色彩將世界上每一件商品賦予生命,它激起了消費者購買商品的欲望。作為設(shè)計、圖形和圖像制作 專業(yè)人員來講,我們知道色彩是銷售過程中重要的一部分。如果我們能夠在生產(chǎn)和銷售中有效地使 用顏色,這在產(chǎn)品中會表現(xiàn)出附加值。
這些 GATF 測試圖表明必須很精細地進行色彩再現(xiàn)。如果膚色、 藍色天空、綠色草原以及食品的顏色有少許的“偏離”,整個圖 像的外觀將受到影響。
為有效地使用顏色,必須嚴格地控制顏色。顏色工作流程是從設(shè)計者的構(gòu)思和客戶的要求開始。從 一開始,這些顏色在各個不同的設(shè)備上、通過不同的人進行復制。在復制的每一階段,前一步的輸 出成為下一步的輸入。每一次變化都進入不同的色彩空間 — 從原稿到顯視器 RGB 到 CMYK 印刷 打樣及在不同的系統(tǒng)上印刷。而每一次評價都是由不同的人在不同的觀察條件下進行。
那么,我們怎樣在這樣復雜過程中能夠保證原稿忠實再現(xiàn)呢?本書就是立足于解決這些問題。換言 之,就是色彩測量 — 如果能夠測量色彩,就能控制色彩。本手冊就、測量及控制的基本 概念進行講解。
挑戰(zhàn):顏色交流
保證顏色能夠“通過客戶的指揮棒”,保證忠實再現(xiàn)涉及到:
‧內(nèi)容指定者 / 客戶定義信息,確定圖像內(nèi)容、指定顏色及紙張。
‧圖形設(shè)計人員提供圖像、設(shè)計及頁面內(nèi)容;印刷或數(shù)碼顏色規(guī)格。
‧印前服務(wù)機構(gòu)提供分色膠卷、顏色變化信息、印刷或數(shù)碼顏色規(guī)格。
‧印刷油墨供貨商提供符合顏色規(guī)格的油墨,考慮紙張規(guī)格。
‧印刷公司提供最終印張,符合顏色規(guī)格。 色彩復制過程每一步的附加值和增加信息內(nèi)容。良好的顏色規(guī)格能夠保證基于輸入的正確的顏色內(nèi)容。
為了創(chuàng)造鮮艷、高質(zhì)量的彩色文件及設(shè)計,必須對每一步復制過程進行顏色控制。 不同觀察條件 代表了對同一顏色的不同的解釋。例如:
‧原稿景物包含廣范的自然、實際顏色。
‧照片能夠獲得實際景物的大部分顏色。然而,當圖像被掃描成 RGB 數(shù)據(jù)時,有些階調(diào)丟失了。 同樣,在顯示器上會有更多的顏色丟失或改變 — 而且,不同的顯示器也會稍有不同。
‧如果將藝術(shù)品在成像、插圖及組版程序中傳遞時,顏色會以不同的方式被指定。例如,指定87% 品紅、 91% 黃在 Photoshop™, Freehand™ 及 QuarkXPress™ 中得到的顏色略有不同。
‧當印刷藝術(shù)品時,從 R G B 轉(zhuǎn)成 CMYK 的時候, 顏色通過不同的設(shè)備后,演譯所得的色彩數(shù)據(jù) 也略為不同 — 從激光打印機、打樣系統(tǒng)及印刷機上。
‧當檢查輸出時,我們是在不同的觀察條件下進行的,而不同的觀察條件將影響顏色外觀。此外, 不同的觀察者對顏色的感知是建立在各自不同的視覺技能和記憶基礎(chǔ)上的,這將造成對顏色評價 的差異。
在此過程中基本的問題是:哪一個設(shè)備是準確的?不幸的是,沒有哪一個觀察者、設(shè)備或軟件能夠 揭示出顏色的真實特性。而顏色的外觀是很容易受到照明,觀察條件和其他因素所影響的。
解決方法:顏色測量及控制 測量是整個生產(chǎn)控制的關(guān)鍵。為此:我們以英寸、毫米量度大。灰园鹾颓Э肆慷戎亓康鹊。這樣 我們就能在生產(chǎn)過程中建立重復使用的準確的測量標準,因此,所有的生產(chǎn)項目是一致的并且在質(zhì) 量容差范圍之內(nèi)。采用測量的顏色數(shù)據(jù),我們就能做出相同的顏色 — 使用可重復的、標準化的數(shù) 據(jù)并在每一個生產(chǎn)階段作監(jiān)控顏色并且檢查顏色匹配的“近似性”。
那么,顏色的什么性質(zhì)可以做到一致并被測量呢?我們來檢查一下這些性質(zhì) — 顏色在自然界和我 們的記憶中是如何產(chǎn)生的?它又是如何在屏幕和紙張上再現(xiàn)的?顏色又是怎樣以反射率(光譜數(shù) 據(jù))和三維值(三刺激值)被交流的?
為了幫助讀者理解如何測量顏色的,我們首先來學習一下有關(guān)顏色的物理和生理特性。 光、對象和觀察者之間的相互作用產(chǎn)生顏色。光通過對象到達觀察者 — 人的視覺系統(tǒng)而改變 — 被改變的光以顏色感知。這三個元素是產(chǎn)生顏色的基本元素。首先我們來研究一下顏色的起源 — 光。
光 — 波長及視覺光譜 光是電磁波譜中的可見部分,電磁波由億萬個波段構(gòu)成。它在空氣中移動就 如同池塘中的水波一樣,隨時在我們周圍。每一個波段具有不同的大小,以 波長來表示,波長是兩個相鄰波峰之間的距離。波長是以納米(nm)或百萬分 之一毫米來表示。
可見光譜的范圍從400到700納米之間,僅僅是電磁波譜中的一小部分?梢姽庾V以外還有很多人眼不能看到的光譜如波長較短的 X 射線到波長較長的無線電波和電視波。
我們的眼睛有對可見光譜波長敏感的光傳感器。這些傳感器將檢查到的信號傳給大腦,大腦經(jīng)過分 析判斷產(chǎn)生顏色的感覺。如果這些傳感器同時檢測到所有的可見光,大腦感覺為白光。如果沒有波 長被檢測到,就不存在光,大腦感覺為黑色。
現(xiàn)在我們知道了眼睛和大腦對所有可見波長如何反應的。下面,讓我們來看一下大家熟悉的牛頓的 三棱鏡分光實驗。
從設(shè)計到印刷: 印刷工作流程從客戶開始到客戶結(jié)束。
我們面臨的挑戰(zhàn)是在每一階段給客戶展示一致的顏色效果
當一束白光通過三棱鏡色散后,我們的眼睛就能看到分光后的各個波長。這個實驗表明不同的波長 使我們看見不同的顏色。我們能辨認出可見光譜中的紅、橙、黃、綠、青、藍、紫,以及它們形成 的彩虹帶。
當我們的視覺系統(tǒng)檢測到 700nm 左右的波長時,我們看到“紅色”;而當我們的視覺系統(tǒng)檢測到
450-500nm 左右的波長時,我們看見“藍”, 400nm 波長給我們“紫”色的感覺等等。我們的視覺 系統(tǒng)每天都能檢測到億萬種不同的顏色。
然而,我們很難同時看見所有的波長(純白光),也難看見單一波長。 我們的顏色世界比這要復雜得 多。由此可見,顏色不是簡單的光的一部分。我們所看見的顏色是已經(jīng)改變后由許多波長的新的組 合。例如,我們看見一個紅色物體,我們檢測的光主要包含“紅” 波長。就這樣所有的物體得到 了它們的顏色 — 通過改變光。由于每一個物體傳給我們的眼睛一個特有的混合光譜,我們就看到 了一個充滿色彩的世界。接下來,我們來看一下物體是如何影響光的。
物體 — 操縱波長 當光照到物體上,物體表面就吸收了一些光譜能量,其它部分的光譜能量被物體反射。 被物體反 射的已改變的光由全新的波長組成。不同的表面含有各種不同的顏料、染料、油 墨,它產(chǎn)生不同 的唯一的波長組分。
照到反射物體例如紙上的光會被改變;通過透射物體比如膠片的光也會被改變。光源本身具有唯一 的波長組成。像人工照明以及計算器顯示器這樣的光源稱為發(fā)射物體。
光的反射、透射和發(fā)射是講物體的顏色時用的專業(yè)術(shù)語。不同的物體表面呈現(xiàn)出不同的顏色 — 這 是因為對不同的光波的反射和透射率不同。離開物體后波長的表現(xiàn)形式是物體的 光譜數(shù)據(jù),通常 我們稱之為顏色的“指紋”。對應每一波長的測量就得到光譜數(shù)據(jù)。這個測量得到反射給觀察者的 波長的百分比即是反射率強度。
這種測量只能通過分光亮度儀,比如愛色麗(X-Rite)的數(shù)碼色樣冊(Digital Swatchbook)、938 型分光 密度儀,DTP41型自動掃描式分光亮度儀或者自動追蹤型分光亮度儀(ATS)系統(tǒng)來測量。我們可以 將測量數(shù)據(jù)繪成光譜曲線,通過視覺考查顏色的光譜特性。在此,我們將采用Digital Swatchbook 軟件的“曲線”工具。
光譜數(shù)據(jù) 光譜數(shù)據(jù)可以繪制成光譜曲線,從而提供可見的顏色指紋。光的波長和反射率強度提供繪制曲線的 兩個絕對參考點:包括 300 納米在內(nèi)的不同波長為水平軸,反射率強度為垂直軸。
使用ColorShop軟件中的光譜曲線工具,可以比較顏色曲線形狀 — 沿著波長軸向哪兒凸哪兒凹。
