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掃描儀、顯示器和打印機(jī)與色彩管理淺探
福州眾印網(wǎng) 2006/7/19 11:49:00 來(lái)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(shè)備方面的技術(shù)問(wèn)題以及如何在win98和win2000平臺(tái)上實(shí)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(dāng)然希望最終打印或印刷出來(lái)的復(fù)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(shí)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(fù)制品。 彩色設(shè)備的種類和產(chǎn)品越來(lái)越多了，由顯示器顯示或打印機(jī)打印出高質(zhì)量的彩色圖像的困難也越來(lái)越引起人們的關(guān)注。彩色設(shè)備如掃描儀、數(shù)字相機(jī)、顯示器和打印機(jī)開(kāi)始進(jìn)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(shí)和技巧可不是每個(gè)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(xué)習(xí)那些過(guò)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(duì)于色彩管理，當(dāng)然主要是其軟件部分，起到一個(gè)中樞的作用；但硬件設(shè)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(jìn)行真正的個(gè)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(shè)備：PC管理著外圍設(shè)備之間的通信，因此它必須與呈色特性各異的不同外設(shè)之間有合適的接口。
有三個(gè)術(shù)語(yǔ)很重要：校正calibration, 特性化characterization和設(shè)備特性文件profile
對(duì)設(shè)備校正以后，對(duì)輸入的已知的值應(yīng)能預(yù)見(jiàn)其輸出的結(jié)果。比如，0.65的反射效果可由打印機(jī)打印R、G、B值分別為255、127、0的圖像得到。對(duì)設(shè)備作特性化就是給設(shè)備輸入一系列的值，然后對(duì)結(jié)果分別測(cè)量。與校正過(guò)程不同點(diǎn)在于特性化并不預(yù)先估計(jì)可能得到的結(jié)果。給設(shè)備輸入值127、127、127，一般認(rèn)為當(dāng)然會(huì)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(gè)值，針對(duì)該特定設(shè)備就應(yīng)得到某種特定的顏色效果。
設(shè)備特性Profile文件可認(rèn)為是特性化的反函數(shù)。比如想得到中性灰色，profile文件會(huì)告訴你應(yīng)該輸入的RGB值為131、122、119（這里僅僅是個(gè)例子），而不是127、127、127，因?yàn)樽龊玫奶匦曰瘮?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。現(xiàn)今的大多數(shù)CMS方案都是這樣工作的。
圖2描述了一個(gè)簡(jiǎn)單的色彩管理工作流程。色彩管理模塊（CMM Color Management Module）根據(jù)設(shè)備特性文件由設(shè)備驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生大小合適的信號(hào)值。如果彩色設(shè)備是正確特性化過(guò)的，那么CMM就應(yīng)能產(chǎn)生用戶想要的效果。比如，有了顯示器和打印機(jī)的profile文件，由顯示器顯示和打印機(jī)打印的同一幅圖應(yīng)該是非常相似的。
對(duì)彩色設(shè)備實(shí)施色彩管理
某彩色設(shè)備的呈色特性可不是一成不變的。比如，過(guò)了一段時(shí)間后，你桌上的顯示器顯示同一幅圖，效果會(huì)不同；彩色打印機(jī)若更換了紙或墨，環(huán)境濕度有變化或使用了一段時(shí)間以后，打印效果就會(huì)不同。
對(duì)打印機(jī)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(duì)打印機(jī)做了調(diào)整，其打印結(jié)果很可能會(huì)出人意料。除了專業(yè)的出版商，一般人不會(huì)用到專業(yè)的色彩測(cè)量?jī)x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(lán)光的不同組合會(huì)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(duì)陰極射線管CRT的調(diào)節(jié)可以改變亮度對(duì)比度甚至色平衡。用戶還可以人為設(shè)置Gamma值。顯示器的老化和保養(yǎng)不善會(huì)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(duì)顯示器實(shí)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(lái)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(duì)亮度、對(duì)比度和色平衡所作的改動(dòng)必須能載入到操作系統(tǒng)中去。
將來(lái)的顯示系統(tǒng)將由簡(jiǎn)單的傳感器來(lái)探測(cè)亮度、色平衡或'白場(chǎng)'。顯示器應(yīng)能與當(dāng)時(shí)的呈色狀態(tài)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)溝通，隨時(shí)調(diào)節(jié)發(fā)生的偏移和誤差。顯示器和顯卡供應(yīng)商應(yīng)能使操作系統(tǒng)介入成像系統(tǒng)，以簡(jiǎn)化顯示特性文件的升級(jí)，實(shí)施正確的色彩管理。
液晶顯示屏后有基于染料的過(guò)濾器，這種過(guò)濾器性質(zhì)穩(wěn)定，壽命很長(zhǎng)，顯示屏的呈色性能也相當(dāng)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(duì)顯示器做的任何調(diào)節(jié)都應(yīng)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(shè)備等也須向操作系統(tǒng)反映回饋。
顯示器設(shè)計(jì)應(yīng)注意的要點(diǎn)：
顯示設(shè)備的特征值如亮度和對(duì)比度必須能被操作系統(tǒng)識(shí)別和處理，進(jìn)行正確的色彩管理。
對(duì)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(shí)別。
仍何顯示器和顯卡的呈色特性均應(yīng)能由操作系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)定。
掃描儀、數(shù)碼相機(jī)和色彩管理
輸入設(shè)備如掃描儀和數(shù)碼相機(jī)涉及到另外一些問(wèn)題。掃描儀通常自帶有軟件控制成像。但任何調(diào)節(jié)都應(yīng)能輸入操作系統(tǒng)，進(jìn)而進(jìn)入色彩管理軟件。掃描儀的狀態(tài)設(shè)定也應(yīng)能輸入操作系統(tǒng)，被色彩管理軟件利用。
數(shù)字相機(jī)利用外部光源，可能是直接的陽(yáng)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(qiáng)度上可能有很多變化，各種問(wèn)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(gè)過(guò)程就會(huì)容易得多。也許每個(gè)數(shù)字相機(jī)都應(yīng)在機(jī)身上裝配一個(gè)簡(jiǎn)單但有效的RGB傳感器以探測(cè)環(huán)境亮度。
設(shè)計(jì)數(shù)字相機(jī)或掃描儀應(yīng)注意的要點(diǎn)：
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(jī)的設(shè)置數(shù)據(jù),如亮度和對(duì)比度等.
