屏幕软打样效果评价研究

学号:2011301760041 密级: 武汉大学本科毕业论文 屏幕软打样效果评价研究院（系）名 称：印刷与包装系专 业 名 称 ：印刷工程学 生 姓 名 ：何玢指 导 教 师 ：张霞 教授 二一五年六月郑 重 声 明本人呈交的学位论文，是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，所有数据、图片资料真实可靠。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。本学位论文的知识产权归属于培养单位。本人签名： 日期： 摘要在欧美地区，随着色彩管理技术的发展，屏幕软打样已经成为外国企业打样操作中经常使用的技术。虽然，软打样在中国兴起的时间不长，但是发展的前景依然十分可观，随着软打样效果的提高，该技术在中国的印刷企业中也有进一步扩张性发展的趋势。屏幕软打样的概念就是将颜色暂时转换至显示设备上，即利用显示器来模拟印刷机器印刷出的产品所展现出来的效果的一种打样方式。实际上，虽然这个概念引入我国的时间并不久，然而，随着技术的突破，印刷企业数字化发展的趋势下，软打样效果的相关研究和探索便已经逐渐成为我国最近几年来备受关注的印刷打样领域。企业实行软打样具有一定战略意义，然而，如何设置合适的主观评价标准判断软打样效果以及如何选择客观上的测量数据进而进行软打样效果的综合评价，这也成为许多印刷企业所面临的非常棘手的问题，而这也是本文所研究的重点。本文涉及屏幕软打样的背景和选择软打样的目的及意义，归纳总结了中外学者对于这方面的研究及发展现状，同时从实验的角度，设计主观评价为主、客观评价为辅的综合实验，记录下相关数据并使用数学方式进行数据的处理，进而再进行详细的分析并得出相关结论。关键词：色彩管理；屏幕软打样；主观评价；客观评价AbstractIn Europe and America, with the development of color management technology, the screen soft proofing has become the frequently-used technology of foreign enterprises operating in proofing. Although the soft proofing is not a common decision in China, it possesses great impressive prospects. With the improvement of soft proofing effect, this technology has the further trend of expansion in printing enterprises of China.The concept of the screen soft proofing means switching the color to the display device temporarily. In other words, to simulate the effect of printings which are outputted from the printing machine by using of display. In fact, although the introduction time of the concept hasnt been a long time. However, as the breakthrough of the technology and the newest developing trend of digital in printing companies, the research and exploration of soft proofing has gradually received much concerning in printing proofing fields during the years. The enterprises who adopt soft proofing will have certain strategic significance. Nonetheless, how to set up an appropriate subjective evaluation criteria to judge the effect of soft proofing and how to choose the proper measured data in objective experiment about evaluating the soft proofing effect