詳解色彩管理—印前色彩管理技術
發布時間：2024-04-13 點擊：219
色彩管理系統(cms)作為當前印前系統發展的一個重要方向，已為眾多印刷界及相關領域的人士所認知，它的誕生和發展與桌面現版和數字印刷息息相關。由于桌面出版系統的開放式環境使色彩在復制過程中牽涉到不同的設備和介質，而這些設備和介質之間又存在著不確定的關系，使得圖像色彩從原稿到顯示器，再到最終印刷品，很難保持一致。因此，色彩管理已越來越為廣大軟件開發商和業內士所重視。
色彩管理系統的工作流程分析
從某種意義上講，色彩管理是一個關于色彩信息的正確解釋和處理的技術領域，即管理人們對色彩的感覺；客觀地說，就是在色彩失真最小的前提下將圖像的色彩數據從一個色空間轉換到另一個色空間的過程。
在整個圖像復制工藝中，所涉及到的設備都具有其自身表現的色彩能力，即不同的色空間(圖1)。色彩管理的主要目的就是實現不同色空間的轉換，以保證同一圖像的色彩從輸入到顯示、輸出中所表現的外觀盡可能匹配，最終達到原稿與復制品的色彩的和諧一致。建立設備的色彩描述文件(profile)是色彩管理的核心，描述文件對系統中每個設備的具有代表性的顏色特征加以描述，如色度特性化曲線、輸出色域特性曲線等，色彩管理系統利用這些具有代表性的顏色特征實現各設備色空間的匹配和轉換，最終達到所見即所得。
a. 對掃描儀做色度特性化，建立掃描儀的色彩描述文件；對照輸入圖像的rgb值，依據描述文件轉換到標準色空間；
b. 對顯示器做色度特性化，建立顯示器的描述文件，通過cms轉換到標準色空間；
c. 對輸出設備進行色域特性化，建立輸出設備的描述文件；依據描術文件，把cmyk網點百分比轉換到標準色空間；
d. 輸入、顯示和輸出設備都處在同一標準色空間下，從而獲得統一的顏色外觀。
色彩管理的要素
進行色彩管理必須遵循一系列規定的操作過程，才能實現預期的效果。色彩管理過程有3個要素，簡稱為“3c”(即“calibration”——標準、characterization”——特性化及“conversion”——轉換)。
1. 標準
為了保證色彩信息傳遞過程中的穩定性、可靠性和可持續性，要求對輸入設備、顯示設備、輸出設備進行標準，以保證它們處于校準工作狀態。
(1)輸入校正
輸入校正的目的是對輸入設備的亮度、對比度、黑白場(rgb三原色的平衡)進行校正。以對掃描儀的校正為例，當對掃描儀進行初始化歸零后，對于同一份原稿，不論什么時候掃描，都應當獲得相同的圖像數據。
(2)顯示器校正
顯示器校正使得顯示器的顯示特性符合其自身設備描述文件中設置的理想參數值，使顯示卡依據圖像數據的色彩資料，在顯示屏上準確顯示色彩。
(3)輸出校正
輸出校正是校正過程的最后一步，包括對打印機和照排機進行校正，以及對印刷機和打樣機進行校正。依據設備制造商所提供的設備描述文件，對輸出設備的特性進行校正，使該設備按照出廠時的標準特性輸出。在印刷與打樣校正時，必須使該設備所用紙張、油墨等印刷材料符合標準。
2. 特性化
當所有的設備都校正后，就需要將各設備的特性記錄下來，這就是特性化過程。彩色桌面系統中的每一種設備都具有其自身的顏色特性，為了實現準確的色空間轉換和匹配，必須對設備進行特性化。對于輸入設備和顯示器，利用一個已知的標準色度值表(如it8標準色標)，對照該表的色度值和輸入設備所產生的色度值，做出該設備的色度特性化曲線；對于輸出設備，利用色空間圖，做出該設備的輸出色域特性曲線。
在做出輸入設備的色度特性曲線的基礎上，對照與設備無關的色空間，做出輸入設備的色彩描述文件；同時，利用輸出設備的色域特性曲線做出該輸出設備的色彩描述文件，這些描述文件是從設備色空間向標準設備無關色空間進行轉換的橋梁。
3. 轉換
在對系統中的設備進行校準的基礎上，利用設備描述文件，以標準的設備無關色空間為媒介，實現各設備色空間之間的正確轉換。由于輸出設備的色域要比原稿、掃描儀、顯示器的色域窄，因此在色彩轉換時需要對色域進行壓縮，色域壓縮在icc協議中提出了4種方法：
a. 絕對色度法 這種方法使在輸出色域內的顏色轉換后保持不變，而把超出輸出色域的顏色用色域邊界的顏色代替。對于輸出色域和輸入色域相近的情況，采用這種方法可以得到理想的復制。
