色彩校正基础知识

色彩校正基础知识

1、色彩管理流程

为什么要进行色彩管理

不同设备上的色彩空间都不一致，为了得到一致的效果，这需要把与设备相关的颜色都用与设备无关的方式进行描述。为此，在1993年国际彩色联盟（International Color Consortium）提出了ICC 规范，用来描述与设备无关的色彩特性。ICC 选择了CIE XYZ 和CIE lab 这两个与设备无关的色彩空间作为标准的色彩空间，称为PCS（Profile Connection Space）。与设备相关的RGB 颜色或CMYK 颜色都先转换到CIE XYZ 或CIE lab 空间上，传递不同的设备时，再转换成适合该设备的颜色，从而保证颜色在不同设备上的一致性。

什么是色彩管理?

对色彩管理的理解是在图像处理链的各环节中，校准所有的输入/ 输出设备，以便达到这样的目标—在与所用设备无关的情况下，总能得到期望获得的色彩再现。

采用色彩管理的图像复制工艺

首先从没有色彩管理的过程出发：扫描原稿，送出RGB 数据，用图像处理软件或在输出设备的RIP中，将这些数据转换成CMYK数值。现在，当采用色彩管理系统进行工作时，在输出RGB数值和计算CMYK数值之间，插入了几个中间步骤。初次进行时，这会延长并导致工作过程的延缓，但这些中间步骤却保证消除了已提及的常见系统弱点。

采用色彩管理的图像复制过程（CMM ＝色彩管理模块/软件；GCR

＝灰色成分替代；UCR ＝底色去除）

在色彩管理过程中包含的附加步骤细节如下。

a. 根据输入设备的色彩特性文件以及一个转换软件（常被描述为色彩管理模块，缩写为CMM），将输入设备输出的RGB数据转换为设备无关的色彩数值（如XYZ）。直接提供CMYK 数据的输入设备不适用于色彩管理。通过这种形式，图像的数值可以用于任意输出过程或输出设备。若在图像采集时，根本不能确定图像要用哪种方法进行输出，或者要用各种不同方法并行输出（如胶印输出、输出到CDROM上或传输到因特网），则这种方式就十分重要。

b.当图像输出方法已经确定，则根据输出过程的色彩特性文件，并使用同一个转换软件（CMM），将图像的色彩数值转换成与工艺方法相关的输出数据（对印刷而言，即CMYK）。来自这种过程的输出色彩特性文件具有通用性的意义，这是因为输出色彩特性文件既包含色域、输出工艺的阶调层次特性，也对图像色彩结构（底色去除、黑版定义）、期望的复制类型进行了说明。在使用如图所示的流程之前，必须为有关的输入及输出设备制作色彩特性文件。

2、色彩管理三个步骤：

a、标准化（设备线性）

为了保证色彩信息传递过程中的稳定性、可靠性和可持续性，要求对输入设备、显示设备、输出设备进行标准化，以保证它们处于校准后的工作状态.颜色设备线性化校正，反映了设备表现色彩的固有状态

b、特性化（设备ICC)

当所有的设备都校正后，就需要将各设备的特性记录下来，这就是特性化过程。每一种设备都具有自身的色彩特性，为了实现准确的色域空间转换和色彩匹配，必须对设备进行特性化。对于输入设备利用一个已知的标准色度值表，对照该表的色度值和输入设备所产生的色度值，做出该设备的色度特性化曲线；对于输出设备，利用色域空间图，做出该设备的输出色域特性曲线。

在做出输入设备的色度特性曲线的基础上，对照与设备无关的色域空间，做出输入设备的色彩描述文件；同时，利用输出设备的色域特性曲线做出该输出设备的色彩描述文件，这些描述文件是从设备色域空间向标准设备无关色域空间进行转换的桥梁。

颜色设备特有的表现色彩的能力

定义设备颜色特性与LAB色彩空间的关系

找到设备的色域

c、转换

在对系统中的设备进行校准的基础上，利用设备描述文件，以标准的设备无关色域空间为媒介，实现各设备色域空间之间的正确转换。色彩转换是指根据不同色彩在不同色域空间之间的一一映射关系，把某设备上的色域空间中的色彩转换到另一个已知条件下的色域空间中。色彩管理软件可以将颜色从一个色域空间转换到另一个色域空间，也可在一台设备上模拟另一设备的呈色情况。