comprehensively, which have become a very difficult problem of many printing companies , are the focus point of research in this article.This article relates to the background, the choosing purpose and the meaning of screen soft proofing. Also, it summarizes the research status of both the foreign scholars and the locals in this area, and designs the comprehensive experiments which are focus on subjective assessment and less in objective evaluation from experimental point of view. Recording the data and processing data in mathematical way, which can be contributed to the subsequent analyzing in detail and drawing conclusions. Keywords: Color management; screen soft proofing; subjective evaluation; objective evaluation目 录1引言11.1研究背景和意义11.2国内外研究现状和发展趋势21.2.1 国外研究现状21.2.2 国内研究现状31.3论文的研究内容和方法41.3.1 研究内容41.3.2 研究方法52屏幕软打样相关理论72.1色彩管理的基本过程72.1.1 设备校准72.1.2 设备特性化72.1.3 色彩转换82.2屏幕软打样概述82.3软打样效果评价相关概述92.3.1 色差评价的影响因素92.3.2 主观评价102.3.3 客观评价102.3.4 评价数据处理的数学方法113屏幕软打样效果主观评价实验133.1实验设备及材料133.2实验方案设计133.3主观评价评分标准设计143.3.1 主观评价总评分标准143.3.2 主观评价定性评价指标及细分标准143.4实验步骤183.4.1 显示器校准和特性化183.4.2 实验的主观评价214屏幕软打样效果客观评价实验234.1实验设备及材料234.2实验方案设计234.3实验步骤234.3.1 显示器显示样张的测量234.3.2 印刷样张的测量255实验数据分析285.1软打样主观评价实验数据处理285.1.1 测量实验灯箱的照度285.1.2 主观评价分析295.1.3 主观评价实验小结325.2软打样客观评价实验数据处理335.2.1 一次色二次色的色差数据分析335.2.2 三次色分析335.2.3 灰平衡分析345.2.4 客观评价实验小结35结束语36参考文献37致谢381引言1.1研究背景和意义随着数字通信技术的进一步发展，人类步入“数字时代”，在这样的科学技术背景下的色彩管理也从以前传统封闭式的色彩质量控制技术逐渐向现代开放式色彩管理系统的方向发展。同时，在20世纪90年代中期ICC（International Color Consortium，国际色彩联盟）进行基于计算机技术平台的开放式色彩管理技术的一系列开发和推广后，在技术领域，屏幕软打样作为使用显示器模拟印刷机最终输出的效果来显示样张的技术越来越受到重视，实现技术上的跨越式发展1。譬如在近几年的展会中，屏幕软打样技术方案日趋成熟，打样精度不断提高，通过了SWOP的国际认证，可以达到一般印刷合同打样中的要求2。同时软打样产品的种类也颇为丰富，不仅拥有本地的单机打样产品还有通过互联网相连的远程网络打样产品，例如在2008年由中国印刷科学技术研究所主办，北京科印传媒承办的屏幕软打样及远程应用技术研讨会中就介绍了远程屏幕色彩校样系统。在应用领域，屏幕软打样技术的引入给企业也带来了诸多便利，一方面通过改变传统实地打样的流程和方法更加方便快捷地实现打样的目的，减少了材料的损耗也满足现代绿色环保的要求企业的转型；另一方面也通过结构流程的创新提升了印刷企业的数字化发展水平，有利于企业进一步的长远发展。众所周知，数字化的标准色彩管理是现代印刷色彩管理的特征，而在这管理过程中，屏幕软打样过程中的图像样张从输入到输出实现特定设备间的色彩转换并得到在可接受误差范围内的主客观评价这一过程是保证图像质量的非常重要的过程。因为在对图像样张质量要求比较高的屏幕软打样技术领域中，对于图像样张颜色感觉评价自然是最为核心的质量控制。