[科普中國]-色彩管理系統(tǒng)

簡(jiǎn)介

如今，印刷行業(yè)中的色彩控制方式從印刷質(zhì)量控制中獨(dú)立出來，建立一套專用的系統(tǒng)，稱之為色彩管理系統(tǒng)CMS（Color Management System）。

色彩管理系統(tǒng)包含的工作有三步驟：設(shè)備校正（Calibration）、特征化（Characterization）和色彩轉(zhuǎn)換（Conversion），合稱色彩管理系統(tǒng)的3C。

設(shè)備校正（Calibration）。校準(zhǔn)是將每個(gè)設(shè)備（顯示器、掃描儀、印刷機(jī)）調(diào)整到定義的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的方法，使設(shè)備能夠從一特定的顏色輸入值產(chǎn)生可預(yù)見的顏色。通常為了補(bǔ)償設(shè)備的老化或其他因素的變化，都必須定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行定期校準(zhǔn)。

色彩管理色彩管理，是指在色彩失真最小的前提下，將顏色信息從一個(gè)色彩空間轉(zhuǎn)換到另一個(gè)色彩空間的過程。目的是保證同樣的顏色信息從輸入到顯示、輸出整個(gè)過程中表現(xiàn)的外觀盡可能相同，最終達(dá)到原稿與復(fù)制品的色彩一致性匹配。
目前基于ICC的設(shè)備色彩管理系統(tǒng)應(yīng)用最為廣泛[33] 0 1993年，Adobe Systems Inc., Eastman Kodak Company, Apple Computer, Agfa, Sun Microsystems等彩色出版印刷發(fā)展商及電子影像發(fā)展商共同組建了國際色彩聯(lián)盟(工nternational Color Consortium，簡(jiǎn)稱ICC )。 ICC致力于建立貫穿整個(gè)彩色復(fù)制過程統(tǒng)一的色彩管理標(biāo)準(zhǔn)及色彩轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)，建立了一套對(duì)色彩傳遞和轉(zhuǎn)換的控制機(jī)制。隨著ICC組織的成立及其對(duì)色彩管理標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程的推進(jìn)，以ICC標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)的色彩管理技術(shù)逐漸成為主流方向，己被許多操作系統(tǒng)和各種色彩復(fù)制的專業(yè)人員所接受，并對(duì)基于計(jì)算機(jī)的色彩相關(guān)工業(yè)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。

基于ICC的色彩管理實(shí)施目前對(duì)基于ICC標(biāo)準(zhǔn)的色彩管理實(shí)施主要包括以下三個(gè)方面:
1.設(shè)備校正(Calibration)。即使工作設(shè)備處于正常與最佳工作狀態(tài)的手段與方法。色彩復(fù)制技術(shù)中所使用的設(shè)備如果不能正常而穩(wěn)定工作，則會(huì)使色彩復(fù)制的結(jié)果無法預(yù)知與控制，因此進(jìn)行色彩管理流程的首要工作，就是對(duì)相應(yīng)的設(shè)備進(jìn)行校正。
2.設(shè)備特性化(Characterization)。設(shè)備的特性化，就是對(duì)不同設(shè)備的色彩表達(dá)能力和所能再現(xiàn)的顏色范圍的描述，簡(jiǎn)言之，就是獲取描述各設(shè)備色彩特性的特性文件，其核心就是提供將某一設(shè)備的色彩數(shù)據(jù)與設(shè)備無關(guān)色空間中色彩數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換所需的必要信息。設(shè)備特性化是色彩管理系統(tǒng)工作的核心。

3.色彩轉(zhuǎn)換(Conversion)。不同設(shè)備的色域范圍不同，實(shí)現(xiàn)彩色圖像色彩信息的精確復(fù)現(xiàn)需要在不同的數(shù)字設(shè)備之間進(jìn)行顏色數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，在色彩管理系統(tǒng)中都借助色彩管理模塊(Color Management Module，簡(jiǎn)稱CMM)來實(shí)現(xiàn)這一功能，CMM模塊依據(jù)特性文件所描述的設(shè)備顏色特性進(jìn)行不同設(shè)備間的顏色數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。

基于ICC的色彩管理系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)如圖所示。由圖可知，建立準(zhǔn)確的設(shè)備色彩特性描述文件是色彩管理系統(tǒng)的核心，是否能夠準(zhǔn)確地描述設(shè)備色彩特性，決定了色彩管理的結(jié)果。1

