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掃描儀、顯示器和打印機與色彩管理淺探
福州眾印網(wǎng) 2006-7-19 11:49:00 來源：轉(zhuǎn)載
Integrated Color Management version 2 (ICM 2.0)是win98和win2000內(nèi)置的色彩管理模塊，以使用戶能得到穩(wěn)定高質(zhì)的彩色圖像。
本文講述了一些彩色設備方面的技術(shù)問題以及如何在win98和win2000平臺上實施色彩管理。
色彩管理
若圖像由掃描儀掃描制成數(shù)字文件，用于桌面出版，使用者當然希望最終打印或印刷出來的復制品能與原圖非常相似。如果還做了色彩校正，就希望最終的印刷品的顏色就是在做校正時屏幕上顯示的顏色。ICM能描述圖像的顏色特征，管理色彩數(shù)據(jù)，得到高質(zhì)量的彩色復制品。 彩色設備的種類和產(chǎn)品越來越多了，由顯示器顯示或打印機打印出高質(zhì)量的彩色圖像的困難也越來越引起人們的關(guān)注。彩色設備如掃描儀、數(shù)字相機、顯示器和打印機開始進入家庭，人們希望自己也能做出諸如彩色雜志上的漂亮的圖片，但其中涉及到的許多技術(shù)以及藝術(shù)上的知識和技巧可不是每個人都能輕松掌握的。
色彩管理的目地就是要使人們能輕易地掃描、拍攝、顯示和打印出高質(zhì)量的彩色圖片，而不必絞盡腦汁去學習那些過去只有非常熟練的技術(shù)人員才能駕馭的各種各樣的技巧。對于色彩管理，當然主要是其軟件部分，起到一個中樞的作用；但硬件設備的數(shù)據(jù)和其描述文件才提供了可操作的信息，這樣軟件部分才能進行真正的個性化的色彩管理。 圖一所示的色彩系統(tǒng)描述了用戶可能碰到的一些典型的外圍設備：PC管理著外圍設備之間的通信，因此它必須與呈色特性各異的不同外設之間有合適的接口。
有三個術(shù)語很重要：校正calibration, 特性化characterization和設備特性文件profile
對設備校正以后，對輸入的已知的值應能預見其輸出的結(jié)果。比如，0.65的反射效果可由打印機打印R、G、B值分別為255、127、0的圖像得到。對設備作特性化就是給設備輸入一系列的值，然后對結(jié)果分別測量。與校正過程不同點在于特性化并不預先估計可能得到的結(jié)果。給設備輸入值127、127、127，一般認為當然會得到中性灰色，但結(jié)果很可能是另外一種顏色。做好特性化以后，輸入某個值，針對該特定設備就應得到某種特定的顏色效果。
設備特性Profile文件可認為是特性化的反函數(shù)。比如想得到中性灰色，profile文件會告訴你應該輸入的RGB值為131、122、119（這里僅僅是個例子），而不是127、127、127，因為做好的特性化數(shù)據(jù)能表明輸入的數(shù)值與輸出效果之間的關(guān)系。Profile文件可以告訴你要得到某種色彩因該輸入多大的值�，F(xiàn)今的大多數(shù)CMS方案都是這樣工作的。
圖2描述了一個簡單的色彩管理工作流程。色彩管理模塊（CMM Color Management Module）根據(jù)設備特性文件由設備驅(qū)動產(chǎn)生大小合適的信號值。如果彩色設備是正確特性化過的，那么CMM就應能產(chǎn)生用戶想要的效果。比如，有了顯示器和打印機的profile文件，由顯示器顯示和打印機打印的同一幅圖應該是非常相似的。
對彩色設備實施色彩管理
某彩色設備的呈色特性可不是一成不變的。比如，過了一段時間后，你桌上的顯示器顯示同一幅圖，效果會不同；彩色打印機若更換了紙或墨，環(huán)境濕度有變化或使用了一段時間以后，打印效果就會不同。
對打印機做特性化，生成的profile文件是有一定的有效期的。一旦更換了紙張等耗材或人為對打印機做了調(diào)整，其打印結(jié)果很可能會出人意料。除了專業(yè)的出版商，一般人不會用到專業(yè)的色彩測量儀器，這些儀器很貴而且需要嫻熟的使用技巧。
顯示器的電子槍是有一定的使用壽命的，紅綠藍光的不同組合會改變顯示器的成像效果。顯示器有許多調(diào)節(jié)方式，尤其是對陰極射線管CRT的調(diào)節(jié)可以改變亮度對比度甚至色平衡。用戶還可以人為設置Gamma值。顯示器的老化和保養(yǎng)不善會增添CMS的困難，改變了顯示器的呈色特性，也即改變了profile文件所依賴的基本數(shù)據(jù)。
對顯示器實施色彩管理
彩色顯示器是最容易做特性化和生成profile文件的。顯示器和顯卡相互通信，結(jié)合操作系統(tǒng)來表現(xiàn)彩色圖像。用戶可以人為調(diào)節(jié)顯示器和顯卡，但對亮度、對比度和色平衡所作的改動必須能載入到操作系統(tǒng)中去。
將來的顯示系統(tǒng)將由簡單的傳感器來探測亮度、色平衡或'白場'。顯示器應能與當時的呈色狀態(tài)實現(xiàn)實時溝通，隨時調(diào)節(jié)發(fā)生的偏移和誤差。顯示器和顯卡供應商應能使操作系統(tǒng)介入成像系統(tǒng)，以簡化顯示特性文件的升級，實施正確的色彩管理。