一般来说，评价分为人眼主观评价和数据上的客观评价，针对软打样的技术特征和质量要求，所以一般采用主观评价为主、客观评价为辅的有机综合性评价方法来进行屏幕软打样效果评价的研究。事实上，在现实生产生活中，对于屏幕软打样技术不断增长的规范性评价需求也是该技术发展过程中仍需解决的问题，因此本论文针对屏幕软打样效果进行主客观两个方面的实验式研究，探讨在各种特定实验设备等条件下，不同标准光源、不同照明强度对于屏幕软打样效果评价的影响。另一方面，关于软打样主观评价研究的评价指标往往不够细致全面，因此本文也意在设计针对样张特点的主观评价定性指标，为以后软打样相关研究提供值得参考的意见。1.2国内外研究现状和发展趋势1.2.1 国外研究现状屏幕软打样的技术实现都是基于成熟的色彩管理方案发展的基础上的，相较于国内，国外在色彩管理技术研究与开发的问题上起步更早，自然在技术层面上也更为领先，也开发了针对设备特性化即为设备建立特性化文件的专业软件，比如Heidelberg ColorOpen、Manoco PROFILER和GretagMecbeth ProfileMaker等。一开始，局限于显示器的性能不能满足软打样的质量要求，屏幕软打样技术没有一套完整的实施方案，软打样发展受限。随着技术进一步发展，显示器的性能得到不断的优化和提高。国外各大公司开始逐渐对屏幕软打样领域感兴趣，对其技术进行了一系列的技术研究并获得诸多成果。譬如，在系统开发方面，Enovation公司基于现有色彩管理技术和特性化软件等推出了第一个获得了美国胶印规范SWOP标准认证的、基于显示器屏幕的Remote Director合同打样系统。这个系统的特点在于能够降低客户的费用同时提高打样工艺的效率，保证良好的视觉效果，从而确保屏幕软打样色彩转换的准确性。柯达保丽光印艺集团开发了Real Time Proof远程打样系统，这套系统的核心专利是按观看者对于屏幕像素显示需求提取像素数据的相关技术，根据观看者一方屏幕的像素显示的不同程度的需求进行像素数据的提取工作，这样就把需要的文件真实、完整、精确地通过网络传输的方式快捷地传送到客户端。正因为在传递的过程中并不会压缩文件，所以用户可以安心地通过放大图像至网点级别的情况下看到最终印刷所呈现的网点效果。另外，在具体的应用方面，据统计，北美地区大约有70%的广告客户采用软打样，时代杂志（Time Inc.）早在2007年就全部应用了软打样流程。不仅使得软打样的效果更符合印刷成品的质量要求，同时也减少了传统打样所需要的作业时间从而延后了广告的截稿时间，同时不同的印刷厂也能够基于软打样得到较为接近的印刷效果。软打样的成功应用让时代杂志节约了许多人工费用和其他的各种开支，缩短了杂志的出版周期也为杂志的客户提供了更加方便快捷的服务3。在软打样效果评价方面，国外经历了从传统人眼直接观察软打样效果到基于显示器的合同校样系统多用户一齐查看相同作品，进而增添评论叙述、共同合作处理颜色及具体内容上的打样效果问题再到全面纯粹的数字化流程设计的专利性色彩管理技术，用户可以实现网络在线式的全面效果预览和打样评价管理。总结国外现在的技术发展状态，可以看出软打样技术在硬件、测试校正和色彩管理等方面已经有了飞跃式提升，以前做不到的用RGB准确再现CMYK到如今基本已经成为现实，不仅获得了行业的诸多认可，也通过了国际SWOP标准认证，同时软打样效果评价水平也进一步得以提升。综合数字印刷的发展情况来看，在国外基于显示器的屏幕软打样技术俨然有成为在“数字时代”的主要打样方式的趋势4。1.2.2 国内研究现状在国内，就目前来说，色彩管理技术的发展本身起步发展就慢于国外，所以软打样技术的发展和应用普及情况显然不及国外。虽然已经实现色彩管理概念的普及，但总的来说国内应用色彩管理软件的印刷企业的水平还是参差不齐，和国外相比较来看还是存在一定的差距5。在我国西部地区和华中地区不少印刷企业在硬件配置上满足条件但却在理论的学习和实际的操作方法的掌握上出现问题，在华北地区，应用色彩管理软件的实力雄厚的印刷企业也碰到了类似使用方面的问题。所以，国内的印刷企业引入色彩管理系统为企业创造的功能和价值在实际层面上远远不如理论层面上可以实现的。色彩管理发展的业界环境虽是如此，但是在这其中，还是存在着亮点从90年代末和柯达公司合作研究开发色彩管理软件的方正公司，在1999年推出了RIP内核的第一代色彩管理系统CMS 1.0，但是其功能有限不能直接测量色标生成符合标准的ICC特性文件，还需要借助其他的软件如Print Open才能够完成流程。所以可以看出国内企业对于屏幕软打样技术领域的研究和探讨实际上仍处于起步发展阶段6。在2007年，为了证明屏幕软打样的可操作性，中国印刷科学技术研究所会同北京印刷学院进行了屏幕软打样的实验方案设计和实施，设计的内容主要是针对硬件设备上的显示器对于颜色显示的准确性、稳定性、均匀性和色域等显示特性方面进行实验测试，实验结果呈现在屏幕软打样测试报告中。