設(shè)備特征由于每個(gè)顏色輸入或輸出設(shè)備色彩表現(xiàn)能力各不同，所以，同一組的RGB或CMYK顏色數(shù)據(jù)，在不同的設(shè)備上輸出，可能出現(xiàn)不同的顏色效果。特征化的目的是確立每一種設(shè)備的色彩特性，這些色彩特性可以通過一些軟件及硬件的配合產(chǎn)生一個(gè)“特征文件”來記錄。

色彩轉(zhuǎn)換（Conversion）。不同設(shè)備的色域都不一樣，我們進(jìn)行色彩的復(fù)制過程中，需要在不同設(shè)備之間進(jìn)行色彩空間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。色彩轉(zhuǎn)換不是提供百分之百相同的色彩，而是發(fā)揮設(shè)備所能提供最理想的色彩，同時(shí)讓使用者預(yù)知結(jié)果。

色彩管理系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)是以CIE色度空間為參考色彩空間，特征文件記錄設(shè)備輸入或輸出色彩特征，并利用應(yīng)用軟件及第三方色彩管理軟件作為使用者的色彩控制工具。

(1) 通用的參考標(biāo)準(zhǔn)。1993年以前，各家色彩管理系統(tǒng)的廠商沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)格式，各個(gè)廠商獨(dú)自發(fā)展自己的色彩特征文件，令使用者無法利用色彩特征文件做色彩管理與溝通，導(dǎo)致色彩管理的理想無法實(shí)現(xiàn)。因此，ICC國際色彩聯(lián)盟（International Color Consortium）于1993年成立，建立了色彩特征文件的標(biāo)準(zhǔn)格式，稱為ICC標(biāo)準(zhǔn)格式。

ICC的目標(biāo)在于建立一個(gè)可以以一種標(biāo)準(zhǔn)化的方式交流和處理圖像的色彩管理模塊，并允許色彩管理過程跨平臺(tái)和操作系統(tǒng)進(jìn)行。ICC標(biāo)準(zhǔn)是建立在PCS（Profile Connection Space——中轉(zhuǎn)空間）參考空間的基礎(chǔ)上。所謂彩色連結(jié)空間PCS是用來連結(jié)各種設(shè)備的ICC色彩特征文件所用的，在ICC中是指定采用CIE標(biāo)準(zhǔn)為色彩特征文件轉(zhuǎn)換的依據(jù)，而且建立設(shè)備色彩特征文件時(shí)，其使用的設(shè)備獨(dú)立色彩是以CIE XYZ或CIELab等方式來表示色彩。ICC特征文件包含從輸入設(shè)備顏色空間向PSC空間轉(zhuǎn)化的數(shù)據(jù)，還包括從PSC空間到輸出設(shè)備顏色空間轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)。

(2)設(shè)備的色彩特性文件(DCPS)。設(shè)備特征化，是用以界定輸入設(shè)備可辨識(shí)的色域范圍與輸出設(shè)備可復(fù)制的色域范圍的工作，并將不同設(shè)備間RGB或CMYK的色彩與CIE所制定的設(shè)備獨(dú)立色彩，如CIE XYZ或CIELab色彩空間，建立設(shè)備色彩（device-dependent color）與設(shè)備獨(dú)立色彩（device-independent color）間的色彩轉(zhuǎn)換對(duì)映文件，此一文件稱為設(shè)備特征文件。

設(shè)備特征文件為色彩管理系統(tǒng)提供將某一設(shè)備的色彩數(shù)據(jù)（即一個(gè)設(shè)備能夠產(chǎn)生或獲得的色彩范圍、色域）轉(zhuǎn)換到設(shè)備獨(dú)立的色彩空間中所要的必要信息。DCPS是基于顏色的光譜數(shù)據(jù)而得到的設(shè)備顏色特性數(shù)據(jù)，它作為一種標(biāo)準(zhǔn)，可通過不同的設(shè)備所附帶的特征文件來描述和翻譯不同廠商生產(chǎn)的設(shè)備再現(xiàn)色彩的能力。所有經(jīng)過校正的設(shè)備通過色彩測(cè)量?jī)x器讀取設(shè)備色彩信息，并將結(jié)果存在DCPS中，所以DCPS是用以描述設(shè)備色彩特性的數(shù)字信息文件，其建立了設(shè)備間RGB或CMYK與CIELab顏色之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

(3)色彩管理模塊CMM（Color Management Module）。色彩管理模塊用于解釋設(shè)備特征文件，依據(jù)特征文件所描述的設(shè)備特征進(jìn)行不同設(shè)備的顏色數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。無論是操作系統(tǒng)還是專門的色彩管理軟件都提供對(duì)應(yīng)的CMM。CMM使用色彩管理軟件用設(shè)備顏色數(shù)據(jù)表示圖像顏色，從而完成色彩的轉(zhuǎn)換。