彩色机技术基础_V3.doc

彩色机技术基础彩色机技术基础佳能（中国）有限公司技术部2004年5月Ver1.01.印刷市场环境和背景.11-1从黑白机到彩色机11-2对颜色的要求.22.颜色的基础知识32-1什么是颜色？32-2颜色的定义、表现42-2-1光的3原色（加法混色）42-2-2颜色的三原色（减法混色）42-2-3 CMYK模式52-2-4UCR（消底色）62-3颜色的数值化72-3-1HSB模型72-3-2标色体系82-3-3E93.颜色的特性103-1应用数据的颜色表现103-2因设备不同，颜色表现也不同123-3显示器和打印机颜色144.颜色管理系统164-1颜色管理的基本结构164-1-1颜色管理的作用164-1-2从输入到输出的数据流程174-2 利用OS标准CMM进行颜色管理234-2-1设备profile234-2-2应用软件颜色匹配284-3利用驱动程序的颜色管理294-3-1.打印机颜色匹配294-3-2RGB资源profile304-3-3CMYK模拟324-3-4输出profile344-3-5RGB分离354-3-6印刷缩排364-3-7纯黑字/制图384-3-8.黑色套印414-3-9点色匹配424-3-10联合分解445物体线数48附录4953彩色机评价简介1.印刷市场环境和背景1-1从黑白机到彩色机由于彩色打印机和彩色复印机的使用价值非常高，以及了解彩色印刷优势的人越来越多，所以对彩色印刷机器的要求越来越高。即使是办公文件，对颜色（文字）的要求也很高。而且，在设计、照片印刷领域里，需求也在不断的提高。办公系统的用户非常重视成本和速度，对打印质量的要求不是特别高。相反，设计系统的用户非常重视打印质量和速度。 1-2对颜色的要求更加准确希望印刷出与想要的颜色相同的颜色。希望印刷出与PC显示器上显示的颜色相同的颜色。或者，希望印刷出与印刷机印刷的原物颜色相同的颜色。或者，用其它打印机印刷出相同的颜色。更加舒适数字并不需要准确的颜色，但印刷物需要非常漂亮的颜色。希望印刷出天空像天空，海洋像海洋，水果看起来非常美味，人们看起来很健康等让人看起来很舒适的颜色的印刷物。更快与黑白打印机相比，彩色打印机打印时间更长。处理4种色彩，所以需要4倍的时间。从软件上来看，由于处理信息更加复杂，所以需要更长的时间。希望开发设计更高效的计算程序，减少处理时间。（更快的CPU、更大的内存等）通过增强硬件加快处理时间是一种方法，但是价格高昂。更加便宜与黑白打印机相比，彩色印刷更昂贵。由于信息量大，处理复杂，需要更大、更高性能的硬件资源，所以更昂贵。而且，消耗品也很昂贵。与黑白打印机相比，改良余地更大，更有发展前景。虽然颜色准确，但是未必是用户满意的颜色，这样的技术难题很多，所以彩色复印机还不是让人非常满意的产品，而且各个生产厂家的开发竞争非常激烈。2.颜色的基础知识2-1什么是颜色？颜色的存在需要下列3种要素。即光线，发光、吸光、反光的物体以及能够感知光线的人。我们的眼睛可以看到420780nm（纳米）极其狭窄领域内的电磁波。这一系列波长被称为“可见光”。射线 紫外线 微波（？） 电视或者收音 长波收音 ？ X线 红外线 短波收音 AV收音波长（米）电磁光谱可见光观察到颜色必需的是光、物体和感觉。我们的眼睛有3种视觉细胞，各自反应的颜色范围也不相同。刺激视网膜的3种刺激传入大脑，进行信息处理，然后感觉到颜色。人类的视觉细胞3种刺激传入大脑，进行信息处理，然后感觉到颜色。大脑识别颜色是当今尖端的研究领域红外线紫外线2-2颜色的定义、表现2-2-1光的3原色（加法混色）1801年托马斯以及之后的哈曼研究并发现混合3种光后会产生任何一种颜色的光。因为混合RGB彩色后产生白光，所以称之为加法混合色。混合所有颜色的光后，映入眼帘的都是白色。加法混合色已经被用于照明、电视、显示器等领域。例如，显示器是从非常小的红、绿、蓝色荧光体发出光线，混合不同强度的红、绿、蓝后，产生许多颜色的光。