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1、第四章 色彩管理系统工作原理n4.1 色彩管理系统方案和工作过程n4.2 色彩管理系统的结构 n4.3 特性文件 n4.4 成熟的色彩管理系统及专用软件4.1 色彩管理系统方案和工作过程n色彩管理系统方案n色彩管理的工作过程色彩管理系统方案n闭环控制法n开环控制法闭环控制法n当一个系统的输出信息经过检测，并且测得的结果被送回到输入端，参与对系统输出的控制，即存在反馈回路为闭环系统n工作原理：标准原稿（IT-8色标）扫描，生成以CIELab表示的CMYK四个电子文件；使用特定材料和设备输出，得CMYK色标复制品；制作复制曲线；复制曲线与标准曲线进行比较，求出差值，制作设备特性文件；用特性文件控制
2、输入、输出设备使色彩统一。n特性n统一、与设备无关的色彩描述语言n特定环境和条件原材料、工艺条件、环境稳定n标准原稿和信号条跟踪n例：nAgfa，Kodak，LinoColor，Pantone，Ofoton爱色丽eyeone，海德堡印通开环控制法n当一个系统的输出信息不经过检测，也不反馈到输入端参与对输出信号的控制，称之为开环系统。n桌面出版系统的开环控制法是指输入设备、输出设备、显示设备可以任意选配，使用者可以根据选定的设备和所使用的油墨纸张，凭借操作者的经验，对顾客要求、后工序误差等因素进行考虑，做出判断来调整各种参数设定。这种方法控制灵活，但对操作者要求较高。色彩管理的工作过程n建立标准
3、的颜色环境n校正n系统设备色彩特性化n色彩转换建立标准的颜色环境n标准观察条件n如何建立标准的观察环境标准观察条件n观察条件与颜色的关系nISO3664：2000图像技术与摄影行业标准观视条件 1、色温：D65,D50；显色指数97；（1500高照度2500）；（475低照度525）；均匀性：1m2范围内，四边与中心照度比例不低于75。2、周边环境色反射率小于60，最好小于20；中性无彩色。如何建立标准的观察环境n标准观察灯箱nUV灯：对于油墨和纸张中含有荧光剂时，利用UV灯和D50光源一起使用，可消除荧光剂的影响。n控制环境照明的稳定性 定期更换灯泡，标准灯管的寿命2000h EyeOne分
4、光光度计 校正n校正（calibration）调校仪器达到标准。n输入校正：扫描仪和显示器的校正。目的是对输入校正：扫描仪和显示器的校正。目的是对输入设备的输入设备的亮度、对比度、黑白场亮度、对比度、黑白场进行校正。进行校正。n扫描仪：对于同一份原稿，不论什么时候扫描，都扫描仪：对于同一份原稿，不论什么时候扫描，都能获得相同的数据。大部分扫描仪具有自动校正功能获得相同的数据。大部分扫描仪具有自动校正功能能n显示器：使显示器的白场和其它显示特性符合理想显示器：使显示器的白场和其它显示特性符合理想的设置参数值，使显卡依据图像数据的色彩信息，的设置参数值，使显卡依据图像数据的色彩信息，在显示屏上显示
5、准确的色彩。显示器的校正有两种在显示屏上显示准确的色彩。显示器的校正有两种方法。方法。n输出校正：校正过程的最后一步输出校正：校正过程的最后一步n打印机要求达到出厂设备参数打印机要求达到出厂设备参数n照排机：最大密度设定为照排机：最大密度设定为4.0，半色调网点，半色调网点误差宽容度为误差宽容度为-0.02，0.02n打样机和印刷机：打样机和印刷机：材料符合标准材料符合标准、稳定生产、稳定生产环境、准确的测控条。实地密度、网点增大环境、准确的测控条。实地密度、网点增大率、印刷发差和叠印率等工艺参数。率、印刷发差和叠印率等工艺参数。系统设备色彩特性化n设备色彩特性化是色彩管理过程的基础，每一种设
6、备都具有自身色彩描述特性，为了进行准确的色彩空间转换和色彩匹配，必须对系统设备进行特性化处理。系统设备色彩特性化原理n利用一个已知的色度值标准表与设备输入或输出颜色信号，制作输入设备和输出设备色彩特性关系（曲线，矩阵）。在特性关系的基础上，对照CIELab色彩空间做出特性文件。n特性文件中主要记录的是设备色于Lab色彩空间的对应关系。n设备特性化n输入设备特性化：色度特性化，利用一个已知的色度值标准表，对照该表的色度值和输入设备所产生的色度信号，做出该输入设备的色度特性化曲线。n输出设备特性化：色域特性化，对输出设备利用色彩空间的概念，做出该设备的色域特性曲线。色彩转换n色彩转换必须使显示器与
