色彩原理與色彩管理

1、色彩原理與色彩管理人眼接收色彩的方法：加法混色 我們見到的顏色，如蘋果紅色，其實(shí)都是在一定條件下才出現(xiàn)的色彩。這些條件，主要可歸納為三項(xiàng)，就是光線、物體反射和眼睛。光和色是并存的，沒有光，就沒有顏色，可以說(shuō)，色彩就是物體反射光線到我們眼內(nèi)產(chǎn)生的知覺。很早以前科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)光的色彩強(qiáng)弱變化，是可以通過(guò)數(shù)據(jù)來(lái)描述，這種數(shù)據(jù)叫波長(zhǎng)。我們能 見到的光的波長(zhǎng)，范圍在380至780毫米之間，隨著波長(zhǎng)由短到長(zhǎng)，出現(xiàn)的色彩是由紫到紅。不同波長(zhǎng)的光所反射的強(qiáng)度是不同的，因此，測(cè)量物體所反射的波長(zhǎng)分布，便可以確定該物體是什么顏色，例如一個(gè)物體在700至760這段波長(zhǎng)內(nèi)有較多的反射，則該物體傾向紅色，如果在500至

2、700這段波長(zhǎng)內(nèi)有較多的反射，則該物體便傾向綠色。通過(guò)測(cè)量物體反射光量的方法，科學(xué)家可以很精確地推定兩件物體的顏色是否相同。 測(cè)量光量反射的方法固然很精確，但不好用，因?yàn)檠劬Σ⒎且圆ㄩL(zhǎng)來(lái)認(rèn)知顏色。人類眼睛的網(wǎng)膜內(nèi)分布著兩種細(xì)胞，桿狀細(xì)胞作椎狀細(xì)胞，這些細(xì)胞對(duì)光線作出反應(yīng)，便形成色彩的知覺。桿狀細(xì)胞是一種靈敏度很高的接收系統(tǒng)，能夠分別極微小的亮度差別，協(xié)助我們辨識(shí)物體的層次，但是卻不能分辨顏色。椎狀細(xì)胞較不靈敏，但是有分辨顏色的能力。所以在亮度很弱的情況下，物體看起來(lái)都是灰灰白白，因?yàn)樽禒罴?xì)胞在這時(shí)已不能發(fā)揮作用，只有桿狀細(xì)胞在工作。 椎狀細(xì)胞對(duì)光量的反應(yīng)不是一樣的。當(dāng)一束光線射到眼睛網(wǎng)膜上，椎

3、狀細(xì)胞靈敏度最大的值分別位于波長(zhǎng)為紅色、綠色及藍(lán)色的三個(gè)區(qū)域。即是說(shuō)，眼睛只需以不同強(qiáng)度和比例的紅綠藍(lán)三色組合起來(lái)，便能產(chǎn)生任何色彩的知覺，因而紅綠藍(lán)可說(shuō)是人眼的三基色。利用三基色色光的相加疊合，我們基本上能夠模擬自然界中出現(xiàn)的各種色彩，這就是著名的光學(xué)三色原理。以這種方法產(chǎn)生色彩亦叫做加法混色。屏幕顯像和攝影就是這種混色方法的具體應(yīng)用。 印刷四色：減法呈色 印刷的呈色原理和加法混色不同。印刷是以一些微細(xì)的網(wǎng)點(diǎn)，把透明的油墨按一定規(guī)律分布于紙上來(lái)呈現(xiàn)色彩。網(wǎng)點(diǎn)分布較多的部分色彩較濃，分布較少的地方色彩便淡。透明油墨的選擇也不是隨意的，而是根據(jù)最能夠吸收綠藍(lán)三色光的份量來(lái)決定。因此，洋紅（Maf

