色彩管理实验指导书.docx
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1、色彩管理实验指导书一、实验教学的目的Eye-One(一眼通)可以用于创建和编辑设备的色彩配置文件,(设备包括专业影像和设计工具如扫描仪、显示器、数码相机、数码投影机、打印机、冲印机等),然后把色彩配置文件应用到应用程序、驱动程序或RlP中以获得正确的颜色。色彩管理适合所有数码影像制作流程,例如:设计、校样、印刷、打印、冲印等。除了“所见即所得”的好处外,色彩管理系统能协助您建立一个具有科学性的标准化生产流程,不受个人技能和特性而影响生产质量和效率,实现稳定一致的质量控制。提高生产效率,减少损耗(废品率)和人力成本,共享相同色彩标准,避免因误会所带来的损失。创建自己理想中的色彩,或者检视能否实现
2、您想要的色彩。通过编辑色彩配置文件快速制定自定义的色彩风格,并投入到批量生产中,使不同输出设备的色彩特性匹配一致,使它们都能达到同样出色的表现。学生通过操作设备和软件基本掌握色彩管理流程。本实验目的是培养学生掌握色彩管理系统的操作要领与技术,并运用设计软件完成显示器的色彩校准和印刷色序合理安排的能力,能通过色彩管理建立色彩标准,完成打印机纸张色彩信息的建立。二、实验教学的基本要求1、服从实验指导教师的分配,爱护实验设备,节约实验材料,维护实验室环境卫生。2、为保障实验的顺利进行,实验指导教师讲解实验设备的工作原理、操作方法、注意事项以及简单故障的排除方法,学生必须认真听讲。3、熟悉PhotoS
3、hOP等设计软件的运用。4、按照实验要求,学生要带一张图片(电子稿)为上机操作做好准备。三、实验内容了解及掌握色彩管理软件及设备的操作步骤,利用设备进行色彩的匹配和转换实验项目:1、显示器的色彩管理2、打印机纸张的色彩管理四、实验设备1、Eye-One(壹眼通)(图1)。集显示器、数码相机、扫描仪、打印机、印刷机、投影仪的色彩管理于一身,同时实现现场光的测量(图2)。2、软件图3软件EyeOneMatch3五、工作原理色彩管理的原理是使用不同的色域转换策略,处理采集、显示、输出之间色域不匹配的问题。简单概括为:用不同的数据在不同的设备上还原再现相同的颜色。色彩除了数据外观之外,还受哲学、心理、
4、艺术等因素影响,它是综合的。色彩管理只是管理了一些数字,与我们真正的高要求还有不小的差距,但是色彩管理的科学研究非常有价值,它引导我们沿着正确的再现方向前进,明确地传递了色彩的外观。如果用一个比例来界定,色彩管理可以使80%的色彩得到80%的准确再现度。5.1色彩管理的基本内容色彩管理是1993年由Adobe、Agfa、Apple、Kodak、FoGRA、MicrosoftSiliconGraphics、SunMicrosystem以及Taliget等公司建立的国际色彩联盟ICC(InternationalColorConsortium)提出的一个重要的概念,其目的是以与设备无关的标准色彩空间
5、为基础,将色彩描述标准化,使所有的设备描述能共享和转换。通过一个虚拟的、与设备无关的、能包含各个色彩空间的色彩连接空间PCS(ProfileConnectionSpace)来建立设备特征描述文件,实现色彩的开放式管理。色彩管理就是要保持色彩在不同设备、不同色域上的一致从广义上来讲,色彩管理就是以尽可能小的损失在不同设备间获取、传递、表现、复制色彩信息,使各个设备呈现的色彩忠于原稿的技术。从技术层面上来说,色彩管理就是制作各个色彩相关设备的色彩描述文档(设备特征文件),使同样的色彩信息在不同的设备间转换时,能基本保持跟原稿相近的状态,以满足色彩复制忠实于原稿的要求,达到在所有设备中都能以与原稿相