7、彩色打印机或者照排机所输出的色彩尽可能接近扫描原稿，目前色彩管理系统所采用的色彩转换模式：n矩阵处理模式n对照表处理模式 （特性文件中主要记录的是设备色于Lab色彩空间的对应关系。）矩阵处理模式n对于某些色彩复制的设备如彩色显示器，只需要以矩阵方式即可将特性化文件中的必要信息，精确地完成设备色彩与色彩连结空间的色彩信息转换。n矩阵模式是使用三个一维的阶调复制曲线表以及一个33的矩阵进行设备色彩信息转换。其中一维阶调复制曲线分别调整设备原色阶调，矩阵进行色空间的转换。n在处理输入色彩信号为红色、绿色和蓝色的色彩信号时，经一维对照表以及3*3的矩阵运算后，即可产生设备色彩与CIE色彩空间信号的色彩
8、转换信息对应值，从而建立特性化文件中设备色彩空间与设备独立色彩连接空间PCS的对应关系。n提供足够多的数据资料，避免内插运算时产生错误，要保持曲线的平滑度n一维对照表的功能：调整红色、绿色、蓝色的色彩信号数值，并根据CIEXYZ中的明度轴Y值进行修正，再应用3*3的矩阵将信号转换成属于CIE设备独立色彩空间的CIEXYZ或CIELab对照表处理模式n在矩阵处理模式的基础上增加色彩对应表。色彩对照表主要功能是处理输入色彩和输出色彩的转换，以产生两者之间的关系对照表。n对照表处理模式与矩阵处理模式的最大不同之处：多了色彩对照表处理模组n色彩对照表处理模组的功能：n处理输入色彩与输出色彩的转换，以产
9、生两者之间的关系对照表n由n维向量矩阵组成，直接应用在制作设备特性文件的软件时，需要明确地指出所应用的色彩空间的每一个基本组成4.2 色彩管理系统的结构n色彩管理系统的基本结构是以CIE色度空间为参考色彩空间，特性文件记录设备输入或输出色彩之特性，并利用应用软件及第三方色彩管理软件作为使用者的色彩控制工具。n通用的参考标准n特性文件n色彩管理模块通用的参考标准n标准色标：IT8.7/1和IT8.7/2（图像技术委员会）n国际色彩联盟（ICC）起初会员只有七家，目前国内唯一一家成员是北大方正。ICC的目标是：建立一个可以以标准化的方式交流和处理图像的色彩管理模块，并允许色彩管理跨平台和操作系统进
10、行。n色彩特性文件标准格式：PC机利用ICM2.0文件格式，苹果机上利用的Colorsync2.5的文件格式。n色彩连结空间PCS（profile Connection Space）：CIEXYZ和CIELab，设备独立色彩空间色彩管理的基本条件n设备独立色彩空间n精确描述数字化色彩设备色彩特性的特性文件n好的色域转换技术特性文件n设备特性文件n设备特性文件用来反映某个设备表现色彩的范围和特性，利用其可以使色彩转换程序在设备的色彩空间和CIELab色彩空间之间进行映射转换。n特性文件是各自设备的色彩空间同标准的与设备独立的色彩空间进行转换的桥梁n设备特性文件：颜色信息的身份证n设备特性文件是一
11、个标准格式文件，描述了一个设备在CIE色彩空间内的位置n色彩特性文件的算法思想：实现色彩空间的转换特性文件的作用n色彩管理系统根据输入设备的特性化文件，将数据文件转移到特性文件的色彩空间，再根据输出设备的特性文件，把数据文件的色彩信息转移到输出设备的色彩空间，从而保证工作流程中色彩还原的一致性。n特性文件处理颜色两种方式：n内置于设备中的特性化文件信息通过按键操作把要处理的文件自动生成颜色信息，或者把颜色信息解释成输出设备的特性颜色信息，之后再显示或打印文件。n处理之前不嵌入特性文件，要处理文件时再装入特性文件的制作方法n利用标准色标（IT8色标），输入和输出色标得到设备色彩特性色域。标准色标
12、色度值和设备色彩特性色域两组数据生成特性文件。色彩管理模块 n色彩管理模块CMM（Color Management Module）是用于解释设备特性文件，依据特性文件所描述的设备颜色特性进行不同设备的颜色数据转换。无论是操作系统还是专门的色彩管理软件都提供对应的CMM。nCMM执行色域匹配，选择最理想的色彩。n由于各设备的色域各有不同，因此不可能在各设备间有完美的色彩搭配nCMM内建在操作系统中，色彩管理软件通过控制应用程序来控制CMM。n微软、Apple、Adobe、Heidelberg、Agfa等公司都有自己的CMM。4.3 特性文件？n特性文件：n一个用来将设备的颜色值和与设备无关的颜色
13、值相关联的文件，设备特性文件包含了描述设备运转状况的三个主要变量信息：n色域呈色剂的颜色和亮度值所确定的范围n密度动态范围白场与黑场的颜色和亮度值确定的范围n呈色剂的阶调复制特性n特性文件的分类n输入特性文件：扫描仪和数字相机n显示特性文件：显示器n输出特性文件：打印机、印刷机、打样机n区分三类特性文件的要素：n看它们是单向还是双向的CMS显示器扫描仪数字相机喷墨打印机彩色激光打印机印刷机输入设备特性文件告诉色彩管理系统人们对扫描仪或相机捕获的颜色感觉显示器即扮演输入设备又扮演输出设备使用输出特性文件将颜色从PCS空间转换到印刷输出空间；把CMYK图像转换到其他输出设备颜色空间，进行模拟打样输