4、enta）、青(Cyan)和黃(Yellow)便成為印刷的三基色。原因是洋紅吸收吸收大部分的綠，青吸收大部分的紅，黃吸收大部分的藍(lán)。洋紅與綠，青與紅，黃與藍(lán)這樣的組合稱作互補(bǔ)關(guān)系，或叫補(bǔ)色關(guān)系。印在紙上的網(wǎng)點(diǎn)，如果不與其他網(wǎng)點(diǎn)接觸，則見到的顏色便是印刷三基色。倘若其中兩個(gè)基色網(wǎng)點(diǎn)重疊在一起，例如青與黃，由于黃墨吸收了光線中的藍(lán)，青吸收了光線中的紅，只有光線中的綠反射到眼內(nèi)，因此我們便會(huì)見到綠色。如果三色網(wǎng)點(diǎn)全部重疊在一起，由于所有光均被吸收，我們便見到黑色。印刷就是采用這種色光遞減的方法來(lái)產(chǎn)生萬(wàn)千色彩，因此亦叫沽法呈色。噴墨打印、熱升華打印和水彩繪畫等都是這個(gè)原理的具體應(yīng)用。 理論上，同等份量

5、的洋紅、青及黃印在一起，能產(chǎn)生灰黑色的，可是由于油墨生產(chǎn)未臻完美，青墨的純度不及洋紅的純度，這樣做出來(lái)的灰色總是偏紅的。為了彌補(bǔ)油墨工藝的不足，于是便引入黑墨來(lái)加強(qiáng)灰色的效果，使印刷品能表現(xiàn)較佳的層次感，這就是我們現(xiàn)在印刷采用四色的原因。在這個(gè)基礎(chǔ)上，有人甚至以黑墨完全替代同等的洋紅、青、黃墨出現(xiàn)的地方，這種技術(shù)，分色上稱為非彩色結(jié)構(gòu)（GCR），早期的FreeHand軟件，把RGB圖像轉(zhuǎn)換為CMYK，就是利用這種技術(shù)。以專色油墨替換色彩不夠理想的地方，除了應(yīng)用于灰色上，亦可應(yīng)用于其他顏色。Pantone的HexChome就是向這個(gè)方向出發(fā)，在傳統(tǒng)四色之外加入專綠及專橙，以加強(qiáng)印刷中綠色及橙色不

6、夠理想的部分。 協(xié)調(diào)屏幕與印刷色彩的方法 雖然印刷能夠復(fù)制千萬(wàn)種色彩，但由于采用減法呈色的緣故，在色彩的亮度上便有所減弱，一些較鮮艷的色采便很難以印刷的方式表達(dá)。另一方面，屏幕由于采用加法呈色的技術(shù)，在色彩表達(dá)的范圍上，確實(shí)較印刷豐富。這就是為什么在屏幕上看來(lái)漂亮的色彩，無(wú)法用印刷復(fù)制出來(lái)，導(dǎo)致屏幕與印刷在色彩上產(chǎn)生差異。解決的方法，要么就是改良油墨和紙張成分，使能夠復(fù)制較鮮、較純的顏色，不過(guò)這并非一朝一夕的事。另一種方法就是縮窄屏幕的色域來(lái)迎合印刷，使屏幕所見的即為印刷所得的。 所謂色域，就是一種設(shè)備能夠記錄或復(fù)制色彩的最大范圍。人眼的色域?yàn)槿康目梢姽?，?80至780這個(gè)波長(zhǎng)范圍之內(nèi)，印

7、刷的色域則由紙張和油墨共同構(gòu)成，不同的紙張油墨配搭，便有不同的印刷色域，粉約的色域就不同于書紙，Pantone的色域 也不同于DIC。其他如屏幕、掃描機(jī)、打印機(jī)等亦各有各的色域，掌握一種設(shè)備的色域是有實(shí)際意義的，因?yàn)橐环N設(shè)備無(wú)法記錄或復(fù)制在色域以外的色彩。例如，正常的情況下，人眼無(wú)法見到在紅外線或X光下的色彩，而一些人眼很容易辨別的色彩，像各種金屬色，在掃描機(jī)上卻不容易 記錄本。 我們能優(yōu)質(zhì)到的最多是由一種設(shè)備的色域，模擬另一種設(shè)備的域。怎樣在模擬過(guò)程中，使人眼覺得兩種設(shè)備的色域較相近，便是色彩生產(chǎn)的重要主題。 進(jìn)行色彩管理，建立色彩標(biāo)準(zhǔn) 要生產(chǎn)色彩，便須為色彩的表示和傳遞建立一套標(biāo)準(zhǔn)。目前較

