论色彩管理在古籍数字化中的应用

肖禹 王昭

（国家图书馆，北京 100034）

色彩管理就是在颜色传递和复制系统中，使用合适的硬件、软件和方法来控制和调整颜色，在颜色失真最小的前提下，将图像的颜色数据从一个色空间转换到另一个色空间[1]。简言之，色彩管理就是对颜色进行有效的控制。随着计算机、图像I/O（输入/输出）设备的普及，数字图像在印刷、影像等行业广泛应用，人们对图像的色彩愈加重视，色彩管理在相关行业内的作用日益突现。

我国的古籍数字化始于上世纪80年代，从最初的目录、索引等文本型数据，逐渐过渡到二值图像、灰度图像，目前普遍采用24位真彩图像，图像分辨率也达到了400dpi或600dpi甚至更高。从古籍图像的用途来讲，也从最初的黑白影印出版和网络浏览，逐渐转向真彩影印出版、仿真品制作、长期保存等。古籍图像品质和用途的变化，使得色彩管理问题逐渐凸显出来。

目前，研究色彩管理的专著有20余部，学位论文80余篇①，期刊论文500余篇②，但是上述研究主要针对色彩管理方法、软硬件实现和在印刷、影像等行业的应用，涉及色彩管理在古籍数字化领域中的应用研究还很少。

1 色彩管理的基本方法

色彩管理是通过引入与设备无关的色彩空间（如CIELab、CIEXYZ）来描述设备的色彩特性，通过色域匹配及设备I/O色彩数据校正，建立设备相关色彩空间（如RGB、CMYK）与设备无关色彩空间之间的映射关系，实现色彩从输入设备色彩空间到设备无关色彩空间，再到输出设备色彩空间的精确转换，以实现色彩所见即所得。

目前，色彩管理采用CMM+Profile模式，CMM（ColorMan agement Module）是色彩管理组件，Profile是设备彩色特性描述文件。在该模式中，Profile以查找表等形式存储设备色彩空间和设备无关色彩空间之间的色域匹配信息和校正信息，而CMM则在色彩信息I/O过程中根据Profile对每一色度值进行插值等计算，实现色彩转换。色彩空间转换以及观察条件补偿主要借助CMM实现，而设备校正及色域匹配技术主要通过 Profile 完成[2]。

图像I/O设备千差万别，要实现CMM+Profile模式的色彩管理，就必须使用符合规范的Profile。ICC（International Color Consortium，国际色彩协会）成立于1993年[3]，现有成员80余家，全球几乎所有数字设备生产商都是其成员。ICC研究并制定了色彩管理标准以帮助软件开发商和硬件制造商共同维护数字图像的色彩统一。在色彩管理流程中，所有I/O设备都具有自己的ICC profile，ICC profile记录了设备在设备无关的色彩空间内的色域、非线性校正参数等信息，使CMM可以根据这些信息在设备之间实现色彩的传递和转换。根据ICC规范，ICC profile可以准确描述设备的色域和非线性特性，CMM根据ICC profile就可以进行精确的色彩转换，实现彩色图像的所见即所得。依据ICC规范，使用色彩管理软件可以便捷地创建、管理和分配I/O设备的ICC profile[4]。

2 古籍数字化中的色彩管理问题

图像化是将各种载体的文献转化成图像数据的过程[5]，是古籍数字化的重要方式之一。古籍数字化的对象是古籍原本、复制本或缩微胶片，复制本和缩微胶片不在笔者的讨论范围内。在古籍数字化的早期，受硬件条件限制，古籍图像数据以二值图像和灰度图像为主，分辨率低于300dpi，这一时期古籍图像的主要用途是文献提供，包括网络浏览、打印件提供（替代复印）、黑白影印出版等。文献提供的目的是传递文献内容，对大部分古籍（插图本、彩绘本等除外）而言就是文字清晰，对图像的品质要求不高，更没有色彩所见即所得的要求。

