數字印刷技術及其設備（二十四）

齊福斌

印刷過程是一個很復雜的色彩傳遞和轉換過程。印前圖文信息輸入、處理、柵格化生成的網點，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印刷色彩。所有這些過程，涉及很多設備、材料、工藝以及操作環境和不同技術水平的操作人員。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定的傳遞，達到理想的印刷品質量，需要建立整套色彩匹配轉換機制，對色彩的傳遞和轉換進行控制，使色彩的傳遞、轉換，不因設備、材料、工藝、環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。

計算機操作系統的色彩管理技術，以色度學和色彩復制原理為理論基礎，以數學模型建立和數值計算方法為處理依據，以計算機技術為實現手段，廣泛應用于多種色彩復制、再現和傳遞領域。

色彩管理的基本原理

①顏色空間

顏色空間涉及是否與設備相關的問題，可以分為兩類。

A.設備相關顏色空間：不同設備對色彩的響應特性不同，因此，不同設備獲取的色彩數據或者同一色彩數據在不同設備輸出，所得色彩就可能不同。即不同的色彩設備具有的色彩空間存在差異。這種與設備緊密相關的色彩空間稱為“設備相關顏色空間”。

B .設備無關顏色空間：以人眼視覺系統的顏色感覺為基準，用心理量或心理物理量構建的色彩系統和色彩空間稱為“設備無關顏色空間”。CIE1931 XYZ、CIE1976 Lab、孟賽爾色空間等屬于此類。“設備無關顏色空間”表示的色彩數據只與色彩的視覺感受相關，與設備、工藝、材料呈現的色彩無關。

②色彩管理方案

色彩管理的目標是，原始色彩經過傳遞到達目標設備，目標設備上所呈現的色彩，其外觀與原始色彩一致或十分接近。

為達到這種目標，有兩種色彩匹配轉換方案。

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

B.設備無關色彩轉換：以設備無關顏色空間為核心，建立各設備顏色空間與設備無關顏色空間之間的匹配轉換關系，并實施相應的匹配轉換，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。這種轉換是每臺設備與一個“設備無關顏色空間”之間建立雙向轉換關系，每增加一臺設備，只需要新建一組雙向匹配轉換關系，較為簡單，使用較為廣泛。

③色彩管理系統

色彩管理機制是由國際色彩聯盟ICC建立的。其工作目標是，建立一種色彩管理機制，使色彩在設備、應用軟件、操作系統之間傳遞時，能夠達到匹配。ICC建立了系統級色彩管理的框架結構，并制定了ICC色彩特征文件（ICC Profile）的格式規范。ICC色彩特征文件是用來保存設備色彩特性、色彩匹配轉換關系的數據文件。在設備相關的色彩數據轉換到設備無關的色度數據，或在設備無關的色度數據轉換到設備相關的色彩數據時，都必須依據特性文件所提供的匹配轉換關系進行。

圖2-44是一個不同設備與中間的“設備無關顏色空間”實現匹配轉換的示意圖，即Hub and Spoke系統結構。“Hub and Spoke”是一種中心輻射結構，中間的屬性連接空間是一個“設備無關顏色空間”，與周圍的設備通過ICC Profile文件實現色彩雙向轉換。

在這個系統內，同一張源圖像，在中央屬性連接空間只產生一個與源圖像對應的圖像數據，再通過不同設備輸出時，也只產生一個與這個圖像數據對應的一個目的圖像。例如A設備所采集的色彩要傳遞到B設備上，則在操作系統下，先由操作系統的色彩匹配模塊（CMM），負責把色彩轉換到設備無關的中間屬性連接空間（PCS）系統下，依據A設備的色彩特征文件，將色彩轉換成設備無關的色度數據。隨后，再按照B設備的色彩特征文件，將PCS的色度數據轉換成與B設備相關的色彩數據。如果中間轉換沒有問題，這個最終轉換后的設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

設備能夠響應和再現的顏色光譜范圍稱為它的色域。對某一設備而言，其色域是有限的。色域較大，則能夠“容納”和再現的色彩范圍/數量就大。反之，色域較小，則能夠“容納”和再現的色彩范圍/數量就小。

色彩管理涉及不同設備之間色彩的傳遞與轉換，如果兩設備的色域相同，或小色域設備向大色域設備傳遞和轉換，則色彩保真傳遞和轉換一般不會有問題。當色域較大設備向色域較小設備傳遞和轉換時，必然會出現一部分“超色域”色彩需要進行特別處理，才能在小色域設備上表達出來。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，與此同時，其他相關的顏色也按比例隨之壓縮。優點是，色彩之間的相對關系（階調層次）保持較好，但犧牲了一部分色域內顏色的再現準確性。感覺還原適用于對階調層次再現要求高，并不要求色彩絕對準確復制的場合。

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，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，其他相關顏色隨之壓縮。以此為基礎，將超色域的顏色壓縮到色域邊界內，而其他顏色并不隨之發生變化。白點壓縮后的色域內顏色可以準確再現，色域外顏色則用色域內最接近的同色相顏色表現，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，其他顏色不隨之發生變化。色域內的顏色再現準確，而色域外的顏色，用色域內最接近的同色相顏色表現，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。