白红黄绿青色品红色蓝2-2-2颜色的三原色（减法混色）彩色印刷最佳原色是青色（蓝色中间色）、品红色（紫红）、黄色（yellow）。混合这3种颜色后颜色全部吸收，就成了黑色。分别减少这3种颜色后，其混合色就接近于白色。这被称为减法混色。氰色蓝品红色黑绿红黄 2-2-3 CMYK模式CMYK模式通过被吸收在纸面的墨水的性质产生颜色。白光相当于半透明墨水，吸收光谱的一部分，没有被吸收的颜色反射至眼睛。CMYK印刷用墨水C、M、Y，不能生成纯的（C、M、Y）颜色。这3种颜色的混合并非黑色，只是浓茶色。只能采用黑色（K）墨水制成纯黑色，或者混合黑色（K）墨水。 CMYK模式 点线是理想型，实际上是实线品红色墨粉的反射光量C+M+Y的反射光量黄色墨粉的反射光量波长波长蓝色墨粉的反射光量波长波长 3黑色（BLACK）使用字母K不使用B的原因是由于避免与蓝色（BLUE）混淆。2-2-4UCR（消底色）印刷颜色时，需要3种颜色，为了减少墨水的总量，可以向CMY的墨水中加入适量的K墨水。3种颜色（CMY）重叠的部分相当于黑色，用K墨水替换，比3种颜色混合制成的黑色更加真实，能够提高颜色的再现性。如果同时加入UCR，能够节约必需的墨水量，减少经费支出，而且印刷物的定影牢固度也非常好。但是，节约的结果是减少浓度、打印出浓度不足的画面，有时也不能（100%）给予更换。50%加墨加墨 2-3颜色的数值化我们表示颜色时，通常会借用某些东西的名称，如“无色”、“桃色”等，或者说成“亮红色”、“灰绿色”。与此相反，也可以用数值表示颜色。如要用数值表现颜色的话，可参照多种考虑方法。而且，在讨论“颜色准确”或者 “颜色错误”时，为了排除主观感觉表现（稍差、完全错误），必须用数量表示。2-3-1HSB模式颜色的3要素包括色调（Hue）、色度（saturation）和明亮度（Brightness）。色调：色泽（颜色的种类？）色度：颜色的鲜艳度明亮度：颜色的明亮度颜色的要素色度（saturation）明亮度（Brightness）颜色的鲜艳度颜色的明亮度在3维空间内表现这3种要素就是HSB模型。用0360表示色调用0100%表示明亮度用0100%表示色度HSB彩色模型2-3-2标色体系标色体系就是用数值和符号表示颜色的方法。（1） XYZ关于颜色表示法，最初只是想用光的三原色R、G、B的加法混色表示所有的颜色，但是三原色的光混合也有不能表示的光谱颜色。用光学原理考虑的三原色与感觉捕捉到的三原色之间有差别。因此，为了适合人们的感光感觉，修改了RGB，使用XYZ三种符号，称之为三个刺激值。通过三个刺激值的加法混合，可以表达光谱颜色、光谱光的混合色、物体颜色。X主要表示代表红色的颜色刺激，也包括蓝色波长范围的颜色刺激。Y是亮度，同时也代表绿色的刺激。Z代表蓝色范围的颜色刺激。（2） CIE L*a*bCIE是在XYZ颜色空间领域的基础上制成的颜色领域。2种颜色感觉差异与该颜色领域内的几何学间隔成比例。L*a*b是指用L轴表示亮度（Lightness），用主观的4原色即红绿（a轴）和黄蓝（b轴）表示色度的轴，这3个轴立体垂直的颜色领域。在L*a*b标色体系中，用2点间距离表示某2种颜色的差异（色差）。规定主观（看到颜色时）上看起来相同的色差与颜色的距离（主观的距离感）相同。2-3-3E人们凭感觉判断两种颜色是否相同、相近或者不同缺乏客观性。因此，为了更加客观地给予评价，必须用数值评价两种颜色有何种程度不同的“色差”。这被称为E。测定在两种颜色的Lab色领域内的数值，计算两者的差（距离）。数值越小，颜色越接近，就越相似。当EAuto CalVisual Cal通过评价，在一早及更换墨粉时必须进行校正。采用哪种方法均可，但是校正精度不同。即使在相同校正情况下，根据目的分别处理也非常重要。CLC单体进行的校正 自动调整修正（Pascal）使用复印机时，对扫描部的校正。