色彩管理新视点.doc

平面设计之色彩管理讲解详情 （内部资料、严禁抄袭）色彩管理新视点详解一、 从1979年在北京精美印刷厂的电分工段开始接触制版技术（现称之为印前技术），历经了传统手工制版工艺、电子分色工艺、DTP桌面出版工艺、CTP数字化印刷工艺。深刻体会到计算机技术对印刷行业的冲击，身为从业人员更是感到惶惑不安，此时不仅要坚持不懈的努力学习而不被淘汰，尤其在遭遇到困境时，常常怀念起当年学徒时的老师：日本光阳株式会社的岩井龙三先生（曾任深圳美光彩印公司总经理）、石川卓先生（专门研究色彩管理）、辻隆生先生（现在北京雅昌彩印公司任印刷标准化管理的顾问）。北京的印刷企业对色彩管理非常重视：如北京彩虹迪捷科技有限公司一边研究开发色彩管理技术、一边与实际生产密切结合，并开始了古画的复制业务，并同HP公司、X-rite公司等单位有着良好的业务合作。北京雅昌彩印公司则以全面数字化管理、规范化作业、标准化生产，赢得了摄影界、绘画界、艺术品收藏等领域大腕们的青睐。2004有幸与德国GMG公司的亚太区总裁吴国强先生、中国地区总经理严建海先生，讨教了许多德国GMG公司对色彩管理技术方面的独到之处，特别是该技术满足了邮票尺寸小、专色为主、防伪邮票纸、防伪油墨、凹印工艺等多方面的特殊需求。当前设计公司、扫描输出中心、印刷厂如雨后春笋遍地开花，在资金有限、竞争激烈的状态下，如何加大科技含量、保持技术领先是每个企业必须面对的课题，我愿将个人的拙见捧出，供大家能有所一用，望诸位老板“鸡”年发财。二、 关于色彩1. 色彩色彩实际上仅仅作为眼睛和大脑的一种感觉而存在。光照射到物体上，或者穿过物体的时候，受到物体表面质量影响，并通过空间介质传播，被我们的眼睛所“看见”，就体现出该物体的颜色。就这一现象来说，色彩实际上是眼睛和大脑的一种功能，它们共同工作，将具有不同光谱能量的光翻译成我们所称谓的“色彩”现象。我们可以称色彩效果是光源、对象和眼睛三者交互作用的结果。因此，色彩是与眼睛相关联的抽象概念。总的来说，人类眼睛观察色彩方式的不同并不会严重影响我们的生活，但在印刷技术领域和商业印刷行业，对色彩感知的不同往往会影响一份印刷作业的最终质量。2. 色彩精度色彩精度就是对规定的或测定标准的色彩的逼真度。将一种色彩精确地反复打印在介质上的能力，是色彩可重复性的衡量尺度。人们不仅关心在同一介质和设备上屡次打印的色彩可重复性，而且还关心色彩在印刷机之间的可重复性和准确性。在日常制版印刷过程中，在对同一数字文件进行多次重复输出时，必须能获得相同的打样和印刷效果。这就是人们对色彩精度的要求。在制版印刷行业，人们一般使用Delta-E来评价色彩精度，这是一种描述“差异”的测量方法，可以相对容易地测量和计算出色彩精度。在制版印刷中，大多数色彩测量是用仪器完成的，仪器测出CIELAB值。色彩之间的比较是通过对两组CIELAB响应进行数学比较，以及通过对它们之间差异的数学计算来完成的。用来描述差异的那个值被称为Delta-E。Delta-E通常被描述为人眼能觉察的色彩和色调中的最小差异。在描述印刷样本中出现的差异时，Delta-E值是非常有效的。一般说来，不同Delta-E范围内的色彩效果是不一样的：1.6-3.2，从一定距离外观看，基本上看不出来色彩的区别，这通常被认为是相同的颜色；3.2-6.5，色彩的差别是可以看到的，但色彩给人的印相是基本相同；6.5-13，色彩的差别是可以看到的，但可认为是相同的色调；13-25，被认为是不同的色调，超过此值，则被认为是不同的颜色。3. 色域空间色域空间是以强度值来表示色彩的模式，色域空间指定色彩信息是如何表示，其意义是以一维、二维、三维或四维空间或组合来表示强度值，从外观看，经常以各种固体形状如立方体、锥形物或多形体来表示这些空间。