色彩视觉与数字色彩设备的管理要点样本.doc

色彩视觉和数字色彩设备管理关键点

    色彩是我们所认知世界里强大而有魅力一个方面，它形成了我们对每件事物概念、解释和记忆。生活需要色彩，因为大自然本身就是丰富多彩。色彩逼真建筑效果图、层次分明卫星遥感图、还原正确印刷晶样张和生动形象大幅彩照，全部这些全部跟色彩亲密相关，均需要经过扫描仪或数字相机等输入设备获取图像，由显示器屏幕来观察图像色彩，然后经过一台大幅面彩色喷墨打印机或一台印刷机来实现色彩还原。  

     数字色彩设备(简称色彩设备)，如高分辨力彩显、扫描仪、数字相机、彩色打印机等使用已经越来越普及，它们以简练操作方法、明快亮丽色彩效果而受到大家普遍青睐，而她们所带来如数据交换复杂、再现偏色等问题也日益受到大家重视。使用合理方法组织、管理色彩设备，降低系统色彩误差，是保障整个计算机色彩体系正常运转关键。 

     色彩管理从彩色印前系统进入中国就被大家所关注。但色彩管理是一个很复杂问题。因为从某种意义上来讲，色彩管理是在管理人感觉。人眼睛能看到多大色彩范围，原稿色彩范围有多大，怎样将原稿色彩范围根据不一样设备特征压缩到印刷所能反应色彩范围，是一件很复杂事情。 

     1．色彩视觉原理 

     色彩是大家对不一样频率光感知。它现有其客观属性又和人眼结构有着亲密联络。色觉这一人眼关键功效是视网膜锥细胞在明亮环境下生理活动结果，对波长为390～760nm可见光谱含有辨色能力。视网膜锥细胞内含有感受红、绿、蓝三种基础原色感光色素，分别为感红色素、感绿色素和感蓝色素，每一个色素对某一段光谱发生兴奋，产生多种颜色知觉。三种感光色素对应最敏感波长分别为580nm、540nm、440nm。三种感光色素感受波长有部分重合段，这种重合在长波和中波处较为显著。人眼色觉产生就是因为这三种光感受器将某一波优点各自感受到三原色按一定百分比组合形成一个特定色彩。 

     研究人员发觉人眼中感受三原色锥细胞数量之比为红：绿：蓝二40:20:1，这说明人眼对蓝色敏感程度远远低于对红色敏感程度。 

     V(λ)，由CIE(国际照明委员会)定义光谱亮度效应图，描述了人眼在整个可见光谱中对单一色光相对敏感性。V(λ)图峰值(555 nm)所对应是偏绿黄色。 

     2．色彩设备对颜色影响 

     在数字图像由输入设备到显示器观察，再到输出设备或最终图像文件整个步骤中，要维护原始色彩是很困难。因为每一个相关硬件或软件全部有自己色彩处理特色技术，也一样代表着不一样色彩还原特征。所以扫描、图像在显示器上、彩色打样上或印刷稿件上全部会展现出不一样色彩。产生这种情况根本原因在于，在色彩步骤中不一样设备色空间不一样，即使用不一样技术原理产生色彩。比如，显示器和扫描仪是以使用RGB“加法”着色系统为基础，而打印机和印刷则是基于“减法”着色系统，即以CMYK四色为基色。基于加色法实现屏幕显示色彩RGB模式不能和打印、印刷时采取基于减色法实现CMYK模式完全吻合，所以，要想让RGB模式色彩在打印、印刷时能很好地表现出来，我们就必需要用一定方法来管理这些设备上差异。 

     即使同一个设备，也会产生颜色不一样。当你进入一家电器商店，看到一面由多台电视机组成墙时，你会知道，没有两台电视屏幕在图像颜色和质量上真正一致。对于计算机显示器而言，也会出现一样情况，不管怎么样调整，它们也全部不可能完全一致。当你使用一台打印机时，你碰到问题将会急剧增多，打印设备情况、油墨颜色、相对湿度和承印物种类等等一大堆原因全全部会影响打印质量。机械设备本身就不完善，伴随时间推移，年复十二个月，日复一日，设备性能会趋向于不稳定，发生工作异常。 

     3．常见色彩设备 

     (1)扫描仪、数字相机扫描仪、数字相机属于数字图像获取设备。扫描仪使用光电耦合器件(CCD，关键应用于平台式、手持式扫描仪)或光电倍增管(PMT，关键应用于鼓式扫描仪)能够将照片、印刷品、反转片、底片等直接扫描转化为数字图像。近几年来，基于CCD平台式扫描仪因价格低廉、扫描快速、效果良好而受到欢迎。它不仅能够扫描图像用于打印、印刷、网络出版，还能够做字符阅读(OCR)，所以逐步进入办公室，成为不可缺乏办公用具。数字相机最早成型于80年代末，因其成像快速但分辨力低、内存小、价格昂贵而褒贬不一。新一代数字相机采取外挂式存放器，高分辨力、成像快速，拍摄图像可直接用于打印、印刷。其它获取设备还有电分机、视频捕捉卡等。 

     (2)彩色显示器、打印机 

     显示器和打印机是最常见输出设备，用于色彩管理显示器应该最少能够做到800×600分辨力以上逐行真彩显示。其它输出设备还有胶片统计仪等。 

     印前系统中不一样色彩设备工作在不一样色彩空间。显示器、数字相机、扫描仪全部工作在RGB色彩空间：打印机、印刷机全部工作在CMYK色彩空间。一幅图像在不一样型号设备或相同型号设备上输出颜色全部有可能是不一样，也就是说，这些色彩空间和设备相关。所以，进行设备色彩管理首先是色彩空间问题，即基于哪个色彩空间来进行色彩控制。 