自动调整修正分为完全修正和快速修正。完全修正是指在高浓度部分不能产生适当浓度时，或者中间色调的阶调性与原稿不同时进行。快速修正是指在高浓度部分能产生适当浓度时，或者中间色调的阶调性与原稿不同时进行。操作步骤完全修正时 选择用户模式 自动调整修正 完全修正。 输出测试打印1（完全浓度部分的修正）。 确认输出打印图像没有异常后，读取图像。（出现异常时，按照基本图像调整顺序，进行调整） 测试打印2（调整部分400线/800线的修正） 测试打印3（调整部分200/266线的修正）相同。测试打印2 测试打印34-2-2应用软件颜色匹配应用软件的使用方法如下： 利用ICM和ColorSync等OS具有的CMS的方法缺点是在DTP（Desk Top Publishing）环境中不符合必需的EPS形式数据 利用Photoshop等应用软件的方法（Photoshop5以下版本的“附录颜色管理”具有该项）应用软件颜色匹配利用应用软件颜色匹配印刷RGB、CMYK数据时，必须关闭应用软件颜色匹配（见下文）。转换后数据变换颜色匹配profile应用软件原始数据操作步骤打开Photoshop后，从“颜色设定”菜单开始设定颜色管理。注） 这里的UI都是EFI制的内容。4-3利用驱动程序的颜色管理4-3-1.打印机颜色匹配OS的颜色管理分为Microsoft Windows附带的“ICM”和Macintosh附带的“ColorSync”。这种方法有时不能满足厂家为了忠实地再现颜色，付出更高附加价值再现颜色的需要。因此，打印机生产厂商提供的打印机驱动程序中大多都会附带自己的颜色修正模式。打印机颜色匹配在打印机颜色匹配时，在应用程序中已设定的数据基础上处理，再输出打印机颜色。（可能忽视应用软件）变换EFI控制器等颜色匹配变换后数据打印机驱动程序轮廓应用软件原始数据有佳能提供的“ColorGear”和EFI提供的“ColorWise”。每个CMS进行独立的颜色变换。例如，ColorWise在L*a*b色空间内变换处理RGB数据和CMYK数据。4-3-2RGB资源profile即使是相同RGB值的颜色，如果RGB区域不同，色调也不同。（设备依赖颜色）印刷RGB图、物体、教科书时，指定资源颜色区域。因此，在打印机的CMYK颜色区域内最适合匹配RGB颜色的调整。利用RGB资源profile选择“无”以外后，控制器就会转换为数据设定颜色区域的定义、以及应用程序和驱动程序的颜色管理系统的profile。l EFIRGB：EFI定义的色空间l sRGB：windows对应显示器的色空间l Apple标准：MacOS对应显示器的色空间l Custom：可以分别指定RGB的和色度坐标l 资源110：可以指定控制器下载RGBprofile的色空间l 无：在应用程序等情况下不能替换指定的色空间时使用确认步骤（ex.）把Photoshop制作的EPS文件（RGB图像）粘贴在QuarkXPress上，确认不同资源profile的色调差异。1 用Photoshop制作RGB图像，保存为EPS文件。样本2 把文件粘贴在QuarkXPress上。3 在打印机属性方面，把RGB资源profile分别设定为EFIRGB、sRGB、Apple标准和无，再确认打印色调。4-3-3CMYK模拟为了模拟其它设备或者胶印标准输出，调整CMYK颜色数据。打印CMYK数据时，有时指定（输出）目标的色空间种类。为了得到接近各个国家的标准色空间或者墨水公司提倡的色空间的打印结果，制定各种色空间。选择“打印机初期设定”后，在打印机上通过缺省设定的模拟轮廓开始打印。l SWOP-Coated：Specifications for Web Offset Publications的缩写。 美国使用的分解、校正和彩色印刷规范。l DIC： 日本使用的分解、校正和彩色印刷规范。 大日本化学工业胶印打印最终印刷色。