色彩将世界上每一件商品赋予生命,它激起了消费者购买商品的欲望。作为设计、图形和图像制作 专业人员来讲,我们知道色彩是销售过程中重要的一部分。如果我们能够在生产和销售中有效地使 用颜色,这在产品中会表现出附加值。
这些 GATF 测试图表明必须很精细地进行色彩再现。如果肤色、 蓝色天空、绿色草原以及食品的颜色有少许的“偏离”,整个图 像的外观将受到影响。
为有效地使用颜色,必须严格地控制颜色。颜色工作流程是从设计者的构思和客户的要求开始。从 一开始,这些颜色在各个不同的设备上、通过不同的人进行复制。在复制的每一阶段,前一步的输 出成为下一步的输入。每一次变化都进入不同的色彩空间 — 从原稿到显视器 RGB 到 CMYK 印刷 打样及在不同的系统上印刷。而每一次评价都是由不同的人在不同的观察条件下进行。
那么,我们怎样在这样复杂过程中能够保证原稿忠实再现呢?本书就是立足于解决这些问题。换言 之,就是色彩测量 — 如果能够测量色彩,就能控制色彩。本手册就、测量及控制的基本 概念进行讲解。
挑战:颜色交流
保证颜色能够“通过客户的指挥棒”,保证忠实再现涉及到:
‧内容指定者 / 客户定义信息,确定图像内容、指定颜色及纸张。
‧图形设计人员提供图像、设计及页面内容;印刷或数码颜色规格。
‧印前服务机构提供分色胶卷、颜色变化信息、印刷或数码颜色规格。
‧印刷油墨供货商提供符合颜色规格的油墨,考虑纸张规格。
‧印刷公司提供最终印张,符合颜色规格。 色彩复制过程每一步的附加值和增加信息内容。良好的颜色规格能够保证基于输入的正确的颜色内容。
为了创造鲜艳、高质量的彩色文件及设计,必须对每一步复制过程进行颜色控制。 不同观察条件 代表了对同一颜色的不同的解释。例如:
‧原稿景物包含广范的自然、实际颜色。
‧照片能够获得实际景物的大部分颜色。然而,当图像被扫描成 RGB 数据时,有些阶调丢失了。 同样,在显示器上会有更多的颜色丢失或改变 — 而且,不同的显示器也会稍有不同。
‧如果将艺术品在成像、插图及组版程序中传递时,颜色会以不同的方式被指定。例如,指定87% 品红、 91% 黄在 Photoshop™, Freehand™ 及 QuarkXPress™ 中得到的颜色略有不同。
‧当印刷艺术品时,从 R G B 转成 CMYK 的时候, 颜色通过不同的设备后,演译所得的色彩数据 也略为不同 — 从激光打印机、打样系统及印刷机上。
‧当检查输出时,我们是在不同的观察条件下进行的,而不同的观察条件将影响颜色外观。此外, 不同的观察者对颜色的感知是建立在各自不同的视觉技能和记忆基础上的,这将造成对颜色评价 的差异。
在此过程中基本的问题是:哪一个设备是准确的?不幸的是,没有哪一个观察者、设备或软件能够 揭示出颜色的真实特性。而颜色的外观是很容易受到照明,观察条件和其他因素所影响的。
解决方法:颜色测量及控制 测量是整个生产控制的关键。为此:我们以英寸、毫米量度大小;以磅和千克量度重量等等。这样 我们就能在生产过程中建立重复使用的准确的测量标准,因此,所有的生产项目是一致的并且在质 量容差范围之内。采用测量的颜色数据,我们就能做出相同的颜色 — 使用可重复的、标准化的数 据并在每一个生产阶段作监控颜色并且检查颜色匹配的“近似性”。
那么,颜色的什么性质可以做到一致并被测量呢?我们来检查一下这些性质 — 颜色在自然界和我 们的记忆中是如何产生的?它又是如何在屏幕和纸张上再现的?颜色又是怎样以反射率(光谱数 据)和三维值(三刺激值)被交流的?
为了帮助读者理解如何测量颜色的,我们首先来学习一下有关颜色的物理和生理特性。 光、对象和观察者之间的相互作用产生颜色。光通过对象到达观察者 — 人的视觉系统而改变 — 被改变的光以颜色感知。这三个元素是产生颜色的基本元素。首先我们来研究一下颜色的起源 — 光。
光 — 波长及视觉光谱 光是电磁波谱中的可见部分,电磁波由亿万个波段构成。它在空气中移动就 如同池塘中的水波一样,随时在我们周围。每一个波段具有不同的大小,以 波长来表示,波长是两个相邻波峰之间的距离。波长是以纳米(nm)或百万分 之一毫米来表示。
可见光谱的范围从400到700纳米之间,仅仅是电磁波谱中的一小部分。可见光谱以外还有很多人眼不能看到的光谱如波长较短的 X 射线到波长较长的无线电波和电视波。
我们的眼睛有对可见光谱波长敏感的光传感器。这些传感器将检查到的信号传给大脑,大脑经过分 析判断产生颜色的感觉。如果这些传感器同时检测到所有的可见光,大脑感觉为白光。如果没有波 长被检测到,就不存在光,大脑感觉为黑色。
现在我们知道了眼睛和大脑对所有可见波长如何反应的。下面,让我们来看一下大家熟悉的牛顿的 三棱镜分光实验。
从设计到印刷: 印刷工作流程从客户开始到客户结束。
我们面临的挑战是在每一阶段给客户展示一致的颜色效果
当一束白光通过三棱镜色散后,我们的眼睛就能看到分光后的各个波长。这个实验表明不同的波长 使我们看见不同的颜色。我们能辨认出可见光谱中的红、橙、黄、绿、青、蓝、紫,以及它们形成 的彩虹带。
当我们的视觉系统检测到 700nm 左右的波长时,我们看到“红色”;而当我们的视觉系统检测到
450-500nm 左右的波长时,我们看见“蓝”, 400nm 波长给我们“紫”色的感觉等等。我们的视觉 系统每天都能检测到亿万种不同的颜色。
然而,我们很难同时看见所有的波长(纯白光),也难看见单一波长。 我们的颜色世界比这要复杂得 多。由此可见,颜色不是简单的光的一部分。我们所看见的颜色是已经改变后由许多波长的新的组 合。例如,我们看见一个红色物体,我们检测的光主要包含“红” 波长。就这样所有的物体得到 了它们的颜色 — 通过改变光。由于每一个物体传给我们的眼睛一个特有的混合光谱,我们就看到 了一个充满色彩的世界。接下来,我们来看一下物体是如何影响光的。
物体 — 操纵波长 当光照到物体上,物体表面就吸收了一些光谱能量,其它部分的光谱能量被物体反射。 被物体反 射的已改变的光由全新的波长组成。不同的表面含有各种不同的颜料、染料、油 墨,它产生不同 的唯一的波长组分。
照到反射物体例如纸上的光会被改变;通过透射物体比如胶片的光也会被改变。光源本身具有唯一 的波长组成。像人工照明以及计算器显示器这样的光源称为发射物体。