液晶顯示屏后有基于染料的過濾器，這種過濾器性質(zhì)穩(wěn)定，壽命很長，顯示屏的呈色性能也相當穩(wěn)定。隨著用于桌面出版的液晶顯示屏LCD的出現(xiàn)，顯卡和操作系統(tǒng)的重要性日漸突出。對顯示器做的任何調(diào)節(jié)都應能被操作系統(tǒng)讀取。其它種類的顯示技術(shù)如FED，數(shù)字鏡像設備等也須向操作系統(tǒng)反映回饋。
顯示器設計應注意的要點：
顯示設備的特征值如亮度和對比度必須能被操作系統(tǒng)識別和處理，進行正確的色彩管理。
對顯卡的調(diào)整如Gamma值的調(diào)節(jié)也必須能被操作系統(tǒng)識別。
仍何顯示器和顯卡的呈色特性均應能由操作系統(tǒng)進行設定。
掃描儀、數(shù)碼相機和色彩管理
輸入設備如掃描儀和數(shù)碼相機涉及到另外一些問題。掃描儀通常自帶有軟件控制成像。但任何調(diào)節(jié)都應能輸入操作系統(tǒng)，進而進入色彩管理軟件。掃描儀的狀態(tài)設定也應能輸入操作系統(tǒng)，被色彩管理軟件利用。
數(shù)字相機利用外部光源，可能是直接的陽光，或多云天氣的日光，家里的白燈光，或辦公室里的熒光燈等等。自然光在光譜分布和強度上可能有很多變化，各種問題都可能影響數(shù)字圖片的質(zhì)量，但若能知道環(huán)境的大致亮度，再借助CMS，這個過程就會容易得多。也許每個數(shù)字相機都應在機身上裝配一個簡單但有效的RGB傳感器以探測環(huán)境亮度。
設計數(shù)字相機或掃描儀應注意的要點：
掃描儀和操作系統(tǒng)之間的雙向通信必須使色彩管理系統(tǒng)能接收到掃描儀或數(shù)字相機的設置數(shù)據(jù),如亮度和對比度等.
數(shù)字相機和掃描儀都應能通過操作系統(tǒng)進行控制，可能影響圖象質(zhì)量的任何設置都應能通過操作系統(tǒng)傳送到彩色外設中去。
若能通過彩色管理系統(tǒng)對外設進行設置就更方便了。使用者若已知他要用的掃描儀的profile 文件，就可以立即通過操作系統(tǒng)向該掃描儀傳送數(shù)據(jù)信息。
打印機和彩色管理
由于影響因素眾多，打印機可說是色彩管理系統(tǒng)中最困難的部分。色彩由打印機表現(xiàn)的方式是與其在數(shù)字相機或掃描儀上的表現(xiàn)方式截然不同的。這是一種減色法，三原色為C、M、Y，由墨粉和墨滴來表現(xiàn)，為了更好的表現(xiàn)深暗調(diào)和節(jié)約打印成本，一般還會用到黑墨。
有許多種打印技術(shù)，如熱敏、靜電、噴墨等。紙張對打印的影響極大，因為墨粉、
染料等與紙張表面會發(fā)生非常復雜的相互作用。對于顯示設備，要生成其profile文件可能需要測量幾十上百個色塊；掃描儀和數(shù)字相機需要測量約200個色塊；而打印機則需要打印并測量好幾百甚至上千個色塊，這可是一個痛苦的過程，往往需要配備價值幾千美元的專業(yè)儀器，耗時甚至幾個小時之久。 打印機生產(chǎn)商應考慮添加打印機的自檢功能，可不必打印測量幾百個色塊而僅僅是幾個關(guān)鍵的色塊。然后一種更成熟的色彩管理系統(tǒng)能讀取并處理這些測量信息，生成新的profile文件。目前色彩管理技術(shù)的發(fā)展已考慮到了這一點，打印機生產(chǎn)商也應清楚地認識到這一點，做出自己的努力。
打印機設計應注意的要點：
打印機要準備能與使用者在調(diào)節(jié)色彩上實現(xiàn)某種通信。
內(nèi)部監(jiān)測能力應能監(jiān)測到打印色彩的密度和光譜數(shù)據(jù)。
打印機應能在某種程度上'下載'紙張和油墨的特征信息，供操作系統(tǒng)和高級的色彩管理軟件使用以控制打印機的輸出。
開發(fā)人員不應期待使用者都能獨立地進行光譜測量并生成彩色設備的profile文件，只有印前和其他專業(yè)的用戶才能做到這一點。
總結(jié)
要得到高質(zhì)量的彩色圖像，請記住，'你若不能測量，你就不能控制'。
如果硬件制造商能為其產(chǎn)品提供好的通信與控制手段，操作系統(tǒng)與色彩管理軟件就能補償硬件設備的狀態(tài)漂移。將來的色彩管理，只需很少的人的參與就能
完成穩(wěn)定的高質(zhì)量的色彩復制。
設備生產(chǎn)商應針對影響色彩復制的各種參數(shù)設置實現(xiàn)外圍設備與計算機操作系統(tǒng)和色彩管理軟件之間的雙向通信。
成熟的彩色設備應能允許色彩管理系統(tǒng)獲取任何用戶允許的設備狀態(tài)漂移信息，從而能隨時升級設備的profile文件。
設備參數(shù)應能由色彩管理系統(tǒng)通過操作系統(tǒng)進行設置，從而能即刻達到基于以前某種呈色表現(xiàn)的工作狀態(tài)。
本文標題：掃描儀、顯示器和打印機與色彩管理淺探
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