a、 RGB色域空间RGB色域空间是加色法的三维色域空间，它使用不同强度的红、绿和蓝光强度组成各种各样的色彩，例如扫描仪从影像上阅读了某些份量的红、绿、蓝色反射光量后，然后将此光量转换成数据，显示器收到这些数据后再转换成指定成份的红、绿、蓝光后，由于这些像素很小且靠得很近，在眼睛内使我们误以为看到的是许多各种不同的色彩。以RGB为基础的色域空间在计算机绘图中为最常用的色域空间，主要因为大多数彩色显示器均直接支持，但是以RGB格式产生的色彩在不同的装置间会发生差异，因此又称为“装置所属色彩空间”。b、 CMYK色域空间CMYK色域空间是以青、品红、黄和黑（CMYK）四色为基础的。它最常用于彩色印刷系统，其本质是减色法。CMYK色彩多因印刷机、油墨、纸张等的特性而异，不同的装置所产生的色域空间各不相同。将RGB色域空间转换成CMYK色域空间时也会有很多变量，这涉及到设备规格、油墨种类以及纸张特性等多种可变因素。色彩管理软件便是在作色域空间转换时完成大量的计算，最终使色域空间转换时尽可能产生最小的色彩变化。4、 色彩转换色彩转换是指根据不同色彩在不同色域空间之间的一一映射关系，把某设备上的色域空间中的色彩转换到另一个已知条件下的色域空间中。色彩管理软件可以将颜色从一个色域空间转换到另一个色域空间，如从显示器转换到打印机。色彩转换也可在一台设备上模拟另一设备的呈色情况，如在显示器上模拟印刷样张。不同的影像装置（扫描仪、显示器、印刷机）在不同色域空间中工作且每种能有其不同的全色域或所能产生的色彩范围。例如：不同的彩色显示器制造商虽同样使用RGB色彩，但可能有不同的RGB全色域。印刷机是用CMYK工作空间工作的，若是使用不同的印制技术，即使同一台印刷机全色域也可能因使用的油墨或纸张类型而有很大变化。色彩匹配是调整转换后的色彩从一种色域空间的全色域到另一种使之达到最大相似值的过程。例如一台显示器上的RGB色彩转换到一台印刷机上的CMYK色彩，转换过程中可能导致意想不到的结果。二、 色彩管理从印刷业的初期直到如今一直存在很多色彩方面的问题，人们也一直在不同的时期使用不同的方法进行色彩的管理。随着技术的不断更新，色彩管理的方法也在不断的在进步。八十年代末，数家领导色彩技术的公司为解决彩色桌面出版系统在设备间色彩不匹配的问题，建立了一套解决方案并发展成应用软件，通称为色彩管理系统（Color Management System，简称CMS）。色彩管理系统(CMS)作为当前印前系统发展的一个重要方向，已为众多印刷及相关领域的人士所认知，它的诞生和发展与桌面出版和数字印刷息息相关。由于桌面出版系统的开放式环境使色彩在复制过程中牵涉到不同的设备和介质，而这些设备和介质之间又存在着不确定的关系，使得图像色彩从原稿到显示器，再到最终印刷品，很难保持一致。因此，色彩管理已越来越为广大软件开发商和业内士所重视，也必将在色彩相关领域得到广泛而彻底的应用。1、 色彩管理的要素a、 标准化为了保证色彩信息传递过程中的稳定性、可靠性和可持续性，要求对输入设备、显示设备、输出设备进行标准化，以保证它们处于校准后的工作状态，利于进行色彩管理。b、 特性化当所有的设备都校正后，就需要将各设备的特性记录下来，这就是特性化过程。每一种设备都具有自身的色彩特性，为了实现准确的色域空间转换和色彩匹配，必须对设备进行特性化。对于输入设备利用一个已知的标准色度值表，对照该表的色度值和输入设备所产生的色度值，做出该设备的色度特性化曲线；对于输出设备，利用色域空间图，做出该设备的输出色域特性曲线。在做出输入设备的色度特性曲线的基础上，对照与设备无关的色域空间，做出输入设备的色彩描述文件；同时，利用输出设备的色域特性曲线做出该输出设备的色彩描述文件，这些描述文件是从设备色域空间向标准设备无关色域空间进行转换的桥梁。