為計算光譜數(shù)據(jù),分光亮度儀沿著波長軸向測量許多均勻間隔的點,(例如,Digital Swatchbook 數(shù)碼色樣冊采用 31 個 10nm 間隔的點),這樣得到每個波長對應的反射率強度。這是對我們所看 到的顏色最全面準確的描述。將其與其它的顏色模型或說明方法相比,光譜數(shù)據(jù)是最準確的。
至此,我們已經(jīng)了解了光、物體;物體是如何改變光而產(chǎn)生不同的顏色;以及分光亮度儀是怎樣直 接測量出不同物體對光的反映。為全面的定義我們所知的顏色,我們必需了解觀察者 — 人的眼睛及其它交流和再現(xiàn)顏色的設(shè)備,從而得出結(jié)論。
觀察者—將波長感知為“顏色”
要能感知顏色,必須具備三要素 — 光、物體及觀察者。沒有光就不存在波長;沒有物體則僅有白 色 — 光未被改變;而沒有觀察者就沒有將波長識別為唯一“顏色”的感覺反映。
有一個著名的諺語:“如果森林里的樹倒下而沒人在那兒聽,它會有聲音嗎?”實際上,對于顏色 可以有同樣的問題:“如果紅色的玫瑰沒被看見 它有顏色嗎?”回答也許讓你吃驚 — 沒有。我 們所說的“紅色”僅僅產(chǎn)生在我們的思維中,是通過我們的視覺傳感系統(tǒng)對那些波長反映而產(chǎn)生的 結(jié)果。
在在沒有觀察者的情況下,這朵玫瑰花是 沒有顏色的。它需要依靠不同波長反射組合來令我們看見紅色。
但在人腦海中玫瑰花的顏色,已被應定為“紅”色。
人的視覺是眼睛對光的傳感器網(wǎng)絡(luò)。這些傳感器對不同的波長的響應信號傳給大腦,在大腦中,這 些信號被加工成可感知的顏色。我們的記憶系統(tǒng)能識別不同的顏色,然后把它們與某一名稱的 顏色相聯(lián)系。
那么,我們的大腦也能測量不同的顏色并將我們看到的每個顏色繪成曲線嗎?并不盡然。如果每秒 大腦收到大量的視覺信息,人的視覺系統(tǒng)必須工作的特別快。然而,人的視覺系統(tǒng)使用非常有效的 方法“大量處理”波長,將可見光譜分成最主要的紅、綠、藍 成分,然后以它們來計算顏色信息。
RGB—加色三原色
將這些主要的顏色—RGB ,以不同的量混合,稱為加色法,它能夠非常近似地模擬出自然界中 所有的顏色。如果反射光中包含等量的純紅、綠、藍的混合,那末,眼睛感受到白色;如果沒有 光,則為黑色。兩種純的加色原色混合(如 R+G)產(chǎn)生減色原色(Y)。減色三原色黃、品紅、青 是紅、綠、藍的互補色。
當?shù)觾蓚加色原色時 就會產(chǎn)生一個減色原色。 三個加色原色混合時, 就產(chǎn)生白光。
人眼的三值顏色系統(tǒng)被彩色掃描儀、顯示器、打印機模擬、開發(fā)。這些設(shè)備采用的色彩再現(xiàn)方法直接基于紅綠藍光的刺激。
熒光帶有不同電壓的電荷,因而產(chǎn)生 不同的顏色
正如人眼一樣,這些設(shè)備必須一次處理大量的顏色信息 — 在屏幕上和紙上。按照邏輯推理,這些 設(shè)備模擬人眼對加色原色的反映產(chǎn)生彩色的圖。例如,顯示器上一個像素的色調(diào)是用不同強度的 紅、綠、藍來體現(xiàn)的。這些像素非常小,非常密集,人眼僅對RGB 混合的響應卻能感覺有許多顏 色。
CMY 和 CMYK —減色法原色 顯示器和掃描儀均采用加色法顏色系統(tǒng),因為它們是發(fā)射性設(shè)備 — 可以直 接在黑色上加紅、綠和藍。而打印機,必須在紙和其它材料上再現(xiàn)色彩,是 以反射光原理成色。因此,打印機采用與加色法相反的減色法原色青、品紅 和黃色。
當兩個加色法原色重疊時,便會產(chǎn)生出另一新的原色。
在理論上,當原色 青、品紅和黃色加起 來,便會產(chǎn)生出黑 色。但在實際作業(yè) 上,用這三原色只能產(chǎn)生偏啡色的暗灰; 由于這個原因,純黑 色油墨會被加上成為 第四個印刷原色。此 舉不但能保證在印文字或細致地方時有一個清晰及結(jié)實的黑 色,并且能大大改善印刷品的總調(diào)子范圍。
在可見光譜內(nèi),青是紅的互補色;品紅是綠的互補色;黃是藍的互補色。當青、品 紅和黃顏料印刷在白色的反射材料上時,每種顏料完全吸收 — 或減去 — 白光中 它的互補色。因此,印刷過程采用青、品紅和黃油墨以控制從白紙上反射的紅、綠 和藍光。
這些顏色以不同的半色調(diào)網(wǎng)點印在紙上,網(wǎng)點大小及角度的變化會產(chǎn)生不同的顏色和階調(diào)。網(wǎng)點大小變化的效果同改變顯示屏上紅、綠、藍熒光強度效果相似。
這幅圖表明減色法原色如何從光中減去它們的互補色而產(chǎn)生顏色。
H S L —顏色的三個屬性 現(xiàn)在,我們已經(jīng)了解了顏色含有復雜的波長信息,人眼、顯示器以及打印機將這個復雜的信息轉(zhuǎn)換 成原色的三值系統(tǒng)以簡化對信息的處理和再現(xiàn)。另一種描述顏色的直觀方法是 描述顏色的“三屬 性”
‧色相(Hue) — 它是用來定義顏色性質(zhì)的物理量,如紅、粉紅、藍和橙色
‧飽和度(Saturation) — 它是用來定義顏色的純度(如顏色的鮮艷或混溶程度)
‧明度(Lightness) — 它是用來定義顏色的明暗程度
光波可以用色相、飽和度和明度三屬性來描述。顯然,波長決定顏色的色相,波純度決定飽和度, 波的振幅決定明度。光譜曲線表示波的特征和我們感知這些特征的方法之間的關(guān)系。
色彩艷麗的物體以高強度反射光譜的某一部分;接近白色或淺灰的物體以高強度均勻地反射大部分 光譜;深灰色、黑棕色以及黑色物體吸收大部分光譜能量等等。
顏色空間—繪制顏色立體 色相、飽和度和明度可用三維的顏色立體來表示。這些特征提供了能用于描繪顏色空間三個坐標。 本世紀初,藝術(shù)家孟塞爾 — 孟塞爾色表的制作人 — 是三維顏色空間描述的開創(chuàng) 人;诿先 爾色系或模仿孟塞爾色系有許多不同類型的顏色系統(tǒng)。基本上,基于色相、 飽和度和明度的顏色 空間采用柱形坐標。明度是中心垂直軸,飽和度是與明度軸垂直并向外延伸出的水平軸,色相是飽 和度軸繞著明度軸的角度。
我們可以在三維顏色空間中找到光波的屬性和顏色屬性之間的關(guān)系。光波的振幅決定一種顏色在明 度軸上的位置;光波的純度決定顏色在飽和度軸上的位置;光波長決定色相角度。沿著“赤道”分 布著不同的色相。色相向中心方向純度變小,即飽和度減少;沿垂直軸方向,不同色相和彩度的顏 色變得越來越亮或暗;明度的極值白和黑位于“柱的兩個端點”。顯然,垂直軸中心的顏色為中性灰。
三刺激數(shù)據(jù)
顏色空間可用于描述視覺或復制的顏色范圍 — 或描述測量儀器或設(shè)備的色域。三維形式可用于比 較兩個或更多顏色之間的關(guān)系也很方便。下面,我們來看一下如何通過兩種顏色 在色空間中的距 離來確定它們之間的“相似性”。三維顏色模型以及三值系統(tǒng)如 RGB , CMY 和 HSL 是我們熟知 的三刺激數(shù)據(jù)。
確定某一特定顏色在三刺激顏色空間,如 RGB 或 HSL 中的位置,就像用一張地圖說明一個城市的 交通及地理位置。例如,在 HSL 顏色空間“地圖”上,首先找到色相角度和飽和度 距離相交的位 置。然后,明度值表明該顏色位于哪一“層”:從最底端“黑”到中性灰到最上端“白”。
許多情況下,三刺激顏色描述使得對顏色的測量變的很方便,不同于光譜數(shù)據(jù)的復雜(當然光譜數(shù) 據(jù)使更全面準確)。例如,稱為色度儀的儀器通過仿真眼睛計算紅、綠和藍光的量來測量顏色。這 些 RGB 值可轉(zhuǎn)化成更直觀的三維系統(tǒng),因而幾種顏色測量值之間的關(guān)系可以很容易比較。
當然,任意測量系統(tǒng)都需要一套可重復的標準。對于顏色測量, RGB 顏色模型不能作為標準,因 為它不可重復 — 不同的觀察者、顯示器、掃描儀等就有許多不同的 RGB 顏色空間(后面在設(shè)備 相關(guān)性中將討論)。關(guān)于顏色測量標準,我們來看一下著名的CIE — 國際標準照明委員會的研究。
前面已經(jīng)了解關(guān)于顏色測量及顏色屬性,現(xiàn)在來看工業(yè)顏色交流及測量所依據(jù)的已建立的CIE標 準。
1931 年, CIE 建立了表示可見光譜的一系列顏色空間的標準,采用這些標準,我們可以根據(jù)可重 復的標準對不同觀察者及設(shè)備的不同的顏色空間進行比較。
CIE顏色空間同我們前面討論過的其它的三值模型相似,采用三個坐標來表示一個顏色在色空間中 的位置。但是, CIE 空間 — 包括 CIE XYZ , CIE L*a*b* 以及 CIE L*u*v* 是設(shè)備無關(guān)的,也就 是說,這些色空間中的顏色范圍并不受到某種設(shè)備或某一個觀察者視覺再現(xiàn)能力的限制。