l Euroscale： 欧洲使用的分解、校正和彩色印刷规范。l PANTONE： 墨水生产厂商。LBP-2260PS在同包装内的软件中收录了PANTONE公 司墨水生产的印刷（特色印刷）profile。l 模拟110： 指定由控制器下载的ICC profile的专用颜色区域。l 无：虽然不适用于模拟，但是适用于控制器的校正l 复印机的最佳值：回避控制器的颜色处理。 在应用程序等情况下不想替换指定的颜色区域时使用 即使改变了CMYK模拟，RGB数据也不能改变色调。由于办公软件（Word、Excel）只能输出RGB数据，所以不能通过CMYK模拟控制颜色。确认步骤用户定义的profile设定是制作极端的设定。在Color Wise评价中选择各种profile时，通过选择极端profile，能够确认软件正确，选择profile、进行演算。必须确认通过CMYK模拟指定想要输出的色空间种类，改变实际印刷效果（色调）。项目1）选择正确的色空间（文件）吗？以EFI公司生产的Color Wise为例事先必需设定CMYK Simulation Profile-Simulation110，Color Wise Pro Tool (CWPT)的轮廓管理。 使用CWPT的文件管理，编辑任意的模拟profile。 为了使色差通俗易懂，描绘出下图中的偏差曲线。例如，如果设定输入蓝色20和输出100的曲线，将会打印蓝色图像；如果设定输入品红色20和输出100的曲线，将会打印浓粉红色的图像，所以容易判断色调的差异。 选择编辑的profile，如果色调相似，就能检查是否选择了正确的profile。项目2）对选择的色空间是否采取了正确的颜色变换，以本来颜色选择吗？ 通过映事系统评价不能验证这种色调。CMYK模拟方法指定模拟质量。利用“快速”模拟在每个CMYK中使用1种转换曲线，只调整输出浓度。利用“完全”模拟是调整基于输出浓度的色整合，适用于4种转换曲线，所以更适用于正确的模拟。决定追溯到印刷用墨水（完全）还是在供给墨水状态下模拟（快速）胶印模拟？例如，品红色100%色块在快速模式下能够表现，但是在完全模式下使用4种墨粉更加接近墨水颜色。4-3-4输出profile这种设定适用于所有印刷工作数据。把印刷工作的RGB数据转换为CMYK时，指定输出profile。输出profile规定打印机颜色特性以及校正对象。没有模拟其它打印机设备时，这里选择“打印机初期设定”后，把打印机CMYK色空间用profile用于数据转换。输出-1、输出-2等是自定义输出profile。使用ColorWise Pro Tools，制作改变校正目标的自定义输出profile，下载至Fiery。确认步骤如果想要输出的色空间不同，理解颜色不同的地方，感受真实感。确认采用与CMYK模拟相同的手段，会成为什么样的极端profile指定图像。4-3-5RGB分离指定在CMYK颜色区域内RGB数据的分解方法。选择“输出”后，将在“输出profile”选项中选择profile的基础上，在打印机CMYK颜色区域内分解RGB数据。选择“模拟”后，将在“CMYK模拟profile”选项中选择profile的基础上，在模拟用CMYK颜色区域内分解RGB数据。因此，可以用手头的打印机模拟胶印等其它CMYK设备的颜色输出。确认步骤选择“RGB颜色分解”的“输出”或者“模拟”、进行设定时，检查是否按照设定的流程进行打印。关键有时也会出现UI的错误操作。即使在RGB数据条件下，有时会出现选择还是不选择PS颜色管理选项，或者根据所选择的保存方法会出现模拟profile有效还是无效的差异，所以必须注意，并进行评价。4-3-6印刷缩排印刷缩排是指在不同的颜色表现领域（色域）内怎样调整（匹配）的变化方式。例如，进行“RGBCMYK（显示器打印机、印刷机）”的颜色变换时，必须采用什么方法再现不能表现的颜色。解决这个问题的过程是印刷缩排。