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泛论色彩与色彩管理中

2022-04-29 来源:淮安农业机械网

泛论色彩与色彩管理(中)

3.0 色彩空间(Color Spaces)

色彩空间是以强度值来表示色彩的模式,色彩空间指定色彩信息是如何表示,其意义是以一、二、三或四度空间或组合来表示强度值,从外观看,经常以各种固体形状如立方体、锥形物或多形体来表示这些空间。

常用色彩管理软件支持几个不同的色彩空间以给用户作业上的方便,多数适于任何种类色彩资料的需要。

常用色彩管理软件的色彩空间属于几组或基本色族,另加的色彩空间、高传真色彩空间主要用于金和银色以及套色用的印刷作业。

3.1 灰色空间(Gray Spaces)

灰色空间典型上只有单一成分,其范围是从白到黑,灰色空间用于黑白和灰色级数的显示与印刷。

若以100%来表示,0%时为白色,100%为黑色,那末从1到99均为灰色,只是程度不同,数目越小越接近白灰色,数目越大越接近黑灰色。

3.2 RGB基础的色彩空间(RGB-based Color Spaces)

以RGB为基础的色彩空间主要为加色法的三度色彩空间,可使用不同强度的红、绿和蓝色光强度来组成各式各样的色彩,例如扫描仪从影像上阅读了某些份量的红、绿、蓝色反射光量后,然后将此光量转换成数据,显示器收到这些数据后再转换成指定成份的红、绿、蓝光后,由于这些像素很小且靠得很近,在眼睛内使我们误以为看到的是许多各种不同的色彩。

以RGB为基础的色彩空间在计算机绘图中为最常用的色彩空间,主要因为大多数彩色显示屏均直接支持,但是以RGB格式产生的色彩在不同的装置间会发生差异,因此称为「装置所属色彩空间」,装置所属色彩空间只允许在特定装置上与他们叙述的色彩值格式直接联系。

在RGB基础色族内的色彩空间组包括RGB空间、HSV空间和HLS空间。RGB空间是指任何以RGB空间表达的色彩是某些混合的三主色为红、绿和蓝色。HSV和HLS 空间则系由RGB空间转换而来用以叙述色彩的术语,HSV代表色相、饱和度和明暗度,HLS代表色相、亮度和饱和度,这些均是在色彩学上相当常见而熟悉的名词。

3.3 CMY基础的色彩空间(CMY-based Color Spaces)

以CMY代表青、洋红和黄色三主色,为基础的色彩空间最常用于彩色印刷系统,其本质与RGB相对是减色法,也是装置所属色彩空间。

CMYK是在CMY以外另加上黑色,印刷方式是将四色油墨或染料布于纸上,以同比例的二种色墨可混合出红、绿、蓝等「二次色」。

CMYK色多因印刷机、油墨、纸张特性而异,此外,不同的装置所产生的色域也各不相同,因为RGB与CMYK二种格式所产生的色彩也因装置与装置间的不同而有差异,故称装置所属色彩空间。将RGB色彩空间转换成CMYK色彩空间时也会有很多变量,这涉及到装置规格、油墨种类、甚至纸张特性来计算在暗部加入的黑墨总量以及在印黑墨部份将其它色墨移除的总量。

色彩管理软件便是在作色彩空间转换时完成这些计算。

3.4 装置独立色彩空间(Device-independent color Spaces)

装置独立色彩空间主要用于色彩模块和在系统旁作RGB和CMYK模块间转换之用。

每台彩色显示器既使是在同年由同家厂商制造也因不同的RGB磷光剂而有其自己的色域,相同的道理也适用于印刷机及CMYK色剂,这通常比大多数显示器有更多的色域限制,因为由RGB与CMYK两种不同格式所产生的色彩将因装置与装置间的不同而有差异,这就是装置所属色彩空间的特性。

有些色彩空间允许以装置独立方式来表达色彩,色彩并不取决于任何特定的装置,而是由人类眼睛感知后的真实色彩陈述。这些色彩陈述称为装置独立色彩空间,于1931年由国际标准委员会(CIE)发展而成,因此称为CIE基础的色彩空间。

CIE的目标是要为油漆、油墨、染料和其它色料制造商建立一套可重复作色彩沟通的标准系统。这些标准的最重要功能是提供色彩搭配的整体架构,装置独立色彩空间系用于从一种装置特有色彩空间到另一种装置特有色彩空间的色彩资料转换,那些代表整个可见色彩范围为转换空间,其意思是任何在显示屏上选定的色彩为此中性色彩空间的色域。

CIE L*a*b*是基于人类色感的三度色彩空间,为CIE最广泛使用的色彩空间,L*a*b*色彩空间是基于一种色彩不能同时是绿和红色,也不能同时是蓝和黄色的理论,结果可能单一明暗度能用以描述红/绿色和黄/蓝属性。

CIE L*a*b*空间代表色彩与参考白点相关,其是作为白光的特定意义,通常基于一种装置所能产生的最白光线。

CIE色彩空间构成作色彩管理用的装置独立色彩基础。

4.0 色彩复制 (Color Reproduction)

尽管能以想到的方法来复制色彩,也只有两种基本方法--加色法和减色法(请参考2.4.),两者均通称三色法,是基于三原色的不同原理来创造全彩。

了解此二种系统便能了解印刷中许多色彩复制作业的原理,它是了解半色调彩色复制的阶调复制、灰色平衡、与色彩修正的基础,对获得适当的对比、彩色平衡、和色调有其决定性。

4.1 彩色印刷 (Color Printing)