6、近的色彩来表现的目的。在大多数情况下输入设备的色域都比输出设备的色域大,因此需要一个能够使输入与输出设备的色域相协调的系统一色彩管理系统。目前色彩管理系统的工作原理是以加色法或减法色为基础,用色彩匹配的方法,使需要得到的颜色和目标颜色一致。色彩匹配方法分为两种,一种是根据色彩的分光特性而形成的模拟或数字信号来校正颜色,称为分色校色或分光分色校色,该方法应用在封闭式闭环系统;另一种是根据色彩的三刺激值来校正颜色,称为条件等色校色,该方法应用在开放式系统。在条件等色校色中所输入色彩的颜色分光特性与目标色彩的颜色分光特性是不一致的,是通过在某种条件下使两者的三刺激值一致来达到色彩一致的效果,因此在不
7、同的条件下(照明光源不同)颜色外观也不同。在印刷系统中,色彩管理一般分为三个环节:设备标定、设备特征化、不同设备色彩空间的转换。第三个环节在本质上就是本文所说的色域匹配。设备标定是将设备,如显示器、打印机、扫描仪等调整到定义的标准状态,以确保达到或精确到生产厂商的规范。设备特征化,则是对色彩相关设备色彩特征的定量描述,描述的是设备的输入和输出值之间的对应关系,是实现设备间色域匹配的重要基础。不同设备色彩空间的转换实质上就是设备色彩空间与标准色彩空间的转换,本质上是不同设备间的色域匹配。5.Ll人眼接收:加法混色我们见到的颜色,如苹果红色,其实都是在一定条件下才出现的色彩。这些条件,主要可归纳为
8、三项,就是光线、物体反射和眼睛。光和色是并存的,没有光,就没有颜色,可以说,色彩就是物体反射光线到我们眼内产生的知觉。很早以前科学家已经发现光的色彩强弱变化,是可以通过数据来描述,这种数据叫波长。我们能见到的光的波长,范围在380至780毫米之间,随着波长由短到长,出现的色彩是由紫到红。不同波长的光所反射的强度是不同的,因此,测量物体所反射的波长分布,便可以确定该物体是什么颜色,例如一个物体在700至760这段波长内有较多的反射,则该物体倾向红色,如果在500至700这段波长内有较多的反射,则该物体便倾向绿色。通过测量物体反射光量的方法,科学家可以很精确地推定两件物体的颜色是否相同。测量光量反
9、射的方法固然很精确,但不好用,因为眼睛并非以波长来认知颜色。人类眼睛的网膜内分布着两种细胞,杆状细胞作椎状细胞,这些细胞对光线作出反应,便形成色彩的知觉。杆状细胞是一种灵敏度很高的接收系统,能够分别极微小的亮度差别,协助我们辨识物体的层次,但是却不能分辨颜色。椎状细胞较不灵敏,但是有分辨颜色的能力。所以在亮度很弱的情况下,物体看起来都是灰灰白白,因为椎状细胞在这时已不能发挥作用,只有杆状细胞在工作。椎状细胞对光量的反应不是一样的。当一束光线射到眼睛网膜上,椎状细胞灵敏度最大的值分别位于波长为红色、绿色及蓝色的三个区域。即是说,眼睛只需以不同强度和比例的红绿蓝三色组合起来,便能产生任何色彩的知觉
10、,因而红绿蓝可说是人眼的三基色。利用三基色色光的相加叠合,我们基本上能够模拟自然界中出现的各种色彩,这就是著名的光学三色原理。以这种方法产生色彩亦叫做加法混色。屏幕显像和摄影就是这种混色方法的具体应用。5.L2印刷四色:减法呈色印刷的呈色原理和加法混色不同。印刷是以一些微细的网点,把透明的油墨按一定规律分布于纸上来呈现色彩。网点分布较多的部分色彩较浓,分布较少的地方色彩便淡。透明油墨的选择也不是随意的,而是根据最能够吸收绿蓝三色光的份量来决定。因此,洋红(Mafenta)、青(Cyan)和黄(Yelk)W)便成为印刷的三基色。原因是洋红吸收吸收大部分的绿,者吸收大部分的红,黄吸收大部分的蓝。洋
11、红与绿,青与红,黄与蓝这样的组合称作互补关系,或叫补色关系。印在纸上的网点,如果不与其他网点接触,则见到的颜色便是印刷三基色。倘若其中两个基色网点重叠在一起,例如青与黄,由于黄墨吸收了光线中的蓝,青吸收了光线中的红,只有光线中的绿反射到眼内,因此我们便会见到绿色。如果三色网点全部重叠在一起,由于所有光均被吸收,我们便见到黑色。印刷就是采用这种色光递减的方法来产生万千色彩,因此亦叫沽法呈色。喷墨打印、热升华打印和水彩绘画等都是这个原理的具体应用。理论上,同等份量的洋红、青及黄印在一起,能产生灰黑色的,可是由于油墨生产未臻完美,青墨的纯度不及洋红的纯度,这样做出来的灰色总是偏红的。为了弥补油墨工艺