8、流行的色彩管理系統(tǒng)如LinoColor、Agfa的Phototone等，都是向著這個(gè)方向發(fā)展，透過(guò)一套描述設(shè)備色域的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格(ICC對(duì)照檔)，利用顏色計(jì)算軟件來(lái)進(jìn)行色域的統(tǒng)一轉(zhuǎn)換運(yùn)算，以減少色彩資料在傳遞過(guò)程中，因色域和規(guī)格不同而產(chǎn)生的色彩偏差和失真。實(shí)施這些色彩管理系統(tǒng)，首先要找出設(shè)備的色域特質(zhì)。而描述色域最常用的方法，就是CIELab 是國(guó)際照明協(xié)會(huì)，根據(jù)人眼視覺特性，把光線波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換為亮度和色相的一套描述色彩數(shù)據(jù)，其中L是描述色彩的亮度，a代表描述色彩偏紅偏綠的程度，b則代表描述色彩偏黃偏藍(lán)的程度。在CIELab色彩空間內(nèi)，每一個(gè)人眼可見的顏色，都有一個(gè)屬于該顏色的位置，通過(guò)比較兩種顏色位

9、置的遠(yuǎn)近，我們便可以判定兩面三刀種顏色的近似程度。由于可見光線光譜是這套數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)，因而能夠涵蓋由屏幕和印刷所產(chǎn)生的色彩，亦可用來(lái)代表團(tuán)人眼的色域。 例如要描述一臺(tái)打印機(jī)的色域，首先從打印機(jī)打印一些測(cè)試色條，這些色條包括各種主要色及較難復(fù)制的顏色，然后用光譜儀量度色條上的CIELab數(shù)據(jù)，再以軟件把數(shù)據(jù)寫成ICC格式的對(duì)照檔，對(duì)照檔內(nèi)除了包括設(shè)備的色域資料外，同時(shí)亦可包括設(shè)備的生產(chǎn)特性，如黑版特性、網(wǎng)點(diǎn)擴(kuò)大值等等。有了設(shè)備的對(duì)照檔，色彩運(yùn)算軟件便可參考兩臺(tái)設(shè)備的特性資料，把設(shè)備的色域置于CIELab色彩空間內(nèi)進(jìn)行比較和轉(zhuǎn)換，從而獲得較理想的模擬效果。這種技術(shù)目前已達(dá)致生產(chǎn)應(yīng)用的階段其中應(yīng)用最多

10、的，是以屏幕模擬印刷色域，及以打印機(jī)模擬印刷色域。由于屏幕的色域較印刷的色域?yàn)榇螅@種情況下的模擬又叫色域壓縮模擬。整個(gè)模擬過(guò)程都是根據(jù)對(duì)照檔內(nèi)的數(shù)據(jù)作為運(yùn)算基礎(chǔ)，因而對(duì)照檔的產(chǎn)生和管理便成為最要重要的工作。 色彩管理系統(tǒng)的假設(shè) 是否實(shí)施了色彩管理系統(tǒng)，即可以使生產(chǎn)的色彩獲得理想的效果？要回答這個(gè)問題，必須了解色彩管理系統(tǒng)背后的假設(shè)。色彩管理系統(tǒng)的主要工作，在于根據(jù)一個(gè)已知色域的數(shù)據(jù)資料，在CIELab空間上，模擬另一個(gè)已知色域的數(shù)據(jù)，因而，必須假定兩個(gè)色域，仍保持在記錄色域資料時(shí)的狀態(tài)。即是說(shuō)，建立設(shè)備對(duì)照檔的生產(chǎn)狀態(tài)，和計(jì)算色域時(shí)的生產(chǎn)狀態(tài)，必須是相同的。倘若昨天建立的對(duì)照檔，不能和今天的設(shè)備對(duì)照，生產(chǎn)狀態(tài)不斷浮動(dòng)，色彩管理系統(tǒng)是不能發(fā)揮減少偏差的作用的。一個(gè)不穩(wěn)定的生產(chǎn)流程，甚至可能使色彩管理系統(tǒng)把色彩偏差擴(kuò)大。因此，色彩管理系統(tǒng)較適合同時(shí)具備設(shè)計(jì)、分色、打樣和印刷的廠戶，因?yàn)樵谕婚g廠內(nèi)較容易控制生