报告结果显示，屏幕软打样是具有可实用性和可操作性的。在屏幕软打样的效果评价方面，中国学术界一开始主要强调对于主观性的视觉观察图像的评价，然后再基于此来大概确定人眼可接受软打样效果色差的范围。之后的研究趋于严谨化，逐渐侧重于对主客观两方面结合的角度进行研究，主观评价方面的标准也由一开始的模糊到现在的明朗，但总的来说鲜有一套实操性强的量化标准；客观评价方面则是基于一定的色差公式进行显示器上的色块测量色度值和印刷样张上的对应色块测量数据的色差计算，抑或是其他客观质量控制标准等，实际上也都是从数字的角度来说明客观色差的大小来反映打样效果。总的来说，软打样效果的评价方法逐渐成熟，这对于软打样的进一步推广和应用有着一定的意义。另外，从某种程度来说，基于屏幕软打样运用后能带来的经济效益和现如今国内软打样的发展水平，屏幕软打样流程代替传统打样流程是我国印刷行业进一步向数字化印刷流程转变和发展的必然方向。事实上，随着国内对于软打样在理论上和实际应用领域的多方面探究和研讨，屏幕软打样技术领域自然会迈向纯熟并与国际接轨。综合国内外业界的研究现状和发展趋势来看，屏幕软打样从以前的发展受阻到现在蓬勃的蓬勃发展，再加上其效果评价手段的丰富和质量控制的加强，从而逐步实现可以减少传统打样或数码打样的流程，降低材料损耗，节约打样时间进一步拉近企业和客户之间的距离从而提高企业的生产效率的打样目的。1.3论文的研究内容和方法1.3.1 研究内容本文总体上可以分为四个部分，每个部分的具体内容如下： 第一部分，介绍基本原理。主要是关于屏幕软打样所基于的色彩管理和数据处理方法的相关理论，这一部分包括印刷色彩管理的基本过程及屏幕软打样相关原理，还有关于图像评价方法的概述，包括主观评价和客观评价两个方面，对于处理主客观数据的数学方法也进行简要的介绍。第二部分，屏幕软打样效果的主观评价实验。这一部分主要是屏幕软打样图像色彩等级主观评价的实验内容的叙述，包括实验设备及材料、实验方案的设计、主观评价评分标准设计、实验具体的操作步骤这几个方面，再根据实验得到的数据采用合适的数学方法进行处理，校验数据准确性并分析得出主观实验小结。第三部分，屏幕软打样效果的客观评价实验。该部分则主要是关于屏幕软打样效果客观评价实验的内容，从实验设备及材料的准备、客观实验的方案设计、具体的实验方案的操作步骤这三个方面来叙述的。然后再按照科学的方法进行一系列的数据处理和分析，进而得出客观实验部分的结论。第四部分，结论。总结全文，并对主客观实验的研究结论进行精炼和总结，对未来的研究进行展望。 1.3.2 研究方法本文主要采用通过控制变量的方法来设计主观评价和客观评价两个方面的综合实验方案，且是以主观评价为主，客观评价为辅的综合性实验设计。主观评价实验，是在不同的观察条件下考察人眼视觉对于相同样张的色差感觉差异；客观评价实验，由于测量原理，测量仪器自带光源，所以不需要再改变实验条件。针对样张的特点，客观数据的测量侧重于以下两点：一是色差，二是灰平衡。具体来说，主要有以下内容：（1）进行图像色差等级的人眼主观评价心理学实验实验样张选择CGS Offset Test Chart 2013标准测试样张。主观评价的标准设计为总标准和细分标准，总标准为色差等级感觉的梯级分数，细分标准就是针对标准样张的自身特点，对适合作为主观评价图像的18幅图进行编号，根据图像特点细分为以下六大类：灰色再现、色彩再现、人像再现、阶调复制、金属光泽、饱和度。所以主观评价的分数主要是按照定性权重合计评分的方法，即先赋予这六类平均权重，针对每大类再进行细分，并针对其细分类型的重要程度分配权重，按照总标准的设定得到每一类部分的得分，之后再按照每大类的所占权重进行综合计算，从而得出每个观察者的最终的主观评价得分。实验主要采用控制变量法，变量有标准光源的选择D50和D65两种；照度的选择20%、40%、60%、80%和100%。所以可以设计为相同光源不同照度条件下的观察者主观评价色差等级分析、不同光源同一照度的观察者平均主观评价色差等级分析和同一光源同一照度中不同观察者的主观评价色差等级平均值分析。采用观察法进行视觉评价的实验并得到主观评价的色差数据。对比不同条件下色差等级评分的差异，再根据上述三个分类进行主观评价分数按照标准的数学公式进行的数据处理和分析，从而获得不同观察条件下目视感觉差异规律，进而确定人眼视觉满意度最高的主观观察条件或范围。（2）进行实际数据测量的客观评价实验实验样张依然是选择CGS Offset Test Chart 2013标准测试样张。根据该标准样张的特点，设计为针对一次色、二次色、三次色（灰平衡）两个方面的色差测量实验方案。一次色、二次色，首先按照一定的方式测量出屏幕上显示的CMYK测控条的色度值，然后，再按照以上同样的测量方式进行印刷标准样张的测量并记录数据，之后根据色差公式进行计算得出色差E，进行数据分析和总结。