转换的四种呈色意向：绝对色度复制、相对色度复制、意图感性复制、饱和度复制什么是再现意图

每个设备都有一个固定的、可复制的颜色范围，这是由设备的物理性质决定的。你的显示器显示出的红色不可能比显示器红色荧光粉产生的红色饱和度更高。你的打印机打印出的

青色饱和度也不可能比打印机的青色墨水的饱和度更高。一个设备所能复制的颜色范围叫做色域。

在源设备色空间中呈现的所有颜色，不可能都在目的设备色空间中复制出来，这些不能复制的颜色叫做色域外颜色。因为我们不能在目的设备色空间中复制出这些色域外颜色，所以我们必须用一些其他颜色来替代它们，你不能得到本来就没有的东西，你只能用其他的东西代替。再现意图就是让你指定那个用来代替的东西。

ICC特性文件规范中包含了4种处理超出色域颜色的方法，分别是“Perceptual（感知的）”“Saturation（饱和度）”“Relative Colorimetric（相对色度）”“Absolute Colorimetric （绝对色度）”这些处理方法就叫做再现意图。感知的和饱和度的再现意图使用色域压缩方案，即把源设备色空间中颜色的饱和度降低，使这些颜色能够与目的设备的色域相吻合。相对色度和绝对色度再现意图使用色域裁剪方案，即将所有超出色域的颜色直接剪切掉，用与它们最接近的颜色来代替。

感知的再现意图通过改变源设备色空间中所有颜色的方法，使所有颜色在整体感觉上保持不变。所以，这种方法要在保持所有颜色相互关系不变的基础上，把源设备色空间压缩到目的设备色空间中。这样做的原因是因为我们的眼睛对颜色之间的相互关系更加敏感，而对于颜色绝对值的感觉并不太敏感。如果一幅图像中明显包含了一些色域外颜色时，采用感知的再现意图就是一个很好的选择。

饱和度的再现意图试图要保持颜色的鲜艳度，而不太关心颜色的准确性。这种方法要把源设备色空间中高饱和度的颜色转换成目的设备色空间中也是高饱和度的颜色，以此来产生鲜艳的颜色。这种方法适合于各种图表和其他商业图形的复制，或适合制作用彩色标记高度或深度的地图，用不同饱和度的绿色、褐色或蓝色来表示不同的海拔高度或深度。但当我们对再现的颜色精确要求很高时，饱和度的再现意图就不太适合了。

相对色度的再现意图考虑到我们的眼睛总是要去适应正在被观察介质的白色这样一个现象。相对色度的再现意图将源设备色空间的白点映射到目的设备色空间的白点，所以在输出时白色总是纸张的白色，而不再是源设备色空间中的那个白色。相对色度的再现意图总是要准确地复制出色域内的所有颜色，而裁剪掉色域外的颜色，并将被裁剪掉的颜色换成与它们最接近的可再现颜色。相对色度再现意图对于图像复制来说，比起感知的再现意图通常是更好的选择，因为它保留了更多原来的颜色。

绝对色度的再现意图不同于相对色度的再现意图，因为它不把设备色空间的白点映射为目的设备色空间的白点。要是源设备色空间的白色偏蓝色，而目的设备色空间的白纸微微偏

黄，在使用绝对色度再现意图再现时，就会在输出的白色区域上增加一些青墨来模拟原始的白色。绝对色度的再现意图主要是为打样而设计的，目的是要在另外的打样设备上模拟出最终输出设备的复制效果(包括白色的模拟)。

当你使用色彩管理系统从一个色空间到另一个色空间进行颜色数据转换时，你需要为它提供源设备的特性文件和目的设备的特性文件，以便让色彩管理系统知道颜色是从哪里来的，并且要到哪里去。在大多数情况下，你还需要指定一个再现意图，这个再现意图会告诉色彩管理系统你想要使颜色以什么方式到达那里。当你不指定再现意图时，则应用软件就会选择特性文件中默认的再现意图。这个默认的再现意图是制作特性文件软件设定的，通常默认再现意图是感知的再现意图。

