色彩管理技术浅析

王红伟

色彩管理概述

当人们在观察某个客观物体时，色彩是视觉神经最先感受到的，其次才是形状、表面质感和细节。据不完全统计与调查分析表明，人类认识世界80%是通过视觉提供的，“远看色彩近看花”这句俗语也验证了这一点。可见，色彩对于客观物体表达的重要性。特别是在以色彩复制为目标的现代印刷工业中，色彩的准确复制变得越来越重要。

正如不同的人对同一色彩的感知不同，在印刷工业中，不同设备或材料对色彩的表现方式也千差万别，从而造成了颜色复制的严重不一致。例如在屏幕上看起来鲜艳的色彩，印刷出来后往往会黯然失色，产生出人意料的结果。为了解决色彩在扫描、显示、打印与印刷过程中的不一致性，人们建立了一套在设备间进行色彩转换的客观规则，即色彩管理系统。所谓色彩管理，是指通过软硬件相结合的方法，在生产中自动统一地管理颜色，以保证色彩在整个过程中传递的一致性。

色彩管理系统的基本构成

所谓色彩管理系统，是通过科学化及数字化的方法，将各种设备校准，并将设备的色彩特性记录于“特征文件”中，从而在设备上得到可预知的色彩，将色彩重现于不同的输出环境下。简而言之，即通过建立一套在设备间进行色彩通信的客观规则，从而保证在整个系统中的色彩传递的一致性。

基于ICC的色彩管理系统一般包含4个组成部分：

1. 一个与设备无关的颜色空间（PCS）

它能够允许我们给每个颜色一个明确的数值，这些数值仅取决于我们的颜色感觉，而与颜色复制时所使用的设备无关。

2. 一个描述设备表现颜色的能力、特性和参数的标准规范（Profile）

用来描述设备的控制信号（RGB或CMYK）与之产生的颜色视觉（XYZ或LAB）之间的关系。也就是说，特征文件明确定义了RGB、CMYK数值对应的XYZ或LAB数值。

3. 一个能将一种设备所生成的颜色数据转换到另一个设备色彩空间的算法（CMM）

它是一个用来完成RGB或CMYK数值转换计算工作的小程序，与特征文件里的颜色数据共同完成转换工作。

4. 一个能使输入、显示和输出设备的色域进行匹配的算法

ICC规定了4种异色域色彩转换的再现形式，称为再现意图，用来处理在源设备色彩空间可以再现，而在目标设备色彩空间却无法复制的那些颜色，完成色域映射。

色彩管理的基本过程

色彩管理系统的工作过程一般分为3步：校准、特征化和色彩转换。

1.设备校准

设备校准是指设备色彩特性的标准化，能够从一个特定的颜色输入值产生可预见的颜色。通常为了补偿设备的老化或其他因素的变化，都必须定期对设备进行重新校准。

2.特征化

每一种设备都有其对应的色彩特性，可通过一些软件及硬件的配合产生一个“特征文件”来记录。建立设备特征文件是色彩管理的核心工作。将设备行为记录到设备特性文件中的过程，这个过程不改变设备本身，只是记录设备能够产生哪些颜色，不能产生哪些颜色，目的是为了确立设备的色彩表现范围，并用数学方式记录其特性，以进行色彩转换用。特性化必须建立在设备校准的基础上。

3.色彩转换

色彩转换是用与设备无关的色彩空间作为桥梁，将彩色图像数据在不同设备之间进行转换。色彩转换模块用来解释设备特征文件，首先应指定源设备特性文件和目的设备特性文件，然后依据特征文件所描述的设备色彩特征执行色彩转换工作的CMM模块，并指定需要采用的再线意图，进行不同设备的彩色数据转换。

再现意图

色彩转换中，源设备的色域往往大于目的设备的色域。也就是说，源设备表现的色彩不能被目的设备全部复制。把不能被复制的源设备颜色称为色域外颜色。ICC规定了4种异色域色彩转换的再现形式，称为再现意图。

1.感知意图

强调保持颜色之间的现存关系。有时为了保持色彩整体感觉的一致性，会在色彩转换时改变所有色彩的色度值。

采用感知意图时，源色域空间的所有颜色（包括目的色域内部可以被复制的那部分颜色）值都会被分配一个新的数值，以便让色域外颜色也能挤入目的色域范围，并注重颜色间的相对位置关系，来实现颜色感觉的一致性。

2.饱和度意图

基于饱和度轴，保留颜色的饱和度而不考虑颜色之间的相应关系。饱和度匹配法更重视饱和度再现，适用于影像实地色调中高彩度图像的色彩再现。特别是在高色彩饱和度和亮度的商业版画中，实现饱和度再现及其精确色彩复制。

3.相对色度意图

相对色域匹配法是指在色彩空间中，以亮度轴为基准，保持亮度效果不变的色度坐标匹配，其色彩匹配是相对于纸白（即中性灰部分的a*和b*的值不为0）计算颜色值，保持这些颜色相对于白点的关系，能够使色彩均匀、精确地被复制。

4.绝对色度匹配法

与相对色度匹配的区别是不把白点进行映射，而是在目的设备上进行对源设备色彩空间白色的模拟。

绝对色度匹配法是指输入输出设备重叠的色域内，色彩绝对准确地再现，而在不重叠色域内的色彩采用输出设备的边缘色彩值来代替，失真严重。endprint

几种输入输出设备的色彩管理简介

1.扫描仪的色彩管理

高端扫描仪配套有校正软件和校正用途的原稿，同时提供ICC文件，扫描仪出厂时已经进行了校正和特征化。我们只要使用提供的ICC就可以取得较好的扫描图像。使用时间增加、灯管老化等会引起扫描图像不准，需要使用原厂提供的校正软件和校正原稿重新校正扫描仪，使扫描仪状态和出厂时一致。有时变化较大，可在校正基础上重新生成ICC。对于没有提供校正方法的扫描仪需要定期重新生成ICC，软件自带的色彩管理项关闭，自动颜色调节或者将其他颜色调节设定为“默认”，层次调节设为“默认”，清晰度设定为“正常”。

2.显示器色彩管理

在显示器色彩管理中需要目标色彩描述特性文件和屏幕色彩描述特性文件这两个ICC文件，系统里要放显示器的ICC profile，应用软件里要放印刷的ICC profile，放进去以后色彩管理是初次校正。这时校正的结果大部分符合我们的要求，但是经常有一些原因，如测量的误差、软件的误差，或者观察者的一些差别，会引起一些误差，所以需要二次开发、二次校正。所谓的二次校正，就是要对ICC profile文件进行修改，因为如果不进行修改，往往在显示器上看到的颜色是不准的。

3.打印机色彩管理

打印机有RGB的，也有CMYK的。打印机色域尽量要比印刷机大，做色彩管理，打印机的稳定性至关重要。RIP软件提供校正功能，做校正后再打印色表，关闭色彩管理，打印出测试图表，测量并使用专业软件生成ICC特性文件，每一种纸张对应的是一个参数，介质一旦发生变化，将需要重新生成新的ICC。

色彩管理技术的发展前景

目前，色彩管理技术在我国印刷行业已经发展到了一个很不错的水平，不仅在胶印、柔印、凹印方面有了广泛的应用，在数码印刷、喷绘、摄影等众多领域更是有了极大的发展，展现出良好的发展态势。对目前市场份额最大的平版印刷而言，印刷色彩管理技术还需加强G7等印刷标准化的构建，解决国内印刷企业工艺标准化问题。相信，随着数码打样技术在我国的普及，色彩管理技术将会得到越来越广泛的应用，有着无可限量的市场前景。endprint