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【色彩管理】认识设备中的色彩管理

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本文章讲述了【色彩管理】认识设备中的色彩管理.

色彩管

理是一个常常让人感到糊涂、迷惑和混淆的课题,并且使很多不了解它的用户望而生畏。我曾经见到许多人在使用Photoshop以及很多软件时将其中的色彩管理选项关闭掉。其实这是很明智的,既然我不了解它,不能控制它,最好是不去使用。造成这种情况的其中一部分原因是那些让人误解的宣传,有些供应商将它们的色彩管理系统说成是一种解决所有色彩问题的魔法。还有一部分原因来自于那些软件制造商,他们坚持使自己的色彩管理执行方法和操作界面甚至是专用名词与其它的软件商不同。但是一旦你明白了色彩管理系统真正做了什么,你就会很容易地看懂这些大肆宣扬的广告,那些不知所云的界面和繁琐的步骤,并且会理解你所喜欢的应用软件里弹出的那些曾使你心烦的对话窗的真正含义。

简单说来,色彩管理实际上只做了两件事:第一件,它们描述了每一个象素的色彩感觉;第二件,改变这些象素的数值来在不同的设备间保持色彩的一致。这听起来很简单,但是简单的规则往往会产生非常复杂的行为和变化,色彩管理就是这样的。

色彩管理是设计用来解决类似这样的问题的,“为什么我的扫描仪所捕获的图像看起来跟我的原稿图像不同?”还有“为什么我的显示的图像跟最后打印的图像一点都不像?”以及“为什么最终的印刷品根原稿的差别如此大呢?”(如果你没有为这类的问题而困扰过,你可以不必坐在这里忍受我的讲课)。如果你对此感兴趣的话,接下来我将会告诉你事情的真相。

要想知道色彩管理是如何解决这些问题的,我们首先需要知道这些问题是如何产生的。

计算机不懂颜色

从根本上说,它们只是一种按照我们的指令来处理0和1加法器。当我们使用0和1在计算机上来再现色彩的时候,我们实际上是创建了一个RGB的数字控制系统或者是CMYK的模拟控制系统来控制各种具有色彩再现能力的计算机外设,像扫描仪,显示器,打印机,照排机,制版机等等。

RGB和CMYK控制系统本质上是使用三种或四种原色的混合来产生出希望的颜色。每一种组成成分的信号的强度决定了使用多少相应的原色。当我们使用数字来表现RGB和CMYK色彩时,我们只是使用数字来再现每一种成分的强度。

当我们在特定的某一台设备上来再现颜色时,这个系统会工作得很好。不幸的是,当我们把这些相同的RGB和CMYK数值送到不同的设备上时,它们通常会产生不一样的颜色。这是因为RGB和CMYK在电脑上产生的是电信号而不是具体的颜色,而每一种设备对这些电信号会产生不同的反应。

如果你曾经在电子商店看过不同品牌的电视机,你就会看到这种实际的现象:许多的显示屏幕虽然收到的是同一个信号,但是却产生了不同的颜色。为什么?因为RGB的数值是用来控制调节电子束的强度来使显示器的荧光粉发热,从而发出光线,而每一个显示器对信号的响应是不一样的。原因之一是不同的生产商使用不同的荧光粉,它们对电子束的反应是不同的。但这只是问题的一部分。还有就是荧光粉的衰减老化程度也是不一致的,这种衰减会影响产生光线的能力。再有一个原因就是用户自己对显示器的亮度和对比度的设置也会影响到色彩的显示。我们甚至可以说每一台显示器对色彩的再现能力都是独一无二的。

由于一些稍微不同的原因,同样的情况也会发生在我们使用的其他的RGB和CMYK设备上。不同品牌的扫描仪和数码相机使用不同的滤色片,这些滤色片的色彩过滤能力会随着使用时间的增加而改变,并且每一种产品会使用不同的光源,不同的扫描仪光源的光谱曲线是不一样的。而数码相机在拍摄时环境的光源也是千变万化的。CMYK同RGB比起来可变因素更多。有多种配方的油墨,上光蜡,染料,都会造成颜色的不同,并且如果你把纸张的因素也考虑进来的话,你就又引入了另一个很大的可变因素,因为不同的纸张对油墨的影响方式是很不相同的。

你可以把RGB和CMYK看成是产生颜色的不同配方,不同的RGB和CMYK值就是其中的成分。这就好像是做菜,相同的原料不同的厨师会作出不同的的味道。颜色也是这样:是的,你可以很确定地说R255,G255,B50将会产生一种黄色,但是这种黄色在不同的设备上产生的颜色不同的。