印刷是基于减色法且通常是印在白色、近白纸上、或任何其它白色物体上,由于「白」纸表面系将光波全部以等量反射而现出白色,当彩色复制时我们便会直觉以为彩色是在纸中,其实是在纸张表面使用透明油墨(青、洋红、黄)印刷后,经多重结合滤掉红、绿、蓝光波后出现彩色,纸张本身并未变色。

考虑到透明四色墨,如我们眼睛所感受红、绿、蓝波长,而非那些组合在纸上来复制色彩,我们发现是经由组合二种墨色光波和减去另一种墨色光波。

理论上,组合全部三色油墨便可避免全部的反射光波,产生黑色,即使最好的四色墨也不会一致吸收光波,当青、洋红、黄墨结合时,组合的三色油墨所吸收的波长并不一致,光谱的红光部分反射较多,结果将呈现偏褐色调而非黑色,为了在印刷中弥补此一缺点,需在彩色印刷过程中使用黑墨。

纸张对彩色复制品有很明显的影响,纸张是反射未吸收的光波到观看者,且涂布纸有较强的反射表面能产生较非涂布纸更广的色彩范围,粗糙的非涂纸表面会扩散光线,对观看者减少反射量,因此感觉色彩较暗。

4.2 追求准确的色彩复制 (Pursuit of Correct Color Reproduction)

从以前有彩色复制品起就一直在探索的问题。七○年代以前,大部份的彩色分色均是以红、绿、蓝滤色片放在制版照相机或放大机镜头前,熟练的技术员借着本身经验来获得一套良好的彩色复制品。从原稿经过多重程序制作修色片、分色片、和网片,再经网点腐蚀以期获得理想的半色调网片。后来有厂家使用接触曝光法来改变网点大小,借着多次的调整,需要花费很长的时间,仍未必能获得期盼的色彩。

到七○年代后是高阶电子或雷射扫描机使用无数旋钮和按键来作色彩调整的时代。虽然这些昂贵的模拟式扫描机缺少计算机记忆和数字装置来储存影像,后来的机种为计算机将RGB数字彩色讯号转换成CMYK分色片,原稿系装置在一个透明滚筒上,而另一个滚筒则是安装着分色胶卷,扫描机是由受过高深技术训练的专家来作校正和作最佳的输入和输出设定。然而,重扫仍是相当普遍,尤其对色彩特别讲究的印品,若色彩没有搭配,则扫描机的调整或操作员的知识通常并不是限制因素,而是受油墨与纸张品质的影响。

随着扫描机上增加复杂的色彩控制,或在印前、印刷或印后,从使用肉眼调整到经由若干浓度计、品管图、油墨和纸张测试所做的色彩控制,已将印刷从工艺转成科技。

在八○年代里,迷你计算机、内存和储存装置的进步使彩色电子印前系统(CEPS)作储存、显示、色彩修正和影像搭配。如:Scitex Response与Hell Chromacom一类的数千万元系统虽可得到高品质彩色复制品,但也还需要很长学习的时间。

到了九○年代,桌上型强大的电子印前系统出现了。革新的页面描述输出(Postscript),图像平台如Apple、Microsoft、以及出版软件如Adobe Photoshop、Quark Xpress使用桌上型硬件便能做出高阶彩色品质,其易用性、低价组合系统迅速替代昂贵的独立系统。

扫描和分色,一度需要受过高深训练的专家,变成大众化后,任何人包含摄影师、设计家、排版工与计算机操作员都能操作一部计算机、扫描机和印刷机来完成分色的全程作业。桌上型计算机系使用开放系统,在理论上可无限制支持各种彩色计算机外设装置。今天,很多此类彩色出版品虽能一贯作业,但仍然要面对相同的问题,如何才能做出准确的色彩。

5.0 色彩管理(Color Management)

既使今天的电子出版比过去的系统更价廉且易于使用,然而要做到高品质的彩色复制仍需经过相当严格的训练,色彩是一个复杂的主题,或许要比我们用计算机来复制更加复杂。

色彩管理能在完成色彩生产任务时对色彩用户减少总时数和材料量如此可轻易节省时间和金钱。它可让使用者在不同的输入和输出装置使色彩能搭配,提前看出何种色彩不能在特定装置上精确复制以及在另一装置上仿真此装置的色彩范围,达到精确、可重复的色彩复制牵涉用软件和硬件来校准和用数据曲线来表示输入和输出装置。

色彩管理是将色彩专门技术和科学写入软件企图简化彩色复制,如桌上计算机已大为改变出版,使色彩调整自动化,让技术不高或经验不足的使用者能很容易、确实、迅速的完成彩色复制。

5.1 发展简史(Grief History)

1980年代末,数家领导色彩技术的公司为解决彩色桌上出版系统在装置间色彩不搭配的问题所建立的一套解决方法而发展成的应用软件,通称为色彩管理系统或简称CMS。

可是早期的色彩管理系统并未被普遍采用,其基本问题之一是每种装置使用不同的架构,为了执行色彩搭配功能,应用制造商须对它创造一些特定需求,因为没有通用的色彩管理架构可以使用,每个应用本身都必须配合硬件供货商,当然新改良的CMS不断推出,可是在源文件和结果间并没有一致的兼容性。

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