光的反射、透射和发射是讲物体的颜色时用的专业术语。不同的物体表面呈现出不同的颜色 — 这 是因为对不同的光波的反射和透射率不同。离开物体后波长的表现形式是物体的 光谱数据,通常 我们称之为颜色的“指纹”。对应每一波长的测量就得到光谱数据。这个测量得到反射给观察者的 波长的百分比即是反射率强度。
这种测量只能通过分光亮度仪,比如爱色丽(X-Rite)的数码色样册(Digital Swatchbook)、938 型分光 密度仪,DTP41型自动扫描式分光亮度仪或者自动追踪型分光亮度仪(ATS)系统来测量。我们可以 将测量数据绘成光谱曲线,通过视觉考查颜色的光谱特性。在此,我们将采用Digital Swatchbook 软件的“曲线”工具。
光谱数据 光谱数据可以绘制成光谱曲线,从而提供可见的颜色指纹。光的波长和反射率强度提供绘制曲线的 两个绝对参考点:包括 300 纳米在内的不同波长为水平轴,反射率强度为垂直轴。
使用ColorShop软件中的光谱曲线工具,可以比较颜色曲线形状 — 沿着波长轴向哪儿凸哪儿凹。
为计算光谱数据,分光亮度仪沿着波长轴向测量许多均匀间隔的点,(例如,Digital Swatchbook 数码色样册采用 31 个 10nm 间隔的点),这样得到每个波长对应的反射率强度。这是对我们所看 到的颜色最全面准确的描述。将其与其它的颜色模型或说明方法相比,光谱数据是最准确的。
至此,我们已经了解了光、物体;物体是如何改变光而产生不同的颜色;以及分光亮度仪是怎样直 接测量出不同物体对光的反映。为全面的定义我们所知的颜色,我们必需了解观察者 — 人的眼睛及其它交流和再现颜色的设备,从而得出结论。
观察者—将波长感知为“颜色”
要能感知颜色,必须具备三要素 — 光、物体及观察者。没有光就不存在波长;没有物体则仅有白 色 — 光未被改变;而没有观察者就没有将波长识别为唯一“颜色”的感觉反映。
有一个著名的谚语:“如果森林里的树倒下而没人在那儿听,它会有声音吗?”实际上,对于颜色 可以有同样的问题:“如果红色的玫瑰没被看见 它有颜色吗?”回答也许让你吃惊 — 没有。我 们所说的“红色”仅仅产生在我们的思维中,是通过我们的视觉传感系统对那些波长反映而产生的 结果。
在在没有观察者的情况下,这朵玫瑰花是 没有颜色的。它需要依靠不同波长反射组合来令我们看见红色。
但在人脑海中玫瑰花的颜色,已被应定为“红”色。
人的视觉是眼睛对光的传感器网络。这些传感器对不同的波长的响应信号传给大脑,在大脑中,这 些信号被加工成可感知的颜色。我们的记忆系统能识别不同的颜色,然后把它们与某一名称的 颜色相联系。
那么,我们的大脑也能测量不同的颜色并将我们看到的每个颜色绘成曲线吗?并不尽然。如果每秒 大脑收到大量的视觉信息,人的视觉系统必须工作的特别快。然而,人的视觉系统使用非常有效的 方法“大量处理”波长,将可见光谱分成最主要的红、绿、蓝 成分,然后以它们来计算颜色信息。
RGB—加色三原色
将这些主要的颜色—RGB ,以不同的量混合,称为加色法,它能够非常近似地模拟出自然界中 所有的颜色。如果反射光中包含等量的纯红、绿、蓝的混合,那末,眼睛感受到白色;如果没有 光,则为黑色。两种纯的加色原色混合(如 R+G)产生减色原色(Y)。减色三原色黄、品红、青 是红、绿、蓝的互补色。
当迭加两个加色原色时 就会产生一个减色原色。 三个加色原色混合时, 就产生白光。
人眼的三值颜色系统被彩色扫描仪、显示器、打印机模拟、开发。这些设备采用的色彩再现方法直接基于红绿蓝光的刺激。
荧光带有不同电压的电荷,因而产生 不同的颜色
正如人眼一样,这些设备必须一次处理大量的颜色信息 — 在屏幕上和纸上。按照逻辑推理,这些 设备模拟人眼对加色原色的反映产生彩色的图。例如,显示器上一个像素的色调是用不同强度的 红、绿、蓝来体现的。这些像素非常小,非常密集,人眼仅对RGB 混合的响应却能感觉有许多颜 色。
CMY 和 CMYK —减色法原色 显示器和扫描仪均采用加色法颜色系统,因为它们是发射性设备 — 可以直 接在黑色上加红、绿和蓝。而打印机,必须在纸和其它材料上再现色彩,是 以反射光原理成色。因此,打印机采用与加色法相反的减色法原色青、品红 和黄色。
当两个加色法原色重叠时,便会产生出另一新的原色。
在理论上,当原色 青、品红和黄色加起 来,便会产生出黑 色。但在实际作业 上,用这三原色只能产生偏啡色的暗灰; 由于这个原因,纯黑 色油墨会被加上成为 第四个印刷原色。此 举不但能保证在印文字或细致地方时有一个清晰及结实的黑 色,并且能大大改善印刷品的总调子范围。
在可见光谱内,青是红的互补色;品红是绿的互补色;黄是蓝的互补色。当青、品 红和黄颜料印刷在白色的反射材料上时,每种颜料完全吸收 — 或减去 — 白光中 它的互补色。因此,印刷过程采用青、品红和黄油墨以控制从白纸上反射的红、绿 和蓝光。
这些颜色以不同的半色调网点印在纸上,网点大小及角度的变化会产生不同的颜色和阶调。网点大小变化的效果同改变显示屏上红、绿、蓝荧光强度效果相似。
这幅图表明减色法原色如何从光中减去它们的互补色而产生颜色。
H S L —颜色的三个属性 现在,我们已经了解了颜色含有复杂的波长信息,人眼、显示器以及打印机将这个复杂的信息转换 成原色的三值系统以简化对信息的处理和再现。另一种描述颜色的直观方法是 描述颜色的“三属 性”
‧色相(Hue) — 它是用来定义颜色性质的物理量,如红、粉红、蓝和橙色
‧饱和度(Saturation) — 它是用来定义颜色的纯度(如颜色的鲜艳或混溶程度)
‧明度(Lightness) — 它是用来定义颜色的明暗程度
光波可以用色相、饱和度和明度三属性来描述。显然,波长决定颜色的色相,波纯度决定饱和度, 波的振幅决定明度。光谱曲线表示波的特征和我们感知这些特征的方法之间的关系。
色彩艳丽的物体以高强度反射光谱的某一部分;接近白色或浅灰的物体以高强度均匀地反射大部分 光谱;深灰色、黑棕色以及黑色物体吸收大部分光谱能量等等。
