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計算機與色彩之為什么要改變顏色的數值

2010-09-17

                                                                為什么要改變顏色的數值
     所有設備都會在某幾個基本參數上發生變化。如果你自己動手制作設備特性文件的話，這些參數就是你需要測量的量，而為了使色彩管理系統能夠有效地工作，這些參數還必須要保持穩定。
     三個主要的變量為：
     ?著色劑（原色）的色彩及亮度的變化。
     ?白點與黑點的色彩與亮度的變化。
     ?著色劑的階調復制特性的變化。
     這些概念對于色彩管理來說并不是什么新鮮東西，對數字式設備來說也不是特有的。它們都是來自模擬部分因素，如紙張上的油墨、顯示器熒光粉和模擬電壓，以及掃描儀中帶有濾色片的傳感器所引入的變量。數字部分很少會發重大的改變，而模擬部分會隨設計、生產和環境等因素的不同發生很大的改變。
     著色劑（原色）
     首先，明顯影響設備復制顏色效果的因素就是它們所使用的著色劑。對于顯示器，原色為熒光粉。在掃描儀或數字相機中，原色就是濾色片，傳感器通過它們采集圖像顏色。對于打印機（印刷機），原色為附著在紙上的印刷原色油墨、墨分或是雜料。但是，由于CMYK印刷顏色具有減色混合的特性，比RGB顯示器的色光相加過程更復雜，因此我們通常除了測量原色的單色以外，還要對二次色（M+Y、C+Y和C+M的套印色）也要進行測量（見圖2-4）。

（圖2-4: 減色原色與二次色）

     著色劑的特定顏色決定了設備可以復制的顏色范圍。這稱做設備的色域。我們不僅要關注原色的特定顏色，也要關注它們的明亮程度如何。在提到原色時，我們經常使用的技術術語是密度，它直接表示的是原色吸收光的能力。
     白點與黑點
     除了原色的顏色以外，另外兩個決定了設備復制色域范圍的因素是白點與黑點，所以我們也必須對它們進行測量與監控。一些參考書中（和人們）在討論白點與黑點時使用了非常不同的術語：在說到白點時，他們經常關注的是白點的顏色；說起黑點，他們更關心黑色的密度（黑的程度）。實際上，對于白點或黑點，我們都可以既談論它們的顏色，也說它們的密度，二者惟一的區別在于它們的側重點不一樣。對于白點，顏色比密度更重要；對于黑點，密度則比它自身顏色更重要。
     白點的顏色比它的密度更重要的原因，是因為眼睛將這種白的顏色用作其他所有顏色的參考。當你觀察圖像時，顯示器或印張上的白顏色會影響你對畫面中其余所有顏色的感覺。這種白點適應是由你的眼睛在瞬間不知不覺地完成的，因此白的顏色是至關重要的。這就是為什么在校準顯示器時，經常為了獲得正確的白點顏色而必須犧牲一些亮度的原因。同樣地，當觀察印張顏色時，有一個要點應當記住：對于決定白點顏以的因素來說，照明光源的作用與紙張自身的顏色同等重要。
     對于黑點來說，密度是比顏色更重要的變量，因此重點應放到對密度的測量上。這是因為黑點的密度決定了動態范圍的界限，即這臺設備能夠復制的大與小亮度顏色的范圍。獲得盡可能大的密度動態范圍總是非常重要的，因為它決定了該設備表現圖像細節的能力。亮度等級的細微變化會造成圖像的不同，要么是層次豐富、令人滿意，要么是平淡無趣的“錯誤”圖像。
     對于顯示器，我們設法校準它，以便我們能在低亮度等級范圍獲得剛好可分辨的亮度差，為顯示圖像的暗調區盡可能多地擠出一些層次的細節。
     對于打印機或印刷，我們能夠在CMY著色劑以外再加入我們的朋友K顏色，以便改進黑點的顏色與密度。加入K墨可以使我們得到比純粹用C、M、Y三色油墨疊印產生更加中性的黑色，同時用四色油墨比只用C、M、Y三色油墨能夠獲得更深（更暗）的黑色。
     對于掃描儀，驅動軟件可以讓我們手工或自動定標每一個掃描圖的白點與黑點密度，但在使用色彩管理時，我們需要采用固定的密度與動態范圍，于是我們通常將白點與黑點設置為這臺掃描儀能捕捉到的大密度動態范圍。
     通常在色彩管理系統中使用任何設備時，第一步操作就是測量白點與黑點的顏色和密度值。在使用過程中，你還必須隨時監控這些值發生的變化，那樣你才能知道何時應該重新調整設備本身，或何時應該調整你的色彩管理系統。
     階調復制特性
     精確測量原色、白點和黑點的顏色和密度是非常關鍵的，然而這些測量值只能表示設備的極端狀態，即飽和的顏色、明亮的白和深暗的黑。為了全面地描述一個設備的顏色特性，色彩管理系統還需要了解“顏色之間的顏色”是什么樣子（也就是在商業印刷中解釋一種桌面打印機的顏色特性）。
     有幾條途徑來測量和模擬設備的階調復制特性。簡單的方法就是使用階調復制曲線（TRC），用它來建立輸入值與設備輸出結果之間的亮度值對應關系。大多數模擬設備都有類似的曲線，用它來顯示復制灰度級的增加（網點擴大），這種灰度級增加對中間調的影響大。而對于高光和暗調區，這種增加逐漸縮小，直至為零。對于顯示器、掃描儀和數字相機，這種曲線稱加伽瑪（gamma）曲線，與打印機或印刷機的網點擴大曲線稍有不同，但它們有相似之處（見圖2-5）。

（圖2-5：階調復制曲線）

一些打印機具有非常復雜的階調響應關系，因此不能用一條簡單的曲線完全地表達這種復雜關系。在這種情況下，我們需要使用一個查找表（LUT），用它來記錄從高光到暗調具有代表性的階調值。
當你為實施色彩管理而進行設備的校準或特征化時，你就要進行顏色和密度的測量。這時，你實際測量的就是設備的階調復制特性，同時也包括了原色、黑點與白點的測量。在測量過程中，你應當努力排除那些可能影響階調復制特性的因素，比如更換了紙張，或者調整工顯示器的對比度旋鈕，這些都是影響階調復制特性的因素。因為當一臺設備的階調復制特性變化了，你就必須重新調整你的色彩管理系統，以便反映這些變化。