12、的不足,于是便引入黑墨来加强灰色的效果,使印刷品能表现较佳的层次感,这就是我们现在印刷采用四色的原因。在这个基础上,有人甚至以黑墨完全替代同等的洋红、青、黄墨出现的地方,这种技术,分色上称为非彩色结构(GCR),早期的FreeHand软件,把RGB图像转换为CMYK,就是利用这种技术。以专色油墨替换色彩不够理想的地方,除了应用于灰色上,亦可应用于其他颜色。PantOne的HeXChome就是向这个方向出发,在传统四色之外加入专绿及专橙,以加强印刷中绿色及橙色不够理想的部分。5.1.3色域所谓色域,就是-一种设备能够记录或复制色彩的最大范围。人眼的色域为全部的可见光,在380至780这个波长范围
13、之内,印刷的色域则由纸张和油墨共同构成,不同的纸张油墨配搭,便有不同的印刷色域,粉约的色域就不同于书纸,PantOne的色域也不同于DIC。其他如屏幕、扫描机、打印机等亦各有各的色域,掌握一种设备的色域是有实际意义的,因为一种设备无法记录或复制在色域以外的色彩。例如,正常的情况下,人眼无法见到在红外线或X光下的色彩,而一些人眼很容易辨别的色彩,像各种金属色,在扫描机上却不容易记录本。我们能优质到的最多是由一种设备的色域,模拟另一种设备的域。怎样在模拟过程中,使人眼觉得两种设备的色域较相近,便是色彩生产的重要主题。要生产色彩,便须为色彩的表示和传递建立一套标准。目前较流行的色彩管理系统如LinO
14、Color、Agfa的PhOtOtOne等,都是向着这个方向发展,透过一套描述设备色域的标准规格(IeC对照档),利用颜色计算软件来进行色域的统一转换运算,以减少色彩资料在传递过程中,因色域和规格不同而产生的色彩偏差和失真。实施这些色彩管理系统,首先要找出设备的色域特质。而描述色域最常用的方法,就是CIELab是国际照明协会,根据人眼视觉特性,把光线波长转换为亮度和色相的一套描述色彩数据,其中L是描述色彩的亮度,a代表描述色彩偏红偏绿的程度,b则代表描述色彩偏黄偏蓝的程度。在ClELab色彩空间内,每一个人眼可见的颜色,都有一个属于该颜色的位置,通过比较两种颜色位置的远近,我们便可以判定两面三
15、刀种颜色的近似程度。由于可见光线光谱是这套数据的基础,因而能够涵盖由屏幕和印刷所产生的色彩,亦可用来代表团人眼的色域。例如要描述一台打印机的色域,首先从打印机打印一些测试色条,这些色条包括各种主要色及较难复制的颜色,然后用光谱仪量度色条上的CIELab数据,再以软件把数据写成ICC格式的对照档,对照档内除了包括设备的色域资料外,同时亦可包括设备的生产特性,如黑版特性、网点扩大值等等。有了设备的对照档,色彩运算软件便可参考两台设备的特性资料,把设备的色域置于CIELab色彩空间内进行比较和转换,从而获得较理想的模拟效果。这种技术目前已达致生产应用的阶段其中应用最多的,是以屏幕模拟印刷色域,及以打
16、印机模拟印刷色域。由于屏幕的色域较印刷的色域为大,这种情况下的模拟又叫色域压缩模拟。整个模拟过程都是根据对照档内的数据作为运算基础,因而对照档的产生和管理便成为最要重要的工作。5.2几种主流色彩管理系统5.2.1Adobe的Photoshop色彩管理系统作为AdObe公司最著名的图像处理软件,Photoshop在图像处理方面具有其不可替代的地位。同时,Adobe公司还极力把Photoshop发展成为一个完整的色彩管理系统。Photoshop软件的色彩管理特性是由显示器设置(MonitOrSetUP)、印刷油墨设置(PrintingInksSetup)和分色设置来控制的。为了使用户在屏幕上看到的
17、颜色尽可能地与输出样张的颜色相接近,必须首先对用户的系统进行校正,准确的色彩工作流程一定是从显示器校正和显示设置开始的。“MonitorSetup”包括显示器校正和显示器设置两个部分。在显示器中以显示器类型、磷光粉、色温等数进行正确的选择,这样,在把图像进行色彩模式的转换时,就可以根据以上参数的设定进行正确的颜色转换。印刷油墨设置的基本目的是PhotoShC)P提供最终印刷所用的油墨、纸张以及印刷机械的信息。不同的纸张对油墨的吸收和网点扩大不同,不同油墨的呈色性不同,不同印刷方式的网点扩大率也不尽相同。所以需要在“PrintingInksSetup”中对这些参数进行设置。在从RGB图像数据和在
