数字印前技术——色彩管理

数字印前技术——色彩管理
摘要：在印刷过程中，由于印刷设备、印刷材料、印刷工艺和环境等因素的影响会使印刷品达不到
理想的效果。

通过印前生成色彩特性文件，对各设备进行色彩管理，以实现不同输入设备间的色彩匹配，最终实现所见即所得的目标。

色彩管理在现代化数字印前制版系统和数字印刷领域的作用是不可忽视的。

目前，很多现代化印刷生产企业在使用色彩管理以后，生产效率大大提高，同时出错率也相应减小。

本文将对色彩管理的若干问题进行讨论，特别是对色彩管理中的色彩特性文件进行阐述。

关键词：色彩管理技术、色彩特性文件
印刷色彩管理技术是保证色彩信息在不同色彩再现设备传输中损失最小的技术。

色彩管理技术的实质是实现各特征颜色空间转换的最佳匹配技术，使相同的数据文件在不同设备上呈现的颜色尽可能一致
在印前工艺中颜色要经过多次转换，才能形成用于输出的数据，简单地说，扫描仪及显示器为RGB 色空间，而输出设备为CMYK色空间。

两者的颜色混合机理有很大的差别。

如果没有一个通用的“颜色语言”作为沟通的话，及时拥有最先进的设备也难获得高质量的颜色效果。

色彩管理便在每个设备之间建立起沟通的纽带，实现对色彩空间的精确转换。

一、色彩管理概要
整个图像复制工艺中，所涉及到的设备都具有其自身表现的色彩能力，即不同的色空间。

色彩管理的主要目的就是实现不同色空间的转换，以保证同一图像的色彩从输入到显示、输出中所表现的外观尽可能匹配，最终达到原稿与复制品的色彩的和谐一致。

建立设备的色彩描述文件(profile)是色彩管理的核心，描述文件对系统中每个设备的具有代表性的颜色特征加以描述，如色度特性化曲线、输出色域特性曲线等，色彩管理系统利用这些具有代表性的颜色特征实现各设备色空间的匹配和转换，最终达到所见即所得。

在数字化的图像中，尽管每一个像素点的色彩可以有一个唯一的色值组合，但这色值组合因为通过不同的设备呈现出来，所以可能会有天壤之别，这是因为色彩与设备的特性密切相关。

可以说每种图像设备都有自己的色彩空间，而且其色彩空间也不是一成不变的。

那么，什么是色彩空间？色彩空间也称作色域，实际上就是各种色彩的集合。

色彩的种类越多，色彩空间越大，能够表现的色彩范围及色域就越广。

对于具体的图像设备而言，其色彩空间就是它所能表现是色彩综合。

我们经常用到的色彩空间主要有RGB、CMYK、Lab等，RGB色彩空间又有AdobeRGB 、AppleRGB、sRGB等几种，这些RGB色彩空间大多与显示设备、输入设备、数码相机、扫描仪等相关联。

不同的设备有其特定的颜色描述和控制量，称为“设备相关颜色量，由这些描述量构成的颜色空间称为“设备相关颜色空间”。

扫描仪数码相机、显示器的RGB于女色空间、印刷的CMYK四色颜色空间等都是常见的设备相关颜色空间。

色度空间对颜色的描述是超脱于具体设备之上的，色度数值属于“设备无关颜色量”，色度空间也称为“设备无关颜色空间”。

CIE-XYZ、CIELab等都属于此类。

二、色彩与设备无关
想要让不同设备在表现色彩时能够相互匹配，我们需要制定出一种与设备无关的色彩体系，抽象出一种理论化的色彩，以使不同设备的色彩能够相互比较。

现在被广泛采用的理论化色彩空间是国际照明协会所制定的CIE-XYZ色彩空间以及以它为基础而建立的CIELab色彩空间。

ICC 是国际色彩联盟（International Color Consortium）的简称，是1993 年由苹果电脑和其它7家公司创立的，现在ICC有超过70家设备制造商和软件开发商成员，包括SONY，HP，Creo，Adobe 和Quark 等。

其作用就是创建色彩管理的标准和核心文件的标准格式。

所努力开发的核心就是ICC Profile（ICC 色彩特性文件）和色彩管理模块（CMM）。

这两者保证了色彩在不同应用程序，不同电脑平台，不同图像设备之间传递的一致性。

色彩与设备无关是实现图像信息交换标准的重要一环，其含义为某一种图像处理设备所处理获得的图像色彩数据结果，在另一种处理设备上应该能够得到相应的还原。

要实现色彩与设备无关，首先必须能够客观地评价图像的颜色和密度与处理设备之间的变换特性。

用来创建颜色的设备包括扫描仪、显示器、桌面打印机、打样设备和印刷机，每种设备都可再现一个有限的颜色范围。

我们把一个设备能再现的颜色称为色表，很多设备的色表被记录在一个称为“Profile”的文件中，色彩管理系统就是从这个文件中获取该设备的色表。

色彩管理系统将把某个设备的色表转换为一个与设备无关的颜色模式CIE Lab颜色模式，然后进行设备间的颜色映射处理，将转换后的与设备无关的颜色信息嵌入到另一个设备的色表中，从而使设备的色表能对应起来。

有两种协调不同设备的色谱的方法：一种方法是通过将所有的颜色变换到设备的色谱中，从而保留颜色间的关系；另一种方法是映射色谱之外的颜色到设备能产生的颜色中，而不保留颜色间的关系。