颜色空间—绘制颜色立体 色相、饱和度和明度可用三维的颜色立体来表示。这些特征提供了能用于描绘颜色空间三个坐标。 本世纪初,艺术家孟塞尔 — 孟塞尔色表的制作人 — 是三维颜色空间描述的开创 人。基于孟塞 尔色系或模仿孟塞尔色系有许多不同类型的颜色系统。基本上,基于色相、 饱和度和明度的颜色 空间采用柱形坐标。明度是中心垂直轴,饱和度是与明度轴垂直并向外延伸出的水平轴,色相是饱 和度轴绕着明度轴的角度。
我们可以在三维颜色空间中找到光波的属性和颜色属性之间的关系。光波的振幅决定一种颜色在明 度轴上的位置;光波的纯度决定颜色在饱和度轴上的位置;光波长决定色相角度。沿着“赤道”分 布着不同的色相。色相向中心方向纯度变小,即饱和度减少;沿垂直轴方向,不同色相和彩度的颜 色变得越来越亮或暗;明度的极值白和黑位于“柱的两个端点”。显然,垂直轴中心的颜色为中性灰。
三刺激数据
颜色空间可用于描述视觉或复制的颜色范围 — 或描述测量仪器或设备的色域。三维形式可用于比 较两个或更多颜色之间的关系也很方便。下面,我们来看一下如何通过两种颜色 在色空间中的距 离来确定它们之间的“相似性”。三维颜色模型以及三值系统如 RGB , CMY 和 HSL 是我们熟知 的三刺激数据。
确定某一特定颜色在三刺激颜色空间,如 RGB 或 HSL 中的位置,就像用一张地图说明一个城市的 交通及地理位置。例如,在 HSL 颜色空间“地图”上,首先找到色相角度和饱和度 距离相交的位 置。然后,明度值表明该颜色位于哪一“层”:从最底端“黑”到中性灰到最上端“白”。
许多情况下,三刺激颜色描述使得对颜色的测量变的很方便,不同于光谱数据的复杂(当然光谱数 据使更全面准确)。例如,称为色度仪的仪器通过仿真眼睛计算红、绿和蓝光的量来测量颜色。这 些 RGB 值可转化成更直观的三维系统,因而几种颜色测量值之间的关系可以很容易比较。
当然,任意测量系统都需要一套可重复的标准。对于颜色测量, RGB 颜色模型不能作为标准,因 为它不可重复 — 不同的观察者、显示器、扫描仪等就有许多不同的 RGB 颜色空间(后面在设备 相关性中将讨论)。关于颜色测量标准,我们来看一下著名的CIE — 国际标准照明委员会的研究。
前面已经了解关于颜色测量及颜色属性,现在来看工业颜色交流及测量所依据的已建立的CIE标 准。
1931 年, CIE 建立了表示可见光谱的一系列颜色空间的标准,采用这些标准,我们可以根据可重 复的标准对不同观察者及设备的不同的颜色空间进行比较。
CIE颜色空间同我们前面讨论过的其它的三值模型相似,采用三个坐标来表示一个颜色在色空间中 的位置。但是, CIE 空间 — 包括 CIE XYZ , CIE L*a*b* 以及 CIE L*u*v* 是设备无关的,也就 是说,这些色空间中的颜色范围并不受到某种设备或某一个观察者视觉再现能力的限制。
CIE XYZ 和标准观察者
基本的 CIE 色空间是 CIE XYZ ,它建立在标准观察者的视觉能力的基础之上,所谓标准观察者是 CIE 对人的视觉深入研究得出的理想观察者。 CIE 针对大量的对像进行了颜色
匹配实验,然后用实验的结果产生“颜色匹配函数”和“通用颜色空间”,表示标准的人眼可见颜 色的范围。颜色匹配函数是每个光的基本色 — 红、绿、蓝的值 — 标准的人的 视觉系统必须用 这些基本色来感知可见光谱的所有颜色。 X 、 Y 、 Z 坐标轴代表三个基本色。
由 XYZ 三个值, CIE 导出了 xyx 色度图将可见光谱定义为一个三维颜色空间。此颜色空间的坐标 轴同 HSL 色空间的坐标轴相似。然而, xyY 空间不能用柱形或球形来表示。 CIE 发现,我们不能 均匀地看见所有颜色,因此,CIE 将颜色空间修正成有些不对称的(变形的)颜色空间来描绘视觉 范围。
在我们提供的 xyY 色度图上,我们可以看出显示器 RGB 和打印机 CMYK 的色空间的局限性,为做 进一步的讨论,我们必须指出,这里所示的 RGB 和 CMYK 色域并非标准色域,每个 不同的设备 的描述将是不同的。然而, XYZ 色域是与设备无关的,是可重复的标准。
CIE L*a*b* CIE的最终目标是开发一个做为颜色信息交流标准的可重复系统,为颜料、油墨、染料及其它色料 生产厂商使用。这些标准最重要的功能是提供颜色匹配的通用框架。标准观察者和 XYZ 色空间是 此框架的基础;但是, XYZ 空间的不平衡性 — 如 xyY 色度图所示 — 使得这些标准难于清楚地 定位。
因此, CIE 开发出更为均匀的颜色标准, CIE L*a*b* 和 CIE L*u*v* 。在这两种模型中, CIE L*a*b*使用最为广泛。L*a*b*色空间良好的平衡结构是基于一种颜色不能同时既是绿又是红、也 不能同时既是蓝又是黄这个理论而建立的。所以,单个的值可用于描述红色/绿色以及黄色/蓝色 特征。当一种颜色用 CIEL*a*b* 表示时, L* 表示明度;a* 表示红 / 绿值; b* 表示黄 / 蓝值。许多 方面,这个颜色空间很像三维颜色空间如 HSL 。
L*a*b* 颜色模型采用了黄- 蓝和绿 - 红轴相互垂直的直角坐标系。CIE L*C*H °颜色模型采用了同 L*a*b* 一样的由 XYZ 导出的颜色空间,但它采用明度、彩度、色相角度的柱形坐标。这同色相、 饱和度(彩度)以及明度的三维很相像。 L*a*b* 和 L*C*H °特征都能由测得的光谱数据导出,或 者直接由 XYZ 值转化得来,也可以直接由色度测量出的 XYZ 值得出。我们可以由每个坐标轴上的 数值定出某一颜色在 L*a*b* 色空间中的位置。下面的图是基于 L*a*b* 色空间绘制的 L*a*b* 和 L*C*H °坐标图。
后面在观察颜色容差和颜色变化时将再度使用这些颜色空间,这些三维模型提供了逻辑框架,通过 它们可以计算出两个或更多颜色的关系。在这些空间中,两个颜色之间的“距离”表明它们之间的 视觉匹配的“相似性”。
观察仪器的色域并非随观察条件变化而变化的唯一的颜色元素。照明条件也影响颜色外观。采用三 刺激数据描述一个颜色时,我们还必须说明照明光源的反射率数据。但是我们采用哪种光源呢? CIE 还建立了标准照明体。
定义照明体的性质是描述颜色的重要的一部分。 CIE 标准对几种常用的照明体提供了如下参数。