三次色（灰平衡），主要是针对CMY叠印的灰色，测量具有代表性的一些灰色的色度值a*和b*值，测量方式类似一次色、二次色测量时的测量多组数据取平均值的方法，并进行类似的数据处理和分析。2屏幕软打样相关理论2.1色彩管理的基本过程屏幕软打样技术的发展是依赖于色彩管理技术的发展。对于色彩管理来说，ICC色彩管理的对象一般来说是输入设备、显示设备和输出设备，其管理的基本过程大致可以归纳为三个步骤设备校准（Calibration）、设备特性化（Characterization）和色彩转换（Conversion），基于其单词特性，往往也把ICC色彩管理的基本过程简称为3C。2.1.1 设备校准进行色彩管理的准备工作就是设备校准。校准，简单来说是调整设备的当前状态并让设备达到理想化的工作状态。测量实验开始前一般都会对测量设备进行校准，而对于色彩管理中的设备校准，其目的在于让设备的行为表现一致化，从而让设备的特性化文件能够保持对其行为描述的准确性。设备校准涉及两个概念刺激值和响应值。刺激值是指校准时已知的颜色值，而响应值是指测量设备经过测量得到相应颜色结果。所以校准的过程就是将刺激值传送给设备，由测量设备得到响应值，进而再根据这两个值来调整设备的行为，直到响应值能够达到要求值即可。校准的主要目标有四个：保证设备使用过程中的稳定性、优化（线性化）设备显示性能、用另一个设备模拟另一个设备状态和让设备能够在其最佳状态下运行，具有平滑均匀的和可以预测的阶调再现方面的性能，从而得到使设备呈现出最大的动态范围和色域7。实际上，设备校准也是后续步骤设备特性化成功建立有效特性化文件的前提，从而保证颜色传递的准确性。2.1.2 设备特性化简单来说，为设备建立特性化文件，即把设备的行为表现用数据呈现并记录到设备的特性文件中就是设备特性化这个步骤需要完成的工作。作为整个色彩管理工作的核心工作之一，这个过程不会对设备自身的行为表现进行任何改变，只会忠实地记录下设备再现颜色的方式及范围。实际上，设备特性化过程的特点也就决定了要在设备校准的基础上进行，如果是不在稳定工作状态的设备，对其行为进行记录也就没有意义，因为设备会随着时间会改变状态，自然会使得所建立的特性化文件对设备的行为并不是完整真实的记录。为设备建立特性化文件，一般来说需要使用携带参考数据的标准色标版、颜色测量仪器以及专门的特性化软件。标准色标版是指按照科学方法选择适量能精准地描述并控制设备色彩表现空间的代表性特征色点所组成的色彩集合。按照对象的不同，有输入设备特性化标准色标版、显示设备特性化标准色标版和输出设备特性化标准色标版。颜色测量仪器则是指可以测量色彩并得到色彩具体数值的仪器，比如色度计、色差计和分光光度计等。特性化软件是指可以进行色块测量值和标准值比较并能按照既定的规范为设备制作特性化文件的专业软件。设备特性化的整个过程大致为：设备再现标准色块仪器测量再现色块色彩值软件处理比较参考值与测量值并得出结果按照规范生成并保存特性化文件。2.1.3 色彩转换色彩转换，顾名思义是指按照现实中的需要，把颜色从一个设备空间转换到另一个设备色空间，这其中的色彩转换工作是由专门的色彩管理模块（CMM）通过建立相应的颜色对应查找表完成的，整个流程实际上就是改变颜色的RGB值或CMYK值。既然是涉及了图像的颜色在两个设备之间的转换工作，自然有源设备色空间和需要转换到的目的设备色空间，同时，这两个设备色空间需要拥有各自的特性文件，源设备特性化文件是用来说明图像文件中数据的来源和图像中的颜色所代表的真实颜色感觉；目的设备特性文件是用来说明图像文件中的颜色数值需要转换传递的归属，从而能使用新的颜色数值在现在的目的设备上表现出与源设备上相同的颜色感觉。所以先指定好两个设备特性化文件后再执行CMM模块，指定所需要的再现意图后就可以进行颜色转换工作了。2.2屏幕软打样概述屏幕软打样实际上就是将颜色暂时转换至显示设备上，即利用显示器来模拟印刷机器印刷出的产品所展现出来的效果的一种打样方式。按照色彩管理的流程，软打样的流程是通过对使用专业软件对显示器进行设备校准和特性化并建立特性化文件，使得显示器的显示效果能够达到模拟印刷输出效果的要求8。所以，软打样所经历的颜色转换是从文档颜色空间数值转换到印刷机再转换到显示器，同样，其特性文件的转换过程也是：文档ICC印刷ICC显示器ICC，由此让显示器显示文档最终印刷效果。从另一方面来说，屏幕软打样技术也依赖于显示器的总体色域范围和显色效果9。因而，论精准打样效果，用屏幕上三原色红、绿、蓝组成的颜色来模拟纸张上四色油墨青、品红、黄、黑叠印的颜色是不如直接用印刷机进行打样的效果。同时由于人眼的视觉特性，人们对于颜色的判断不会有唯一肯定的结论，反而很大程度上会受到观察环境中光源、环境光等的影响。因此，如果熟练掌握色彩管理技术，对光源条件、环境光照度等观察条件进行正确的设置并匹配色彩，尽量保证样张和印刷品处于相同条件下被观察，那么拥有低成本、灵活便捷等优点的屏幕软打样也会是一种实用可靠的打样方式。