EFI 色彩管理实验指导手册

第一节色彩管理基础知识

一、色彩管理的概念以及必要性

色彩管理是指色彩空间（如扫描仪，数码相机，显示器，打印机，印刷机等）转移的管理。色彩管理要求色彩信息在输入，处理，输出三个过程中色彩一致。色彩管理系统就是能够实现设备的校准，建立色彩特性文件，并在整个工艺流程中实现多种设备间色彩转换的系统。

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。简单说，原稿被扫描后，转换到扫描仪设备空间（通常为RGB色空间），然后由显示器显示，再根据不同的输出要求转换位输出设备的颜色空间（CMYK色空间）。扫描仪和显示器的表色方法为加色法，而打印机和印刷机的表色原理为减色法，两者的颜色混合机理有着很大的区别。如果没有一个通用的“颜色语言”作为沟通桥梁的话，即使拥有最先进的设备也难获得高质量的颜色结果。色彩管理便在各个设备之间建立起沟通的纽带，实现了对色彩转换的精确控制。

颜色的转换实质上就是用一个色域表示另外一个色域的颜色，如用CMYK油墨色域再现RGB 色域内的颜色。如何准确，高质，高效的实现这种转换，就需要色彩管理。由色彩管理系统来高效的完成这种转换工作是色彩管理系统的任务和要求。

二、色彩管理的基本任务

进行色彩管理必须遵循一系列规定的操作过程，才能实现预期的效果。色彩管理的三大基本人物，也可以说色彩管理系统一般分为三个部分：校准（Calibration），特征化（Characterization，建立的设备Profile文件），转换（Conversion）。[6，11] 在数码打样中，这三部分主要表现为：

1、设备校准(Calibration):设备色彩特性的标准化，使各相关设备达到规定的标准参数能够从一特定的输入值产生可预见的颜色。[20]通常为了补偿机器老化或其它因素的变化都必须定期进行重新校准。如对数码打样机和激光照排机进行线性化。

2、特征描述(Characterization):因为不同设备的制造商不同，所用的技术及介质不同，所以同一组CMYK数据在不同的打印机上输出都可能出现不同的颜色其所能表示的颜色范围不相同。特征描述就是确定输入及输出设备的颜色范围或再现的颜色是哪些以及用什么颜色范围来表示色彩，并由此建立描述设备颜色范围的数据文件.这种文件就是前面所述的特性文件(Profile)。[19，21]每一种设备都有其对应的特性这些特性会由特征文件记录下来。在数码

打样的色彩管理中，应分别生成反映数码打样机纸张和墨水特性的ICC Profile文件和反映印刷特性的ICC Profile文件。

3、颜色转换(Conversion):不同色彩模式的转换是基于一个中间的CIE LAB或CIE XYZ

数值作为参考，将图像从一个设备的色彩空间转换到另一个设备的色彩空间，以达到色彩空间模拟的目的；同时还包括色彩映射(Color Mapping):同一张照片在不同的打印机上输出会产生不同的色彩效果其原因是不同的打印机有不同的色域，需找出不同色域之间的匹配。但是色彩的对应并不表示可以将色域间的差异完全对准，只是找出最接近的色彩。因此在色彩转换时需要对色域进行压缩，色域压缩在ICC 协议中提出了四种方法：感知法、饱和度法、绝对色度法、相对色度法。

尽管数码打样和印刷都是基于CMYK颜色空间的，但由于它们的色域大小不同，因此仍需进行颜色转换、匹配。往往一次匹配后的色差较大，需要对ICC Profile文件进行多次修改、多次匹配。

三、色彩管理的组成部分

所有基于ICC的色彩管理系统一般都包括四个基本组成部分：

1、PCS 特性文件连接颜色空间允许我们给每一个颜色一个明确的CIE XYZ或CIE LAB 数值，这些数值不依赖于复制颜色时所使用的具体设备。而仅取决于我们实际所看到的那个颜色的感觉。

