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发表于 2015-3-2 13:12:33 | 显示全部楼层 |阅读模式
色彩管理在图像领域中的应用

目前,随着数字相机及数字冲扩的普及,摄影与广告的结合越来越紧密,人们对色彩的感知及要求也越来越高。大家经常可以发现洗出来的照片不能令人满意,与记忆中的色彩相去甚远;广告中的图像不但在色彩上不正确,在层次上也少了很多。这是为什么呢?科技越发达要求人们掌握的知识越多,在这里主要是表现在色彩空间的认识及管理。
什么是色彩空间呢?通俗一点讲色彩空间就是各种色彩的集合,色彩的种类越多,色彩空间越大,能够表现的色彩范围即色域越广。我们在观看图片时,主要是要看图片的亮度、对比度、层次、饱和度及灰平衡。
亮度——图像的明度;
对比度——图像的反差、明暗的对比;
层次——图像的细节及色彩的过渡;
饱和度——图像的色彩浓度;
灰平衡——图像的色彩准确性。
我们知道,在我们应用各种图像软件的时候,经常会遇到关于图像色彩空间的问题。这在很多用户的使用中产生了困扰,不知道应该使用哪一种,会产生什么样的结果。
基于上述原因,所以发展出了色彩管理的理论,以便于解决不同设备间的颜色转换及匹配的问题,因为每种色彩空间都是按照自己的坐标系统来度量的。1993年Adobe、Apple、Kodak、FOGRA、Microsoft、Silicon Graphics、Sun Microsystem、Taliget等公司发起成立了国际色彩联盟(International Color Consortium),这就是我们目前常说的ICC。该联盟的所有成员均在其操作系统平台及应用软件上支持ICC标准。
ICC利用一个与设备无关的色彩空间做为色空间转换的中间媒介空间,通过各种彩色设备自身的色彩空间(RGB、CMYK)及其相互之间的关系,为各种彩色设备建立设备的特性描述文件——Profile,这样就可以实现对于色彩的管理,对于不同设备间的色彩准确、唯一转换成为可能。ICC标准共制定了七类特性描述文件:输入设备、显示设备、输出设备三类基本设备的特性描述文件Profile;设备连接、色彩空间转换、抽象、被命名色彩四类附加特性描述文件Profile。利用上述的特性描述文件及相关的色彩管理软件进行正确的色彩管理就可以使得各种设备呈现同一颜色,实现了所得即所见。
色彩管理要包括:原稿与显示器间的颜色匹配;显示器与印刷品或打印机输出结果间的颜色匹配;原稿与输出结果间的颜色匹配;输入设备间的颜色匹配;输出设备间颜色的匹配;输入设备与输出设备间的颜色匹配。这样在工作的流程中就有了统一的标准,在设备的选择上也有了依据,一般来讲,一定要让输入设备的色彩空间大于输出设备的色彩空间。
目前,主要的色彩空间主要是RGB、CMYK、Lab、Ycc、NTSC等等,在RGB的范畴里还有AdobeRGB、AppleRGB、SRGB等,我们在应用时应该使用哪一种呢?在我们首次获得图像的时候我们希望图像的色域空间越大越好,这是因为在以后的转换过程中可以比较好的保留图像的色彩及层次和色域。
如图1a及图1b(3D显示),这是国际照明委员会(CIE)公布的可见光的色域,但是不管是利用什么设备或介质去记录它们,都不可能完全记录下来,也就是说每个设备所能够表现的色域空间都小于可见光色域。那么我们使用设备时,应该使用什么样的色域空间描述呢,它们的色域空间又有多大呢?
我们会在以后的文章中,按照不同的色彩空间及应用领域进行讨论。我们按照应用的顺序来进行讨论,一般来讲,我们在对原稿或景物进行采样时,都是先采集成RGB色彩空间,然后再通过与设备无关的标准色彩空间作为中间媒介空间转换到目标的CMYK或其它RGB等色彩空间。图2是几种图像处理系统的流程,基于在对原稿的采样初期都是采用RGB的色彩描述,所以我们首先来探讨RGB的色彩空间。