事实上，随着色彩管理和显示器硬件技术的进一步发展，屏幕软打样也步入新的发展阶段。2.3软打样效果评价相关方法2.3.1 色差评价的影响因素国际照明协会（ICC，International Commission on Illumination）在1993年出版的CIE报告就针对色差评价的影响因素进行了详细的归纳和总结9，可以从几个方面进行说明：（1）环境光的照度。环境光照度的变化，一定程度上可能会影响对于颜色观察的感觉。（2）不同的观察角度。对于显示器来说，由于是自身发光体，所以从不同的观察角度进行观察必然会拥有不同的颜色感觉。（3）承载介质。处于不同承载介质上相同的样本，相对来说，给人眼的感觉也是不一样的。（4）观察背景。一般来说，观察背景的颜色也会影响人眼的视觉颜色适应性，所以背景颜色以灰色或浅灰色为佳。（5）显示器自身亮度。显示器本身的自发光显然会在显示样张时对人眼的主观评价产生影响。除了上述几点以外，由于色差评价侧重于人眼主观感觉，所以人本身也是有不同的，即观察者拥有不同的审美观、喜好、视觉特性和相关知识的掌握程度等，这些也会对色差评价产生一定的影响。2.3.2 主观评价印刷图像的主观评价，总的来说是一种根据人眼观察样本得到的颜色感觉主观评定后进行数据的统计分析得出结果的评价图像质量优劣的方法10。所以，主观评价最大的特点在于对印刷图像的分析与评价往往带有人的主观性，会随着评价者的学识、性别、爱好等的不同而产生差异。一般来说，可以为了保证主观评价结果的有效性，观察者的选取可以考虑包括有经验的观察者和没有相关经验的观察者。图像是用来给人观看的，所以在满足一定的客观要求下，主观颜色感觉在某种程度上是占主要地位的，这也是为什么从基础颜色科学到现在形形色色的色彩模型的建立都是建立在许多颜色视觉实验的研究基础上。更何况，确定颜色感觉，必然是要经过人眼的判断，因此，主观评价的研究意义与重要性是不言而喻的11。另一方面，主观评价也具有相当多的优点。比如说实施操作起来简单方便、容易建立色彩评价等级、符合人眼视觉特性等等。而相对的，它的缺点就在于易受观察条件等改变的影响、评价标准难以定量化、评价得到的数据离散型比较大从而数据处理工作繁复等。2.3.3 客观评价印刷图像的客观质量评价方法是指利用某些检测方法，对于印刷品的相关质量特性进行检测，结果用数值表示。本质上来说，客观评价就是用恰当的质量特性参数对图像的质量进行数学意义上的量化描述，或者是运用一定的数学公式建立起与图像质量相关的数学模型，然后针对图像进行运算得到数值评价结果，从而为有效控制和管理印刷质量来提供依据。印刷品客观质量评价的主要内容包括以下几个方面：阶调层次再现、色彩再现、清晰度等，可采用密度计、分光光度计、控制条、图像处理手段等12。客观质量评价的优点在于经过测色仪器得到的数据是客观、定量、稳定的，所以结果也更具有客观表现性，也有利于统一的评价标准得以建立。当然，既然结果是基于测量的数据，所以仪器本身的误差和错误的操作都会对结果产生影响，因此为了尽量保持结果的有效性，虽然不能完全消除误差，但是要尽力避免误差。另外，因为客观评价没有考虑人眼视觉方面的特性和颜色感觉差异，所以在实际运用中倾向于将主观评价与客观评价进行有机的融合，有助于提高图像评价的科学性和实用性，事实上，这也俨然是现在图像质量控制领域的研究新方向。2.3.4 评价数据处理的数学方法经过主观评价和客观评价得到的数据都需要进行数据处理和分析，因此也有一些针对这些数据进行处理的数学方法。（1）标准方差法。根据概率统计学，标准方差经常被运用于评价在一组相关数据中的分布程度，即主要是描述数据组内个体的离散程度13。标准方差也可以用于针对观察者给分数据的重复性的评价，它的计算公式如下： （2.1）公式中值表示的就是数据组的波动离散情况，该值越大则表示相应数据组的数据波动越大、离散度越高；表示数组中待比较的原始数据值；则表示每一数组的平均值。（2）定性指标评价法。主观评价法常使用的数据处理方法之一就是这定性指标平均法14。举例来说，通常会先设置总的分数档位，再按照实验设计罗列出一定的定性评价指标,并分配对应的加权系数即权重,然后针对每一个指标再细分评价标准，按照重要性给予每个细分标准以加权系数，权值可以不同但和必须是等于1的。处理的过程是首先根据各定性指标的细分标准评分和权重得出各个合计得分，再根据各个定性评价指标的合计得分和权重得出最终的综合评定值。用公式表达如下： (2.2)其中：(2.3)的计算类似于，不再赘述。所以按照公式，使用定性指标法就能够比较科学的得到合适的主观评价质量分数。 （3）色差公式计算法。客观色差的衡量一般是基于公式计算的角度。根据CIE 1976的色差公式，在CIE LAB色空间计算两个颜色的总色差公式为： (2.4) 色差公式中，是心理计量明度，又简称为明度指数；是心理计量色度，同样被简称为色度指数。