三、色彩特性文件
色彩管理的基础就是ICC Profile，它是一种跨平台的文件格式，它定义了色彩在不同设备或不同色彩空间上进行匹配所需要的色彩数据。

色彩特性文件（color profile）为操作系统的CMM模块提供了设备基本颜色属性、颜色匹配转换的对应关系以及一些相关的色彩管理设置信息。

依据这些信息，操作系统才能正确地进行色彩管理需要的各种处理。

ICC组织将色度空间称为“连接色彩特性文件的颜色空间（profile connection space PCS）”,也从某种角度阐明了色度空间与特性文件的关系。

每一个ICC Profile 文件至少包含一对核心数据：1.设备相关的色彩数据（例如，该设备独有的RGB 色彩显示数据）；2.根据设备相关的数据而得到的与设备无关的色彩数据；3.与设备无关的色彩数据，也被称为Profile 联接空间（PCS）。

四、色彩特性文件的生成
所有设备的色彩特性文件的生成方式都是类似的。

首先，我们必须让设备重新产生已知的色彩值，并比较其与我们所要求的值之间的区别。

这些信息都被记录在特性描述中，然后ColorSynd（苹果电脑）或ICM（PC机）会使用一个色彩管理模块去比较这些文件，并确定哪些颜色可以保持独立不便，哪些需要被调整以符合设备特定的色彩特性。

不同的设备运用的具体方法并不一样，但背后的原理却都是一样的。

需要注意的是，制作设备的色彩特性文件前必须要对身背进行校准，这是制作各种设备的色彩特性文件的前提。

以制作扫描仪色彩特性文件为例。

其最基本的原理是扫描仪先对专用的IT-8标准色标扫描，然后再将扫描仪对各种色彩的识别表现与其标准进行对比后得出平均色彩偏差，形成该扫描仪的色彩特性文件,最后在扫描仪的每次扫描过程中通过该特性文件对扫描仪进行扫描过程中的色彩校准，使扫描仪
的表现能力达到最佳水平。

在具体操作中我们要用到Gretag-Macbeth公司的Profile Maker等特性文件制作软件。

数码相机、显示器和打印机等设备的色彩特性文件的制作原理同上。

一旦色彩特性文件生成后，它必须被放在电脑里的正确位置以准备被随时调用，我们的应用软件也应该进行正确的设置以便使用这些特性文件。

一般来说，Profile Maker等特性文件制作软件会把生成色彩特性文件放到操作系统中正确的地方。

五、在应用软件中使用色彩特性文件
Adobe公司的软件如Photoshop、Illustrator和InDdsign等都有强大的色彩管理功能，而且都使用一致的色彩管理流程。

在这些软件中你可以为一个图像制定一个源色彩特性文件，以便观察到准确和一致的颜色。

以Photoshop为例，这个源色彩特性文件将告诉Photoshop，记录设备具有什么样的色彩特征以及如何调整颜色。

如果正确的设置的话，Photoshop会识别源色彩特性文件并自动匹配源文件的色彩特征。

另外，当我们向Photoshop中输入一个图像并打开它的时候，我们可以改变嵌入的活制定色彩特性文件，以使色彩特性文件符合我们将要印刷的或所使用的打印机的标准颜色设置。

各种输出设备具有不同的打印色彩管理方式，有了打印机的色彩特性文件，在打印输出之前，可以用Photoshop的ProofSstupA命令将打印机的色彩特性文件指定给将要打印的文件，然后通过Proof Colors命令，就可以预览到肯能个的打印效果。

现在，我们在屏幕看到的图像，和它被印刷或打印出来的样子将是一致的。

六、主要的色彩管理系统
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。

为了使用户在屏幕上看到的颜色尽可能地与输出样张的颜色相接近，必须首先对用户的系统进行校正，准确的色彩工作流程一定是从显示器校正和显示设置开始的。

“Monitor Setup”包括显示器校正和显示器设置两个部分。

在显示器中以显示器类型、磷光粉、色温等数进行正确的选择，这样，在把图像进行色彩模式的转换时，就可以根据以上参数的设定进行正确的颜色转换。

印刷油墨设置的基本目的是Photoshop提供最终印刷所用的油墨、纸张以及印刷机械的信息。

不同的纸张对油墨的吸收和网点扩大不同，不同油墨的呈色性不同，不同印刷方式的网点扩大率也不尽相同。

所以需要在“Printing Inks Setup”中对这些参数进行设置。

在从RGB图像数据和在“Monitor Setup ”中得到的显示器数据中获取基本信息后，就可以按照最终印刷条件的特性来完成色彩模式的转换了。

分色中最重要的一项是黑版量的确定。

理论上讲，从一个RGB值分色可以产生多个CMYK值，而最终的印刷效果应该相同。

但是，由于不同印刷纸张的受墨量和不同的印刷机械的特性，使理论上的可能不能得以实现，所以有必要对分色的类型和黑版量、印刷总网点百分比进行相应的设置。

Apple 的ColorSync色彩管理系统ColorSync是由苹果公司发布的色彩管理系统，它采用ICC标准，以Lab色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)。

设备描述文件定义了设备的颜色特性信息，通过这些信息可以获取所使用设备能够显示、捕捉和重现的色彩范围。

当使用ColorSync建立一个文件时，文件中就会存储一个Profile文件，这样，在其他的设备上处理带有ColorSync 描述文件的图像时，ColorSync 就会通过比较建立图像的设备特性与显示器的特性，进行色空间匹配运算，从而获得最佳颜色效果。

色彩管理有使校正、制作特性文件之后，所有的设备都会达到相当一致的颜色；使显示器的颜色和原稿一样；输出后的颜色会和原稿非常相近等若干优点。

在数字化程度越来越高的现代印刷中，色彩管理对于提高印刷品质是十分重要和非常需要的。

而色彩管理的核心就是生成色彩特性文件。

它在现代化数字印前制版系统和数字印刷领域的作用是不可忽视的。

参考文献和注释：
1、金杨.数字化印前处理原理与技术.北京：化学工业出版社，2009。