b. 相對色度法 這種轉換方法改變白點定標，所有顏色將根據定標點的改變而做相應改變，但不做色域壓縮，因此所有超出色空間范圍的顏色也都被色域邊界最相近的顏色所代替。用這種方法可以根據印刷用紙的顏色高速定標白點，適合于色域范圍接近的色空間轉換。
c. 突出飽和度法 這種方法追求高飽和度，對飽和度進行非線性壓縮。這不一定忠實于原稿，其目的是在設備限制的情況下，等到飽和的顏色。
d. 感覺性 這種方法在進行色域映射的同時，還要進行梯度優化。它保持顏色的相對關系，也就是根據輸出設備的顯色范圍調整轉換比例，以求色彩在感覺上的一致性。
幾種主流色彩管理系統
adobe的photoshop 色彩管理系統
作為adobe 公司最著名的圖像處理軟件，photoshop 在圖像處理方面具有其不可替代的地位。同時，adobe 公司還極力把photoshop發展成為一個完整的色彩管理系統。photoshop軟件的色彩管理特性是由顯示器設置(monitor setup)、印刷油墨設置(printing inks setup)和分色設置來控制的。
為了使用戶在屏幕上看到的顏色盡可能地與輸出樣張的顏色相接近，必須首先對用戶的系統進行校正，準確的色彩工作流程一定是從顯示器校正和顯示設置開始的。“monitor setup”包括顯示器校正和顯示器設置兩個部分。在顯示器中以顯示器類型、磷光粉、色溫等數進行正確的選擇，這樣，在把圖像進行色彩模式的轉換時，就可以根據以上參數的設定進行正確的顏色轉換。
印刷油墨設置的基本目的是photoshop提供最終印刷所用的油墨、紙張以及印刷機械的信息。不同的紙張對油墨的吸收和網點擴大不同，不同油墨的呈色性不同，不同印刷方式的網點擴大率也不盡相同。所以需要在“printing inks setup”中對這些參數進行設置。在從rgb圖像數據和在“monitor setup ”中得到的顯示器數據中獲取基本信息后，就可以按照最終印刷條件的特性來完成色彩模式的轉換了。
分色中最重要的一項是黑版量的確定。理論上講，從一個rgb值分色可以產生多個cmyk值，而最終的印刷效果應該相同。但是，由于不同印刷紙張的受墨量和不同的印刷機械的特性，使理論上的可能不能得以實現，所以有必要對分色的類型和黑版量、印刷總網點百分比進行相應的設置。
apple 的colorsync色彩管理系統
colorsync是由蘋果公司發布的色彩管理系統，它采用icc標準，以lab色空間作為標準參照空間，是在mac操作系統下應用的系統級色彩管理軟件。它是一個開放式的色彩管理系統，用戶可以通過colorsync的plug-in模塊進行不同色彩管理系統之間的色彩轉換。colorsync系統包括3個組成部分，一個icc標準的色彩描述文件、色彩匹配方式(cmm)和應用軟件界面(api)。
設備描述文件定義了設備的顏色特性信息，通過這些信息可以獲取所使用設備能夠顯示、捕捉和重現的色彩范圍。當使用colorsync建立一個文件時，文件中就會存儲一個profile文件，這樣，在其他的設備上處理帶有colorsync 描述文件的圖像時，colorsync 就會通過比較建立圖像的設備特性與顯示器的特性，進行色空間匹配運算，從而獲得最佳顏色效果。
色彩匹配方式是colorsync的核心部分，它實現不同色彩空間的轉換。更重要的是，colorsync的色彩轉換模式采用了linotype hell的高素質色彩匹配技術，用戶可以使用更佳的色域壓縮方法來處理色域以外的顏色。
由于各種應用軟件對色彩的表現力有所不同，從圖像掃描到最終復制，同一圖像色彩會有不同的外觀。為了工作中能夠時刻掌握準確的色彩，就需要將這些應用軟件進行有效的色彩匹配。色彩匹配方式可以通過colorsync的應用軟件進行色彩匹彩，從而達到一致的目的。
kodak的色彩管理系統
kodak是同時支持pc和mac平臺的色彩管理系統。與apple colorsync和adobe的photoshop不同，kodak的色彩管理系統傾向于用模塊化的方式進行色彩管理，而且提供了幾種局部性的模塊，將這些模塊組合在一起就可以構成一個完整的色彩管理體系。而且它具有針對于photo cd圖像輸入過程的色彩管理功能。
