数码相机色彩管理

色彩管理

或许每个用过数码相机的人都会有这样的经历：照片传输到计算机，在屏幕上显示的效果会与在数码相机的LCD上看到的情形大相径庭，而在打印或冲印之后又会是全然不同的另外一种样子。这是因为色彩具有设备相关性，而在“输入(拍摄)——显示(计算机屏幕)——输出(打印或冲印)”设备之间，我们又常缺乏有效的色彩管理。

一.揭密色彩管理

1.色彩控制的难点：色彩与设备相关

在数字化的图像中，尽管每一个像素点的色彩可以有一个唯一的色值组合，但这组色值通过不同的设备呈献出来，可能会有天壤之别，这是因为尽管“数字化”贯穿始终，但在各个设备的最终端（数码相机感光时、显示器显像管成像时、打印机墨水或印刷机油墨与纸张结合时），都只能是模拟的，色彩与设备的特性密切相关。

我们以一个色值为RGB：255、0、0的像素点为例，本来该呈现高度饱和的红色，但在甲显示器上可能是鲜红色，在乙显示器上可能是暗红色，因为尽管两台显示器所接收到的数字化的色值相同，但在其显像管显示这个颜色时，由于显像管电子枪的灯丝温度可能不同、荧光粉的发光特性不同，色彩肯定存在差异。再进一步，这个像素被打印机打印时，由于没有纯红色的墨水，只能由品红色和黄色的墨水配合来形成红色，最终的色彩可能成为桔红色。而且，同样是这台打印机，使用同样的墨水，打在亮白的纸张上时，色彩会很鲜亮，而打在粗糙、灰暗的纸张上时，色彩会黯淡得一塌糊涂。用一句色彩学的行话来讲：“每种图像设备都有自己的色彩空间，而且其色彩空间也不是一成不变的”。

2.什么是色彩空间呢？

“色彩空间”一词源于英语“Color Space”，也称作“色域”。实际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。对于具体的图像设备而言，其色彩空间就是它所能表现的色彩的总和。当然，无规矩不成方圆，要表述这些色彩，就要按一定的规律把这些色彩组织起来，人们建立了多种色彩模型，以一维、二维、三维甚至四维空间坐标来表示规范这些色彩，系统化的色彩空间就是某种坐标系统所能定义的色彩范围。

我们经常用到的色彩空间主要有RGB、CMYK、Lab等，RGB色彩空间又有AdobeRGB、AppleRGB、sRGB等几种，这些RGB色彩空间大多与显示设备、输入设备（数码相机、扫描仪）相关联。

“sRGB”是所谓的“标准 RGB 色彩空间”。这种色彩空间由微软与惠普于1997年联合确立，被许多的软件、硬件厂商所采用，逐步成为许多扫描仪、低档打印机和软件的默认色彩空间。同样采用sRGB色彩空间的设备之间，可以实现色彩相互模拟，但却是通过牺牲

色彩范围来实现各种设备之间色彩的一致性的，这是所有RGB色彩空间中最狭窄的一个。

“Apple RGB”是苹果公司早期为苹果显示器制定的色彩空间，其色彩范围并不比sRGB 大多少。因为这种显示器已经很少使用，这一标准已逐步淘汰。“Adobe RGB（1998）”由Adobe 公司制定，其雏形最早用在Photoshop 5.x中，被称为SMPTE-240M。它具备非常大的色彩范围，其绝大部分色彩却又是设备可呈现的，这一色彩空间全部包含了CMYK的色彩范围，为印刷输出提供了便利，可以更好地还原原稿的色彩，在出版印刷领域得到了广泛应用。“ColorMatch RGB”是由Radius 公司定义的色彩空间，与该公司的 Pressview 显示器的本机色彩空间相符合。“Wide Gamut RGB”是用纯谱色原色定义的很宽色彩范围的RGB色彩空间。这种空间的色域包括几乎所有的可见色，比典型的显示器能准确显示的色域还要宽。但是，由于这一色彩范围中的很多色彩不能在RGB显示器或印刷上准确重现，所以这一色彩空间并没有太多实用价值。

CMYK色彩空间是专门针对印刷制版和打印输出制定的。它描述的实际就是不同颜色墨水的配比，与具体的设备、耗材密切相关。正如前面所提到的，虽然配比相同，不同的墨水在不同的纸张上所呈现的色彩当然不同，这恐怕不难理解。

要让不同设备在表现色彩时能够相互匹配，我们需要制定出一种与设备无关的色彩体系，抽象出一种“理论化”的色彩，以使不同设备的色彩能够相互比较、相互模拟。现在被广泛采用的“理论化”色彩空间是国际照明协会所制定的1931CIE-XYZ系统以及以它为基础而建立的CIELab系统。1931CIE-XYZ系统是在RGB系统的基础上，用数学方法，选用三个理想的原色来代替实际的三原色，构成理想的、与设备无关的色彩体系，其制定的过程制定是一个非常复杂的色彩学、数学、心理学综合工程，我们所需知道的是，它是目前为止应用最广泛、相对均匀、色域最宽、与设备无关的色彩空间，它由国际照明协会（CIE）制定和推荐，其每一色值组合对应一种确定的、与设备无关的色彩。