CMS把某种装置移动至其它装置时，使用ICCprofile信息进行颜色变化（修正）。颜色再现领域不同，所以颜色信息变化是指偏差信息。成为优秀CMS的条件是如何缩小偏差，如何更简便地改变效率（对于指定颜色信息的用户）。Color Wise（EFI公司）Perceptual （连续性、感觉）Lips色调优先颜色数值本身有时也会变化，肉眼观察到的颜色与本来的颜色没有差异的变换方法。与图像真正的颜色相比，必须优先保持色调关系。最适合于照片图像（位图数据）。显示器的颜色再现区域饱和度制图（色彩） Lips鲜艳度优先不重视色调的正确性，以维持原来颜色的艳丽印象为目的。由于多种颜色间的色度（鲜艳度）的关系比色调关系更优先，所以在改变为狭窄色域时，有时会偏离色调关系。与颜色间正确的关系相比，生成非常鲜艳的颜色更为重要，更适于商业制图。打印机的颜色再现区域显示器的颜色再现区域Relative Colormetric(相对颜色比较)Lips色差最小维持相对色域：变换后的色域中的颜色没有发生变化。比较原来色空间的白色点和变化后色空间的白色点，按照此差异，变换色域外的颜色。由于显示的“白色”和“纯白色”以相同颜色输出，所以图像数据没有背景色。打印机的颜色再现区域显示器的颜色再现区域Absolute Colormetric(绝对颜色比较)Lips色差最小？维持绝对色域：变换后的色域中的颜色没有发生变化。使用原来色空间的白色点，变换色域外的颜色。与“相对”相同，追求更准确颜色表现的有效方法。在“绝对条件”下，使用RGB源轮廓定义的白色点数值，如果强化白色点数值的蓝色，就会输出白色中略带蓝色。打印机的颜色再现区域确认步骤1 使用PowerPoint的试样，选择UI颜色表现，对比打印结果。4-3-7纯黑字/制图打印黑色图像和文字时，比较使用CMYK4色墨粉供给打印的黑色与只用黑色墨粉打印的纯黑色，结果颜色不同。纯黑字/制图的功能是为了准确输出要求的黑色。黑字是只用黑色墨粉，为了得到纯黑色印刷时才使用的功能。文字和图像所使用的纯黑色能够使黑字和排版的印刷品质达到最佳状态。“打开”该选项后，黑色的RGB字和图像（R=G=B=0）、黑色的CMYK字和图像（C=M=Y=0，K=100）就用黑墨粉进行印刷。“打开”时，黑色的RGB字和图像在CMYK4色的黑色下输出。黑色的CMYK字和图像以基于所选择的模拟profile或者输出profile定义浓度输出。定义黑色包括CMY任意一项时，该选项就不再发挥作用了。“打开”“黑色套印”时，该选项就会自动启动。确认步骤必须确认该功能是否有效运转，可以通过QuarkXPress（CMYK应用软件）和MS Word（RGB应用软件）两者确认On/Off的效果差异。制作黑色浓度为100%的数据和黑色浓度为99%的数据，观察印刷效果。QuarkXPress情况下采用QuarkXPress，即使只是黑色，也能设定不同浓度的黑色。虽然肉眼无法识别100%浓度和99%浓度的黑色的区别，但是严谨地说，100%浓度的黑色才是纯正的黑色。纯黑字/制图工作时，将“ON”打开会把100%浓度的黑色作为纯黑色打印。1 采用CWPT编辑模拟的SWOP-Coated 初期设定中，把输入0%/输出0%与输入100%/输出100%连成一条直线。 只编辑黑线点击输入黑色的100%，确认在图表下方显示的输入100/输出100。 把输出从100变为50。（参照下图）保存后，CMYK模拟profile分为模拟110。分配至模拟1时，PPD设定为CMYK模拟profile：模拟1进行打印，设定为100%浓度的黑色以50%的浓度打印。2 启动QuarkXPress 打开新的文件制作100%浓度的黑色（K=100%）和小于99%浓度的黑色（通过Quark的编辑菜单colorsnew，使之成为CMYK模式，能够制成与CMYK4色同时设定为100%的黑色，然后设定CMY3种颜色为0，只设定K为100%，再使用） CMYK模拟profile：在模拟1中设定，改变纯黑字/制图的设定，将会有按照下图的浓度差异进行打印。