     4．常见色彩体系 

     现在，几乎全部计算机全部使用GUI(Graph User Interface)作为人机交互方法，这种方法使计算机成为一个大量数据处理、完全图形、图像化操作界面结合体。为了表示丰富图像资源，色彩设备大量介入成为肯定。抛开计算机系统中流动无形数据，我们能够将整个计算机系统看作有形图形、图像产生、交换、复制、显示系统，而数据作用只为产生、交换、复制或显示可见图形、图像。色彩设备在其中起到人、机之间媒介作用。 

     色彩设备经过网络接口和电缆线同主机联接在一起，它们之间能够相互进行数据交换，这使得整个计算机系统带有了统一色彩属性，而问题就由此产生。因为硬件原理及对色彩描述方法不一样使不一样设备对色彩表现能力相差很大，当图像数据由一个设备流向另外一个设备时就有可能产生数据再现失真情况。造成这种失真情况原因关键有： 

     系统误差 

     将图形、图像数据还原，色彩设备必需使用各自色彩模式，如扫描仪、数字相机、彩色显示器使用RGB模式；彩色打印机、印刷机使用CMYK模式；主机处理时则可使用任何模式，设备间进行数据交换时使用LAB模式等。这些色彩模式全部是基于国际照明委员会(CIE)标准。但她们所描述色彩范围大小不一样。LAB是色彩空间全集，范围最大；RGB是LAB中可用屏幕显示部分，范围其次；CMYK是LAB中可打印部分，范围最小。所以当数据由色彩范围大模式流向范围较小模式时就会产生系统误差。另外，色彩设备在制造时使用位深度不一样，当数据由位深度高获取设备流向位深度低输出设备时产生输出误差。 

     人为误差 

     人为误差往往是造成数据还原失真关键原因。很多操作人员对色彩设备并不真正了解，错误地使用数据交换方法、图像色彩模式、分辨力等，当然会造成严重再现失真。 

     5．常见色彩设备管理方法 

     “所见即所得”是色彩管理最终目标。这个目标就是要实现获取设备和输出设备之间色彩一致。即使色彩设备生产厂家全部在努力为用户提供针对其设备更方便、实用色彩管理程序，但从本质上这些方怯并不能处理色彩问题。色彩问题其实是一个系统问题。在一个完整色彩体系里不一样色彩设备来自不一样生产厂家，它们需要是一个整体管理方案。为了实现色彩管理，这些设备必需首先做到以下几点： 

     位深度统一 

     连接在一起不一样设备使用位深度必需相互匹配。位深度是色彩设备最关键硬件指标之一，它直接影响设备对色彩表现能力和整体性能。位深度高设备能够兼容位深度低设备中数据，反之则不然。所以在色彩设备连接时为了使它们全部正常工作，必需使用相同位深度，这是色彩管理硬件基础。 

     针对目标分辨力统一 

     图像数据在不一样色彩设备间流动时，针对其流动目标设备确定其使用分辨力。不一样色彩再现设备使用不一样分辨力显示图形、图像，如彩色显示器永远使用72dpi显示，将图像打印只要使用150dpi就能够了，而照排机则使用350dpi。所以在使用获取设备取得图像时应首先考虑其用途。如用于显示，则72dpi就足够了；如用于打印，则150dpi就能够了；如用于印刷，则必需使用350dpi。并非分辨力越高图像输出越清楚，不适合分辨力只会增大数据文件，延长再现时间，有时甚至会有负作用产生。 

     针对目标色彩模式统一 

     图像数据在不一样色彩设备间流动时，针对其流动目标设备确定其使用色彩模式。不一样输出设备使用不一样色彩模式，如显示器使用RGB模式，彩打和照排使用CMYK模式。在获取设备取得图像时依据其用途确定色彩模式，如仅用于显示，则使用RGB模式，彩色打印、印刷照排输出时使用CMYK模式。不适合色彩模式会显著影响图像再现，如将RGB模式图像输出印刷时得到结果不再是彩色而是黑白。 

     针对目标图像格式统一 

     图像数据在不一样色彩设备间流动时，针对其流动目标设备确定其使用数据存放格式。不一样存放格式对图像色彩会产生很大影响。如用于网络GIF格式，因使用色彩索引表存放，本身不支持真彩只能使用256色；PIC、BMP、PCX支持尺寸很大真彩图全部较为勉强；JPG格式支持真彩却因压缩而产生损失。所以在使用获取设备取得图像后应依据其用途确定其使用存放格式，用于网络(如网页等)时存为GIF格式；用于PC机显示存为BMP格式；需要高效压缩时存为JPG格式等。当然常见格式为TIF格式。 

     步骤色彩校准 

     校准同一色彩在不一样色彩设备上显示时误差，做到色彩—致。具体过程为针对获取设备和输出设备分别建立系统色彩预制文件(PROFILE)，将这些色彩预制文件串联起来校准整个系统。 

     越来越多软、硬件已经深入到色彩管理领域内，色彩设备是现在接收优异技术最快、更新最频繁计算机外部设备之一。作为管理色彩设备色彩管理系统现在和以后全部必将向更复杂、更高效、更正确方向继续发展。