使用ICC色彩特征文件管理色彩

理论化的色彩空间固然有其标准性、唯一性和设备无关性，但割裂了色彩与设备之间的关系之后，就又出现了理论脱离实际的问题，需要有一个中间机制将理论与实际联系起来，ICC色彩特征文件就是这一纽带。

ICC是“国际色彩联盟(International Color Consortium)”的简称，它制定了一套通过建立设备的色彩特征文件来管理色彩的体系，这种色彩特征文件被称为ICC色彩特征文件（ICC Profile），也被简称为ICC。

ICC 色彩特征文件描述一款具体设备所产生的色彩究竟是标准色彩空间中的哪个色彩，从而完成色彩空间的转换——根据各媒体设备的“色彩特性描述文件”的数值数据，将影像的色彩数据由“与设备密切相关的色彩空间，如扫描仪、数码相机的RGB色彩空间、打印机的CMYK色彩空间)”转译到“与设备独立的色彩空间(目前基本是采用1931CIE-XYZ)”。

简单地说，ICC 就是建立色彩空间的对应机制——通过数据运算的方法，找到原始色彩在目标色彩空间中的精确位置。为每台设备建立自己的ICC文件是进行色彩管理的基础，但ICC文件的制定需要实际测试，而且不是一成不变的，即使同一台设备，随着使用环境、

耗材、老化等因素的变化，ICC文件也需要定期更新。揭秘色彩管理

关于色彩空间、ICC色彩特征文件的介绍也许已经让你一头雾水了——这不是越来越复杂了吗？再想一想就会豁然开朗：色彩空间就是一个号码表，数码相机或扫描仪按照这个表把原始色彩编上号。但是这个编号只能定性地描述这个是红的、那个是蓝的，并不能准确说明到底红成什么样子或蓝到什么程度。建立输入设备的ICC文件的过程，就是参照一本标准的色彩，来找出每个编号究竟对应什么颜色；由于色卡是标准的，参照它的编号，颜色也就可以确定了，如此编号的色彩任意挪动也不会混乱了。输出设备的ICC就是规定出编号与实际输出色彩的对应，照单抓药、重新排列也就不会再出现错误。上述编号、挪动、重新排列的过程就是色彩管理。色彩管理要包括：原始色彩与显示器间的色彩匹配、显示器与输出结果间的色彩匹配、原始色彩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等等，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。

我们以在Windows系统下，利用PhotoShop6.0处理图像为例，来说明利用ICC文件管理色彩的过程。

扫描仪的ICC文件直接用在扫描驱动程序中，在扫描过程中就对色彩进行了校准。对于数码摄影而言，进行色彩管理的第一步就是在拍摄时使用合理的色彩空间。对于要求不太严格的应用，例如网上贴图、自行打印照片、数码彩扩输出等，可以简单选择sRGB色彩空间；但对于要用于印刷出版或高精度打印输出的照片，拍摄时一定要选择Adobe RGB色彩空间，并在图像处理过程中一直使用此色彩空间，仅在送交制版之前，才转换成CMYK模式。

进行严格的色彩管理，要建立相机在不同光照条件下的ICC文件，实际上，相机的白平衡设置工作，就是依照厂家预设的，与ICC文件类似的数据资料计算的，只是没有采用标准的ICC的格式并内嵌于相机软件之中而已。也可以依照未经色彩处理的过程建立ICC文件（要使用专门的色卡和软件），然后利用PhotoShop的Assign Profile命令将ICC文件嵌入进去，获得准确的色彩还原。

有了打印机的ICC文件，在打印输出之前，可以用PhotoShop的Proof Setup命令将打印机的ICC文件赋给将要打印的文件，然后通过Proof Colors命令，预览可能的打印效果。

当然，所有这一切，要以显示器色彩还原准确为前提，所以首先要校准显示器，对显示器进行了亮度、对比度、色彩的物理校准以后，建立其ICC文件。在Windows的显示器属性设置高级对话框中，有专门的色彩管理的选项，调用这个ICC文件，可以保证显示器所显示的色彩与标准色彩最为接近（当然，色彩还原的准确程度还跟显示器本身的质量有关系）。

在输入、显示、输出三个环节中，系统和应用软件会自动利用三个环节的ICC文件进行色彩数据的计算与色彩空间的转换，使色彩始终保持一致，这就是色彩管理的秘密。

二.显示器的校准

在色彩管理过程中，最重要的两个环节就是原稿与显示器间的色彩匹配以及显示器与印刷品

或打印机输出结果间的色彩匹配。在这两个环节中，显示器在整个色彩管理过程中，都充当了极为重要的“桥梁”，显示器的显示结果是否准确，将直接关系到色彩管理的成败。因此，显示器的校准是成功进行管理色彩的重要基础。