1931 年, CIE 建立了三个标准照明体,表示为 A , B 和 C:
‧ 照明体 A 表示色温约为 2856 °K 的白炽灯照明条件
‧ 照明体 B 表示色温为 4874°K 的直射的阳光
‧ 照明体 C 表示色温为 6774°K 的非直射的阳光
后来, CIE 又增加了一系列 D 照明体、理想的 E 照明体以及一系列 F 照明体。 D 照明体表示不同的日光条件,以色温表示。两个照明体— D50和D65— 是印刷观察条件中最为常用的标准照明体(“50”和“65”分别表示 5000°K 和 6500 °K 的色温)。
这些照明体在颜色计算中以光谱数据表示,光源的光谱反射功率 — 发射物 — 比彩色反射物的光 谱数据实际上并无不同。我们可以通过某一颜色在不同光源下的相对光谱功 率分布的光谱曲线来 观察不同光源对颜色的影响。
三刺激颜色描述主要依赖CIE标准颜色系统及标准照明体。另一方面,光谱颜色描述却不需这些附 加信息。当然,CIE标准在从颜色的三刺激值到光谱数据的转换中确实起了重要作用。接下来, 我们来进一步研究光谱数据和三刺激数据之间的关系。
我们已经考察了描述颜色的主要方法。这些方法分为两类:
‧光谱数据通过证明物体表面可以看出如何影响(反射,透射或发射)光,光谱数据实际上描述彩 色物体的表面性质,照明条件改变、观察者不同及复制方法不同对这些表面都没有影响。
‧三刺激数据以三个坐标值或数值简单地描述物体的颜色在观察者或传感器中如何表现的以及颜色 是如何再出现在设备,如显示器或打印机上。 CIE 系统,例如 XYZ 和 L*a*b* 采用三维坐标将颜色
表示在颜色空间中,而颜色再现(复制)系统如 R G B 和 C M Y (+ K )以混合产生颜色的三个数 值来描述颜色。
作为颜色规范及交流形式,光谱数据比传统的三刺激形式,如 R G B 和 C M Y (+ K )值有明显的优 势。最为重要的是,光谱数据是对实际彩色物体的唯一真实的描述。而 R G B 和 CMYK 色彩描述 依赖于观察条件 — 再现颜色的设备类型,以及观察颜色所使的照明类型。
设备相关性 正如我们在颜色空间比较中所讨论的每一个彩色显示器由于产生 RGB 的荧光物质不同而有不同的 色域 — 即使同一生产厂同一年制造的显示器色域也不相同。打印机及其 CMYK 色料的情况也是 这样,通常其色域比大多数显示器的色域有更大的局限。
为精确地规范采用 R G B 或 CMYK 值的颜色,还必须定义用于表现颜色的特定设备的特性。
照明相关性 正如在前面所讨论的,不同的照明体,如白炽灯和日光有各自不同的光谱特性,颜色的显色性(外 观)受这些特性极大地的影响,同一物体在不同照明条件下有不同的颜色外观。
设备及照明体的无关性
被测量的光谱数据既是设备无关的又是照明体无关的。
‧在被观察者或设备演译之前,光谱数据测量物体反射光的组成
‧不同的光源照到物体上有不同的表现,因为这些光源每一波长上含有不同量的光谱。物体总是吸收 和反射某一波长的同样百分比(不考虑数量)。光谱数据就是对这个百分比的测量。
因此,随着观条件变化而变化的颜色的两个方面 — 光源和观察者(或设备)是被“忽略的 " ,而 测量的是物体表面相当稳定的特性。为准确地规定颜色,光谱数据是我们所需的 — 简言之,光 谱数据是“真实的东西”。而 RGB 和 CMYK 的描述是被不同观察者和设备“解 释”的结果。
测量同色异谱色光谱数据的另一优点是能够预测不同光源照在同一物体外观的效果。正如前面讨论过的,不同光源 有其自己的波长成分,而它们又受到物体不同情况的影响。例如,在商场荧光灯下观察一双袜子和 手套,可以发现同在家中白炽灯下看的结果不一样,这种现像叫做同色异谱现像.
下面的例子是比较同色异谱匹配的两个灰调。在日光灯下,这些灰色匹配得很好。然而,在白炽灯 下,第一个灰样有些偏红。这些变化可以通过绘制光谱曲线得到证明,然后比较两色样之间最强的反射功率。
如果在日光下观察两色样,这两个颜色之间的关系在蓝色区增强(高光部分),曲线靠近;而在白 炽灯下,在红光区分布着更多的反射功率,两个色样曲线在此相差明显。所以,在冷色照明下两色 样之间的差别不这么明显;而在暖色照明下差别很明显。我们的视力被照明条件变化所“蒙敝"。 因为三刺激数据是照明相关的,这些形式不能证明这些变化的影响,只有光谱数据能清楚地测量这 些特性。
2 . 颜色测量及控制 现在,我们已经了解了颜色的基础知识以及传递颜色信息的不同方法,接下来看一看收集这个颜色 信息(数据)的方法。我们已经接触过测量颜色的两种仪器 — 分光亮度仪和色度仪。首先,我们 将仔细研究这些仪器以及在印刷行业中常用的密度仪。然后,再研究一下颜色测量的不同类型,以 及在数字成像和印刷生产流程中如何使用这些颜色测量方法。
我们已经讨论了传递及描述颜色的许多尺度 — 如颜色的基本属性、视觉属性及实际光谱数据,这 些模型为我们提供了类似于“英寸”和“盎司”的度量单位。我们所需要的是能够以定量形式测量 颜色的一套“尺子”,比如 CIEL*a*b* 。现在,测量颜色最为常用的仪器是密度仪、色度仪以及分光亮度仪。
了解颜色测量 颜色测量仪器用和人眼感知颜色的同样方法“接受”颜色:将从某物体反射的光的主波长收集、滤 光。先前,我们曾证实了光、对象(以一朵玫瑰为例)和观察者如何混合而形成 对一朵“红”玫 瑰的感觉。当一台仪器是观察者时,它以一个定量的数值“接受”反射的波长。这些数值的范围及 准确性取决于测量仪器 — 应用密度仪测量时,这些数值将被演译为一个简单的密度值;而用色度 仪时为三刺激值;用分光亮度仪时则为光谱数据。
给颜色标注数值 每一种颜色测量仪器都能够做出人眼不能做到的事情:给颜色标以特定的值。因此可以以数量误差 加以分析并控制。每种仪器所做这种转换是不同的。
‧在这些仪器中,密度仪是最为常用的。密度仪是光电仪器,能简单地测量计算从一个物体反射或 透射的光量大小。它主要用于印刷、印前以及照相中来测量颜色强度的一种简单仪器。
自动扫描式密度仪(ATD)
密度仪,例如 X-Rite 的 X-Scan 系列简单 地测验量物体反射的光量多少,从而得到 其密度或“强度”。