kodak色彩管理系統一般包括kpcms、dcp、picc及pcs100 4個模塊，它們既可分別使用，也可組合成為一個完整的色彩管理系統。
kpcms模塊 (kodak 精密色彩管理系統) 提供了足夠多的符合icc標準格式的設備描述文件。其輸入設備包括rgb圖像來源和cmyk圖像來源等，其輸出設備包括打印機和打樣機。但由于它本身不能編輯設備描述文件，因而有很大的局限性。
dcp模塊（設備色彩描述文件啟動軟件包》是專為photocd圖像提供顯示和輸出色彩校正的軟件包，當打開photocd圖像時，要求用戶選擇兩個設備描述文件，輸入設備描述文件是一個photo cd設備的描述文件，輸出設備描述文件可以是顯示器描述文件，也可以是一個色彩打樣機描述文件。picc模塊（精密輸入色彩特性化）提供一個掃描儀實用標準程序而增強了dcp的功能。
對于高級的圖像處理和掃描應用程序，kodak 提供了pcs100模塊加速photo cd 和prophoto cd 圖像的色彩轉換過程。利用pcs100模塊，可以生成各種設備之間的直接鏈接，以跳過向cie色空間的中間轉換過程，節省每次轉換的時間以及轉換過程中的色彩損失。
如何選擇合適的色彩管理系統
目前國內外已有許多公司開發色彩管理系統，雖然國際色彩組織icc制定描述設備色彩表現力的標準icc profile，但是各個公司在一些標準之下開發出來的色彩管理系統，對設備的色彩管理能力各不相同，對設備之間的色空間轉換與色彩匹配性能各異。因此，使用者應根據自己的需要來選擇最適合的色彩管理系統，選擇時應考慮以下幾方面因素：
1. 市面上的色彩管理系統幾乎都不能對復制的整個過程提供完整的色彩管理，各個系統都有其擅長的色彩管理部分，因此使用者必須確定是在哪 些設備上需要獲得一致的色彩，以選擇合適的系統。
2. 確定色彩管理系統中自帶的描述文件，以及是否支持在開放式系統中建立描述文件；若屬封閉式系統，則必須由廠方建立描述文件，這樣就需要確定是否能夠承受建立描述文件所需的費用。
3. 對各種色彩管理系統進行性能比較，針對使用者的具體情況，可以對系統的可靠性、高備支持能力、可擴充性、兼容性和易用性等多種性能進行比較。
4. 對選擇的色彩管理系統進行測試，用同一彩色原稿對系統進行測試，觀察哪一種系統在具體操作環境下，能獲得與原稿最吻合的效果
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從某種意義上講，色彩管理是一個關于色彩信息的正確解釋和處理的技術領域，即管理人們對色彩的感覺；客觀地說，就是在色彩失真最小的前提下將圖像的色彩數據從一個色空間轉換到另一個色空間的過程。
在整個圖像復制工藝中，所涉及到的設備都具有其自身表現的色彩能力，即不同的色空間(圖1)。色彩管理的主要目的就是實現不同色空間的轉換，以保證同一圖像的色彩從輸入到顯示、輸出中所表現的外觀盡可能匹配，最終達到原稿與復制品的色彩的和諧一致。建立設備的色彩描述文件(profile)是色彩管理的核心，描述文件對系統中每個設備的具有代表性的顏色特征加以描述，如色度特性化曲線、輸出色域特性曲線等，色彩管理系統利用這些具有代表性的顏色特征實現各設備色空間的匹配和轉換，最終達到所見即所得。
a. 對掃描儀做色度特性化，建立掃描儀的色彩描述文件；對照輸入圖像的rgb值，依據描述文件轉換到標準色空間；
b. 對顯示器做色度特性化，建立顯示器的描述文件，通過cms轉換到標準色空間；
c. 對輸出設備進行色域特性化，建立輸出設備的描述文件；依據描術文件，把cmyk網點百分比轉換到標準色空間；
d. 輸入、顯示和輸出設備都處在同一標準色空間下，從而獲得統一的顏色外觀。
色彩管理的要素
進行色彩管理必須遵循一系列規定的操作過程，才能實現預期的效果。色彩管理過程有3個要素，簡稱為“3c”(即“calibration”——標準、characterization”——特性化及“conversion”——轉換)。
1. 標準
為了保證色彩信息傳遞過程中的穩定性、可靠性和可持續性，要求對輸入設備、顯示設備、輸出設備進行標準，以保證它們處于校準工作狀態。