18、“MonitorSetup”中得到的显示器数据中获取基本信息后,就可以按照最终印刷条件的特性来完成色彩模式的转换了。分色中最重要的一项是黑版量的确定。理论上讲,从一个RGB值分色可以产生多个CMYK值,而最终的印刷效果应该相同。但是,由于不同印刷纸张的受墨量和不同的印刷机械的特性,使理论上的可能不能得以实现,所以有必要对分色的类型和黑版量、印刷总网点百分比进行相应的设置。5.2.2Apple的ColorSync色彩管理系统CoIorSynC是由苹果公司发布的色彩管理系统,它采用ICC标准,以Lab色空间作为标准参照空间,是在MaC操作系统下应用的系统级色彩管理软件。它是一个开放式的色彩管理系统
19、,用户可以通过ColorSync的Plug-in模块进行不同色彩管理系统之间的色彩转换。ColorSync系统包括3个组成部分,一个IeC标准的色彩描述文件、色彩匹配方式(CMM)和应用软件界面(API)。设备描述文件定义了设备的颜色特性信息,通过这些信息可以获取所使用设备能够显示、捕捉和重现的色彩范围。当使用CoIOrSynC建立一个文件时,文件中就会存储一个PrOfiIe文件,这样,在其他的设备上处理带有COIorSynC描述文件的图像时,ColorSync就会通过比较建立图像的设备特性与显示器的特性,进行色空间匹配运算,从而获得最佳颜色效果。色彩匹配方式是ColorSync的核心部分,它
20、实现不同色彩空间的转换。更重要的是,ColorSync的色彩转换模式采用了LinotypeHell的高素质色彩匹配技术,用户可以使用更佳的色域压缩方法来处理色域以外的颜色。由于各种应用软件对色彩的表现力有所不同,从图像扫描到最终复制,同一图像色彩会有不同的外观。为了工作中能够时刻掌握准确的色彩,就需要将这些应用软件进行有效的色彩匹配。色彩匹配方式可以通过ColorSynC的应用软件进行色彩匹彩,从而达到一致的目的。5.2.3Kodak的色彩管理系统Kodak是同时支持PC和MaC平台的色彩管理系统。与AppleColorSync和Adobe的PhotoShoP不同,KoeIak的色彩管理系统倾
21、向于用模块化的方式进行色彩管理,而且提供了几种局部性的模块,将这些模块组合在一起就可以构成一个完整的色彩管理体系。而且它具有针对于PhotoCD图像输入过程的色彩管理功能。KOdak色彩管理系统一般包括KPeMS、DCP、PiCC及PCSlOo4个模块,它们既可分别使用,也可组合成为一个完整的色彩管理系统。KPCMS模块(Kodak精密色彩管理系统)提供了足够多的符合ICC标准格式的设备描述文件。其输入设备包括RGB图像来源和CMYK图像来源等,其输出设备包括打印机和打样机。但由于它本身不能编辑设备描述文件,因而有很大的局限性。DCP模块(设备色彩描述文件启动软件包是专为PhotoCD图像提供
22、显示和输出色彩校正的软件包,当打开PhOtOCD图像时,要求用户选择两个设备描述文件,输入设备描述文件是一个PhotoCD设备的描述文件,输出设备描述文件可以是显示器描述文件,也可以是一个色彩打样机描述文件。PiCC模块(精密输入色彩特性化)提供一个扫描仪实用标准程序而增强了DCP的功能。对于高级的图像处理和扫描应用程序,Kodak提供了PCSlOO模块加速PhotoCD和ProphotoCD图像的色彩转换过程。利用PCSlOo模块,可以生成各种设备之间的直接链接,以跳过向CIE色空间的中间转换过程,节省每次转换的时间以及转换过程中的色彩损失。5.2.4EYEONE色彩管理系统(本次实验以该系
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