在上例中,实地品红密度为 1.17 。这个值帮助印机 操作人员对墨量进行必要的调节。
‧色度仪也能测量色光,但它将光分成 R 、 G 、 B 三种成分(按照同人眼、显示器或扫描仪相似的 方法)这样,某一颜色的数值就用 CIEXYZ 颜色空间或其转换空间如 CIE L*a*b* 或 CIE L*u*v* 来表示。这些测量以色空间图来表示。
色度仪,如 X-Rite 的528 型分光密度仪测量被 物体反射的红、绿、蓝 光。采用 CIE XYZ 作为参考空间,这个色度数据测量就转换成 L*a*b* 坐标。
例中被测量的 CIE L*a*b* 值为: L* 51.13 a* +48.88 b* +29.53(2度标准确观察者,照明条件为 D50 )
‧分光亮度仪测量光谱数据 — 在可见光谱范围中,沿不同区间内物体反射的光量。这些测量结果 是一组复杂的反射率数据,用光谱曲线的形式表示。
分光亮度仪,如 X-Rite 的数码色样册(Digital Swatchbook)建立了光谱“指纹”,它测量被测 表 面如何反影不同波长上的光。
分光亮度仪包含有这么复杂的颜色信息,而这个信息只通过一些计算就可被转化成色度或密度数 据。简言之,分光亮度仪是最准确、有用及灵活的仪器。
不同类型的测量仪器被用于印刷工作流程中的不同阶段。精确的测量能够确保从最初的设计到最终 的印张以及从设备到设备间的变化具有稳定的颜色结果。不同类型的测量适于 不同的生产阶段。 例如,光谱数据是正确测定颜色标准的最佳形式;而简单的密度测量最 适于监测四色印刷过程印 张上的色标。
首先,我们应注意很重要的一点:典型的 RGB 色空间比人眼能看到的颜色范围小,而 CMYK 印刷 过程得到的色域更小。同时,照明条件及材料比如色料和承印物又造成了色彩 再现色域的局限性。 扫描和显示技术不断地提高颜色位深并将 R G B 的色域范围向外扩展,新的印刷技术如高保真(HiFi)颜色也拓宽了印刷色域。但是,原稿颜色与其复制品和不同的印刷工艺之间永远存在着差别。
颜色测量使我们能够得到最佳的彩色复制品:
‧设备和生产阶段之间最小的颜色偏差
‧这些偏差可预知,并且使所有的输出是一致的
‧任何有问题的颜色偏差迅速地识别出来并在最短的时间、最小的材料浪费情况下加以更正。 接下来,我们讨论一下不同类型的颜色测量如何在生产过程中不同的关键阶段获得最佳 的颜色质量:
‧标 准 (客户和合同制作商)
‧彩色管理(制作商及印前中心)
‧配 色 (油墨供货商和印刷厂)
‧控 制 (印刷厂)
‧检 验 (印刷厂、客户、合同制作商)
我们注意到这个流程是全封闭的 — 最重要的是使最终的印质量量尽可能的与客户的原稿一致。
定义颜色最好的方法是用光谱数据。现今技术的发展已使得亮度仪被广泛使用,光谱数据已成为描 述、规定、标识颜色的最好方法。光谱测量对于传统的 CMYK 色彩描述范围以外的颜色 — 比如 专色以及高保真印刷颜色特制重要。因为光谱描述是与设备无关的,它能保证在工作流程中不同的阶段的一致性。此外, R G B 、 CMYK 以及油墨配方都能通过光谱测量确保准确的数据。
X-Rite 的 DIGITAL SWATCHBOOK 手持分光亮度仪系统能对彩色样张进行测量,并在计算器显 示屏上显示被测的颜色的光谱数据。并可存贮为数字“样品”(Swatchbook)”,所收集到的样品可 存在"Swatchbook"软件中,它可以引入到其它相关的图像或图像软件,如Adobe Illustrator™中。 调色板(palettes)也可通过颜色采集器引入Photoshop™。由于光谱数据的测量是设备无关的,也 是最精确的,可用于彩色复制的全过程,不论是印前制作者、客户,还是印刷厂全可用光谱数据来 比较和评判质量。
任何逼真的颜色都成为 ColorShop 的数字式“调色板”。可储存成含有光谱数据的 EPS 文件—可选择采用 RGB 或 CMYK —以及其它类型数据。
前面我们已注意到有多少显示器就有多少个 RGB 色空间,有多少打印机就有多少 CMYK 色空间。 这种情况就使得在桌面设备上制作和打样的设计者带来混乱。扫描的颜色同显示屏上显示出的颜色 不同;屏幕上的颜色和打印出的样张的颜色不同;图像文件中的颜色在每个生产场所中被不同地显示和输出(设计处、印前中心、印刷厂)。彩色管理系统(CMS)帮助 我们解决在桌面出版中的颜色问题,因此也“顺势”提供解决的方案。
彩色管理系统使 R G B 和 CMYK 色空间一致,这对你的工作十分重要, 它适用于扫描仪、显示器以及打印机。这些设备的特征描述可称为 profiles或者特性化(characterizations)。苹果机和Mac OS兼容计算器 提供称为 Apple ColorSync 的工作平台用以补偿和处理这些设备的 Profile 。另一个常用的 CMS 是图像颜色匹配(Image Color matching)(ICM),用于 Microsoft Windows95 平台。彩色测量仪器与 CMS 和 CMS 支持的软件共享采集形成设备 特征的重要数据,并且定期地监示 和调整设备的性能。采用CMS兼容软件以及Plug-ins 和彩色测量仪器系 统,并通过两个主要阶段 — 设备校正和设备特征描述你就能达到桌面 系 统颜色的一致性。
设备校准 设备校正是桌面彩色管理过程的第一步。你的显示器和输出设备操作性 能可能会不断地变化 — 荧光稳定性是导致显示器变化的主要原因,而色料和室温的变化导致打印机性能变化。显示器和打印机的校准采用不同类型的设备。
屏幕显示器校正采用色度仪例如 X-Rite 的 Monitor Optimizer 或 DTP92 型色度仪及其兼容校正软 件可达到准确校正。例如,Monitor Optimizer传感器直接吸在显示器上,通过软件可在显示屏上 对色标进行定位。此色标包含一系列颜色 — 100% 的红、 100% 绿、 100% 蓝,以及各种阶调的 灰。色度仪测量每一色块,然后,软件收集了测量数据。分析此数据就可判断发生的任何性能变化。你的显示器的γ、白和黑点以及颜色平衡因此就可得到调整。