(1)輸入校正
輸入校正的目的是對輸入設備的亮度、對比度、黑白場(rgb三原色的平衡)進行校正。以對掃描儀的校正為例，當對掃描儀進行初始化歸零后，對于同一份原稿，不論什么時候掃描，都應當獲得相同的圖像數據。
(2)顯示器校正
顯示器校正使得顯示器的顯示特性符合其自身設備描述文件中設置的理想參數值，使顯示卡依據圖像數據的色彩資料，在顯示屏上準確顯示色彩。
(3)輸出校正
輸出校正是校正過程的最后一步，包括對打印機和照排機進行校正，以及對印刷機和打樣機進行校正。依據設備制造商所提供的設備描述文件，對輸出設備的特性進行校正，使該設備按照出廠時的標準特性輸出。在印刷與打樣校正時，必須使該設備所用紙張、油墨等印刷材料符合標準。
2. 特性化
當所有的設備都校正后，就需要將各設備的特性記錄下來，這就是特性化過程。彩色桌面系統中的每一種設備都具有其自身的顏色特性，為了實現準確的色空間轉換和匹配，必須對設備進行特性化。對于輸入設備和顯示器，利用一個已知的標準色度值表(如it8標準色標)，對照該表的色度值和輸入設備所產生的色度值，做出該設備的色度特性化曲線；對于輸出設備，利用色空間圖，做出該設備的輸出色域特性曲線。
在做出輸入設備的色度特性曲線的基礎上，對照與設備無關的色空間，做出輸入設備的色彩描述文件；同時，利用輸出設備的色域特性曲線做出該輸出設備的色彩描述文件，這些描述文件是從設備色空間向標準設備無關色空間進行轉換的橋梁。
3. 轉換
在對系統中的設備進行校準的基礎上，利用設備描述文件，以標準的設備無關色空間為媒介，實現各設備色空間之間的正確轉換。由于輸出設備的色域要比原稿、掃描儀、顯示器的色域窄，因此在色彩轉換時需要對色域進行壓縮，色域壓縮在icc協議中提出了4種方法：
a. 絕對色度法 這種方法使在輸出色域內的顏色轉換后保持不變，而把超出輸出色域的顏色用色域邊界的顏色代替。對于輸出色域和輸入色域相近的情況，采用這種方法可以得到理想的復制。
b. 相對色度法 這種轉換方法改變白點定標，所有顏色將根據定標點的改變而做相應改變，但不做色域壓縮，因此所有超出色空間范圍的顏色也都被色域邊界最相近的顏色所代替。用這種方法可以根據印刷用紙的顏色高速定標白點，適合于色域范圍接近的色空間轉換。
c. 突出飽和度法 這種方法追求高飽和度，對飽和度進行非線性壓縮。這不一定忠實于原稿，其目的是在設備限制的情況下，等到飽和的顏色。
d. 感覺性 這種方法在進行色域映射的同時，還要進行梯度優化。它保持顏色的相對關系，也就是根據輸出設備的顯色范圍調整轉換比例，以求色彩在感覺上的一致性。
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為了使用戶在屏幕上看到的顏色盡可能地與輸出樣張的顏色相接近，必須首先對用戶的系統進行校正，準確的色彩工作流程一定是從顯示器校正和顯示設置開始的。“monitor setup”包括顯示器校正和顯示器設置兩個部分。在顯示器中以顯示器類型、磷光粉、色溫等數進行正確的選擇，這樣，在把圖像進行色彩模式的轉換時，就可以根據以上參數的設定進行正確的顏色轉換。
印刷油墨設置的基本目的是photoshop提供最終印刷所用的油墨、紙張以及印刷機械的信息。不同的紙張對油墨的吸收和網點擴大不同，不同油墨的呈色性不同，不同印刷方式的網點擴大率也不盡相同。所以需要在“printing inks setup”中對這些參數進行設置。在從rgb圖像數據和在“monitor setup ”中得到的顯示器數據中獲取基本信息后，就可以按照最終印刷條件的特性來完成色彩模式的轉換了。
分色中最重要的一項是黑版量的確定。理論上講，從一個rgb值分色可以產生多個cmyk值，而最終的印刷效果應該相同。但是，由于不同印刷紙張的受墨量和不同的印刷機械的特性，使理論上的可能不能得以實現，所以有必要對分色的類型和黑版量、印刷總網點百分比進行相應的設置。
apple 的colorsync色彩管理系統