c、 转换在对系统中的设备进行校准的基础上，利用设备描述文件，以标准的设备无关色域空间为媒介，实现各设备色域空间之间的正确转换。色彩转换是指根据不同色彩在不同色域空间之间的一一映射关系，把某设备上的色域空间中的色彩转换到另一个已知条件下的色域空间中。色彩管理软件可以将颜色从一个色域空间转换到另一个色域空间，也可在一台设备上模拟另一设备的呈色情况。2. 色彩管理技术（1）Adobe的Photoshop色彩管理系统Adobe的Photoshop色彩管理系统作为Adobe 公司最著名的图像处理软件，Photoshop在图像处理方面具有其不可替代的地位。同时，Adobe公司还极力把Photoshop发展成为一个完整的色彩管理系统。Photoshop软件的色彩管理特性是由显示器设置（Monitor Setup）、印刷油墨设置（Printing Inks Setup）和分色设置来控制的。（2）Apple 的ColorSync色彩管理系统Apple 的ColorSync色彩管理系统是由苹果公司发布的色彩管理系统，它采用ICC标准，以Lab色域空间作为标准参照空间，是在Mac操作系统下应用的系统级色彩管理软件。它是一个开放式的色彩管理系统，用户可以通过ColorSync的Plug-in模块进行不同色彩管理系统之间的色彩转换。 ColorSync系统包括3个组成部分，一个ICC标准的色彩描述文件、色彩匹配方式(CMM)和应用软件界面(API)。（3）Kodak的色彩管理系统Kodak的色彩管理系统 Kodak是同时支持PC和Mac平台的色彩管理系统。与Apple ColorSync和Adobe的Photoshop不同，Kodak的色彩管理系统倾向于用模块化的方式进行色彩管理，而且提供了几种局部性的模块，将这些模块组合在一起就可以构成一个完整的色彩管理体系。Kodak色彩管理系统一般包括KPCMS、DCP、PICC及PCS100 4个模块，它们既可分别使用，也可组合成为一个完整的色彩管理系统。（4）QuarkXPress公司的色彩管理系统QuarkXPress公司的色彩管理窗口提供了一种不同的管理方法。通过Quark 软件，可以选择只转换RGB 格式的对象和图像，不转换CMYK格式的，而且必须指定显示器采用哪个ICC特性文件。而Adobe 公司的产品则可自动识别。在第5版本之后，Quark出现一些色彩故障，但并不经常出现。如果采用非TIFF的PICT或JPG格式的文件，每种文件将采取不同的方式分离。它仍然采用CMYK 输出设备作为最终的输出工具。以上这些色彩管理系统基本上都是基于ICC色彩管理技术。ICC技术的目标是为色彩查找表创建一个标准格式-例如特性文件-主要在不同设备（如扫描仪、显示器、输出设备）之间进行简单的转换。该特性文件的质量是不确定的，它大多依赖于软件开发者的专业技术。今天ICC仍然以数码打样方面的标准出现。然而，进一步的考察显示ICC并不能获得很好的质量，无法满足合同样张的精确度的要求。ICC色彩管理技术存在以下一些不足： 混乱的映射方式对每一种特性文件（感观、色度、绝对色度、饱和度）有四种不同的映射方式。如果两个不同的特性文件（如样张和印张）合并到一起，将产生4416种混合选项。 黑通道的问题在色域空间转换时使用ICC特性文件并不能得到你所期望的结果，因为目标色域空间的CMYK数据是通过CIELab转换色域空间进行计算的。Lab色域空间是一个三维色域空间，因而黑通道的特性在Lab色域空间上损失了。因此，在ICC环境下，计算的 CMYK数据导致了不同的打样或印刷结果，无法满足色彩传递的一致性要求。不标准的色彩匹配方法（CMM）目前市场上出现了很多可以生成ICC特性文件的程序软件。另外还有不同的色彩匹配方法（CMM），其中的一些是在操作系统中执行或是通过各种各样的应用软件使用的。