数字印刷技术及其设备（二十四）

齐福斌

印刷过程是一个很复杂的色彩传递和转换过程。印前图文信息输入、处理、栅格化生成的网点，需要先输出记录到胶片、印版上，再进行印刷，最终在承印物上呈现印刷色彩。所有这些过程，涉及很多设备、材料、工艺以及操作环境和不同技术水平的操作人员。这些条件的不同和实际操作中的任何波动，都会影响最终印刷品的色彩。

为了保证色彩准确和稳定的传递，达到理想的印刷品质量，需要建立整套色彩匹配转换机制，对色彩的传递和转换进行控制，使色彩的传递、转换，不因设备、材料、工艺、环境和操作人员水平差异而不同。这就是色彩管理有达到的目标。

计算机操作系统的色彩管理技术，以色度学和色彩复制原理为理论基础，以数学模型建立和数值计算方法为处理依据，以计算机技术为实现手段，广泛应用于多种色彩复制、再现和传递领域。

色彩管理的基本原理

①颜色空间

颜色空间涉及是否与设备相关的问题，可以分为两类。

A.设备相关颜色空间：不同设备对色彩的响应特性不同，因此，不同设备获取的色彩数据或者同一色彩数据在不同设备输出，所得色彩就可能不同。即不同的色彩设备具有的色彩空间存在差异。这种与设备紧密相关的色彩空间称为“设备相关颜色空间”。

B .设备无关颜色空间：以人眼视觉系统的颜色感觉为基准，用心理量或心理物理量构建的色彩系统和色彩空间称为“设备无关颜色空间”。CIE1931 XYZ、CIE1976 Lab、孟赛尔色空间等属于此类。“设备无关颜色空间”表示的色彩数据只与色彩的视觉感受相关，与设备、工艺、材料呈现的色彩无关。

②色彩管理方案

色彩管理的目标是，原始色彩经过传递到达目标设备，目标设备上所呈现的色彩，其外观与原始色彩一致或十分接近。

为达到这种目标，有两种色彩匹配转换方案。

A.设备之间转换：在每两台不同设备之间建立匹配转换关系，对色彩进行单向或双向匹配转换，使色彩传递达到视觉一致或接近。这种转换需要建立多组匹配转换关系，而且，每增加一台设备，就需要新建多组匹配转换关系，较为复杂。

B.设备无关色彩转换：以设备无关颜色空间为核心，建立各设备颜色空间与设备无关颜色空间之间的匹配转换关系，并实施相应的匹配转换，达到色彩管理的目标。如图2-41（见2013年第六期今日印刷）所示。这种转换是每台设备与一个“设备无关颜色空间”之间建立双向转换关系，每增加一台设备，只需要新建一组双向匹配转换关系，较为简单，使用较为广泛。

③色彩管理系统

色彩管理机制是由国际色彩联盟ICC建立的。其工作目标是，建立一种色彩管理机制，使色彩在设备、应用软件、操作系统之间传递时，能够达到匹配。ICC建立了系统级色彩管理的框架结构，并制定了ICC色彩特征文件（ICC Profile）的格式规范。ICC色彩特征文件是用来保存设备色彩特性、色彩匹配转换关系的数据文件。在设备相关的色彩数据转换到设备无关的色度数据，或在设备无关的色度数据转换到设备相关的色彩数据时，都必须依据特性文件所提供的匹配转换关系进行。

图2-44是一个不同设备与中间的“设备无关颜色空间”实现匹配转换的示意图，即Hub and Spoke系统结构。“Hub and Spoke”是一种中心辐射结构，中间的属性连接空间是一个“设备无关颜色空间”，与周围的设备通过ICC Profile文件实现色彩双向转换。

在这个系统内，同一张源图像，在中央属性连接空间只产生一个与源图像对应的图像数据，再通过不同设备输出时，也只产生一个与这个图像数据对应的一个目的图像。例如A设备所采集的色彩要传递到B设备上，则在操作系统下，先由操作系统的色彩匹配模块（CMM），负责把色彩转换到设备无关的中间属性连接空间（PCS）系统下，依据A设备的色彩特征文件，将色彩转换成设备无关的色度数据。随后，再按照B设备的色彩特征文件，将PCS的色度数据转换成与B设备相关的色彩数据。如果中间转换没有问题，这个最终转换后的设备输出图像在色度上会与最初的目标图源保持最大的相似性。

超出色域的色彩处理

设备能够响应和再现的颜色光谱范围称为它的色域。对某一设备而言，其色域是有限的。色域较大，则能够“容纳”和再现的色彩范围/数量就大。反之，色域较小，则能够“容纳”和再现的色彩范围/数量就小。

色彩管理涉及不同设备之间色彩的传递与转换，如果两设备的色域相同，或小色域设备向大色域设备传递和转换，则色彩保真传递和转换一般不会有问题。当色域较大设备向色域较小设备传递和转换时，必然会出现一部分“超色域”色彩需要进行特别处理，才能在小色域设备上表达出来。这种处理称为超色域处理。

对于超色域色彩转换，ICC提出以下4个方案（4种“还原目的”）。

①感觉还原

感觉还原是，将超色域颜色压缩到色域边界内，与此同时，其他相关的颜色也按比例随之压缩。优点是，色彩之间的相对关系（阶调层次）保持较好，但牺牲了一部分色域内颜色的再现准确性。感觉还原适用于对阶调层次再现要求高，并不要求色彩绝对准确复制的场合。

②饱和度还原

通过改变亮度甚至色相，将颜色压缩到色域边界内，尽量保证颜色的饱和度还原。这种方法适用于对颜色色相和亮度再现要求不严，而追求艳丽夺目的电子演示等场合。

③相对色度还原

首先将超色域的最亮白色压缩到目标色域的最亮白色上，其他相关颜色随之压缩。以此为基础，将超色域的颜色压缩到色域边界内，而其他颜色并不随之发生变化。白点压缩后的色域内颜色可以准确再现，色域外颜色则用色域内最接近的同色相颜色表现，色域外的同色相而饱和度不同颜色，会被压缩成同一目标色。

④绝对色度还原

将超色域的颜色压缩到色域边界内，其他颜色不随之发生变化。色域内的颜色再现准确，而色域外的颜色，用色域内最接近的同色相颜色表现，色域外的同色相而饱和度不同颜色，会被压缩成同一目标色。

实际上，色域压缩还有其他方式。如，在Photoshop软件的色彩匹配设置中，“使用黑点补偿（Use Black Point Compensation）”，即将原色域最黑点压缩到目标色域最黑点上。