纯黑字/制图工作时，”ON”打开时将会把k=100%的黑色识别为纯黑色，不再依赖于CMYK模式，以纯黑色打印。MS Word情况下1 用Word制作只使用黑色的图和文字，再在同一页内使用任意颜色制作图像和文字。点击“其它颜色”，确认用户设定，该黑色是在R=0、G=0、B=0的RGB颜色下制作的纯黑色。（注意：如果不使用R=0、G=0、B=0的纯黑色，就不会得到预想的结果）2 只使用黑色的图形和文字分别在纯黑字/制图工作“ON”打开时只使用黑色墨粉供应打印，以及纯黑字/制图关闭时使用CMYK4种颜色供应打印。3 4色墨粉混合和只用黑墨粉打印的黑色很难辨别时，采用下列方法确认4色和黑色。（下列为CLC1000时）4 改变CLC的服务模式设定，在纸上错开一段短距离打印各种颜色，辨别4色混合和黑色墨粉打印的黑色。青色字位置错开法使用控制面板的维修模式进行设定。注）由于表现方法因机器种类而不同，所以必须阅读使用指南。 利用CLC维修模式（按下用户模式键同时按下“2”和“8”键按下用户模式键），可以改变FUNCIMG-REGC-REG-V数值（例如，设定在125中的105设定）。 接着，利用FUNCInstall下一个画面IMG-REG，更改为“0”，退出维修模式。恢复方法 复原CLC的维修模式FUNCIMG-REGC-REG-V数值（事先记录更改前的数值，输入该数值） 接着，把FUNCInstall下一个画面IMG-REG返回“1”，退出维修模式。5 纯黑字/制图关闭时：用CMYK4色打印黑色，所以把黑色的图和文字与青色的图和文字略分开打印。 纯黑字/制图工作时：即使CLC设定错开青色，也用黑色墨粉打印黑色。 在CLC维修模式下，改变C-REG-V，错开青色，打印出如下效果。4-3-8.黑色套印在彩色背景和图片上打印黑色文字时，使用黑色套印。重叠打印配置在黑字背景的颜色、图项、黑色文字，还是透过黑色文字背景打印黑字，可以选择如下2中方法在彩色背景上打印黑色时，作为重叠部分的输出方法，有透过黑字部分下的彩色背景部分的方法和在彩色背景上套印黑字的方法。“启动”：黑字被彩色背景覆盖。打印机首先输出所有彩色背景部分，然后在彩色背景上以K100%输出黑字。避开字和背景的间隙以及彩色版缘。“关闭”：除去（取下）黑字下的彩色背景部分。 打印机首先输出黑字下方以外的彩色背景部分，然后再输出除去部分的黑字。结果就可以看到黑字部分了。确认步骤1 与纯黑字时相同，改变维修模式的设定，在纸上错开一段短距离打印各种颜色，确认是否套印黑字。 “ON时” “OFF时”4-3-9点色匹配利用QuarkXPress等应用程序指定物体颜色为Pantone颜色（例如，Cool Gray1 CV）。打印这种文字时，把Pantone指定的点色尽可能转换为正确的CMYK的功能，这被称为点色匹配。点色匹配指定颜色分解时，打印在自己色谱上的颜色。与组合青色、品红色、黄色、黑色印刷的印刷彩色油墨不同，点色是使用彩色用特制墨水打印。特色一般来说，是指CMYK以外的印刷用墨水。有时包括金色、银色、荧光色等颜色。用于彩色印刷不能表现的颜色和多色印刷。有大日本墨水、东洋墨水、Pantone等许多种墨水。通过CWS的文件打印页检查彩色图表打印，打印“指定PANTONE彩色打印时，以哪种颜色打印呢？”一览表。打开点色匹配，打印时：采用与彩色图表相同的颜色打印应用程序指定的Pantone颜色。关闭点色匹配，打印时：采用与彩色图表不同的颜色打印应用程序指定的Pantone颜色。操作步骤利用QuarkXPress等CMYK应用程序指定Pantone颜色后再打印。利用QuarkXPress指定Pantone颜色的方法ex. 指定Pantone Cool Gray 1 CV颜色的方法1