CIE XYZ 和標準觀察者
基本的 CIE 色空間是 CIE XYZ ,它建立在標準觀察者的視覺能力的基礎(chǔ)之上,所謂標準觀察者是 CIE 對人的視覺深入研究得出的理想觀察者。 CIE 針對大量的對像進行了顏色
匹配實驗,然后用實驗的結(jié)果產(chǎn)生“顏色匹配函數(shù)”和“通用顏色空間”,表示標準的人眼可見顏 色的范圍。顏色匹配函數(shù)是每個光的基本色 — 紅、綠、藍的值 — 標準的人的 視覺系統(tǒng)必須用 這些基本色來感知可見光譜的所有顏色。 X 、 Y 、 Z 坐標軸代表三個基本色。
由 XYZ 三個值, CIE 導出了 xyx 色度圖將可見光譜定義為一個三維顏色空間。此顏色空間的坐標 軸同 HSL 色空間的坐標軸相似。然而, xyY 空間不能用柱形或球形來表示。 CIE 發(fā)現(xiàn),我們不能 均勻地看見所有顏色,因此,CIE 將顏色空間修正成有些不對稱的(變形的)顏色空間來描繪視覺 范圍。
在我們提供的 xyY 色度圖上,我們可以看出顯示器 RGB 和打印機 CMYK 的色空間的局限性,為做 進一步的討論,我們必須指出,這里所示的 RGB 和 CMYK 色域并非標準色域,每個 不同的設(shè)備 的描述將是不同的。然而, XYZ 色域是與設(shè)備無關(guān)的,是可重復的標準。
CIE L*a*b* CIE的最終目標是開發(fā)一個做為顏色信息交流標準的可重復系統(tǒng),為顏料、油墨、染料及其它色料 生產(chǎn)廠商使用。這些標準最重要的功能是提供顏色匹配的通用框架。標準觀察者和 XYZ 色空間是 此框架的基礎(chǔ);但是, XYZ 空間的不平衡性 — 如 xyY 色度圖所示 — 使得這些標準難于清楚地 定位。
因此, CIE 開發(fā)出更為均勻的顏色標準, CIE L*a*b* 和 CIE L*u*v* 。在這兩種模型中, CIE L*a*b*使用最為廣泛。L*a*b*色空間良好的平衡結(jié)構(gòu)是基于一種顏色不能同時既是綠又是紅、也 不能同時既是藍又是黃這個理論而建立的。所以,單個的值可用于描述紅色/綠色以及黃色/藍色 特征。當一種顏色用 CIEL*a*b* 表示時, L* 表示明度;a* 表示紅 / 綠值; b* 表示黃 / 藍值。許多 方面,這個顏色空間很像三維顏色空間如 HSL 。
L*a*b* 顏色模型采用了黃- 藍和綠 - 紅軸相互垂直的直角坐標系。CIE L*C*H °顏色模型采用了同 L*a*b* 一樣的由 XYZ 導出的顏色空間,但它采用明度、彩度、色相角度的柱形坐標。這同色相、 飽和度(彩度)以及明度的三維很相像。 L*a*b* 和 L*C*H °特征都能由測得的光譜數(shù)據(jù)導出,或 者直接由 XYZ 值轉(zhuǎn)化得來,也可以直接由色度測量出的 XYZ 值得出。我們可以由每個坐標軸上的 數(shù)值定出某一顏色在 L*a*b* 色空間中的位置。下面的圖是基于 L*a*b* 色空間繪制的 L*a*b* 和 L*C*H °坐標圖。
后面在觀察顏色容差和顏色變化時將再度使用這些顏色空間,這些三維模型提供了邏輯框架,通過 它們可以計算出兩個或更多顏色的關(guān)系。在這些空間中,兩個顏色之間的“距離”表明它們之間的 視覺匹配的“相似性”。
觀察儀器的色域并非隨觀察條件變化而變化的唯一的顏色元素。照明條件也影響顏色外觀。采用三 刺激數(shù)據(jù)描述一個顏色時,我們還必須說明照明光源的反射率數(shù)據(jù)。但是我們采用哪種光源呢? CIE 還建立了標準照明體。
定義照明體的性質(zhì)是描述顏色的重要的一部分。 CIE 標準對幾種常用的照明體提供了如下參數(shù)。
1931 年, CIE 建立了三個標準照明體,表示為 A , B 和 C:
‧ 照明體 A 表示色溫約為 2856 °K 的白熾燈照明條件
‧ 照明體 B 表示色溫為 4874°K 的直射的陽光
‧ 照明體 C 表示色溫為 6774°K 的非直射的陽光
后來, CIE 又增加了一系列 D 照明體、理想的 E 照明體以及一系列 F 照明體。 D 照明體表示不同的日光條件,以色溫表示。兩個照明體— D50和D65— 是印刷觀察條件中最為常用的標準照明體(“50”和“65”分別表示 5000°K 和 6500 °K 的色溫)。
這些照明體在顏色計算中以光譜數(shù)據(jù)表示,光源的光譜反射功率 — 發(fā)射物 — 比彩色反射物的光 譜數(shù)據(jù)實際上并無不同。我們可以通過某一顏色在不同光源下的相對光譜功 率分布的光譜曲線來 觀察不同光源對顏色的影響。
三刺激顏色描述主要依賴CIE標準顏色系統(tǒng)及標準照明體。另一方面,光譜顏色描述卻不需這些附 加信息。當然,CIE標準在從顏色的三刺激值到光譜數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換中確實起了重要作用。接下來, 我們來進一步研究光譜數(shù)據(jù)和三刺激數(shù)據(jù)之間的關(guān)系。
我們已經(jīng)考察了描述顏色的主要方法。這些方法分為兩類:
‧光譜數(shù)據(jù)通過證明物體表面可以看出如何影響(反射,透射或發(fā)射)光,光譜數(shù)據(jù)實際上描述彩 色物體的表面性質(zhì),照明條件改變、觀察者不同及復制方法不同對這些表面都沒有影響。
‧三刺激數(shù)據(jù)以三個坐標值或數(shù)值簡單地描述物體的顏色在觀察者或傳感器中如何表現(xiàn)的以及顏色 是如何再出現(xiàn)在設(shè)備,如顯示器或打印機上。 CIE 系統(tǒng),例如 XYZ 和 L*a*b* 采用三維坐標將顏色
表示在顏色空間中,而顏色再現(xiàn)(復制)系統(tǒng)如 R G B 和 C M Y (+ K )以混合產(chǎn)生顏色的三個數(shù) 值來描述顏色。
作為顏色規(guī)范及交流形式,光譜數(shù)據(jù)比傳統(tǒng)的三刺激形式,如 R G B 和 C M Y (+ K )值有明顯的優(yōu) 勢。最為重要的是,光譜數(shù)據(jù)是對實際彩色物體的唯一真實的描述。而 R G B 和 CMYK 色彩描述 依賴于觀察條件 — 再現(xiàn)顏色的設(shè)備類型,以及觀察顏色所使的照明類型。
設(shè)備相關(guān)性 正如我們在顏色空間比較中所討論的每一個彩色顯示器由于產(chǎn)生 RGB 的熒光物質(zhì)不同而有不同的 色域 — 即使同一生產(chǎn)廠同一年制造的顯示器色域也不相同。打印機及其 CMYK 色料的情況也是 這樣,通常其色域比大多數(shù)顯示器的色域有更大的局限。
為精確地規(guī)范采用 R G B 或 CMYK 值的顏色,還必須定義用于表現(xiàn)顏色的特定設(shè)備的特性。
照明相關(guān)性 正如在前面所討論的,不同的照明體,如白熾燈和日光有各自不同的光譜特性,顏色的顯色性(外 觀)受這些特性極大地的影響,同一物體在不同照明條件下有不同的顏色外觀。
設(shè)備及照明體的無關(guān)性
被測量的光譜數(shù)據(jù)既是設(shè)備無關(guān)的又是照明體無關(guān)的。
‧在被觀察者或設(shè)備演譯之前,光譜數(shù)據(jù)測量物體反射光的組成
‧不同的光源照到物體上有不同的表現(xiàn),因為這些光源每一波長上含有不同量的光譜。物體總是吸收 和反射某一波長的同樣百分比(不考慮數(shù)量)。光譜數(shù)據(jù)就是對這個百分比的測量。
因此,隨著觀條件變化而變化的顏色的兩個方面 — 光源和觀察者(或設(shè)備)是被“忽略的 " ,而 測量的是物體表面相當穩(wěn)定的特性。為準確地規(guī)定顏色,光譜數(shù)據(jù)是我們所需的 — 簡言之,光 譜數(shù)據(jù)是“真實的東西”。而 RGB 和 CMYK 的描述是被不同觀察者和設(shè)備“解 釋”的結(jié)果。
測量同色異譜色光譜數(shù)據(jù)的另一優(yōu)點是能夠預測不同光源照在同一物體外觀的效果。正如前面討論過的,不同光源 有其自己的波長成分,而它們又受到物體不同情況的影響。例如,在商場熒光燈下觀察一雙襪子和 手套,可以發(fā)現(xiàn)同在家中白熾燈下看的結(jié)果不一樣,這種現(xiàn)像叫做同色異譜現(xiàn)像.