3、ICC 特性文件：

ICC 特性文件是对色彩空间的描述，它的格式是国际彩色联盟组织定义的跨平台标准，记录着该设备的色彩空间与CIE 色彩空间的转换关系。

（1）设备ICC文件

这是为输出设备打印在相关纸张上而指定的ICC参数文件，是用来描述输出设备的颜色特性。

（2）RGB源ICC文件

这是为RGB图像或颜色指定的ICC参数文件，是用来描述源RGB图像的颜色特性。

（3）CMYK源ICC文件

这是为CMYK图像或颜色指定的ICC参数文件，是用来描述源CMYK图像的颜色特性。这里要指定数码打样需要模拟的印刷环境，即要选择能描述印刷或传统打样的ICC参数文件。

使用ICC方式的优缺点

（1）同样的ICC输入和输出文件，由于可使用相对值、绝对值、饱和度、视觉等四种方式，得到色彩还原各不相同，没有统一的标准。

（2）由于生成黑版的设置不一样，同一个测量出来的数据，可生成无数种不同的4色ICC曲线，也就是说使用同一个数据生成的不同ICC曲线，会产生不同的打样色彩效果，你认为那一条ICC曲线是正确呢？

（3）由于从CMYK四维色彩空间转换到Lab三维色彩空间然后再转换到CMYK四维色彩空间，色彩精度损失较大，准确度也大受影响，K版不黑，C版、M版、Y版不纯，也不准，如打印单色版则看上去色彩很脏，有杂色，黑版是彩色的黑版。如灰平衡不准，则复合色彩色当然就更不准。

（4）由于ICC方式只有90%左右的色彩还原精度，还有10%左右的色彩不准确，就是说100个颜色中就有可能有10个颜色不准确，而1000个颜色中就有可能有100个颜色不准确，10000个颜色中就有可能有1000个颜色不准确，颜色是无穷变化的；在实际使用过程中，今天确巧你只用到了90%正确的颜色，数码打样出来的样张OK，但明天你使用过程中也许碰上了10%不准确的颜色，则数码打样出来的样张就不准确了，而你一直认为使用ICC方式的数码打样是正确的，但结果与愿所违，本来是挣钱的生意但由于数码打样的问题引起印刷品的颜色与客户需要的颜色不一致也许就赔本了。

4、密度计的基本知识

密度计是什么？

密度计是用来间接确定表面吸收光的量的仪器。密度计的工作原理是比较表面反射的光

（或透射的光）的强度与照射在表面上的光强度，然后通过大家认可的逻辑关系来计算密度值。

密度计有两种型式：

·透射密度计：用于测量透射过透明材料（如软片片基）的光量。

·反射密度计：用于测量从印刷品反射的光量，以便在印刷生产过程中对质量进行控制。

在整个印刷过程，密度计可让印刷专业人员根据客观的数字和必要的主观的形容表达来沟通工艺信息。数值化的值是便于沟通印品质量、控制生产过程的关键。对于这类用途，密度值必须基于公共的定义，如T状态（Status T）。

密度计的工作原理

密度计测量密度吗？

密度计实际上名不符实，它并不测量密度值。密度计只是测量反射光，假设反射光和密度计提供的光之间的差别是光的吸收量，然后通过大家认可的对数关系计算密度值。密度可以定义成测量入射光被表面吸收的比例。不过，表面吸收的光量是很难用任何精心制作的昂贵仪器测量的。因此，认可的过程是测量从已测量过的表面反射的光和比例，并假设其（在实际应用中）中所吸收的光量等于入射光（照射的光）减去反射的光量。

关于E密度和T密度。

光谱密度计，现在大部份的密度计都采用光谱去计算，所以量测出来的状态有A、T、E、I。譬如说印刷厂用的大概只有两个标准就是Status T、Status E两个最大的差别就是在黄色的滤镜，如果用Status E量测印刷品的黄版浓度为1.4-1.5以上，但是你用Status T 是美国用的通用标准，量测出来的大概都只到1左右而已，所以要注意它是做用哪一种种类仪器，如今天黄版印到1.4-1.5，如果使用Status T去量测的话是印不出来的。所以要注铤意仪器要切换成Status T还是Status E。印捷2.5中主要使用的是Status E，即用E 密度来表示。