14、入特性文件n支持灰度、RGB彩色和CMYK彩色输入设备n可选择的输入特性文件类型：n基于RGB矩阵n基于RGB颜色查找表n基于RGB矩阵加查找表显示特性文件n支持灰度、彩色显示设备n显示特性文件类型：n基于RGB矩阵n基于RGB颜色查找表n基于RGB矩阵加查找表输出特性文件n一般是基于RGB、CMYK和灰度查找表的特性文件。n目前的ICC技术规范支持多达15个通道的特性文件,一般的CMM只支持8个通道的输出特性文件nAtoB标记和BtoA标记n色域标记：包含输入端的PCS值和输出端一个单一值的对应关系，该值要么是1，要么是0n1：PCS值超出了色域n0：PCS值在色域内AtoB和BtoAn从设
15、备到PCS的颜色转换称为反向颜色转换，该反向的颜色查找表标记为AtoB表n从PCS到设备的颜色转换称为正向颜色转换，正向颜色转换标记为BtoA表nAtoB0:设备到PCS的感性再现意图的查找表nAtoB1:设备到PCS的色度再现意图的查找表nAtoB2:设备到PCS的饱和度再现意图的查找表nBtoA0:PCS到设备的感性再现意图的查找表nBtoA1:PCS到设备的色度再现意图的查找表nBtoA2：PCS到设备的饱和度再现意图的查找表其它特性文件n除了设备特性文件（包括虚拟设备的特性文件，如Adobe RGB）以外，ICC技术规范中还允许4种其它类型的特性文件：n设备连接DeviceLinkn颜
16、色空间转换ColorSpaceConversionn抽象的Abstractn命名颜色NamedColorn设备连接n允许设备到设备的直接转换n本质是一类包含从一个特性文件到另一个特性文件转换的特性文件n只能包含一个源特性文件和一个目标特性文件，但在设备连接过程中可以是一系列设备和非设备空间的组合，只要转换链中的第一个和最后一个特性文件代表设备空间即可。n设备连接特性文件只需要四个标记：n特性文件描述标记nAtoB0标记n特性文件顺序和目标标记n版权标记n颜色空间转换特性文件n进行设备无关颜色空间之间的转换，CIELAB-CIELUVn抽象的特性文件n用于图像在PCS内部的颜色变换nKodak
17、Custom Color ICC，ITEC ColorBlind Editn命名颜色特性文件n支持命名颜色系统，如Pantone，Focoltone等刺激和响应n用已知的RGB或CMYK值刺探设备，然后测量出设备的响应值n显示设备n输入设备n输出设备n显示设备n制作特性文件的软件发送一些已知的RGB值，让显示器产生一系列的显示颜色，测量这些RGB值所产生的显示颜色值，采集出PCS的值，然后建立RGB值和对应PCS值相关联的特性文件。n输入设备：n对标准色标进行扫描，将扫描图和色标数据一起输入制作特性文件的软件，特性文件制作软件比较扫描图中的RGB值和色标数据文件中的XYZ或LAB值，建立特性文
18、件。n输出设备：n先给打印机发送一些已知的RGB或CMYK值，然后测量打印样张上对应的颜色值，建立刺激值和响应值之间的关联关系特性文件的局限性n制作软件不能涵盖全部可能的设备信号n特性文件只能描述设备的色域，不能扩大它的色域n特性文件的精度取决于测量数据的准确性，准确性不可能比建立特性文件所用的测量数据更准确ICC 特性文件n文件头n资料索引表n索引内容文件头n文件头是指文件本身的信息。n在文件头第12至15位的信息表示何种设备的特性文件如scnr表示输入设备的特性文件，mntr表示显示设备的特性文件，prtr表示输出设备的特性文件n36至39位表明文件是否为ICC色彩特性文件，如acsp表示
19、为特性文件n40至43位表明特性文件是由何种作业平台生成。n64至67位表示色彩管理转换模式特性文件的文件头内容顺序：n特性文件大小nCMM类型签名：指定特性文件使用的默认CMMn特性文件版本号：特性文件所遵循的ICC技术规范版本号n特性文件的类别：n输入设备：scnrn显示设备：mntrn输出设备：prtrn设备连接：linkn色彩空间转换：spacn抽象的：abstn命名颜色：nmcln颜色空间签名：25个可能的颜色空间n特性文件连接的颜色空间签名：CIEXYZ和CIELabn原操作系统平台签名：用来定义特性文件是在什么操作系统下建立的，目前有六个签名Apple Computer,Inc.