下面的例子是比較同色異譜匹配的兩個灰調(diào)。在日光燈下,這些灰色匹配得很好。然而,在白熾燈 下,第一個灰樣有些偏紅。這些變化可以通過繪制光譜曲線得到證明,然后比較兩色樣之間最強的反射功率。
如果在日光下觀察兩色樣,這兩個顏色之間的關(guān)系在藍色區(qū)增強(高光部分),曲線靠近;而在白 熾燈下,在紅光區(qū)分布著更多的反射功率,兩個色樣曲線在此相差明顯。所以,在冷色照明下兩色 樣之間的差別不這么明顯;而在暖色照明下差別很明顯。我們的視力被照明條件變化所“蒙敝"。 因為三刺激數(shù)據(jù)是照明相關(guān)的,這些形式不能證明這些變化的影響,只有光譜數(shù)據(jù)能清楚地測量這 些特性。
2 . 顏色測量及控制 現(xiàn)在,我們已經(jīng)了解了顏色的基礎(chǔ)知識以及傳遞顏色信息的不同方法,接下來看一看收集這個顏色 信息(數(shù)據(jù))的方法。我們已經(jīng)接觸過測量顏色的兩種儀器 — 分光亮度儀和色度儀。首先,我們 將仔細研究這些儀器以及在印刷行業(yè)中常用的密度儀。然后,再研究一下顏色測量的不同類型,以 及在數(shù)字成像和印刷生產(chǎn)流程中如何使用這些顏色測量方法。
我們已經(jīng)討論了傳遞及描述顏色的許多尺度 — 如顏色的基本屬性、視覺屬性及實際光譜數(shù)據(jù),這 些模型為我們提供了類似于“英寸”和“盎司”的度量單位。我們所需要的是能夠以定量形式測量 顏色的一套“尺子”,比如 CIEL*a*b* ,F(xiàn)在,測量顏色最為常用的儀器是密度儀、色度儀以及分光亮度儀。
了解顏色測量 顏色測量儀器用和人眼感知顏色的同樣方法“接受”顏色:將從某物體反射的光的主波長收集、濾 光。先前,我們曾證實了光、對象(以一朵玫瑰為例)和觀察者如何混合而形成 對一朵“紅”玫 瑰的感覺。當一臺儀器是觀察者時,它以一個定量的數(shù)值“接受”反射的波長。這些數(shù)值的范圍及 準確性取決于測量儀器 — 應用密度儀測量時,這些數(shù)值將被演譯為一個簡單的密度值;而用色度 儀時為三刺激值;用分光亮度儀時則為光譜數(shù)據(jù)。
給顏色標注數(shù)值 每一種顏色測量儀器都能夠做出人眼不能做到的事情:給顏色標以特定的值。因此可以以數(shù)量誤差 加以分析并控制。每種儀器所做這種轉(zhuǎn)換是不同的。
‧在這些儀器中,密度儀是最為常用的。密度儀是光電儀器,能簡單地測量計算從一個物體反射或 透射的光量大小。它主要用于印刷、印前以及照相中來測量顏色強度的一種簡單儀器。
自動掃描式密度儀(ATD)
密度儀,例如 X-Rite 的 X-Scan 系列簡單 地測驗量物體反射的光量多少,從而得到 其密度或“強度”。
在上例中,實地品紅密度為 1.17 。這個值幫助印機 操作人員對墨量進行必要的調(diào)節(jié)。
‧色度儀也能測量色光,但它將光分成 R 、 G 、 B 三種成分(按照同人眼、顯示器或掃描儀相似的 方法)這樣,某一顏色的數(shù)值就用 CIEXYZ 顏色空間或其轉(zhuǎn)換空間如 CIE L*a*b* 或 CIE L*u*v* 來表示。這些測量以色空間圖來表示。
色度儀,如 X-Rite 的528 型分光密度儀測量被 物體反射的紅、綠、藍 光。采用 CIE XYZ 作為參考空間,這個色度數(shù)據(jù)測量就轉(zhuǎn)換成 L*a*b* 坐標。
例中被測量的 CIE L*a*b* 值為: L* 51.13 a* +48.88 b* +29.53(2度標準確觀察者,照明條件為 D50 )
‧分光亮度儀測量光譜數(shù)據(jù) — 在可見光譜范圍中,沿不同區(qū)間內(nèi)物體反射的光量。這些測量結(jié)果 是一組復雜的反射率數(shù)據(jù),用光譜曲線的形式表示。
分光亮度儀,如 X-Rite 的數(shù)碼色樣冊(Digital Swatchbook)建立了光譜“指紋”,它測量被測 表 面如何反影不同波長上的光。
分光亮度儀包含有這么復雜的顏色信息,而這個信息只通過一些計算就可被轉(zhuǎn)化成色度或密度數(shù) 據(jù)。簡言之,分光亮度儀是最準確、有用及靈活的儀器。
不同類型的測量儀器被用于印刷工作流程中的不同階段。精確的測量能夠確保從最初的設(shè)計到最終 的印張以及從設(shè)備到設(shè)備間的變化具有穩(wěn)定的顏色結(jié)果。不同類型的測量適于 不同的生產(chǎn)階段。 例如,光譜數(shù)據(jù)是正確測定顏色標準的最佳形式;而簡單的密度測量最 適于監(jiān)測四色印刷過程印 張上的色標。
首先,我們應注意很重要的一點:典型的 RGB 色空間比人眼能看到的顏色范圍小,而 CMYK 印刷 過程得到的色域更小。同時,照明條件及材料比如色料和承印物又造成了色彩 再現(xiàn)色域的局限性。 掃描和顯示技術(shù)不斷地提高顏色位深并將 R G B 的色域范圍向外擴展,新的印刷技術(shù)如高保真(HiFi)顏色也拓寬了印刷色域。但是,原稿顏色與其復制品和不同的印刷工藝之間永遠存在著差別。
顏色測量使我們能夠得到最佳的彩色復制品:
‧設(shè)備和生產(chǎn)階段之間最小的顏色偏差
‧這些偏差可預知,并且使所有的輸出是一致的
‧任何有問題的顏色偏差迅速地識別出來并在最短的時間、最小的材料浪費情況下加以更正。 接下來,我們討論一下不同類型的顏色測量如何在生產(chǎn)過程中不同的關(guān)鍵階段獲得最佳 的顏色質(zhì)量:
‧標 準 (客戶和合同制作商)
‧彩色管理(制作商及印前中心)
‧配 色 (油墨供貨商和印刷廠)
‧控 制 (印刷廠)
‧檢 驗 (印刷廠、客戶、合同制作商)
我們注意到這個流程是全封閉的 — 最重要的是使最終的印質(zhì)量量盡可能的與客戶的原稿一致。
定義顏色最好的方法是用光譜數(shù)據(jù),F(xiàn)今技術(shù)的發(fā)展已使得亮度儀被廣泛使用,光譜數(shù)據(jù)已成為描 述、規(guī)定、標識顏色的最好方法。光譜測量對于傳統(tǒng)的 CMYK 色彩描述范圍以外的顏色 — 比如 專色以及高保真印刷顏色特制重要。因為光譜描述是與設(shè)備無關(guān)的,它能保證在工作流程中不同的階段的一致性。此外, R G B 、 CMYK 以及油墨配方都能通過光譜測量確保準確的數(shù)據(jù)。
X-Rite 的 DIGITAL SWATCHBOOK 手持分光亮度儀系統(tǒng)能對彩色樣張進行測量,并在計算器顯 示屏上顯示被測的顏色的光譜數(shù)據(jù)。并可存貯為數(shù)字“樣品”(Swatchbook)”,所收集到的樣品可 存在"Swatchbook"軟件中,它可以引入到其它相關(guān)的圖像或圖像軟件,如Adobe Illustrator™中。 調(diào)色板(palettes)也可通過顏色采集器引入Photoshop™。由于光譜數(shù)據(jù)的測量是設(shè)備無關(guān)的,也 是最精確的,可用于彩色復制的全過程,不論是印前制作者、客戶,還是印刷廠全可用光譜數(shù)據(jù)來 比較和評判質(zhì)量。
任何逼真的顏色都成為 ColorShop 的數(shù)字式“調(diào)色板”?蓛Υ娉珊泄庾V數(shù)據(jù)的 EPS 文件—可選擇采用 RGB 或 CMYK —以及其它類型數(shù)據(jù)。
前面我們已注意到有多少顯示器就有多少個 RGB 色空間,有多少打印機就有多少 CMYK 色空間。 這種情況就使得在桌面設(shè)備上制作和打樣的設(shè)計者帶來混亂。掃描的顏色同顯示屏上顯示出的顏色 不同;屏幕上的顏色和打印出的樣張的顏色不同;圖像文件中的顏色在每個生產(chǎn)場所中被不同地顯示和輸出(設(shè)計處、印前中心、印刷廠)。彩色管理系統(tǒng)(CMS)幫助 我們解決在桌面出版中的顏色問題,因此也“順勢”提供解決的方案。
彩色管理系統(tǒng)使 R G B 和 CMYK 色空間一致,這對你的工作十分重要, 它適用于掃描儀、顯示器以及打印機。這些設(shè)備的特征描述可稱為 profiles或者特性化(characterizations)。蘋果機和Mac OS兼容計算器 提供稱為 Apple ColorSync 的工作平臺用以補償和處理這些設(shè)備的 Profile 。另一個常用的 CMS 是圖像顏色匹配(Image Color matching)(ICM),用于 Microsoft Windows95 平臺。彩色測量儀器與 CMS 和 CMS 支持的軟件共享采集形成設(shè)備 特征的重要數(shù)據(jù),并且定期地監(jiān)示 和調(diào)整設(shè)備的性能。采用CMS兼容軟件以及Plug-ins 和彩色測量儀器系 統(tǒng),并通過兩個主要階段 — 設(shè)備校正和設(shè)備特征描述你就能達到桌面 系 統(tǒng)顏色的一致性。
