色彩管理技術淺析

王紅偉

色彩管理概述

當人們在觀察某個客觀物體時，色彩是視覺神經(jīng)最先感受到的，其次才是形狀、表面質感和細節(jié)。據(jù)不完全統(tǒng)計與調查分析表明，人類認識世界80%是通過視覺提供的，“遠看色彩近看花”這句俗語也驗證了這一點。可見，色彩對于客觀物體表達的重要性。特別是在以色彩復制為目標的現(xiàn)代印刷工業(yè)中，色彩的準確復制變得越來越重要。

正如不同的人對同一色彩的感知不同，在印刷工業(yè)中，不同設備或材料對色彩的表現(xiàn)方式也千差萬別，從而造成了顏色復制的嚴重不一致。例如在屏幕上看起來鮮艷的色彩，印刷出來后往往會黯然失色，產(chǎn)生出人意料的結果。為了解決色彩在掃描、顯示、打印與印刷過程中的不一致性，人們建立了一套在設備間進行色彩轉換的客觀規(guī)則，即色彩管理系統(tǒng)。所謂色彩管理，是指通過軟硬件相結合的方法，在生產(chǎn)中自動統(tǒng)一地管理顏色，以保證色彩在整個過程中傳遞的一致性。

色彩管理系統(tǒng)的基本構成

所謂色彩管理系統(tǒng)，是通過科學化及數(shù)字化的方法，將各種設備校準，并將設備的色彩特性記錄于“特征文件”中，從而在設備上得到可預知的色彩，將色彩重現(xiàn)于不同的輸出環(huán)境下。簡而言之，即通過建立一套在設備間進行色彩通信的客觀規(guī)則，從而保證在整個系統(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個組成部分：

1. 一個與設備無關的顏色空間（PCS）

它能夠允許我們給每個顏色一個明確的數(shù)值，這些數(shù)值僅取決于我們的顏色感覺，而與顏色復制時所使用的設備無關。

2. 一個描述設備表現(xiàn)顏色的能力、特性和參數(shù)的標準規(guī)范（Profile）

用來描述設備的控制信號（RGB或CMYK）與之產(chǎn)生的顏色視覺（XYZ或LAB）之間的關系。也就是說，特征文件明確定義了RGB、CMYK數(shù)值對應的XYZ或LAB數(shù)值。

3. 一個能將一種設備所生成的顏色數(shù)據(jù)轉換到另一個設備色彩空間的算法（CMM）

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

4. 一個能使輸入、顯示和輸出設備的色域進行匹配的算法

ICC規(guī)定了4種異色域色彩轉換的再現(xiàn)形式，稱為再現(xiàn)意圖，用來處理在源設備色彩空間可以再現(xiàn)，而在目標設備色彩空間卻無法復制的那些顏色，完成色域映射。

色彩管理的基本過程

色彩管理系統(tǒng)的工作過程一般分為3步：校準、特征化和色彩轉換。

1.設備校準

設備校準是指設備色彩特性的標準化，能夠從一個特定的顏色輸入值產(chǎn)生可預見的顏色。通常為了補償設備的老化或其他因素的變化，都必須定期對設備進行重新校準。

2.特征化

每一種設備都有其對應的色彩特性，可通過一些軟件及硬件的配合產(chǎn)生一個“特征文件”來記錄。建立設備特征文件是色彩管理的核心工作。將設備行為記錄到設備特性文件中的過程，這個過程不改變設備本身，只是記錄設備能夠產(chǎn)生哪些顏色，不能產(chǎn)生哪些顏色，目的是為了確立設備的色彩表現(xiàn)范圍，并用數(shù)學方式記錄其特性，以進行色彩轉換用。特性化必須建立在設備校準的基礎上。

3.色彩轉換

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

再現(xiàn)意圖

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

1.感知意圖

強調保持顏色之間的現(xiàn)存關系。有時為了保持色彩整體感覺的一致性，會在色彩轉換時改變所有色彩的色度值。

采用感知意圖時，源色域空間的所有顏色（包括目的色域內部可以被復制的那部分顏色）值都會被分配一個新的數(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位置關系，來實現(xiàn)顏色感覺的一致性。

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關系。飽和度匹配法更重視飽和度再現(xiàn)，適用于影像實地色調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)版畫中，實現(xiàn)飽和度再現(xiàn)及其精確色彩復制。

3.相對色度意圖

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

4.絕對色度匹配法

與相對色度匹配的區(qū)別是不把白點進行映射，而是在目的設備上進行對源設備色彩空間白色的模擬。

絕對色度匹配法是指輸入輸出設備重疊的色域內，色彩絕對準確地再現(xiàn)，而在不重疊色域內的色彩采用輸出設備的邊緣色彩值來代替，失真嚴重。endprint

幾種輸入輸出設備的色彩管理簡介

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，同時提供ICC文件，掃描儀出廠時已經(jīng)進行了校正和特征化。我們只要使用提供的ICC就可以取得較好的掃描圖像。使用時間增加、燈管老化等會引起掃描圖像不準，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)和出廠時一致。有時變化較大，可在校正基礎上重新生成ICC。對于沒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關閉，自動顏色調節(jié)或者將其他顏色調節(jié)設定為“默認”，層次調節(jié)設為“默認”，清晰度設定為“正常”。

2.顯示器色彩管理

在顯示器色彩管理中需要目標色彩描述特性文件和屏幕色彩描述特性文件這兩個ICC文件，系統(tǒng)里要放顯示器的ICC profile，應用軟件里要放印刷的ICC profile，放進去以后色彩管理是初次校正。這時校正的結果大部分符合我們的要求，但是經(jīng)常有一些原因，如測量的誤差、軟件的誤差，或者觀察者的一些差別，會引起一些誤差，所以需要二次開發(fā)、二次校正。所謂的二次校正，就是要對ICC profile文件進行修改，因為如果不進行修改，往往在顯示器上看到的顏色是不準的。

3.打印機色彩管理

打印機有RGB的，也有CMYK的。打印機色域盡量要比印刷機大，做色彩管理，打印機的穩(wěn)定性至關重要。RIP軟件提供校正功能，做校正后再打印色表，關閉色彩管理，打印出測試圖表，測量并使用專業(yè)軟件生成ICC特性文件，每一種紙張對應的是一個參數(shù)，介質一旦發(fā)生變化，將需要重新生成新的ICC。

色彩管理技術的發(fā)展前景

目前，色彩管理技術在我國印刷行業(yè)已經(jīng)發(fā)展到了一個很不錯的水平，不僅在膠印、柔印、凹印方面有了廣泛的應用，在數(shù)碼印刷、噴繪、攝影等眾多領域更是有了極大的發(fā)展，展現(xiàn)出良好的發(fā)展態(tài)勢。對目前市場份額最大的平版印刷而言，印刷色彩管理技術還需加強G7等印刷標準化的構建，解決國內印刷企業(yè)工藝標準化問題。相信，隨著數(shù)碼打樣技術在我國的普及，色彩管理技術將會得到越來越廣泛的應用，有著無可限量的市場前景。endprint