随着图像采集设备、存储设备等的价格下降，硬件限制逐渐减小，同时古籍保护的意识日益深入人心，古籍图像的主要用途变为原本数字替代品。所谓数字替代品，就是获取数字图像后，不再使用古籍原本。因此，古籍图像不仅要满足真彩影印出版、仿真品制作等需要，而且要满足长期保存的要求。例如，《中华再造善本》采用质地优良的宣纸精印，高仿真彩印[6]。“中华珍贵古籍数字资源库”③的建设目标中就包括长期保存和共建共享[7]。需求和技术条件的变化使得古籍数字化中的色彩管理问题日益凸显。

3 色彩管理在古籍数字化中的应用

古籍数字化主要是一个图像采集和图像处理的过程，其色彩管理流程主要是图像采集设备校正、图像显示设备校正、图像文件和ICC文件的创建等，暂不包括图像打印设备的色彩管理。下面将分别从设备与环境、设备校正和图像校色3个方面来进行讨论。

3.1 设备与环境

依据色彩学的基本原理，颜色是光作用于人眼引起除形象以外的视觉特征，因此，数字化加工现场的光源条件对图像的色彩有直接影响。目前，古籍数字化的主要方式是扫描或拍照，图像采集设备为扫描仪或数码相机。扫描仪通常自带光源，在使用说明中明确指出设备的使用条件（包括现场光源）。平板扫描仪通常对现场光源要求不高，非接触扫描仪通常要求暗室环境即可。

与扫描仪相比，数码相机对现场光源要求较高，必须依据拍摄对象的特性搭建适当的光源环境。以台湾戏曲学院数位博物馆京剧文物拍摄为例，依照拍摄文物大小架设白色背景纸、灯光、相机、测试摄影机、导色卡、测光表以及电脑等设备；大对象必须架设悬吊式背景以及两盏灯源，小对象则用斜45度的背景以及一盏灯源拍摄即可；拍摄方式以清楚拍摄文物、摄影机角度与灯光不产生阴影为宜；拍摄时依照拍摄对象的不同来调整拍摄距离以及灯光的调校，灯光的功用在于去除文物的背影以及营造文物的立体感[8]。

在古籍数字化领域，对设备与环境的研究还比较少，可供借鉴的成果不多。国家古籍保护中心编制的《古籍数字化工作手册》（试用本）中对设备与环境提出了如下要求：扫描设备建议选择零边距或非接触式扫描仪，A3幅面，光学分辨率600dpi以上，CCD感光元件不低于5000像素点，色彩位数24bit，扫描设备应是无紫外线的同步冷光源；数码拍照相机的有效像素不低于2100万像素，建议选择有效像素3300万像素以上的数码设备，使用托稿台（材质经过脱酸处理的）控制拍摄物位置和平整度，拍摄背景应选择中灰色的纸板，便于数码相机测光，有利于突出拍摄对象。在该手册的下一个修订版中还将包含光源的色温、照度等要求。

3.2 设备校正

图像采集设备和图像显示设备是古籍图像化所需的主要设备，图像采集设备将古籍原本转换成古籍图像，显示设备将图像再现出来。图像采集设备受硬件自身和加工现场环境的影像，可能会出现偏色，在图像数据加工前，必须要进行校正。同时，加工人员只有通过显示设备才能校验图像数据，如果显示设备偏色，加工人员就无法对图像数据的质量进行判定。因此，图像采集和显示设备的校正是古籍数字化过程中必不可少的环节。

随着色彩管理技术的发展，有一些相对成熟的色彩管理解决方案出现，通过引入色彩管理解决方案，可以方便快捷地完成设备校正，并获得设备的ICC文件。以eye-one校色仪为例，其显示器校正流程为显示器开机预热半小时以上、连接eye-one校色仪并打开配套专用软件、用eye-one校色仪测量周边的光源环境、将eye-one校色仪放置在显示器屏幕的中心、运行软件进行自动校正、校正完成后生成ICC文件；其扫描仪校正流程为扫描仪开机预热半小时以上→扫描eye-one标准色卡→连接eye-one校色仪并打开配套专用软件→用eye-one校色仪扫描eye-one标准色卡→将扫描图像导入配套专用软件→运行软件进行自动校正→校正完成后生成ICC文件。数码相机的校正流程与扫描仪类似，只是要先布置光源环境，再自定义相机白平衡，然后拍摄eye-one标准色卡，之后的流程与扫描仪相同。