設(shè)備校準 設(shè)備校正是桌面彩色管理過程的第一步。你的顯示器和輸出設(shè)備操作性 能可能會不斷地變化 — 熒光穩(wěn)定性是導致顯示器變化的主要原因,而色料和室溫的變化導致打印機性能變化。顯示器和打印機的校準采用不同類型的設(shè)備。
屏幕顯示器校正采用色度儀例如 X-Rite 的 Monitor Optimizer 或 DTP92 型色度儀及其兼容校正軟 件可達到準確校正。例如,Monitor Optimizer傳感器直接吸在顯示器上,通過軟件可在顯示屏上 對色標進行定位。此色標包含一系列顏色 — 100% 的紅、 100% 綠、 100% 藍,以及各種階調(diào)的 灰。色度儀測量每一色塊,然后,軟件收集了測量數(shù)據(jù)。分析此數(shù)據(jù)就可判斷發(fā)生的任何性能變化。你的顯示器的γ、白和黑點以及顏色平衡因此就可得到調(diào)整。
除了校準之外,你還可做些其它的事情以確保可靠的顯示效果:將亮度及對比度旋鈕調(diào)到合適位 置;為你的屏幕“桌面”選擇中性灰形式。應避免將鮮艷的工藝品挨著顯示器放置;避免將你的工 作站靠近窗戶或室內(nèi)燈光閃爍或變化頻率高的地方放置,甚至應將顯示器上部蓋起來。
輸出設(shè)備校正通常用密度儀及配套軟件進行。校準將設(shè)備的輸出調(diào)整到與軟件要求的值一 致。對 于彩色打印機,通過校準確保印刷的青、品紅、黃和黑的色量正確。典型的測試圖為幾排色塊,即 設(shè)備所能印出的顏色的色塊。每排色塊表示不同的百分比,通常以 5% 或者 10% 遞增從 0 到實地 排列。另一方面,輸出膠片的照排機,也可在分色膠片上輸出檢驗用的階調(diào)值。
測量這些色塊上的階調(diào)值來進行設(shè)備的線性化調(diào)整 — 設(shè)備能夠正確地按校準軟件中標注的百分比 成像。自動掃描密度儀如 X-Rite 的 DTP32 型密度儀通過讀數(shù)孔可自動掃描整排色塊,從而快速輕 松地做線性校準測量。測量結(jié)果被反饋給軟件,在此做內(nèi)部調(diào)整,將信息傳給控制輸出設(shè)備顏色值 的PostScript 命令。
愛色麗 DTP32 桌面排版密度儀
設(shè)備特征描述 設(shè)備特征描述是繼設(shè)備校準之后彩色管理過程的第二步。特征描述是實際產(chǎn)生關(guān)于你的掃描儀、顯示器及打印機設(shè)備特征描述文件Profile的過程。許多設(shè)備制造廠家將工廠產(chǎn)生的、通用的Profile存 在磁盤上與其產(chǎn)品一同發(fā)給客戶,用戶針對自己的設(shè)備建立的 profile更為準確可靠,從而能夠得到更好的顏色效果。
掃描儀特征描述包括使用一張掃描測試用的反射或透射色標如IT8測試條,然后運行掃描儀Profile 應用程序。 IT8 測試條包括幾十個不同色塊,這些色塊用 CIE XYZ 或 L*a*b* 色空間表示每一個 色塊的色值。將這些已知數(shù)值與掃描儀的設(shè)備相關(guān)的每個顏色的RGB 表示形式相比較。從這個數(shù) 據(jù)中,可以確定掃描儀的顏色空間。這個唯一的顏色空間信息做為掃描儀用戶Profile的一部分存下來。
掃描測試用的 IT8 測試條
顯示器特征描述采用同校準時所用的同樣的儀器(如Monitor Optimizer)和屏幕顯示色標順序用做 描述,來自設(shè)備的色度數(shù)據(jù)與顯示器能再現(xiàn)這些顏色的能力相比較,因此軟件能計算出顯示器的顏 色空間與 XYZ 色空間有怎樣的關(guān)系。這個唯一的信息是顯示器用戶profile 的核心成分。
打印機特征描述與掃描儀特征述類似,通過測量測試圖來確定設(shè)備能再現(xiàn)顏色的范圍, 對于打印機,測試圖是用外部設(shè)備輸出的 CMYK 迭印的一個的樣張。 用于打印機特征描述的軟件包含由500個不同色塊組成的測試圖,這個測試圖輸出到打印機,然后 測量這些色塊,測量得到的色度數(shù)據(jù)計算成某打印機的色空間信息,它與CIE XYZ 色空間有關(guān)。 這個信息成為打印機用戶Profile的核心部分。 因為特征描述與打印機是再現(xiàn)不同印刷原色能力而不是特定色料密度,因此必須用色度儀或分光光 度儀采集測量(例如用 X-Rite 的 Digital Swatchbook 分光亮度儀或 DTP51 自動掃描色度儀)
打樣系統(tǒng)及印刷機特征描述可以幫助客戶和設(shè)計者準確地預測在生產(chǎn)過程的后 面階段中顏色再現(xiàn)的方法,使用顏色測量及管理系統(tǒng)的印前中心和印刷廠能夠 根據(jù)其輸出設(shè)備提供的 Profile為客戶提供服務(wù)。對生產(chǎn)流程中所有輸出設(shè)備的 性能的了解能進一步增強在桌面 設(shè)計時間中做重要的顏色控制的決定。在生產(chǎn)早期達到顏色控制能夠節(jié)省返工時間并降低材料的浪費。
設(shè)備色空間的剖析 一個設(shè)備的色空間的構(gòu)成是以掃描、顯示的顏色在 CIEXYZ 色空間不同點的表現(xiàn)能力。最常用的 目標色塊,代表不同色相的最大色飽和度 — 兩個色空間的大。ɑ貞浺幌乱郧坝懻撨^的色相、飽 和度和亮度)。黑色和原色的不同色調(diào),也可以確定設(shè)備對不同亮度的再現(xiàn)能力。
Profile“知道”表示設(shè)備色域的目標值與設(shè)備無關(guān)。這些已知的色值與設(shè)備的實際值比較從而判 斷設(shè)備優(yōu)劣。對應點的差值可做確定,也可確定測量點和已知點的“映射” 關(guān)系。其結(jié)果提供 Profile產(chǎn)生設(shè)備特有的對色彩再現(xiàn)能力的精確描述。
Profile文件生成系統(tǒng)存儲了把某一個設(shè)備的Profile存入你指定的操作系統(tǒng)軟件。利用設(shè)備Profile的 程序,如 Colorshop 軟件和 Adobe® Illustrator™, Adobe® PageMaker™, Marcomedia® Freehand™, Adobe® Photoshop™, Quark® Xpress™軟件允許你從操作環(huán)境 中通過菜單操作將存儲的你想得到的 Profiles文件激活。
在上頁圖中所示的較小的 R G B 和 CMYK 色空間“映射”在 X Y Z 色域內(nèi)實現(xiàn)了“色域壓縮”的過程。這過程在我們的生產(chǎn)活動中傳遞顏色信息時經(jīng)常發(fā)生。我們的風景原稿中包含許多照相膠片無法捕獲到的顏色;照片上也有一些顏色不在 掃描儀的色空間或色域內(nèi);掃描的圖像在顯示器的色域空間顯示時,仍有較多的 顏色丟失或做替代。我們的圖像在輸出設(shè)備上打樣或印刷出來的時候,它的原始色域已經(jīng)被大量地壓縮了。每一個過程中,超出色域的顏色都被最接近的顏色替代。
舉例來說,蘋果公司的Colorsync 顏色管理系統(tǒng),能幫你實現(xiàn)色域的壓縮和壓縮后的控制。它利用 你的外圍設(shè)備的Profiles計算出在 CIE XYZ系統(tǒng)內(nèi)的“共同基礎(chǔ)”的色空間, 當你的外圍設(shè)備的 Profiles文件通過Colorsync相關(guān)連的時候,你只能在設(shè)備的色空間重迭 的區(qū)域內(nèi)進行色彩工作, 此時顏色信號能夠很容易地從一個設(shè)備送到另一個設(shè)備。比如說,根據(jù)你在屏幕上看到的顏色可以很精確在輸出設(shè)備上再現(xiàn)出來。
圖中表示了 C M S 如何將掃描儀顯示器和打印機的顏色空間信 息轉(zhuǎn)換成 CIE XYZ 坐標。
用 CIEXYZ 為通用 的顏色“語言” CMS 通過計算得到的 R G B 顯示值就能精 確在印刷時得到。
傳統(tǒng)專色配色是用分光亮度儀測量多種油墨和紙張組合的顏色為依據(jù)的,這一工作 通常是油墨制造商做的事,現(xiàn)在,測量儀器以及軟件技術(shù)的進步,使得油墨配色 可以在印刷時進行,此時生產(chǎn)實際用紙在配色時已經(jīng)考慮,這樣配出的顏色 非常符合客戶的要求,解決這一問題的方案,可用X-Rite Quicklnk System 利用提供的光譜數(shù)據(jù)或顏色手冊說明,或測量實際樣品或樣本進行配色.
