再谈色彩管理与ICC文件.doc

简单说来，色彩管理实际上只做了两件事：第一件，它们描述了每一个象素的色彩感觉；第二件，改变这些象素的数值来在不同的设备间保持色彩的一致。这听起来很简单，但是简单的规则往往会产生非常复杂的行为和变化，色彩管理就是这样的。 色彩管理是设计用来解决类似这样的问题的，“为什么我的扫描仪所捕获的图像看起来跟我的原稿图像不同？”还有“为什么我的显示的图像跟最后打印的图像一点都不像？”以及“为什么最终的印刷品根原稿的差别如此大呢？”。如果你对此感兴趣的话，接下来我将会告诉你事情的真相。 要想知道色彩管理是如何解决这些问题的，我们首先需要知道这些问题是如何产生的。 问题的产生 计算机不懂颜色。从根本上说，它们只是一种按照我们的指令来处理0和1加法器。当我们使用0和1在计算机上来再现色彩的时候，我们实际上是创建了一个RGB的数字控制系统或者是CMYK的模拟控制系统来控制各种具有色彩再现能力的计算机外设，像扫描仪，显示器，打印机，照排机，制版机等等。 RGB和CMYK控制系统本质上是使用三种或四种原色的混合来产生出希望的颜色。每一种组成成分的信号的强度决定了使用多少相应的原色。当我们使用数字来表现RGB和CMYK色彩时，我们只是使用数字来再现每一种成分的强度。 当我们在特定的某一台设备上来再现颜色时，这个系统会工作得很好。不幸的是，当我们把这些相同的RGB和CMYK数值送到不同的设备上时，它们通常会产生不一样的颜色。这是因为RGB和CMYK在电脑上产生的是电信号而不是具体的颜色，而每一种设备对这些电信号会产生不同的反应。 如果你曾经在电子商店看过不同品牌的电视机，你就会看到这种实际的现象：许多的显示屏幕虽然收到的是同一个信号，但是却产生了不同的颜色。为什么？因为RGB的数值是用来控制调节电子束的强度来使显示器的荧光粉发热，从而发出光线，而每一个显示器对信号的响应是不一样的。原因之一是不同的生产商使用不同的荧光粉，它们对电子束的反应是不同的。但这只是问题的一部分。还有就是荧光粉的衰减老化程度也是不一致的，这种衰减会影响产生光线的能力。再有一个原因就是用户自己对显示器的亮度和对比度的设置也会影响到色彩的显示。我们甚至可以说每一台显示器对色彩的再现能力都是独一无二的。 由于一些稍微不同的原因，同样的情况也会发生在我们使用的其他的RGB和CMYK设备上。不同品牌的扫描仪和数码相机使用不同的滤色片，这些滤色片的色彩过滤能力会随着使用时间的增加而改变，并且每一种产品会使用不同的光源，不同的扫描仪光源的光谱曲线是不一样的。而数码相机在拍摄时环境的光源也是千变万化的。CMYK同RGB比起来可变因素更多。有多种配方的油墨，上光蜡，染料，都会造成颜色的不同，并且如果你把纸张的因素也考虑进来的话，你就又引入了另一个很大的可变因素，因为不同的纸张对油墨的影响方式是很不相同的。 你可以把RGB和CMYK看成是产生颜色的不同配方，不同的RGB和CMYK值就是其中的成分。这就好像是做菜，相同的原料不同的厨师会作出不同的的味道。颜色也是这样：是的，你可以很确定地说R255，G255，B50将会产生一种黄色，但是这种黄色在不同的设备上产生的颜色不同的。 RGB和CMYK通常被称作设备特定或设备相关颜色模型，正是因为只有给出了具体的设备才能够预知颜色产生的效果。这里有两个含义： 相同的数值在不同的设备上会产生不同的颜色 要想在不同的设备上得到一样的颜色必须要改变数值。这就是色彩管理用来解决的最基本的问题。还有就是很多明显的问题都会从第一个问题里产生出来：当我们将文件从一个设备送到另一个设备时颜色发生了改变，所以扫描仪看到的颜色同我们在显示器上看到的颜色不一致，而打印输出的颜色同样也跟显示器上的颜色不匹配。 扫描仪看到的样本的颜色是R247 G160 B91。但是当我们把相同的值送到显示器上时，它变得有一点暗并且饱和度增加了。当我们将同样的数据送到打印机上时，它变得更暗并且更加的饱和。参考色空间 今天我们使用的色彩管理系统实际上使用了两个参考色空间，分别被称作CIEXYZ(1931)和CIELab(1976)。我们已经在上一讲里了解到关于这两个色空间的较为详细的说明。