5、光源的选择

在彩色图像复制的工艺流程中，从分色、打样到印刷，各工序中的颜色测量与视觉评价，都是在一定照明条件下进行的。由于物体表面的颜色与照明光源的辐射光谱分布有关，所以在技术测量中，各表色系统参数值的计算必须考虑光源的种类。同一个颜色样品在不同的光源下可能使人眼产生不同的颜色感觉。日光是最理想的光源，因此，可以用日光作标准（参照光源）。例如，在日光下观察一幅画，然后拿到高压汞灯下去观察，就会发现颜色发生了变化，蓝色变成了蓝紫色。如果再在黄色光的低压钠灯下来观察，则蓝色又变成了黑色。将白炽灯、荧光灯、钠灯等人工光源（测量光源）与日光比较，显示同色能力的强弱做该人工光源的显色性。实验证明，光源显色性的优劣，将直接影响到人们辨别颜色的结果。

为了检验物体在待测光源下所呈现的颜色与在参照光源下所呈现的颜色相符的程度，采用“平均显色指数”作为定量评价指标。显色性指数最高为100，照相分色、电子分色和各种颜色测量仪器中应用的光源要求其显色指数通常不应低于90（Ra≥90）；彩色摄影、彩色电影、电视、染料等工业部门也要求使用显色指数较高的光源（Ra≥85）。表1为印刷复制工作中常用的照明光源的显色指数。

表1印刷常用光源一般显色指数

从表1可以看出，光源的色温和平均显色指数都是表示光源颜色特征的参数，从它们之间的关系可以看出，相关色温的高低，并不意味着显色指数的高低，如白炽灯的色温低，但其显色指数却很高，相反，荧光灯的色温高达6600K，但它的显色指数仅在70~80之间。

在技术测量中，各表色系统参数值的计算取决于光源的种类。为了统一颜色测量标准，CIE（国示照明委员会）规定了国际上通用的A、B、C、D四种标准光源。我国国家标准局颁布的标准也规定了颜色评价的照明和观察条件。CIE标准光源A是钨丝灯光，其色温为2855.6K。CIE标准光源B是钨丝灯光经一组特定的液体滤光器过滤后得到的色光，其近似于相关色温为4874K的中午平均直射的阳光，但CIE已发出停止使用B光源的劝告。CIE 标准光源C是在标准光源A上加一组特定的液体滤光器过滤后得到的光，接近于相关色温为6744K的北方天空的日光。CIE标准光源D50，其色温是5003K，表示典型的昼光。CIE 标准光源D65，共相关色温为6504K，表示典型的昼光（平均日光）。D50、D65标准光源目前还无法由实物制造出来，因此只能称为施照体，而实际使用的人工源测是D50、D65的模拟体。

我国国家标准规定观察透射样品所用的人工光源应为D50模拟体，观察反射样品的人工光源应为D65的模拟体，光源的一般性显色指数Ra应不小于90。我们在实际的校色过程中应选用D65的模拟体作为标准光源，而对于条件不具备的用户可以在日光下进行观察。原稿中的中性灰部分受光源的影响很大，尤其是较亮的部分（即原稿的高光处）。所以光源的选择一定要合乎标准。

6、与色彩相关的印刷基础（灰平衡、黑版的作、UCR/GCR）

Separation Options（分色选项）。它主要用于设置黑版的生成方法和控制印刷油墨总量。这些参数的设置直接影响到印刷产品颜色的呈现。

（1）Separation Type（分色类型）：该选项用来设定黑版的生成方式，共有两种类型：UCR（Under Color Removal,底色去除）和GCR（Gray Component Replacemen，灰色成分替代，又称非彩色结构）。

a.UCR（底色去除）：这种方法是将图像中性灰部分所含有的CMY颜色成分用黑色来替代，保留图像中彩色部分的彩色成分不变。这样暗调部分的CMY颜色成分大部分由黑墨来替代，而其余部分保留原有的CMY颜色成分。

b.GCR (灰成分替代）：这种方法则是用黑色替代彩色成分中所有的灰色成分，图像中无论彩色或中性灰色，只要含有符合灰平衡比例关系的所有CMY颜色成分，都由黑色来替代。GCR改变了原图彩色结构的成分，因此，对GCR的程度和范围必须按照印刷适性的要求进行严格的控制。