RGB和CMYK通常被称作设备特定或设备相关颜色模型,正是因为只有给出了具体的设备才能够预知颜色产生的效果。这里有两个含义:一、相同的数值在不同的设备上会产生不同的颜色,二、要想在不同的设备上得到一样的颜色必须要改变数值。这就是色彩管理用来解决的最基本的问题。还有就是很多明显的问题都会从第一个问题里产生出来:当我们将文件从一个设备送到另一个设备时颜色发生了改变,所以扫描仪看到的颜色同我们在显示器上看到的颜色不一致,而打印输出的颜色同样也跟显示器上的颜色不匹配。

扫描仪看到的样本的颜色是R247G160B91。但是当我们把相同的值送到显示器上时,它变得有一点暗并且饱和度增加了。当我们将同样的数据送到打印机上时,它变得更暗并且更加的饱和。

今天我们使用的色彩管理系统实际上使用了两个参考色空间,分别被称作CIE XYZ(1931)和CIE Lab(1976)。要想明白色彩管理系统是如何工作的,对于这两个色空间你只需要了解两件事情:

Lab是XYZ的数学等价变换

无论XYZ还是Lab描述的色彩都是根据我们人类的感觉来定义的,而不是象那些产生色彩的设备一样通过控制的电信号来产生色彩。换句话说,这两个颜色空间所定义的颜色都是一个有着正常视觉的人可以看见的,这个人我们在前面已经认识了,叫做“标准观察者1931”。其结果就是,XYZ和Lab的值定义的颜色都是明确的,而不是像RGB、CMYK这些设备相关的色空间模型,虽然知道了数值,但如果不指明具体设备,还是不能预知确切的颜色。

设备特性文件给我们提供了所使用的彩色设备描述颜色的行为方式,如果这是一个RGB设备,那么它的设备特性文件就说明了这个设备的每一种RGB组合分别再现了什么颜色。为了便于理解,我们可以将其简单化,(但实际上Profile是非常复杂的,这一点我们将在以后的课程中讲到)。我们可以将设备的特性文件看成是一个色彩的双语字典,一种语言是在XYZ或者Lab中的实际感觉到的色彩,另一种语言是与设备相关的RGB或CMYK的数值。设备的特性文件将这个设备的控制信号(RGB或CMYK值)和在它上面产生的实际感觉到的颜色也就是明确的Lab或XYZ值联系起来。

色彩管理系统其实是很容易理解的,如果你在心里记住一个简单的原则:一个独立的特性文件使RGB或CMYK数据具有了明确的颜色;要想保持颜色的一致就需要改变文件中的数据,而这需要两个特性文件。所以在你的文件中镶嵌一个特性文件是一个很好的习惯,特别是当你需要将这个文件送到其他人那里或者是想长时间地保留它时(记住随着你的显示器使用时间的增加它的颜色也会改变)。当你将特性文件镶嵌到图像文件中时,你就给这个文件贴上了一个描述,说明了它所包含的描述色彩的数据在现实中的颜色是什么,并且不会改变数据本身,所以这也打消了很多人的顾虑,你可以放心的将正确的特性文件镶嵌到文件中,因为这不会破坏文件中的RGB或CMYK数据。当你要求CMS在另一个设备上对颜色进行匹配时,你需要指定两个特性文件,一个说明这些数值是从哪里来的,另一个说明它们要到哪里去。

如果没有镶嵌特性文件,文件中的颜色只是一堆数据,不同的设备可以对其进行不同的色彩解释,就象是我们在图示1中看到的。当我们镶嵌了特性文件,CMS就会说出扫描仪的RGB247,260,91,显示器的RGB250,175,100,以及打印机的RGB244,192,148都会产生出同样的其LAB值是79,19,46的浅橙色。

完全的色彩管理应用软件比如Photoshop和Illustrator增加了另一个关键点。他们使用了一个不依赖于任何设备的理论的RGB色空间,如Adobe1998,Apple RGB,sRGB1966等,并且将显示器独立于源设备和目标设备的色彩转换之外,通过做一个快速的内部转换将数据送到显示卡上去,所以在每一台独立的显示器上颜色的显示也都是正确的。其实内部的处理还是一样的:应用程序首先观察源特性文件(即应用程序的当前工作色空间),判断它在理论RGB里的实际值,然后观察目标特性文件(显示器),判断在显示器上应该用什么样的RGB值来再现这种颜色,转换后通过显卡送到显示器上去。

关于色彩管理还有很多的分枝课题,比如关于Rendering Intents的选择等,但是只要你在心里明白了这个简单的规则——你需要一个Profile来描述颜色,你需要两个Profile来在两个设备间匹配颜色——你就会发现色彩管理增加了你对色彩的理解,节省了你的时间,减少了浪费。
 

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