它们是假定特性文件是由使用不同特性化手段的、理想的初始数据生成的，并且使用不同的色彩匹配方法（CMM）进行解释，最终产生了有偏差的结果。当在高光和暗调显示细致的纹理（如头发）时这种偏差就非常明显。 没有将校准和特性化分开进行在ICC领域，打印机校准和特性化没有严格分开。温度、气候、湿度、纸张或油墨变化了或随着打印机使用时间的增加，必须不断生成新的特性文件。 不适用于高端专业的需求一般情况下，ICC的方法生成和编辑色彩特性文件比较简单。但是如果用户对样张和运行可靠性的要求比较高的话，ICC方法就比较麻烦了。当在ICC领域中开始的那一刻，就要不断为打样载体创建优化的特性文件，并且要手动编辑它们，这时ICC就变得很麻烦了。 没有考虑到网点增益ICC标准没有考虑到网点增益，这将产生更差的样张质量，如果样张的网点增益不能匹配印张，就不能最优化地模拟印张。 不适用于远程打样由于校准和特性化没有始终分开进行，使用基于ICC的系统进行远程打样很困难。远程打样的目标是在远距离B处产生的与在原位置A处相同的合同样张。使用基于ICC的系统获得合同样张的质量，要手动编辑，这需要非常有经验的员工，但是一般情况下是B处没有经过色彩管理培训的员工，这样就无法实现远程打样合同样张了。如果还是要使用基于ICC的系统实现远程打样的话，要在多个地方进行必要的ICC特性文件的优化所产生的成本也就要考虑在内了。（5）GMG公司的四维色彩转换技术GMG公司的色彩管理系统的核心技术都是其自行研发，特别是打印机校准和四维色彩空间转换引擎技术（4D）。a、 打印机闭环校准技术在实际生产过程中，当发现打印机的色彩发生变化时，就要进行打印机的校准。使用GMG打印机闭环校正技术时，使用者仅需要运行一个简单的打印机校准程序，软件会按照步骤提示进行校准工作，根据控制打印机喷墨量来实现新打印色表色差值与初始化色差值相对统一。循环而精确的方式，更加保证了重复而稳定的打印系统。其具体校正过程如图2所示。b、 四维色彩转换技术（4D）GMG独特的四维色彩转换技术中原值和目标值都是直接以CMYK计算得到（不同于ICC Profile色彩转换工艺中使用CIELab进行色域空间的转换），使得原值数据的黑通道特性也始终保持非常均衡的转换，这样确保了在目标CMYK色域空间中得到一致的、高质量的视觉影像。四维色彩转换技术具体执行过程如图3所示。经过精确的闭环校色之后，还可以通过对印刷品的测量，从测量过程中获得印刷的网点扩大率，以此在控制打印机模拟网点打样时与印刷网点增益的统一，确保网点打样的安全性和色彩的一致性。基于以上两大技术，该公司拥有贯穿整个印刷工艺流程的色彩管理系统：1. GMG CamFlow -RGB色彩管理2. GMG FileOut -CMYK色彩管理3. GMG ColorProof -色彩打样4. GMG DotProof -网点打样5. GMG FlexoProof -包装/柔印打样6. GMG ProofControl -色彩检查工具7. GMG InkOptimizer -印刷机油墨优化8. GMG Profile Editor -色彩编辑大师目前，虽然色彩管理系统供应商已经为印刷行业提供了全程数码打样解决方案，但是在实际生产过程中，很多印刷企业/输出中心也仅仅只是在数码打样方面使用了色彩管理系统。并且数码打样技术也是近年来印前领域最热门的技术之一，与传统打样相比，数码打样确有得天独厚的优势，不仅体现在稳定性、一致性和速度上，而且在打样的幅面和投资成本上也具有无可比拟的优势。三、数码打样经过数年的发展，数码打样系统的输出打印机硬性能和配套的数码打样彩色管理系统以及RIP等，均有明显的改进。特别是近两年，数码打样系统在技术不断进步和性能不断突破之后，逐渐获得了业内人士认可，这应该是数码打样技术在我国印前领域真正普及的开始。