显示器的校准分物理校准和软件校准两个环节，同时，这两个环节又是相互依赖密不可分的。严格的显示器校准过程不能简单利用肉眼的观察，必须使用专门的校准设备和工具软件。著名的色彩管理技术公司GretagMacbeth推出的Eye-one Match软件配合Eye-one Display 屏幕测色器，就是校准显示器色彩的得力工具。

1.安装 Eye-one Match 软件，将 Eye-one Display联接到计算机的USB接口。

2.打开 Eye-one Match 软件，初级用户可以点击Easy工作模式，软件将自动为您调节好

显示器的各种设置。为了演示操作过程，我们选择一步步引导操作的Advance高级工作模式，然后点击屏幕右下角的向右箭头，进入下一步。

3.Eye-one Match 支持对两种类型显示器的校准：LCD和CRT，校准的方法和步骤大同小

异，但是由于两种显示器的光电特性不同，数据的计算方式会有所不同，在开始校准前，首先要选择合适的类型。我们以CRT显示器的校准为例。选择“CRT”后，点击向右的箭头。

4.在使用之前，需要对Eye-one Display屏幕测色器进行初始化校准。将Eye-one Display

放在纯黑的平面上（或者使用随附的黑色盖子盖住Eye-one Display的感光区），注意不要漏光，然后点击屏幕上的Calibrate按钮，软件将自动进行校准。校准成功后，屏幕会出现“Eye-one celibration was successful（Eye-one校准成功）”的显示，并且向右的箭头被激活，允许进入下一步。仪器的校准非常重要，它相当于测量高度时基点的选择，基点不准确，测量的精度就无从谈起。校准时要确保仪器的感光区没有光线进入。

5.接下来确定色温和伽玛值，白点（Witepoint）的设置确定显示色温，选择值表示屏幕

最高亮度的色温，一般选择中色温6500比较合适。对于Windows系统，标准伽玛值为

2.2；对于Mac系统，标准伽玛值为1.8。

6.现在要把Eye-one Display放到屏幕上了。Eye-one Display的测光区周围布满了小小

的吸盘，可以牢牢吸附在屏幕表面，放置时一定要吸牢，避免外接光线射入感光区。对于不太容易吸牢的液晶显示器，可以利用Eye-one 连线上的配重块，将它吊在屏幕表面。

7.7.首先校准的是显示器的对比度。将对比度调到最高（100％），点击“Start”按钮。

程序会自动搜索并锁定仪器在屏幕上的位置。锁定仪器后，程序会检测显示器的对比度范围，如果合适的话，绿色的箭头会和黑色的箭头对齐，否则，需要手动调节显示器的对比度。

8.然后校准显示器的亮度。依照屏幕提示，先将亮度调节到零，点击“Start”按钮，开

始校准。在调节亮度时一定要一点一点地调，最好每秒调整1％，如果调整太快，显示器灯丝的温度变化跟不上数值的变化，是无法真正校准的。校准过程中屏幕会逐步提示调整亮度值，直至标尺上绿色箭头与黑色箭头对齐。

9.对比度和亮度校准之后，就该校准的色彩了。如果显示器是RGB三色可调的，可选择

“RGB Controls”调节方式。点击“Start”按钮后，屏幕会出现三个标尺条，分别显示RGB三色的实测情况。根据彩色箭头与黑色箭头的相对位置，调节显示器的色彩，直至三个彩色箭头分别与相应的黑色箭头对齐。调节时调节的幅度要小，每调整一下后要稍作等待，等待屏幕色彩稳定并被仪器检测到。因为RGB三色是相互关联的，一定相互配合调节才能达到最佳效果。

10.以上步骤完成了显示器的物理校准，但这并不能保证显示器的显示效果就是准确的，因

为各种显示器的色彩特性会不同，最后还需要根据显示器的特性来生成其ICC色彩特征文件。Eye-one Match会根据实测结果生成标准的ICC文件，生成结束后，会将其作为显示器的默认色彩特征文件写入系统参数。

11.ICC文件生成和调用正确后，会出现如下的提示窗口，提示校准成功。

提示说明，经过以上步骤，已经对显示器进行了准确校准，生成该显示器的ICC文件，操作系统和图像处理软件都利用此ICC文件。也许校准之后的显示器所显示的色彩并不是“看上去最美”的，但它应该是“最接近真实”的。

需要说明的是，色彩管理应该是一个完整的过程，仅仅校准了显示器只是为色彩管理打下了基础，它已经能够呈现最“接近真实景物”的色彩了，但此时需要建立并使用了输入设备，如数码相机、扫描仪的ICC文件；它可以预览最接近实际的输出效果，但此时需要建立并使用了输出设备，如印刷机、打印机的ICC文件。