（2）Black Generation（黑版产生）：专门用于GCR分色法，控制从哪个阶调开始进行黑色替代，并决定了黑色替代曲线。黑色替代的阶调起点称为GCR起始点，黑色替代的范围是从起始点到暗调的最深处。在此项目有已经设定好的替代方法、替代范围和用户自制的方法。

自定义（Custom）

无（None...）--无黑色，产生CMY图像

较少（Light）--40%~100%黑替代，短调黑版

中（Medium）--20%~100%黑替代，中调黑版

较多（Heavy）--10%~100%黑替代，长调黑版

最大值（Maximum）--全部进行黑替代，全调黑版

短调黑版适合复制以彩色为主的原稿，黑版主要起加强画面反差、加强中调至暗调的层次、稳定颜色和减少叠印率的作用，黑版只在中暗调部分作些轮廓衬托。中调黑版是一般正常使用的黑版。长调黑版适合复制以非彩色为主、彩色为辅的原稿，这种黑版有较多的灰成分替代，以黑墨为主，彩色调子很短。

以中等（Medium）举例，它的起始点为20%，则低于20%的阶调部分不进行黑替代，高于20%的阶调区域才能看到CMYK分色值中的黑色成分。另外，如果选择较少（Light），则黑色的范围会被收缩，而较多（Heavy）、最大值（Maximum），则黑色的范围会向亮调部分延伸，并且黑色成分越来越多。

自定义（Custom）黑版生成，使用Gamma曲线设置坐标图，其中黑色生成量为纵坐标，原始阶调为横坐标，一般以青为代表。利用这个关系编辑图，可以自定义许多有特殊用途的黑版生成方法。例如，如果要求使用轮廓黑版，就可选择比Light设置还要少的黑版曲线，将黑版生成范围集中在暗调处。还可以控制黑版的生成来优化极亮或极暗的围像。如极暗图像，这类图像的黑版生成量非常大，结果进一步暗化了图像的阶调，这时，可适当减少黑版的产生范围和生成量，先选择Light生成曲线，然后将起始点减到55%-60%，并对中点进行调整，再减少10% 左右的生成量，以此来帮助极暗调图像的正常化。同样，对极亮图像，要适当增加黑版生成的范围和生成量，先选择中等（Medium）生成曲线，然后适当提高生成量。通过这些自定义曲线，可以比较精细地改进图像印刷时的适性和效果。

（3）Black Ink Limit（黑墨限制）：影响黑版生成曲线形状的另一个方面就是黑墨限制，它是暗调部分允许的最大黑墨量。BlackGeneration（黑版产生）项用来建立黑色替代的阶调起始点，该项是用来设置暗调区域黑墨用量的极点。它决定了黑版产生时最黑处〔100%实地黑）是否使用100%黑墨来生成，或者最黑处使用80%的黑墨再加上其他颜色以形成100%黑色效果。这个参数通常设置在85-95%之间。

（4）Total Ink Limit（总墨量限制）：该项参数是印刷机能够印刷的CMYK油墨叠印总量，其值是由所用印刷机和承印物决定的。原则上，所用油墨越多，产生的图像越好。但过量的油墨会影响到印刷工艺适性。多数印刷厂都知道自己的印刷机能够印刷的最大油墨量,可据此设定，也可采用平均常设的280%的总墨量。另外，在限制总墨量的情况下，黑墨限制设在90%左右是比较正常的。

（5）Under Color Addition（底色增益）：它和BlackGeneration（黑版产生）一样，只适用于GCR（灰成分替代）分色模式。用大量的黑取代彩色，会影响到阶调细节的丢失和暗调的显现。 UCA将恢复中性暗调区域的一些彩色成分，这种处理只在中性色部分加入少量彩色。一般UCA的设置量不大，如10％左右即可。