20、;Microsoft Corporation;Silicon Graphics,Inc.;Sun Microsystems,Inc.;Taligent,Inc.;无原操作系统平台签名n特性文件标志：只有两个标志，一个用来定义特性文件究竟是单独的特性文件（非嵌入式），还是一个嵌入到图像文件中的特性文件；另一个用来定义嵌入式特性文件是否能够从嵌入的图像文件中提取出来，成为一个单独的特性文建。n设备制造商和型号签名n设备特征签名：用来描述特性文件所用到的与设备相关的介质，可选项有：光泽的或无光泽的，正片或负片，彩色的或黑白的Profile ClassAToB0 TagAToB1 TagAToB2 T
21、agTRC/MatrixBToA0 TagBToA1 TagBToA2 TagInputDevice to PCS:PerceptualDevice to PCS:colorimetricDevice to PCS:saturationColorimetricPCS to Device:PerceptualPCS to Device:colorimetricPCS to Device:saturation DisplayDevice to PCS:PerceptualDevice to PCS:colorimetricDevice to PCS:saturationColorimetricPC
22、S to Device:PerceptualPCS to Device:colorimetricPCS to Device:saturationOutputDevice to PCS:PerceptualDevice to PCS:colorimetricDevice to PCS:saturationUndefinedPCS to Device:PerceptualPCS to Device:colorimetricPCS to Device:saturationColor SpaceColor Space to PCS:PerceptualColor Space to PCS:colori
23、metricColor Space to PCS:saturationUndefinedPCS to Color Space:PerceptualPCS to Color Space:colorimetricPCS to Color Space:saturationAbstractPCS to PCSUndefinedUndefinedUndefinedUndefinedUndefinedUndefinedDeviceLinkDevice1 to Device2:rendering intent defined according to Table 9UndefinedUndefinedUnd
24、efinedUndefinedUndefinedUndefinedNamed ColorUndefinedUndefinedUndefinedUndefinedUndefinedUndefinedUndefined再现意图n特性文件生成软件签名：用来在设备制造商名单中标识出创建特性文件所使用软件的制造商名n特性文件ID：由MD5指纹方法生成标记对应的数据n特性文件的第三部分，包含真正的内容，包括白点信息，出现在应用软件下拉菜单中的特性文件描述名称，各种再现意图的查找表，阶调复制曲线等。资料索引表nICC的色彩特性文件的资料索引表起始的前面4位说明特性文件的资料索引数目，其后紧接着的是记录信息的
25、每个资料索引。在资料索引表中，每个资料索引共有12位，说明每个资料索引的名称、起始位置及资料内容的大小。n每个资料索引的第4位至第7位是在说明文件移位至某位为资料的启示位置，最后8位至11位则是说明资料索引的资料量的大小。索引内容nICC特性文件的索引内容，可大致区分为三个区域：必要索引资料内容区、选择索引资料内容区、个别索引内容区。在必要索引资料内容区提供色彩管理系统预设核心方程CMM色彩管理模块进行色彩转换的完整资料；选择索引资料内容区定义了许多资料索引，用以加强色彩在进行转换时的数据资料；个别索引资料内容区介绍CMM色彩管理模块开发厂商，提高强化色彩管理转换的准确度。4.3 成熟的色彩管理系统及专用软件nMac Colorsync：最早的色彩管理系统。目前应用在苹果机上，集成在系统中，由应用软件进行调用，进行对系统设备的色彩管理控制。nWindows ICM：PC机色彩管理系统，也是集成在系统中，共应用软件调用。nAdobe ACE：由Adobe公司开发的色彩管理模块，其目的是保证Adobe所有软件产品处理图像色彩的一致性。nAgfa、Heidelberg等公司色彩管理系统。