要想明白色彩管理系统是如何工作的，对于这两个色空间你只需要了解两件事情： Lab是XYZ的数学等价变换 无论XYZ还是Lab描述的色彩都是根据我们人类的感觉来定义的，而不是象那些产生色彩的设备一样通过控制的电信号来产生色彩。换句话说，这两个颜色空间所定义的颜色都是一个有着正常视觉的人可以看见的。其结果就是，XYZ和Lab的值定义的颜色都是明确的，而不是像RGB、CMYK这些设备相关的色空间模型，虽然知道了数值，但如果不指明具体设备，还是不能预知确切的颜色。 设备特性文件 设备特性文件给我们提供了所使用的彩色设备描述颜色的行为方式，如果这是一个RGB设备，那么它的设备特性文件就说明了这个设备的每一种RGB组合分别再现了什么颜色。为了便于理解，我们可以将其简单化，（但实际上Profile是非常复杂的，这一点我们将在以后的课程中讲到）。我们可以将设备的特性文件看成是一个色彩的双语字典，一种语言是在XYZ或者Lab中的实际感觉到的色彩，另一种语言是与设备相关的RGB或CMYK的数值。设备的特性文件将这个设备的控制信号（RGB或CMYK值）和在它上面产生的实际感觉到的颜色也就是明确的Lab或XYZ值联系起来。 小结 色彩管理系统其实是很容易理解的，如果你在心里记住一个简单的原则：一个独立的特性文件使RGB或CMYK数据具有了明确的颜色；要想保持颜色的一致就需要改变文件中的数据，而这需要两个特性文件。所以在你的文件中镶嵌一个特性文件是一个很好的习惯，特别是当你需要将这个文件送到其他人那里或者是想长时间地保留它时（记住随着你的显示器使用时间的增加它的颜色也会改变）。当你将特性文件镶嵌到图像文件中时，你就给这个文件贴上了一个描述，说明了它所包含的描述色彩的数据在现实中的颜色是什么，并且不会改变数据本身，所以这也打消了很多人的顾虑，你可以放心的将正确的特性文件镶嵌到文件中，因为这不会破坏文件中的RGB或CMYK数据。当你要求CMS在另一个设备上对颜色进行匹配时，你需要指定两个特性文件，一个说明这些数值是从哪里来的，另一个说明它们要到哪里去。 如果没有镶嵌特性文件，文件中的颜色只是一堆数据，不同的设备可以对其进行不同的色彩解释。当我们镶嵌了特性文件，CMS就会说出扫描仪的RGB247，260，91，显示器的RGB250，175，100，以及打印机的RGB244，192，148都会产生出同样的其LAB值是79，19，46的浅橙色。 完全的色彩管理应用软件比如Photoshop和Illustrator增加了另一个关键点。他们使用了一个不依赖于任何设备的理论的RGB色空间，如Adobe1998，AppleRGB，sRGB1966等，并且将显示器独立于源设备和目标设备的色彩转换之外，通过做一个快速的内部转换将数据送到显示卡上去，所以在每一台独立的显示器上颜色的显示也都是正确的。其实内部的处理还是一样的：应用程序首先观察源特性文件（即应用程序的当前工作色空间），判断它在理论RGB里的实际值，然后观察目标特性文件（显示器），判断在显示器上应该用什么样的RGB值来再现这种颜色，转换后通过显卡送到显示器上去。 关于色彩管理还有很多的分枝课题，比如关于转换意图的选择等，但是只要你在心里明白了这个简单的规则你需要一个ProfileICC文件来描述颜色，你需要两个Profile来在两个设备间匹配颜色你就会发现色彩管理增加了你对色彩的理解，节省了你的时间，减少了浪费。常见ICCprofile分析们就Phtotshop预置的一些ICCprofile做些简单分析，供大家参考。 1.RGB工作空间的ICCprofile 打开Photoshop【编辑】菜单中的【颜色设置】面板，在【工作空间】的【RGB】下拉菜单中一般有AdobeRGB（1998）、AppleRGB、ColorMatchRGB、sRGBIEC619966-2.1四项选择。 Photoshop颜色设置面板中RGB的ICCprofile 提示：ICCprofile文件在WIN操作系统是储存在WINNTsystem32spooldriverscolor文件夹和WINNTsystem32color文件夹中。所有的ICCprofile文件都应该储存在此文件夹下，以便应用程序调用。 AdobeRGB（1998）：在Photoshop5.x中，被称为SMPTE-240M，它是应用在印前领域的较好的色彩空间。