顏色控制 顏色控制-或者說過程控制-使印刷全過程的顏色保持一致十分重要,不同的紙、不同的機器操作 者、不同的原材料都會造成顏色不一致,同一種紙,或前后兩張印張上的顏色會不一致。這時,通 過測量數(shù)據(jù)可以用來控制顏色的變化。例如:可用密度儀來測量色標,色標上有很多提供信息的小 色塊(如各色實地色、色調(diào)色塊、套印和特殊圖案),色標通常放在印樣的邊緣,通過對它的測試 了解印刷特性、印刷密度、網(wǎng)點面積率、網(wǎng)點增大、印刷反差、油墨迭印率等。操作者可通過這些 信息去排除出現(xiàn)的故障。通過印刷測量值與色標上的標準值比較,可以清晰的看出單張紙印刷時的印刷特性。
這些測量預示著應如何實時地監(jiān)控印刷,通過在印刷過程中的抽樣檢測,印刷工人就能做到:
‧ 實時監(jiān)控印刷情況
‧ 監(jiān)視個別的油墨色調(diào)
‧ 監(jiān)視印刷文件質(zhì)量 通過測量并與印刷標準分析比較而進行控制。任何測量數(shù)據(jù)若超出控制范圍,則說明印刷設(shè)備或印 刷過程可能有問題。有了這些信息操作者就能立即著手解決,調(diào)整印刷設(shè)備使耗材消耗最少。
X-Rite 自動 跟蹤分光光密計 測量系統(tǒng), 可自動分段測量 單張上色標 的信息。測量數(shù)據(jù)可顯示在 伴隨 A T S 軟件接口 的顯示器上。
現(xiàn)代最新的印刷技術(shù),如高保真(HiFi)彩色技術(shù)也常用色度儀或分光亮度儀進行有效的監(jiān)視和控 制,采用七色 CMYK+RGB 或者常用觸摸板或彈式顏色(bump colors)的高保真(HiFi)印刷,使 用這些工具,如 X-Rite 938 型便攜式分光亮度儀或 ATS 系統(tǒng)更適合生產(chǎn)過程控制。因為完成高保 真彩色印刷色域的擴展,光譜數(shù)據(jù)在完成控制高保真印刷擴展板起重要作用。
控制范圍 如前所述,任何單張印刷,從開始到裝訂的顏色都會發(fā)生變化,某些變化是正常的、可接受的,控 制范圍就是要使印刷變化控制在正常和可接受范圍內(nèi)。它們類似于街道的任何 邊線。在邊線內(nèi)的 變化是可接受的,如同汽車司機開車一樣,有時會發(fā)生車超越邊線的情況。
控制范圍常用的方法是用密度儀測量單張印刷品上色標,例如,用分光亮度儀自動檢測系統(tǒng)(Auto tracking Spectrophotometer System)和配套的軟件,可將測量值以圖形的方式實時顯示印刷執(zhí)行情 況,這些線性的圖形能很快的辯認出所測油墨密度與可接受值相比是強還是弱。
這些圖形是用 ATS 軟件表示的在 多個色標上的 測量情況。 每一圖的水平中心線 是要求的密度值, 在中心在線、 下的兩條線 之間是允許的 密度變化范圍。
任何超出控制范圍的 測量(由其是在這次 測量的這一點)可提 醒印刷機操作員把印 刷設(shè)定作出適當調(diào) 節(jié)。
顏色檢驗 另外,顏色測量的優(yōu)點是在復制工藝的每一步能夠精確的監(jiān)視和控制顏色,使之盡可能的達到客戶 的要求。
檢驗實際油墨顏色的校正 — 特別是非四色印刷油墨顏色 — 需要色度儀或分光亮度儀(密度儀也 可用于這些特殊的顏色,但只能用于測量強度)因為分光亮度儀具有測量密度和色度的功能,用它 去控制彩色復制質(zhì)量的變化有多種用途,而且很科學。
顏色容差是檢驗標準顏色和實測顏色(測量數(shù)據(jù))之間的數(shù)值差別。顏色容差包含一些彩色樣品(輸出的顏色)和已知標準顏色(輸入色或技術(shù)要求色)測量值的比較,這樣可判斷樣品與標準的 接近程度,若樣品的測量數(shù)據(jù)與標準值相比不夠理想,則需要對設(shè)備和印刷過程進行調(diào)整。
(若對控制范圍和顏色容差分別考慮,那末生產(chǎn)流程和印刷工作的設(shè)定要用兩套參數(shù),一般情況 下,客戶很少提出技術(shù)規(guī)范,印刷工人也無需在控制范圍內(nèi)來實現(xiàn))
標準值與實測值的容差值可通過計算得到,計算方法是在L*a*b*三色空間中,測量標準色和樣品 色之間的坐標距離。最常用的方法是 CIELAB 和 CMC 。
CIELAB 容差方法 前面已講過, CIELAB 容差的計算是建立在 L*a*b* 顏色空間對標準色樣或原稿技術(shù)參數(shù)作精確測 量,然后在理想的“容差球”上標出色點,在球上可找出標準色和其它被比較未定的樣品(如輸出 色)之間的差值,若差值落在容差球內(nèi)是可以接受的,若差值落在容差球以外是不可接受的。
容差球的大小取決于客戶對可接受色差的要求。色差值可用△E(delta error)表示,在印刷工業(yè),
△ E 的值在 2 與 6 △ E 之間,它說明,樣品色距離標準色的最大容差是 6 △ E 單位。小于 2 △ E 單 位的容差在正常印刷條件下是難達到的。較高的容差,視覺就能發(fā)現(xiàn)二色之間的差別,若在彩色圖 片中兩色的差值在 4 △ E 單位以內(nèi)則視覺不能區(qū)分出色差。
CMC 容差方法 CIELAB 容差表示方法是建立在容差“球”范圍內(nèi),相反, CMC 容差表示方法是建立在橢圓范圍 內(nèi)。因此, CIELAB 方法常常使人誤解。例如,可接受的顏色落在 CIELAB 的球內(nèi),但卻落在可接 受的橢圓之外。
CMC 容差方法,用橢圓作為視覺對色差的范圍,因而許多工業(yè)認為 C M C 對色差的表示方法比 CIELAB 的表示方法更精確合理。
CMC 沒有新的顏色空間,它描述顏色容差的系統(tǒng)是建立在 L*a*b* 色空間基礎(chǔ)上的, CMC 對色差 的計算方法是沿著橢圓的顏色空間,橢圓由含有與色相、色飽和度、亮度一致的半軸組成,它表示 與標準相比可接受的區(qū)域,這與 CIELAB“球”定義認可接受色差范圍的方法類似。在 CMC 系統(tǒng) 中,橢圓的大小及變化與色空間的位置有關(guān) — 例如,在橙色范圍內(nèi)橢圓是窄的(細長),而在綠 色范圍內(nèi),橢圓是寬的(扁圓)而且在彩度高的范圍內(nèi)的橢圓(如黃、紅區(qū))大于彩度低的范圍內(nèi) 的橢圓(如藍色區(qū))
總結(jié) 顏色手冊向大家介紹感興趣的顏色交流,測量和控制的模式。以及它們的基本概念和過程。其中的 很多信息和技術(shù)數(shù)據(jù)會有助于增加你的彩色復制知識,不僅如此,從這本書中得到的信息,會幫助 你對顏色科學和理論的基本解釋,以及測量顏色的不同工具,同時也告訴你彩色復制的不同階段對 顏色測量的重要性,為掌握這些知識,特請你繼續(xù)閱讀后面的專業(yè)術(shù)語。
提醒你記住下面兩句話:若你能測量顏色,你就能控制顏色。沒有測量,對顏色的變化就無法確定,沒有測量數(shù)據(jù),就不可能精確可靠的說明顏色的變化。
A
吸收(Absorb/Absorption):電磁波進入物體時與物質(zhì)發(fā)生相互作用而導致電磁能量損失,伴隨 傳遞輻射能的減少而轉(zhuǎn)換成吸收能量。
加色原色(Additive Primaries):紅、綠、藍光強度為 100% 的三色光時則產(chǎn)生白光,三色光的 混合強度變化時,則產(chǎn)生不同的色域,強度為100%的二色光混合時則產(chǎn)生減色原色即青、品紅或 黃的任何一種。 外觀(Appearance):自然界物體和物質(zhì)的視覺表現(xiàn)屬性,如大小、形狀、顏色、紋理、光澤、 透明度、不透明度等等。 屬性(Attribute):感覺、知覺或外貌特征的區(qū)分。顏色的屬性常用色相、色飽和度(或彩度)和 亮度來表示。
B
黑(Black):物體吸收光源的全部波長,無反射光。 當100%的青、品紅和黃三種顏料混合時,理論上講應產(chǎn)生黑色,但在實際應用中是產(chǎn)生深灰或棕 色。在四色印刷中,黑墨是四色油黑之一。 大寫“K ”常用來表示 CMYK 中的黑色。這主要是避免與 R G B 中的藍色“B ”混淆。 亮度(Brightness):視覺屬性之一,它表示某一面積輻射或反射光的多少(在 HSB 顏色模型中, 顏色的屬性用色相(H),色飽和度(S),亮度(B)來表示)
C
校正(Calibration):檢定、調(diào)節(jié)、或有系統(tǒng)性地確定設(shè)備的漸變等級標準。 彩度(chroma):視覺感知的屬性,它表示某一顏色或色相的飽和度,例如紅蘋果的彩度高,彩 色臘筆的彩度低,黑、白、灰則無彩度(用于描述顏色屬性的 L*C*H 顏色模型其中 L* 為亮度、 C* 為 彩度、 H 為色相)