數(shù)字相機(jī)和掃描儀都應(yīng)能通過(guò)操作系統(tǒng)進(jìn)行控制，可能影響圖象質(zhì)量的任何設(shè)置都應(yīng)能通過(guò)操作系統(tǒng)傳送到彩色外設(shè)中去。
若能通過(guò)彩色管理系統(tǒng)對(duì)外設(shè)進(jìn)行設(shè)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(guò)操作系統(tǒng)向該掃描儀傳送數(shù)據(jù)信息。
打印機(jī)和彩色管理
由于影響因素眾多，打印機(jī)可說(shuō)是色彩管理系統(tǒng)中最困難的部分。色彩由打印機(jī)表現(xiàn)的方式是與其在數(shù)字相機(jī)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(lái)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(huì)用到黑墨。
有許多種打印技術(shù)，如熱敏、靜電、噴墨等。紙張對(duì)打印的影響極大，因?yàn)槟邸?BR> 染料等與紙張表面會(huì)發(fā)生非常復(fù)雜的相互作用。對(duì)于顯示設(shè)備，要生成其profile文件可能需要測(cè)量幾十上百個(gè)色塊；掃描儀和數(shù)字相機(jī)需要測(cè)量約200個(gè)色塊；而打印機(jī)則需要打印并測(cè)量好幾百甚至上千個(gè)色塊，這可是一個(gè)痛苦的過(guò)程，往往需要配備價(jià)值幾千美元的專業(yè)儀器，耗時(shí)甚至幾個(gè)小時(shí)之久。 打印機(jī)生產(chǎn)商應(yīng)考慮添加打印機(jī)的自檢功能，可不必打印測(cè)量幾百個(gè)色塊而僅僅是幾個(gè)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(cè)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(diǎn)，打印機(jī)生產(chǎn)商也應(yīng)清楚地認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)，做出自己的努力。
打印機(jī)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的要點(diǎn)：
打印機(jī)要準(zhǔn)備能與使用者在調(diào)節(jié)色彩上實(shí)現(xiàn)某種通信。
內(nèi)部監(jiān)測(cè)能力應(yīng)能監(jiān)測(cè)到打印色彩的密度和光譜數(shù)據(jù)。
打印機(jī)應(yīng)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(jí)的色彩管理軟件使用以控制打印機(jī)的輸出。
開(kāi)發(fā)人員不應(yīng)期待使用者都能獨(dú)立地進(jìn)行光譜測(cè)量并生成彩色設(shè)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(diǎn)。
總結(jié)
要得到高質(zhì)量的彩色圖像，請(qǐng)記住，'你若不能測(cè)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(bǔ)償硬件設(shè)備的狀態(tài)漂移。將來(lái)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(fù)制。
設(shè)備生產(chǎn)商應(yīng)針對(duì)影響色彩復(fù)制的各種參數(shù)設(shè)置實(shí)現(xiàn)外圍設(shè)備與計(jì)算機(jī)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(shè)備應(yīng)能允許色彩管理系統(tǒng)獲取任何用戶允許的設(shè)備狀態(tài)漂移信息，從而能隨時(shí)升級(jí)設(shè)備的profile文件。
設(shè)備參數(shù)應(yīng)能由色彩管理系統(tǒng)通過(guò)操作系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)置，從而能即刻達(dá)到基于以前某種呈色表現(xiàn)的工作狀態(tài)。
本文標(biāo)題：掃描儀、顯示器和打印機(jī)與色彩管理淺探
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