colorsync是由蘋果公司發布的色彩管理系統，它采用icc標準，以lab色空間作為標準參照空間，是在mac操作系統下應用的系統級色彩管理軟件。它是一個開放式的色彩管理系統，用戶可以通過colorsync的plug-in模塊進行不同色彩管理系統之間的色彩轉換。colorsync系統包括3個組成部分，一個icc標準的色彩描述文件、色彩匹配方式(cmm)和應用軟件界面(api)。
設備描述文件定義了設備的顏色特性信息，通過這些信息可以獲取所使用設備能夠顯示、捕捉和重現的色彩范圍。當使用colorsync建立一個文件時，文件中就會存儲一個profile文件，這樣，在其他的設備上處理帶有colorsync 描述文件的圖像時，colorsync 就會通過比較建立圖像的設備特性與顯示器的特性，進行色空間匹配運算，從而獲得最佳顏色效果。
色彩匹配方式是colorsync的核心部分，它實現不同色彩空間的轉換。更重要的是，colorsync的色彩轉換模式采用了linotype hell的高素質色彩匹配技術，用戶可以使用更佳的色域壓縮方法來處理色域以外的顏色。
由于各種應用軟件對色彩的表現力有所不同，從圖像掃描到最終復制，同一圖像色彩會有不同的外觀。為了工作中能夠時刻掌握準確的色彩，就需要將這些應用軟件進行有效的色彩匹配。色彩匹配方式可以通過colorsync的應用軟件進行色彩匹彩，從而達到一致的目的。
kodak的色彩管理系統
kodak是同時支持pc和mac平臺的色彩管理系統。與apple colorsync和adobe的photoshop不同，kodak的色彩管理系統傾向于用模塊化的方式進行色彩管理，而且提供了幾種局部性的模塊，將這些模塊組合在一起就可以構成一個完整的色彩管理體系。而且它具有針對于photo cd圖像輸入過程的色彩管理功能。
kodak色彩管理系統一般包括kpcms、dcp、picc及pcs100 4個模塊，它們既可分別使用，也可組合成為一個完整的色彩管理系統。
kpcms模塊 (kodak 精密色彩管理系統) 提供了足夠多的符合icc標準格式的設備描述文件。其輸入設備包括rgb圖像來源和cmyk圖像來源等，其輸出設備包括打印機和打樣機。但由于它本身不能編輯設備描述文件，因而有很大的局限性。
dcp模塊（設備色彩描述文件啟動軟件包》是專為photocd圖像提供顯示和輸出色彩校正的軟件包，當打開photocd圖像時，要求用戶選擇兩個設備描述文件，輸入設備描述文件是一個photo cd設備的描述文件，輸出設備描述文件可以是顯示器描述文件，也可以是一個色彩打樣機描述文件。picc模塊（精密輸入色彩特性化）提供一個掃描儀實用標準程序而增強了dcp的功能。
對于高級的圖像處理和掃描應用程序，kodak 提供了pcs100模塊加速photo cd 和prophoto cd 圖像的色彩轉換過程。利用pcs100模塊，可以生成各種設備之間的直接鏈接，以跳過向cie色空間的中間轉換過程，節省每次轉換的時間以及轉換過程中的色彩損失。
如何選擇合適的色彩管理系統
目前國內外已有許多公司開發色彩管理系統，雖然國際色彩組織icc制定描述設備色彩表現力的標準icc profile，但是各個公司在一些標準之下開發出來的色彩管理系統，對設備的色彩管理能力各不相同，對設備之間的色空間轉換與色彩匹配性能各異。因此，使用者應根據自己的需要來選擇最適合的色彩管理系統，選擇時應考慮以下幾方面因素：
1. 市面上的色彩管理系統幾乎都不能對復制的整個過程提供完整的色彩管理，各個系統都有其擅長的色彩管理部分，因此使用者必須確定是在哪 些設備上需要獲得一致的色彩，以選擇合適的系統。
2. 確定色彩管理系統中自帶的描述文件，以及是否支持在開放式系統中建立描述文件；若屬封閉式系統，則必須由廠方建立描述文件，這樣就需要確定是否能夠承受建立描述文件所需的費用。
3. 對各種色彩管理系統進行性能比較，針對使用者的具體情況，可以對系統的可靠性、高備支持能力、可擴充性、兼容性和易用性等多種性能進行比較。
4. 對選擇的色彩管理系統進行測試，用同一彩色原稿對系統進行測試，觀察哪一種系統在具體操作環境下，能獲得與原稿最吻合的效果
國外玻璃包裝容器制造技術的發展
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