色度,色度坐標(chromaticity, chromaticity coordinates):顏色刺激的量度可用色相和色飽 和度來表示,也可用除亮度強度的外的紅—綠和黃—藍坐標來表示,通常在坐標平面上點的亮度是 不變的。見 CIEXY 色度圖。
CIE(Commission Internationale de l'Eclairage) :國際照明委員會的縮寫。是法文名, 英文名 為International Commission on Illumination,它是顏色和顏色測量的國際組織。
CIE94: CIE94 容差方法利用三維橢圓作顏色接受范圍。 CIE94 概念跟 CMC2:1 大同小異,但卻 缺少了色相與亮度調(diào)整。
CIELAB(或 CIE L*a*b* CIELab):以 L*a*b* 值表示的相互垂直的三維色空間,在此色空間中, 相等的距離近似于相等的色差,L* 值表示亮度、 a* 表示紅 / 綠坐標軸, b* 值表示黃 / 藍坐標軸。 CIELAB(顏色空間)常用于量度物體的反射率和透射率。
CIE 標準照明體(CIE Standard Illuminants):已知的光譜數(shù)據(jù)是建立在 CIE 的四種不同的典 型的光源基礎(chǔ)上,用三刺激值描述顏色時,必須定義光源。
CIE 標準觀察者(CIE Standard Observer ):1931CIE 推薦在 2 度視場角條件下觀察三刺激混 合色為假想的標準觀察者。1964 年將大于 10 度視場角增補為標準觀察者。若未加說明2 度視場角 為標準觀察者,若視場大于 4 度則用 10 度為標準觀察者。
CIEXY 色度圖(CIExy Chromaticity Diagram):在二維色度圖中, X 表示橫坐標, Y 表示 縱坐標。色度圖表示光譜軌跡(單色光的色度坐標, 380~770nm)對比較發(fā)光和不發(fā)光材料顏色 的性質(zhì)有很多用途。
CIE 三刺激值(CIE Tristimulus Values):用色光混合去匹配某一顏色時,三個分量在 CIE 系 統(tǒng)中表示為 X 、 Y 、 Z 。在顏色匹配函數(shù)中又須說明照明體和標準觀察者,若不是這樣,則默認 照明體是 C 光源,標準觀察者是 1931CIE2 度視場角
CIExyz 色度坐標(CIExyz Chromaticity Coordinates):為繪制 xyY 色度圖,表示 1931CIE2 度視場標準觀察者繪制的可視色域。色度坐標值 CIExyz 可由三刺激值 XYZ 計算得到。 CMC(color measurement Committee):彩色測量委員會 C M C 是英國染料和顏料者協(xié)會, 提出了在 CIELAB 顏色空間的直角坐標系中,計算顏色誤差△ E 值的橢圓公式。 CMY :青、品紅、黃為減色原色,見減色原色。
顏色匹配函數(shù)(Color Matching Functions):按一定比例的三色光可匹配得到某一波長的光。 CIE 標準觀察者顏色匹配函數(shù)常用這一名詞。
顏色模型(Color Model):用數(shù)值來說明顏色屬性的顏色測量標尺或系統(tǒng),用于顏色測量儀器和 繪圖計算。
分色(Color Separation):將紅、綠、藍顏色信息經(jīng)計算后轉(zhuǎn)換成可用于制版的青、品紅、黃、 黑四通道信息。
顏色空間(Color Space):描述顏色的三維幾何圖形,可見到或產(chǎn)生某種顏色模型。 顏色技術(shù)要求(Color Specification):常用三刺激值,色度坐標和亮度值或其它量度顏色的值 來表示在指定顏色空間中顏色的量值。
色溫(Color Temperature):物體在加熱時,所輻射的色光的測量,色溫常用絕對溫度或開爾 文(Kelvin)度表示,低的色溫如紅色是 2400°K ,高的色溫如藍色是 9300°K ,中性色溫如灰色是
6504°K 。
色輪(Color wheel):色輪即可見連續(xù)光譜在圓環(huán)上的排列。 著色劑(Colorants):產(chǎn)生顏色的材料如染料、顏料、調(diào)色劑、熒光物質(zhì)等。 Colorsync:建立于蘋果Macintosh計算器的顏色管理架構(gòu),利用Colorsync 工作架構(gòu)可提供設(shè)備 標準,設(shè)備特性描述以及設(shè)備Profile的建立方法。 色度儀(Colorimeter):模擬人眼對紅、綠、藍光響應的光學測量儀器。 色度(Colorimetric):給予或接受紅、綠、藍三色光有關(guān)的值。 反差(Contract):在圖像中,明暗變化的程度
控制范圍(Control Limits):印刷過程中可接受的印刷能力的變化量。
青色(Cyan):四色印刷油墨中的一種,純青色油墨,它吸收全部紅光而反射全部綠光和藍光。
D
D :表示色溫為 5000°K 的 CIE 標準照明體。在印刷工業(yè)中,這色溫較廣泛地用于制作觀察燈箱。50
D :表示色溫為 6504°K 的 CIE 標準照明體。65
Delta(△):用于表示偏差或差別的符號
Delta Error(△E):△ E是代表顏色誤差的符號,可利用色差公式計算出總的色差,計算色差的 公式 △ E=[△ a*2+△b*2+△L*2]1/2 密度儀(Densitometer):測量顏色或圖像密度的光電儀器或光電傳感器。 密度(Density):表示材料吸收光的能力。愈黑則密度愈高。
設(shè)備相關(guān)性(Device-Dependent):描術(shù)一臺設(shè)備表達顏色信息能力的顏色空間,例如,一臺顯 示器產(chǎn)生的顏色空間,一臺設(shè)備具有表達自身特殊的色域,而且,所有顯示器有不同的能力和范圍。
設(shè)備無關(guān)性(Device-Independent) :描述的顏色空間能夠定義為人眼視覺的全部色域,就如由 標準觀察者定義的色域,與任何設(shè)備的顏色再現(xiàn)能力無關(guān)。
設(shè)備描述文件(Device Profile) :一臺設(shè)備顏色再現(xiàn)及復制能力的特征描述的顏色信息。 顯示 器、掃描儀及打印機描述文件 應用于彩色管理如Apple ColorSync中來幫助進行設(shè)備之間的顏色信 息的傳遞。 描述文件 通過校準和/或特征描述方法得到。
染料( Dye):一種可溶的著色劑。與此相反,顏料是不可溶的。
動態(tài)范圍( Dynamic Range):用儀器所測量到的最低和最高的量值范圍。
E
電磁光譜(Electromagnetic Spectrum):以不同尺寸在空氣中傳播的電磁波輻射帶,用波長來 表示,不同波長具有不同性質(zhì),很多波段是人眼不能看到的。只有波長在 380~720nm 之間的電磁 輻射是人眼能看到的可見光 波。在可見光波以外的是不可見,如Υ射線,x射線,微波和無線電 波等。
輻射體(Emissive Object):輻射光的物體,如化學反應中的煤氣燃燒及燈絲加熱發(fā)光的燈泡。
F
熒光燈(Fluorescent Lamp):在玻璃燈泡內(nèi)充滿水銀氣體,在內(nèi)壁涂有熒光物質(zhì)的燈管。當氣 體用電流而被充電時,產(chǎn)生的輻射轉(zhuǎn)換成熒光能量致使熒光發(fā)光。
四色印刷(four-color process):減色原色青、品紅、黃、黑在紙上的組合附著,這四種顏料以 不同的網(wǎng)點大小、不同形狀、不同網(wǎng)角而產(chǎn)生不同的顏色,(見 C M Y 減色原色)
G
色域(Gamut):不同顏色的范圍,可用顏色模型或特殊設(shè)備生產(chǎn)的顏色模型來說明。
H-I
色域壓縮(Gamut Compression):色域壓縮或階調(diào)范圍壓縮。將具有較大色域顏色空間壓縮成 色域較小的目的色空間,例如,將照相原稿的色域壓縮為用 CMYK 表示的較小的色域而適應四色 印刷。
色域映射(Gamut Mapping):將兩個或多個色空間坐標段換成共通的顏色空間,此時常導致階 調(diào)范圍壓縮(見色域)
高保真印刷(HiFi Printing):在四色印刷基礎(chǔ)上,用增加專色油墨來擴展傳統(tǒng)四色印刷的色域, 以確保比四色更豐富的色彩。 色相(Hue):物體的基本色,如紅色、綠色、紫色等,可用圓柱形色空間角度位置或在色輪上的 位置確定色相。
光源(Illuminant):用光譜分布說明伴隨的發(fā)光能量。