除了校准之外,你还可做些其它的事情以确保可靠的显示效果:将亮度及对比度旋钮调到合适位 置;为你的屏幕“桌面”选择中性灰形式。应避免将鲜艳的工艺品挨着显示器放置;避免将你的工 作站靠近窗户或室内灯光闪烁或变化频率高的地方放置,甚至应将显示器上部盖起来。
输出设备校正通常用密度仪及配套软件进行。校准将设备的输出调整到与软件要求的值一 致。对 于彩色打印机,通过校准确保印刷的青、品红、黄和黑的色量正确。典型的测试图为几排色块,即 设备所能印出的颜色的色块。每排色块表示不同的百分比,通常以 5% 或者 10% 递增从 0 到实地 排列。另一方面,输出胶片的照排机,也可在分色胶片上输出检验用的阶调值。
测量这些色块上的阶调值来进行设备的线性化调整 — 设备能够正确地按校准软件中标注的百分比 成像。自动扫描密度仪如 X-Rite 的 DTP32 型密度仪通过读数孔可自动扫描整排色块,从而快速轻 松地做线性校准测量。测量结果被反馈给软件,在此做内部调整,将信息传给控制输出设备颜色值 的PostScript 命令。
爱色丽 DTP32 桌面排版密度仪
设备特征描述 设备特征描述是继设备校准之后彩色管理过程的第二步。特征描述是实际产生关于你的扫描仪、显示器及打印机设备特征描述文件Profile的过程。许多设备制造厂家将工厂产生的、通用的Profile存 在磁盘上与其产品一同发给客户,用户针对自己的设备建立的 profile更为准确可靠,从而能够得到更好的颜色效果。
扫描仪特征描述包括使用一张扫描测试用的反射或透射色标如IT8测试条,然后运行扫描仪Profile 应用程序。 IT8 测试条包括几十个不同色块,这些色块用 CIE XYZ 或 L*a*b* 色空间表示每一个 色块的色值。将这些已知数值与扫描仪的设备相关的每个颜色的RGB 表示形式相比较。从这个数 据中,可以确定扫描仪的颜色空间。这个唯一的颜色空间信息做为扫描仪用户Profile的一部分存下来。
扫描测试用的 IT8 测试条
显示器特征描述采用同校准时所用的同样的仪器(如Monitor Optimizer)和屏幕显示色标顺序用做 描述,来自设备的色度数据与显示器能再现这些颜色的能力相比较,因此软件能计算出显示器的颜 色空间与 XYZ 色空间有怎样的关系。这个唯一的信息是显示器用户profile 的核心成分。
打印机特征描述与扫描仪特征述类似,通过测量测试图来确定设备能再现颜色的范围, 对于打印机,测试图是用外部设备输出的 CMYK 迭印的一个的样张。 用于打印机特征描述的软件包含由500个不同色块组成的测试图,这个测试图输出到打印机,然后 测量这些色块,测量得到的色度数据计算成某打印机的色空间信息,它与CIE XYZ 色空间有关。 这个信息成为打印机用户Profile的核心部分。 因为特征描述与打印机是再现不同印刷原色能力而不是特定色料密度,因此必须用色度仪或分光光 度仪采集测量(例如用 X-Rite 的 Digital Swatchbook 分光亮度仪或 DTP51 自动扫描色度仪)
打样系统及印刷机特征描述可以帮助客户和设计者准确地预测在生产过程的后 面阶段中颜色再现的方法,使用颜色测量及管理系统的印前中心和印刷厂能够 根据其输出设备提供的 Profile为客户提供服务。对生产流程中所有输出设备的 性能的了解能进一步增强在桌面 设计时间中做重要的颜色控制的决定。在生产早期达到颜色控制能够节省返工时间并降低材料的浪费。
设备色空间的剖析 一个设备的色空间的构成是以扫描、显示的颜色在 CIEXYZ 色空间不同点的表现能力。最常用的 目标色块,代表不同色相的最大色饱和度 — 两个色空间的大小(回忆一下以前讨论过的色相、饱 和度和亮度)。黑色和原色的不同色调,也可以确定设备对不同亮度的再现能力。
Profile“知道”表示设备色域的目标值与设备无关。这些已知的色值与设备的实际值比较从而判 断设备优劣。对应点的差值可做确定,也可确定测量点和已知点的“映射” 关系。其结果提供 Profile产生设备特有的对色彩再现能力的精确描述。
Profile文件生成系统存储了把某一个设备的Profile存入你指定的操作系统软件。利用设备Profile的 程序,如 Colorshop 软件和 Adobe® Illustrator™, Adobe® PageMaker™, Marcomedia® Freehand™, Adobe® Photoshop™, Quark® Xpress™软件允许你从操作环境 中通过菜单操作将存储的你想得到的 Profiles文件激活。
在上页图中所示的较小的 R G B 和 CMYK 色空间“映射”在 X Y Z 色域内实现了“色域压缩”的过程。这过程在我们的生产活动中传递颜色信息时经常发生。我们的风景原稿中包含许多照相胶片无法捕获到的颜色;照片上也有一些颜色不在 扫描仪的色空间或色域内;扫描的图像在显示器的色域空间显示时,仍有较多的 颜色丢失或做替代。我们的图像在输出设备上打样或印刷出来的时候,它的原始色域已经被大量地压缩了。每一个过程中,超出色域的颜色都被最接近的颜色替代。
举例来说,苹果公司的Colorsync 颜色管理系统,能帮你实现色域的压缩和压缩后的控制。它利用 你的外围设备的Profiles计算出在 CIE XYZ系统内的“共同基础”的色空间, 当你的外围设备的 Profiles文件通过Colorsync相关连的时候,你只能在设备的色空间重迭 的区域内进行色彩工作, 此时颜色信号能够很容易地从一个设备送到另一个设备。比如说,根据你在屏幕上看到的颜色可以很精确在输出设备上再现出来。
图中表示了 C M S 如何将扫描仪显示器和打印机的颜色空间信 息转换成 CIE XYZ 坐标。
用 CIEXYZ 为通用 的颜色“语言” CMS 通过计算得到的 R G B 显示值就能精 确在印刷时得到。
传统专色配色是用分光亮度仪测量多种油墨和纸张组合的颜色为依据的,这一工作 通常是油墨制造商做的事,现在,测量仪器以及软件技术的进步,使得油墨配色 可以在印刷时进行,此时生产实际用纸在配色时已经考虑,这样配出的颜色 非常符合客户的要求,解决这一问题的方案,可用X-Rite Quicklnk System 利用提供的光谱数据或颜色手册说明,或测量实际样品或样本进行配色.