同时，新技术、新设备的发展，加快了CTP的广泛应用，也加快了数码打样的发展进程。数码打样是联系印前和印刷的关键环节，也是未来印刷技术发展的必经之路。同时，随着网络的迅速发展以及人们对效率的不断追求，远程数码打样技术已经开始受到人们的重视，远程打样作为互联网时代崛起的一种新的打样方式，将会在更多领域得到广泛的应用。目前国内数码打样软件也比较多，主要有以下几种：1. GMG 2003年10月，德国的另一家软件公司-GMG公司开始进驻中国，为国内打样市场带来的高端色彩管理流程解决方案。其数码打样产品主要有三类：GMG ColorProof（色彩打样）、GMG DotProof（网点打样）和GMG FlexoProof（包装/柔印打样）。据悉GMG ColorProof软件多次在国际性的打样竞赛中获得出色的成绩（如2004年6月于芝加哥举行的第二届IPA彩色打样系统年度竞赛以及2004年9月于德国斯图加特举行的第四次数码打样竞赛）。并且笔者在使用过程中也发现它具有很多其它软件无可比拟的优势，特别是在单黑、专色和真网点打样方面更是拥有非常出色的性能，更加可喜的是，该公司利于其闭环校正技术形成色彩校正的闭环系统，为用户提供了异地打样色彩一致的远程打样解决方案，且性价比也很高。2. Best ScreenProof在商业印刷领域目前以EFI的Bes ScreenProof最为广泛，自从1999年，德国Best公司（已被EFI收购）推出了基于ICC色彩管理技术的Best Color数码打样系统后，令一般的喷墨打印机也具备了输出质量较好的数码样张的性能，数码打样系统的性能似乎得到了彻底的改变。由于该软件较早进驻国内市场，因此目前很多用户都使用该软件，但是该软件是基于ICC色彩管理系统的，由于ICC技术的缺陷，用户在使用过程中不可避免地遇到了一些问题。例如 RIP后挂网时网角均挂为45度或网线数搞错了，使用该软件打样，均无法识别，最终可能造成很大的损失。还有就是在单黑、四色黑、灰平衡等方面的问题也迟迟没有得到很好的改善。因此，待其开发商加以改进。3. BlackMagic来自澳大利亚的该款软件，现由高术公司代理。它在处理专色时仅控制专色的实地，选择性的校色功能的效果不太理想，层次曲线的控制不怎么精确，需要改进。4. Express Color RIP该色彩管理软件是金豪公司的数码打样系统，硬件主要集成于惠普喷墨大幅面打印机，如HP DesignJet 5000大幅面打印机。Express Color软件是在HARLEQUIN公司的PostScript Language Level 3解释器的基础上，利用其强大的Harlquin ICC Profile Process色彩管理，结合2位精度加网技术开发出来的。四、进行色彩管理时需要考虑的问题随着各项技术的不断更新，色彩管理的方法也在不断地进步。如果严格的评判这些色彩管理所用的方法以及最终达到的效果来看，笔者认为应从以下几个方面进行探讨：1、文件的输入时色彩和层次的控制已经是越来越少的人能够真正掌握图像输入时的要点（如：高光和暗调地方的定标的控制等）。因此，高端的数码相机还不能完全的应用于印刷领域、平板的扫描仪还一直在已经停产的电分机下充当配角。2、获得图像信息后对图像的处理如何将来自不同地方及以不同输入方式得到图像信息的色彩空间统一下来，即图像的标准化。如何很好的进行图像底色的去除以及锐化程度比例的控制。这些问题都常常被忽略，因此导致图像的色彩从根本上就没有管理起来，进行色彩管理时要注意这一点。3、文件通过不同软件处理后色彩变化的问题文件在不同的软件中进行处理或是同一软件不同的版本中处理所输出的最终图像效果都是不同的，我们要解决色彩空间的统一问题，以达到不同页面、不同