值是表示的是红绿轴的变化，当的值为正值代表其颜色是红色，为负时即是绿色。值表示的是黄蓝轴的变化，当的值为正值就代表其颜色是黄色，为负时则是蓝色15。通过测量屏幕上显示的测控条的LAB值，再测量相应位置的印刷样张上的LAB值，以测量多组取平均值的方式进行实验，记录好数据后，再根据上述色差公式进行色差的计算并进行数据分析，这样能够从客观的角度来进行评价。3屏幕软打样效果主观评价实验3.1实验设备及材料（1）标准光源灯箱：CPC-8（2）显示器：QUATO 244ex（3）分光光度仪：X-rite i1 pro（4）色彩管理软件：Quato iColor Display 3（5）软打样操作软件：Adobe Photoshop（6）标准样张：CGS Offset Test Chart 2013标准测试样张3.2实验方案设计关于主观评价实验设计，由于本论文实验研究的重点在于研究不同观察环境对于屏幕软打样效果的影响，人是印刷品观察的主体，所以实验设计侧重于人眼视觉主观评价部分。实验设计采用13个颜色视觉正常的观察者，每个观察者需要对屏幕上显示的样张和标准灯箱中放置的印刷样张的效果按照设定的评判标准进行比较并打分，观察角度45度和观察距离15厘米固定。实验采用控制变量法，其中有两个变量，一是标准光源D50和D65，另一个是照度20%的照度、40%、60%、80%、100%。所以，简单来说，观察者需要对在D50标准光源下20%到100%的照度条件下的软打样效果进行评价打分，类似地再进行D65环境下不同照度等级的评分。总的来说，每个人需要完成D50光源下5份评分和D65光源下5份评分。具体的操作流程是首先使用色彩管理软件Quato iColor Display 3进行显示器QUATO 244ex的校准和特性化，其中使用测色仪测量标准灯箱CPC-8不同光源下的五个照度等级下的环境光，从而得到不同变量下的ICC特性文件。然后，在显示器系统使用先前保存好的某一标准光源下的某一照度的特性文件后，使用软件Adobe Photoshop打开CGS Offset Test Chart 2013标准测试样张，再为其指定该样张印刷ICC观察配置文件来进行这一标准光源下这一照度情况下的软打样，忠实地记录下各个观察者的评分情况。3.3主观评价评分标准设计3.3.1 主观评价总评分标准关于主观评价总评分标准，按照定性指标评价法，首先设计一个总的评价标准作为基础，分为五档，分数从0分到4分，具体内容如表3.1所示。表3.1 主观评价总评分标准0分完全一致，不存在可感受到的差异1分基本一致，存在若有若无、不确定或不明显的差异2分存在微弱但可以确定的差别3分差别较明显，但在人眼可接受的范围4分差别十分明显，不在人眼可接受范围内3.3.2 主观评价定性评价指标及细分标准按照标准样张的特点，主观评价定性评价指标设计为六个部分灰色再现、色彩再现、人像再现、阶调复制、金属光泽和饱和度，采取平均分配权重，所以每个部分的评分都占六分之一的比重，具体如表3.2所示。表3.2 主观评价定性评价指标及综合得分主观评价定性评价指标权重得分灰色再现1/6色彩再现1/6人像再现1/6阶调复制1/6金属光泽1/6饱和度1/6综合评定值由于样张内容丰富，所以采取对样张中的图像采取编号处理，编号从1到18号，如图3.1所示。正因为如此，每个细分标准的评价分数都是要根据几个图像综合评价后合计得到。图3.1 标准样张图像编号（1）灰色再现。该标准是由样张中编号为1、2、12的三张图和背景灰四个部分的灰色感觉再现、灰色均匀及平滑度三点综合反映的，这里四个部分的权重采取平均权重分配，具体评分内容如表3.3所示。表3.3 灰色再现综合得分图号权重灰色再现评分11/4灰色感觉再现、灰色均匀及平滑度21/4灰色感觉再现、灰色均匀及平滑度121/4灰色感觉再现、灰色均匀及平滑度背景灰1/4灰色感觉再现、灰色均匀及平滑度合计评定值（2）色彩再现。该标准是由单色再现和非单色再现两个部分组成，平均权重分配，各为1/2。在这两部分中，每个部分的标准都是色相、明度和饱和度这三个评价内容。根据人眼视觉特性，人眼对于色相的改变感觉最为明显，明度次之，饱和度最后。因此，关于权重的设置适宜采用色相占最多的1/2，明度占中间层次的1/3和饱和度占最少的1/6的分配方法。具体来说，其中单色再现的综合表现是根据编号为3、5、6、7、8、9的分别表示单色黑、绿、品红、青、蓝、红这六方面的合计得分确定的，采取平均权重分配，各为1/6。至于非单色再现由编号为4和10这两方面的合计得分去掉，同样使用平均权重分配，各为1/2。单色再现的评价部分以图编号为9的单色红为例，非单色的则以图编号为4的为例，还有单色再现得分合计、非单色再现得分合计和最终的色彩再现综合评定值的具体评分如表3.4、3.5、3.6、3.7、3.8所示。