国家古籍保护中心编制的《古籍数字化工作手册》（试用本）中没有给出设备校正的流程，只要求每日扫描（或拍照）前进行数字化设备的基本色彩校正，测量数字输入设备和数字输出设备的色彩属性，图像保存为TIFF（LZW）或RAW（sRAW），同时保存ICC文件。

3.3 图像校色

图像校色属于图像处理范畴，通过图像校色可以强化或弱化图像的某些特征，以满足用户对图像的需求。古籍数字化要真实、清晰地反映古籍原貌，有效解决古籍保护和利用的矛盾。因此，古籍图像要符合长期保存的要求，通常图像分为两个等级：档案典藏级和复制加工级。档案典藏级用于长期保存，复制加工级（有多种清晰度）用于拷贝、打印、浏览等。档案典藏级图像不做校色处理，复制加工级图像根据应用需求确定是否进行校色处理。

国家古籍保护中心编制的《古籍数字化工作手册》（试用本）中没有直接涉及图像校色问题，但是为图像校色做了准备。手册中要求扫描（或拍照）时使用IT8标准色彩导表（带尺寸标尺），与原件的距离为0.1至1厘米，色标放置于古籍首页画面左侧。通过色标和校色软件可以完成图像校色处理。

4 结语

色彩管理在古籍数字化领域中的研究与实践才刚刚起步，但是色彩管理的理念已经逐渐深入人心，在国家古籍保护中心编制的《古籍数字化工作手册》（试用本）中已经出现了大量与色彩管理密切相关的内容，在“珍贵古籍数字化技术培训班”上也有相关内容的讲授。色彩管理的引入将古籍数字化提高到一个新的高度，还有古籍图像色彩保真、打印输出、色彩管理成本等问题有待进一步研究。

注释：

①据国家图书馆馆藏目录统计，统计时间为2012年12月28日。

②据清华同方中国期刊全文数据库统计，统计时间为2012年12月28日。

③中华珍贵古籍数字资源库将按照统一规划、统一标准、合作共建、资源共享、逐步建设的原则进行建设，重点开展古籍图像数字化，边建设边服务，无偿提供社会大众和学术界使用。优先数字化《国家珍贵古籍名录》中的珍贵古籍。国家古籍保护中心已编制了《古籍数字化工作手册》（试用本）作为中华珍贵古籍数字资源库的建设规范，在全国推广执行，并于2012年12月举办珍贵古籍数字化技术培训班，面向各省古籍保护中心开展培训。珍贵古籍数字化工作将在2013年全面展开。

[1] 徐艳芳．色彩管理与应用[M]．北京：印刷工业出版社，2011：96．

[2] Chai Binghua.Liao Binghua.Zhao Dazun.Approximating the CIECAM02 color appearancemodel by means of neuralnetworks.Chinese Optics Letters，2004（11）：637-639.

[3] About ICC [OL]．[2012-12-28]．http：//www.color.org/abouticc.xalter．

[4] 刘瑞华．基于ICC规范的色彩管理技术研究[M]．西安：西安电子科技大学，2008：23．

[5] 王荟，肖禹．地方志数字化模式与案例分析[M]．北京：国家图书馆出版社，2012：153．

[6]周和平．再造经典传承文明——记《中华再造善本》及续编工作 [OL]．[2012-12-31]．http：//www.chinaconfucius.cn/Article/ShowArticle.asp?ArticleID=3628．

[7] 梁爱民，陈荔京．古籍数字化与共建共享[J]．国家图书馆学刊，2012（5）：110．

[8] 台湾戏曲学院数位博物馆京剧文物数位化 [OL]．[2012-12-31]．http：//content.teldap.tw/index/?p=1038．