颜色控制 颜色控制-或者说过程控制-使印刷全过程的颜色保持一致十分重要,不同的纸、不同的机器操作 者、不同的原材料都会造成颜色不一致,同一种纸,或前后两张印张上的颜色会不一致。这时,通 过测量数据可以用来控制颜色的变化。例如:可用密度仪来测量色标,色标上有很多提供信息的小 色块(如各色实地色、色调色块、套印和特殊图案),色标通常放在印样的边缘,通过对它的测试 了解印刷特性、印刷密度、网点面积率、网点增大、印刷反差、油墨迭印率等。操作者可通过这些 信息去排除出现的故障。通过印刷测量值与色标上的标准值比较,可以清晰的看出单张纸印刷时的印刷特性。
这些测量预示着应如何实时地监控印刷,通过在印刷过程中的抽样检测,印刷工人就能做到:
‧ 实时监控印刷情况
‧ 监视个别的油墨色调
‧ 监视印刷文件质量 通过测量并与印刷标准分析比较而进行控制。任何测量数据若超出控制范围,则说明印刷设备或印 刷过程可能有问题。有了这些信息操作者就能立即着手解决,调整印刷设备使耗材消耗最少。
X-Rite 自动 跟踪分光光密计 测量系统, 可自动分段测量 单张上色标 的信息。测量数据可显示在 伴随 A T S 软件接口 的显示器上。
现代最新的印刷技术,如高保真(HiFi)彩色技术也常用色度仪或分光亮度仪进行有效的监视和控 制,采用七色 CMYK+RGB 或者常用触摸板或弹式颜色(bump colors)的高保真(HiFi)印刷,使 用这些工具,如 X-Rite 938 型便携式分光亮度仪或 ATS 系统更适合生产过程控制。因为完成高保 真彩色印刷色域的扩展,光谱数据在完成控制高保真印刷扩展板起重要作用。
控制范围 如前所述,任何单张印刷,从开始到装订的颜色都会发生变化,某些变化是正常的、可接受的,控 制范围就是要使印刷变化控制在正常和可接受范围内。它们类似于街道的任何 边线。在边线内的 变化是可接受的,如同汽车司机开车一样,有时会发生车超越边线的情况。
控制范围常用的方法是用密度仪测量单张印刷品上色标,例如,用分光亮度仪自动检测系统(Auto tracking Spectrophotometer System)和配套的软件,可将测量值以图形的方式实时显示印刷执行情 况,这些线性的图形能很快的辩认出所测油墨密度与可接受值相比是强还是弱。
这些图形是用 ATS 软件表示的在 多个色标上的 测量情况。 每一图的水平中心线 是要求的密度值, 在中心在线、 下的两条线 之间是允许的 密度变化范围。
任何超出控制范围的 测量(由其是在这次 测量的这一点)可提 醒印刷机操作员把印 刷设定作出适当调 节。
颜色检验 另外,颜色测量的优点是在复制工艺的每一步能够精确的监视和控制颜色,使之尽可能的达到客户 的要求。
检验实际油墨颜色的校正 — 特别是非四色印刷油墨颜色 — 需要色度仪或分光亮度仪(密度仪也 可用于这些特殊的颜色,但只能用于测量强度)因为分光亮度仪具有测量密度和色度的功能,用它 去控制彩色复制质量的变化有多种用途,而且很科学。
颜色容差是检验标准颜色和实测颜色(测量数据)之间的数值差别。颜色容差包含一些彩色样品(输出的颜色)和已知标准颜色(输入色或技术要求色)测量值的比较,这样可判断样品与标准的 接近程度,若样品的测量数据与标准值相比不够理想,则需要对设备和印刷过程进行调整。
(若对控制范围和颜色容差分别考虑,那末生产流程和印刷工作的设定要用两套参数,一般情况 下,客户很少提出技术规范,印刷工人也无需在控制范围内来实现)
标准值与实测值的容差值可通过计算得到,计算方法是在L*a*b*三色空间中,测量标准色和样品 色之间的坐标距离。最常用的方法是 CIELAB 和 CMC 。
CIELAB 容差方法 前面已讲过, CIELAB 容差的计算是建立在 L*a*b* 颜色空间对标准色样或原稿技术参数作精确测 量,然后在理想的“容差球”上标出色点,在球上可找出标准色和其它被比较未定的样品(如输出 色)之间的差值,若差值落在容差球内是可以接受的,若差值落在容差球以外是不可接受的。
容差球的大小取决于客户对可接受色差的要求。色差值可用△E(delta error)表示,在印刷工业,
△ E 的值在 2 与 6 △ E 之间,它说明,样品色距离标准色的最大容差是 6 △ E 单位。小于 2 △ E 单 位的容差在正常印刷条件下是难达到的。较高的容差,视觉就能发现二色之间的差别,若在彩色图 片中两色的差值在 4 △ E 单位以内则视觉不能区分出色差。
CMC 容差方法 CIELAB 容差表示方法是建立在容差“球”范围内,相反, CMC 容差表示方法是建立在椭圆范围 内。因此, CIELAB 方法常常使人误解。例如,可接受的颜色落在 CIELAB 的球内,但却落在可接 受的椭圆之外。
CMC 容差方法,用椭圆作为视觉对色差的范围,因而许多工业认为 C M C 对色差的表示方法比 CIELAB 的表示方法更精确合理。
CMC 没有新的颜色空间,它描述颜色容差的系统是建立在 L*a*b* 色空间基础上的, CMC 对色差 的计算方法是沿着椭圆的颜色空间,椭圆由含有与色相、色饱和度、亮度一致的半轴组成,它表示 与标准相比可接受的区域,这与 CIELAB“球”定义认可接受色差范围的方法类似。在 CMC 系统 中,椭圆的大小及变化与色空间的位置有关 — 例如,在橙色范围内椭圆是窄的(细长),而在绿 色范围内,椭圆是宽的(扁圆)而且在彩度高的范围内的椭圆(如黄、红区)大于彩度低的范围内 的椭圆(如蓝色区)
总结 颜色手册向大家介绍感兴趣的颜色交流,测量和控制的模式。以及它们的基本概念和过程。其中的 很多信息和技术数据会有助于增加你的彩色复制知识,不仅如此,从这本书中得到的信息,会帮助 你对颜色科学和理论的基本解释,以及测量颜色的不同工具,同时也告诉你彩色复制的不同阶段对 颜色测量的重要性,为掌握这些知识,特请你继续阅读后面的专业术语。
提醒你记住下面两句话:若你能测量颜色,你就能控制颜色。没有测量,对颜色的变化就无法确定,没有测量数据,就不可能精确可靠的说明颜色的变化。
A
吸收(Absorb/Absorption):电磁波进入物体时与物质发生相互作用而导致电磁能量损失,伴随 传递辐射能的减少而转换成吸收能量。
加色原色(Additive Primaries):红、绿、蓝光强度为 100% 的三色光时则产生白光,三色光的 混合强度变化时,则产生不同的色域,强度为100%的二色光混合时则产生减色原色即青、品红或 黄的任何一种。 外观(Appearance):自然界物体和物质的视觉表现属性,如大小、形状、颜色、纹理、光泽、 透明度、不透明度等等。 属性(Attribute):感觉、知觉或外貌特征的区分。颜色的属性常用色相、色饱和度(或彩度)和 亮度来表示。
B
黑(Black):物体吸收光源的全部波长,无反射光。 当100%的青、品红和黄三种颜料混合时,理论上讲应产生黑色,但在实际应用中是产生深灰或棕 色。在四色印刷中,黑墨是四色油黑之一。 大写“K ”常用来表示 CMYK 中的黑色。这主要是避免与 R G B 中的蓝色“B ”混淆。 亮度(Brightness):视觉属性之一,它表示某一面积辐射或反射光的多少(在 HSB 颜色模型中, 颜色的属性用色相(H),色饱和度(S),亮度(B)来表示)