表3.4 单色再现部分得分图号权重红色再现评分91/2色相1/3明度1/6饱和度合计评定值表3.5 非单色再现部分得分图号权重色彩再现评分41/2色相1/3明度1/6饱和度合计评定值表3.6 单色再现合计得分图号权重色彩再现评分31/6黑51/6绿61/6品红71/6青81/6蓝91/6红合计评定值表3.7 非单色再现合计得分图号权重色彩再现评分41/2101/2合计评定值表3.8 色彩再现综合得分种类权重色彩再现感觉评分单色1/2非单色1/2合计评定值（3）人像再现。该标准的主要观察图像为编号15的图像，根据图像特点，观察标准可以细分为三个部分头发细微层次、面部高光肤色和脖颈暗调肤色，同样采取平均权重赋值法各为1/3。具体评分如表3.9所示。表3.9 人像再现得分图号权重人像再现评分151/3头发细微层次1/3面部高光肤色1/3脖颈暗调肤色合计评定值（4）阶调复制。该标准由阶调层次和阶调并级两部分组成，平均分配权重，各为1/2，即阶调复制的综合得分由这两部分合计得出。其中阶调层次部分的观察对象是编号为13和14的图像，权重各为1/2。13号图的评分标准是玻璃杯高光处亮调的阶调再现及杯子与冰块的透明感，14号图的标准是中间调到暗调的阶调再现。阶调并级部分的观察对象是编号为3、5、6、7、8、9的图像，权重各为1/6，实际上就是观察不同单色为主的图像中的人物衣着与背景及物品的颜色中的阶调并级情况。具体评分如表3.10、3.11、3.12所示。表3.10 阶调层次合计得分图号权重灰色再现评分131/2玻璃杯高光处亮调阶调再现及杯子与冰块透明感141/2中间调到暗调的阶调再现合计评定值（5）金属光泽。该标准的观察对象是编号为11和13的两张图像，平均权重，则权重各为1/2。图11主要侧重于剪刀的尖锐处，图13则侧重于金属杯。具体的评分如表3.13所示。表3.11 阶调并级合计得分图号权重阶调并级评分31/6黑 人物衣着与背景及物品的颜色51/6绿 人物衣着与背景及物品的颜色61/6品红 人物衣着与背景及物品的颜色71/6青 人物衣着与背景及物品的颜色81/6蓝 人物衣着与背景及物品的颜色91/6红 人物衣着与背景及物品的颜色合计评定值表3.12 阶调复制综合得分种类权重阶调复制感觉评分阶调层次1/2阶调并级1/2合计评定值表3.13 金属光泽合计得分图号权重金属光泽评分111/2剪刀尖锐处131/2金属杯合计评定值（6）饱和度。该标准主要观察高饱和度为主的图10和以低饱和度为主的图18，同样采取平均分配权重，各为1/2。具体的评分如表3.14所示。表3.14 饱和度合计得分图号权重饱和度评分101/2高饱和度181/2低饱和度合计评定值3.4实验步骤3.4.1 显示器校准和特性化以D65 100%照度条件下的操作为例：（1）Start（开始）。如图3.2，在色彩管理软件Quato iColor Display 3界面的左边点击Start，在Measurement method中选择Software calibration on TFT displays，在Device selection中的下拉框选择i1 Pro & Display 2，选中并在Correction for Wide-Gamut-Displays中的下拉框选择Intelli Proof 244 excellence。图3.2 Start（开始）（2）Settings（参数设置）。如图3.3，点击第二个步骤Settings，有三种Mode，选择Adcanced Mode，Gamma选择2.2，然后点击右侧的Lightbox选项，目的在于测试灯箱的照明数据来作为屏幕校准的照明数据设置。点击后，由于灯箱不是直接通过USB接口与电脑相连，所以系统会弹出提醒“Lightbox not found”的对话框，点击确定之后即可进入手动测量界面，界面中Illuminance的单位有Emission选项的cd和Ambient选项的lux，这里我选择了Ambient。然后按照操作标准，把i1 pro拿起并保持在距离灯箱20cm处，再点击界面上的Measure，测量多次，当数据变化趋于稳定时即把当前照度值予以运用，点击Apply即可。（3）Calibration（测试校准）。如图3.4，点击Apply后，界面会自动进入Calibration步骤，此时把屏幕遮光罩取下，把测量设备i1 pro悬挂在显示器上，测量部位对准界面上的色块显示区域，然后再把屏幕遮光罩装好。确认测量仪器摆放位置无误及遮光罩安装完成后，即可点击界面中的Start，测试调整过程大约持续几分钟。这一过程会自动完成Brightness/Contrast和White Point的调整，不需要像其他类似的特性化软件使用过程中进行手动相关调整，这也是该色彩管理软件的进一步智能化的体现。(a)图3.3 Settings（设置）(b)