A 光源(Illuminant A)(CIE): 以白熾燈為代表的 CIE 標準光源,黃—橙色、與之相關(guān)的色溫 為 2856°K 。
C 光源(Illuminant C) (CIE):仿真平均日光的鎢絲燈為代表的標準光源,如藍色,與之相關(guān) 的色溫為 6774°K 。
D 光源(Illuminants D)(CIE):以日光燈為代表的 CIE 標準光源,以日光的真實測量光譜為依 據(jù),與之相關(guān)的色溫為 6504°K 。D65 以及 D50 、D55 、D75 等是最常用的幾種色溫。 F 光源(Illuminants F)(CIE):以熒光燈為代表的 CIE 標準光源;F2 代表冷白熒光燈(4200°K); F7 代表寬帶日光熒光燈(6500°K);F11 代表窄頻白熒光燈(4200°K)。 強度(Intensity):又指色飽和度,或相對可見光波的反射能量。高強度的反射率產(chǎn)生高飽和度 或彩度。
IT8:建立在 ANSI (美國工業(yè)標準)顏色特性基礎(chǔ)上的顏色色標(包括若干色塊及灰梯尺), IT8 已成為數(shù)字數(shù)據(jù)交換的標準, IT8 色標常用于不同設(shè)備特征描述,如掃描儀和打印機。
K — L
Kelvin(K):色溫的單位, Kelvin(開爾文)溫標的絕對零度是攝氏負 273°C L*C*H:類似于 CIELAB 的顏色空間,除用標準坐標表示顏色的亮度、彩色和色相角以外,也可 用直角坐標代替。
光(Light):人眼所能檢測到的電磁輻射光譜,光譜范圍接近于 380~720nm 亮度(Lightness):顏色視覺屬性之一,表示單位面積發(fā)射或反射的光的多少,亮度可區(qū)別白色 物體和灰色物體。也可區(qū)別彩色物體的亮和暗。
M
品紅色(Magenta):四色印刷油墨中的一種,純品紅色不含綠色,它吸收白光中的全部綠光,反 射白光中的全部紅光和藍光。
條件等色(Metamerism),條件等色對(Metamerism Pair):在同一光源下出現(xiàn)兩種色的現(xiàn) 像,在不同光源下的仍然不能匹配得到。如此兩色稱條件等色對。
顯示器 RGB :如同 R G B 一樣, R G B 顯示器能提供 R G B 顏色空間,用顯示器可以實現(xiàn)紅、綠、 藍三色光的組合。
孟賽爾顏色圖表(Munsell Color Charts):孟賽爾發(fā)明了三維顏色圖表,圖表是根據(jù)孟賽爾彩 色三屬性即孟賽爾色相(H)、孟賽爾明度(V)、孟賽爾彩度(C)建立的。
N-O-P
納米(Nanometer)(nm):納米是波長的長度單位, 1 納米 =10-9 米 套。∣verprint):在單位紙張放入測控條,測控條上有很多小色塊,兩色套印時,一個色塊迭 印在另一色塊上,操作人員可檢查印刷允許的迭后密度值。套印一詞也用于英文印刷方式。 熒光( Phosphors):是一種發(fā)光材料,用陰極射線或電場中的電子轟擊時就會發(fā)光,發(fā)光強度 取決于激發(fā) 能量的量值。 光電現(xiàn)像(Photoelectric):與光電效應或其它輻射有關(guān)的現(xiàn)像,例如:電子輻射。 光接受器(Photoreceptor):在人眼視網(wǎng)膜上錐狀和柱狀細胞,被可見光激發(fā)時,隨即將信號送 給大腦,大腦就能感受到顏色。
顏料(Pigment):不可溶的色料,而染料是可溶的。 像素(Pixel):組成圖像的最小元素,它反映了在掃描儀或顯示器上紅、綠、藍的信息。當產(chǎn)生 顏色時,像素類似于油墨印在紙上的網(wǎng)點,掃描儀的分辨力通常表示為每英寸具有的像素(Pexels- per-inch縮寫為ppi),它類似于印刷分辨力即每英寸上的網(wǎng)點數(shù),表示為dpi(dots per inch)。 三原色(Primary Colors):可見光譜區(qū)域的主色:紅、綠、藍與之對應的補色青、品紅、黃(見 加色三原色和減色三原色)。 棱鏡(Prism):三角形狀的玻璃或其它透明材料,當光線通過棱鏡時,不同波長的光線產(chǎn)生不同 折射而形成彩虹,這證明白光可以分解成色光,并形成可見光譜(見可見光譜)。 過程控制(Process Control):利用密度儀和色度儀在單印張測控條上的測量數(shù)據(jù)和印刷過程在 顯示器上顯示的數(shù)據(jù),通過分析就可建立相關(guān)的控制范圍,(見控制范圍)。
R
反射體(Reflective Object):表面能反射部份或全部入射光線的固體,表面能反射100% 光線的 物體稱全反射體或表面純白物體。 反射率(Reflectance):描寫光從物體表面反射的百分率,用分光亮度可測量出沿可見光譜的不 同間隔內(nèi)物體的反射率,若所可見光譜為橫坐標,所反射率為縱坐標就可繪制物體色的光譜曲線(見光譜曲線,光譜數(shù)據(jù))。
RGB:紅、綠、藍是加色三源色(見加色三原色)
S
色飽和度(Saturation):顏色視覺屬性之一,它表示顏色的彩度、顏色的飽和度,以及顏色的含 灰量。
色序(Sequence):四色油墨在紙上印刷的先后順序。
光譜曲線(Spectral Curve):顏色“指紋”— 顏色光譜數(shù)據(jù)的描述。以光譜反射率強度為縱坐 標,以可見光譜波長為橫坐標繪制出的曲線稱光譜曲線。
光譜數(shù)據(jù)(Spectral Date):物體顏色的精確描述,物體的顏色表現(xiàn)出物體對入射(或透射)光 的改變,與此同時反射(或透過)到觀察者,光譜數(shù)據(jù)描述反射光是如何被改變的,反射光的百分 數(shù)可從 光譜波長不同間隔測量得到,這些信息可用光譜曲線來表示。 光譜亮度儀(Spectrophotometer):測量光波經(jīng)過物體反射或透射特性的測量儀器,并將測量結(jié) 果表示為光譜數(shù)據(jù)。
光譜(Spectrum):電磁波能量按波長大小的空間排列。 標準(Standard):衡量所評價樣品測量值所建立的被審定的基準值。 減色三原色(Subtractive Primaries);青、品紅、黃是減色三原色,用100%的青、品紅、黃印在 白紙上時則產(chǎn)生黑色,三色按不同強度組合則產(chǎn)生不同顏色的色域。若用100%的兩種減色顏色組 合則可產(chǎn)生加色顏 色,可以是紅或綠或藍。
例如 100%C+100%M=blue(藍)
100%C+100%Y=Green(綠)
100%M+100%Y=Red( 紅)
T
容差(Tolerance):已知標準量和樣品測量量之間可接受的差值。(見 Delta 誤差) 透明體(Transmissive Object):光線可以從物體的一邊穿過物體的另一邊。彩色透明體可以讓 光波透過。
刺激值(T ristimulus ):交流或產(chǎn)生顏色的一種方法,產(chǎn)生三刺激色既可以是減色三原色
(C M Y )或加色三原色(R G B )或顏色三屬性(如亮度、彩度和色相)。 三刺激數(shù)據(jù)(Tristimulus Date):三刺激值的組合可定義或產(chǎn)生一特定色,如 R255/G255/BO , 三刺激數(shù)據(jù)不能全面的描述顏色,而必須同時定義光源色,而且,對設(shè)備相關(guān)的顏色模型如 RGB 模型,必須對 觀察者以及設(shè)備顏色特性的兼容性作規(guī)定。(見設(shè)備的獨立性)
V-W-X-Y
觀察燈箱(Viewing Booth):在印刷工業(yè)中,用于圖像藝術(shù)設(shè)計室、印前中心,評價打樣與印刷
樣張用的觀察燈箱,燈箱內(nèi)的光源通常采用印刷工業(yè)標準光源D65,燈箱表面是中性灰色(見D65)
可見光譜(Visible Spectrum):波長在 380~720nm 范圍內(nèi)的電磁波譜,在此波段范圍內(nèi)的光人 眼能感覺,人眼所感受到的最短波長是紫色和藍色,最長波長是紅和橙色。
波(Wave):在媒體中傳播時,波峰及波谷作周期性變化的物理現(xiàn)像。
波長(Wavelength):光波是電磁波,波長是兩個相鄰的波峰或波谷之間的距離。
白光(White Light):從理論上說,輻射一切可見光譜而且強度均勻的光稱白光,但實際多數(shù)光 源并不能達到盡善盡美。 黃色(Yellow):四色印刷用的油墨之一,純黃色不含藍,它應吸收所有藍波長的光,而反射所 有的紅和綠光。
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