn)換，則色彩保真?zhèn)鬟f和轉(zhuǎn)換一般不會有問題。當(dāng)色域較大設(shè)備向色域較小設(shè)備傳遞和轉(zhuǎn)換時，必然會出現(xiàn)一部分“超色域”色彩需要進行特別處理，才能在小色域設(shè)備上表達出來。這種處理稱為超色域處理。

對于超色域色彩轉(zhuǎn)換，ICC提出以下4個方案（4種“還原目的”）。

①感覺還原

感覺還原是，將超色域顏色壓縮到色域邊界內(nèi)，與此同時，其他相關(guān)的顏色也按比例隨之壓縮。優(yōu)點是，色彩之間的相對關(guān)系（階調(diào)層次）保持較好，但犧牲了一部分色域內(nèi)顏色的再現(xiàn)準確性。感覺還原適用于對階調(diào)層次再現(xiàn)要求高，并不要求色彩絕對準確復(fù)制的場合。

②飽和度還原

通過改變亮度甚至色相，將顏色壓縮到色域邊界內(nèi)，盡量保證顏色的飽和度還原。這種方法適用于對顏色色相和亮度再現(xiàn)要求不嚴，而追求艷麗奪目的電子演示等場合。

③相對色度還原

首先將超色域的最亮白色壓縮到目標色域的最亮白色上，其他相關(guān)顏色隨之壓縮。以此為基礎(chǔ)，將超色域的顏色壓縮到色域邊界內(nèi)，而其他顏色并不隨之發(fā)生變化。白點壓縮后的色域內(nèi)顏色可以準確再現(xiàn)，色域外顏色則用色域內(nèi)最接近的同色相顏色表現(xiàn)，色域外的同色相而飽和度不同顏色，會被壓縮成同一目標色。

④絕對色度還原

將超色域的顏色壓縮到色域邊界內(nèi)，其他顏色不隨之發(fā)生變化。色域內(nèi)的顏色再現(xiàn)準確，而色域外的顏色，用色域內(nèi)最接近的同色相顏色表現(xiàn)，色域外的同色相而飽和度不同顏色，會被壓縮成同一目標色。

實際上，色域壓縮還有其他方式。如，在Photoshop軟件的色彩匹配設(shè)置中，“使用黑點補償（Use Black Point Compensation）”，即將原色域最黑點壓縮到目標色域最黑點上。