PCS（特性文件连接颜色空间）是我们用来标定和定义颜色的标准。ICC色彩管理规范中实际上只规定了CIE XYZ 或CIE LAB两个不同的色空间，作为不同类型特性文件的PCS。CIE XYZ 或CIE LAB颜色空间的关键是它们表示感知的颜色。正是由于它们的这个特性，才使得色彩管理系统要用CIE XYZ 或CIE LAB作为“枢纽中心”，通过它们就可以在各个设备之间传递所有的颜色。当颜色被定义为才以后，我们就可以知道正常颜色视觉的人对它的感觉是什么样。

2、特性文件色彩管理是基于ICC设备特征化文件的，依靠ICC设备特征化文件来定义各种设备的颜色特性，并且色彩管理中的各种转换和运算都是围绕ICC设备特征化文件来进行的。因此，为了取得更好的效果，更准确的颜色，则有必要提高ICC设备特征化文件的精度。ICC设备特征化文件的核心技术是建立设备相关的颜色空间与设备无关的颜色空间的对应关系，也就是CMYK颜色空间或RGB颜色空间与LAB颜色空间的对应关系。制作ICC设备特征化文件总是需要取得两组数据，一组是CMYK或RGB数据，另一组则是LAB数据。而LAB数据总是通过仪器的测量来取得的。使用好测量仪器，取得准确的LAB数据，是制作一个准确的

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ICC设备特征文件的关键因素之一。

3、CMM CMM（色彩管理模块）通常又叫做引擎，它是一个小程序，用来完成RGB或CMYK 数值转换得计算工作。CMM与包含在特性文件里的颜色数据共同来完成这个转换工作。

CMM为色彩管理系统提供了从源设备颜色空间到PCS，以及从PCS到任意目的设备色空间进行颜色转换的方法。CMM使用特性文件中对颜色的定义，使目的设备色空间中的颜色与源设备颜色空间的颜色相匹配。而为要匹配这些颜色，就需要对送往目的设备色空间的RGB或CMYK 数值作一定的改变，这就要CMM来完成这种转换。

4、再现意图色彩管理中最重要的就是设备色空间之间的精确映射，这也是当前讨论最多的方面，提出了各种各样的色彩印设算法。 ICC色彩管理规范中包含了四种不同的再现意图，它们是处理“色域外”颜色时的四种不同方法，也就是用来处理那些在源颜色空间中可以实现，而在输出设备的实际色空间中却无法复制的那些颜色。

（1）、感知的再现意图

通过改变源设备颜色空间中所有颜色的方法，使所有颜色在整体感觉上保持不变。所以，这种方法要在保持所有颜色相互关系不变的基础上，把源设备颜色空间压缩到目的设备色空间中。这样做的原因是我们的眼睛对颜色之间的相互关系更加敏感，而对于颜色绝对值的感觉并不太敏感。如果一幅图画中明显包含了一些色域外颜色时，比如艺术品或样本画册等采用感知的再现意图就是一个很好的选择。

（2）、饱和度的再现意图这种方法追求高饱和度，对饱和度进行非线性压缩。这不一定忠实于原稿，其目的是在设备限制的情况下，达到饱和的颜色，这种方法要把源设备颜色空间中高饱和度的颜色转换成目的设备色空间中也是高饱和度的颜色，以此来产生鲜艳的颜色。这种方法适合于各种图表和其他商业图形的复制，或适合制作用彩色标记高度或深度的地图。

（3）、相对色度的再现意图

考虑到我们的眼睛总是要去适应正在被观察介质的白色这样一个现象。这种方法将源设备颜色空间的白点映射到目的设备色空间的白点，所以在输出时白色总是纸张的白色，而不再是源设备颜色空间的那个白色了。相对色度的再现意图总是要准确的复制出色域内的所有颜色，而裁减掉色域外的颜色，并将被裁减掉的颜色换成与它们最接近的可再现颜色。相对色度的再现意图对于图像复制来说，比起感知的再现意图通常是更好的选择，因为它保留了更多原来的颜色。用这种方法可以根据印刷用纸的颜色来定标白点，适合于色域范围接近的色空间转换。