它具备非常大的色域空间，并且它的色域空间全部包含了CMYK的色域空间，这样就为以后在输出及分色时产生了极大的优势和方便。 采用ICCprofileInspector软件观察AdobeRGB（1998）文件，其白场如图所示，色温大约在6500K左右。 AdobeRGB（1998）的白场 AdobeRGB（1998）的RGB如图所示，色域相对来说比较宽广，包含颜色较多。 AdobeRGB（1998）的RGB范围AppleRGB这是基于Apple的13英寸特丽珑显示器而建立的，主要在苹果电脑的一些出版软件里使用。 采用ICC profile Inspector软件观察AppleRGB文件，其白场与AdobeRGB（1998）相似，色温大约在6500K左右。 AppleRGB的白场 AppleRGB的RGB色域相对来说略小一些。 AppleRGB的RGB范围 ColorMatchRGBColorMatchRGB是由Radius公司定义的色彩空间，与该公司的Pressview显示器的本机色彩空间相符合，此空间为AdobeRGB（1998）提供了较小的代替空间。 采用ICCprofileInspector软件观察ColorMatchRGB文件，其白场色温大约在5500K左右。 ColorMatchRGB的白场 ColorMatchRGB的RGB色域与AppleRGB基本一样。 ColorMatchRGB的RGB范围sRGBIEC619966-2.1在色彩管理的初期主要是在Apple公司的设备间及利用其ColorSync操作系统建立的色彩管理系统，但是不能在PC系统上使用，于是在1997年Microsoft公司与HP公司共同建立了sRGB色彩空间StandardRedGreenBlue，也称为标准RGB，是基于PC的32位色彩空间。目前，被广泛地应用于显示器、打印机、扫描仪等设备，用以提高它们与打印输出设备间的色彩匹配，保证色彩的一致性。SRGB采用更多的数值来描述R、G、B三种原色，弥补设备差异造成的色彩差异，提高应用软件与设备间的色彩匹配的需要。 sRGB色彩空间虽然给PC用户带来了很大的方便，尤其是对于打印及扫描仪设备。但是，对于像显示器类的有较大色域范围的设备来讲，其必须的色彩范围及色调都受到了较大的限制，如果应用于色彩管理中，最终的结果有可能不能得到最好的表现。因为sRGB的白场虽然也是6500K，但SRGB拥有较小的色域空间。所以不建议专业的印前用户使用，主要应用在网页浏览等。 sRGBIEC619966-2.1的RGB范围 将上述四种RGB色域与一般CMYK综合起来比较，AdobeRGB（1998）色域包含了所有的CMYK，比较适合印刷使用。但要注意AdobeRGB（1998）转换为CMYK时色域压缩比较大，视觉上看图片颜色损失会比较严重。 四种RGB色域与一般CMYK色域比较 CMYK工作空间的ICCprofile CMYK的与印刷厂具体设备关系非常紧密，目前还没有针对中国印刷状况作出的CMYK工作空间的ICCprofile，Photoshop里CMYK工作空间的ICCprofile都是国外油墨标准的ICCprofile，并不一定适合中国的现状。如果需要做到真正准确的色彩管理，必须去测量或索取具体印刷厂各种油墨在不同纸张上的准确的CMYK的ICCprofile。我们这里只是简单介绍一下Photoshop中预置的CMYK工作空间的ICCprofile。 打开Photoshop【编辑】菜单中的【颜色设置】面板，在【工作空间】的【CMYK】下拉菜单中一般有EuroscaleCoatedv2、EuroscaleUncoatedv2、JapanStandardv2、U.S.SheetfedCoatedv2、U.S.SheetfedUncoatedv2、U.S.WebCoated（SWOP）v2、U.S.WebUncoatedv2七项选择。 Photoshop颜色设置面板中CMYK的ICCprofile: EuroscaleCoatedv2是欧洲的通用油墨标准在铜版纸上印刷的一般ICCprofile。 EuroscaleUncoatedv2是欧洲的通用油墨标准在胶版纸上印刷的一般ICCprofile。 JapanStandardv2是日本通用油墨标准在铜版纸上印刷的ICCprofile，我们国内很多合