RGB对应的是红绿蓝三种原色光,这是因为自然界的所有颜色都可以用这三种光混合而成。在描述时,用R、G、B作为相互垂直的坐标轴来表示,所以称为RGB色彩空间。RGB色彩空间在色彩的处理过程中主要是用来描述像显示器、电视、扫描仪、数字相机等设备的。大家可能已经注意到不同的显示器显示同一个原稿、不同的扫描仪扫描同一原稿、不同的数字相机在相同的条件下拍摄同一原稿,所得到的结果都不同,所以,可以说RGB色彩空间是与设备相关的色彩空间。
1、SRGB的色彩空间
在色彩管理的初期主要是在Apple公司的设备间及利用其ColorSync操作系统级的色彩管理系统,但是不能在PC系统上使用,于是在1997年Microsoft公司与HP公司共同建立了SRGB色彩空间——Standard Red Green Blue,也称为标准RGB,是基于PC的32位色彩空间。目前,被广泛地应用于显示器、打印机、扫描仪等设备,用以提高它们与打印输出设备间的色彩匹配,保证色彩的一致性。SRGB不同于一般的RGB或CMYK设备的加法(图3)或减法(图4)描述,它采用更多的数值来描述R、G、B三种原色,弥补设备差异造成的色彩差异,提高应用软件与设备间的色彩匹配的需要。
在表现中间色调方面,必须有一个一致并且相应的伽玛值,这是色彩管理可以成功的一个基本要求。在PC上SRGB使用的是2.2的伽玛值,白点为6500K,它有很好的感知能力,可以与绝大多数的计算机及视频设备特性进行良好的匹配。目前,Windows采用的是2.2的默认伽玛值,所以在PC上SRGB可以与各种图形图像软件及打印设备进行匹配,加以色彩管理。但是,在苹果机与PC机混用的环境里及不同的软件中进行色彩的匹配,不是件容易的事情,因为,苹果机采用的伽玛值是1.8。所以SRGB色彩空间虽然给PC用户带来了很大的方便,尤其是对于打印及扫描仪设备。但是,对于像显示器类的有较大色域范围的设备来讲,其必须的色彩范围及色调都受到了较大的限制,如果应用于色彩管理中,最终的结果有可能不能得到最好的表现。因为SRGB拥有较小的色域空间,所以不建议专业的印前用户使用,主要应用在网页浏览等。目前,Microsoft与HP已经发表了SRGB64,采用了64位来描述色彩,这样在色彩调整及转换时会保存信息以备以后使用,相信会为用户带来更多的好处。
2、Apple RGB色彩空间
这是基于Apple的13英寸特丽珑显示器而建立的,其标准为伽玛值=1.8,白点=6500K。其主要在Adobe的一些出版软件里使用,其色域空间比起SRGB来说,并不大多少。
3、Adobe RGB(1998)
在Photoshop 5.x中,被称为SMPTE-240M,它是应用在印前领域的最好的色彩空间。它具备非常大的色域空间,并且它的色彩空间全部包含了CMYK的色域空间,这样就为以后在输出及分色时产生了极大的优势和方便,可以更好的还原原稿的色彩。
4、Wide Gamut RGB色彩空间
它提供了一个比Adobe RGB更广的色彩空间范围,甚至于它的有些颜色在标准的计算机显示器上都无法显示或打印,这也给色彩的调整带来了一定的不便。
图5至图7是不同的色彩空间的不同色域范围。
5、其它的RGB色彩空间
除了上述常用的RGB色彩空间外,还有以下几种RGB色彩空间:ColorMatch RGB、CIE RGB、PAL/SECAM、NTSC(1953)、Monitor RGB/Simplified Monitor RGB、SMPTE-C等就不一一赘述了。
6、在Adobe Photoshop里RGB的设置
为了色彩管理,一定要对我们使用的图形图像软件进行必要的色彩设置,不然就无法得到正确的色彩。如图8所示,是在Photoshop中的RGB色彩设置对话框,必须逐项转动你使用的系统进行设置。

所以我们调色也是从这些方面来进行:

亮度——图像的明度;
对比度——图像的反差、明暗的对比;
层次——图像的细节及色彩的过渡;
饱和度——图像的色彩浓度;
灰平衡——图像的色彩准确性
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