C
校正(Calibration):检定、调节、或有系统性地确定设备的渐变等级标准。 彩度(chroma):视觉感知的属性,它表示某一颜色或色相的饱和度,例如红苹果的彩度高,彩 色腊笔的彩度低,黑、白、灰则无彩度(用于描述颜色属性的 L*C*H 颜色模型其中 L* 为亮度、 C* 为 彩度、 H 为色相)
色度,色度坐标(chromaticity, chromaticity coordinates):颜色刺激的量度可用色相和色饱 和度来表示,也可用除亮度强度的外的红—绿和黄—蓝坐标来表示,通常在坐标平面上点的亮度是 不变的。见 CIEXY 色度图。
CIE(Commission Internationale de l'Eclairage) :国际照明委员会的缩写。是法文名, 英文名 为International Commission on Illumination,它是颜色和颜色测量的国际组织。
CIE94: CIE94 容差方法利用三维椭圆作颜色接受范围。 CIE94 概念跟 CMC2:1 大同小异,但却 缺少了色相与亮度调整。
CIELAB(或 CIE L*a*b* CIELab):以 L*a*b* 值表示的相互垂直的三维色空间,在此色空间中, 相等的距离近似于相等的色差,L* 值表示亮度、 a* 表示红 / 绿坐标轴, b* 值表示黄 / 蓝坐标轴。 CIELAB(颜色空间)常用于量度物体的反射率和透射率。
CIE 标准照明体(CIE Standard Illuminants):已知的光谱数据是建立在 CIE 的四种不同的典 型的光源基础上,用三刺激值描述颜色时,必须定义光源。
CIE 标准观察者(CIE Standard Observer ):1931CIE 推荐在 2 度视场角条件下观察三刺激混 合色为假想的标准观察者。1964 年将大于 10 度视场角增补为标准观察者。若未加说明2 度视场角 为标准观察者,若视场大于 4 度则用 10 度为标准观察者。
CIEXY 色度图(CIExy Chromaticity Diagram):在二维色度图中, X 表示横坐标, Y 表示 纵坐标。色度图表示光谱轨迹(单色光的色度坐标, 380~770nm)对比较发光和不发光材料颜色 的性质有很多用途。
CIE 三刺激值(CIE Tristimulus Values):用色光混合去匹配某一颜色时,三个分量在 CIE 系 统中表示为 X 、 Y 、 Z 。在颜色匹配函数中又须说明照明体和标准观察者,若不是这样,则默认 照明体是 C 光源,标准观察者是 1931CIE2 度视场角
CIExyz 色度坐标(CIExyz Chromaticity Coordinates):为绘制 xyY 色度图,表示 1931CIE2 度视场标准观察者绘制的可视色域。色度坐标值 CIExyz 可由三刺激值 XYZ 计算得到。 CMC(color measurement Committee):彩色测量委员会 C M C 是英国染料和颜料者协会, 提出了在 CIELAB 颜色空间的直角坐标系中,计算颜色误差△ E 值的椭圆公式。 CMY :青、品红、黄为减色原色,见减色原色。
颜色匹配函数(Color Matching Functions):按一定比例的三色光可匹配得到某一波长的光。 CIE 标准观察者颜色匹配函数常用这一名词。
颜色模型(Color Model):用数值来说明颜色属性的颜色测量标尺或系统,用于颜色测量仪器和 绘图计算。
分色(Color Separation):将红、绿、蓝颜色信息经计算后转换成可用于制版的青、品红、黄、 黑四通道信息。
颜色空间(Color Space):描述颜色的三维几何图形,可见到或产生某种颜色模型。 颜色技术要求(Color Specification):常用三刺激值,色度坐标和亮度值或其它量度颜色的值 来表示在指定颜色空间中颜色的量值。
色温(Color Temperature):物体在加热时,所辐射的色光的测量,色温常用绝对温度或开尔 文(Kelvin)度表示,低的色温如红色是 2400°K ,高的色温如蓝色是 9300°K ,中性色温如灰色是
6504°K 。
色轮(Color wheel):色轮即可见连续光谱在圆环上的排列。 着色剂(Colorants):产生颜色的材料如染料、颜料、调色剂、荧光物质等。 Colorsync:建立于苹果Macintosh计算器的颜色管理架构,利用Colorsync 工作架构可提供设备 标准,设备特性描述以及设备Profile的建立方法。 色度仪(Colorimeter):模拟人眼对红、绿、蓝光响应的光学测量仪器。 色度(Colorimetric):给予或接受红、绿、蓝三色光有关的值。 反差(Contract):在图像中,明暗变化的程度
控制范围(Control Limits):印刷过程中可接受的印刷能力的变化量。
青色(Cyan):四色印刷油墨中的一种,纯青色油墨,它吸收全部红光而反射全部绿光和蓝光。
D
D :表示色温为 5000°K 的 CIE 标准照明体。在印刷工业中,这色温较广泛地用于制作观察灯箱。50
D :表示色温为 6504°K 的 CIE 标准照明体。65
Delta(△):用于表示偏差或差别的符号
Delta Error(△E):△ E是代表颜色误差的符号,可利用色差公式计算出总的色差,计算色差的 公式 △ E=[△ a*2+△b*2+△L*2]1/2 密度仪(Densitometer):测量颜色或图像密度的光电仪器或光电传感器。 密度(Density):表示材料吸收光的能力。愈黑则密度愈高。
设备相关性(Device-Dependent):描术一台设备表达颜色信息能力的颜色空间,例如,一台显 示器产生的颜色空间,一台设备具有表达自身特殊的色域,而且,所有显示器有不同的能力和范围。
设备无关性(Device-Independent) :描述的颜色空间能够定义为人眼视觉的全部色域,就如由 标准观察者定义的色域,与任何设备的颜色再现能力无关。
设备描述文件(Device Profile) :一台设备颜色再现及复制能力的特征描述的颜色信息。 显示 器、扫描仪及打印机描述文件 应用于彩色管理如Apple ColorSync中来帮助进行设备之间的颜色信 息的传递。 描述文件 通过校准和/或特征描述方法得到。
染料( Dye):一种可溶的着色剂。与此相反,颜料是不可溶的。
动态范围( Dynamic Range):用仪器所测量到的最低和最高的量值范围。
E
电磁光谱(Electromagnetic Spectrum):以不同尺寸在空气中传播的电磁波辐射带,用波长来 表示,不同波长具有不同性质,很多波段是人眼不能看到的。只有波长在 380~720nm 之间的电磁 辐射是人眼能看到的可见光 波。在可见光波以外的是不可见,如Υ射线,x射线,微波和无线电 波等。
辐射体(Emissive Object):辐射光的物体,如化学反应中的煤气燃烧及灯丝加热发光的灯泡。
F
荧光灯(Fluorescent Lamp):在玻璃灯泡内充满水银气体,在内壁涂有荧光物质的灯管。当气 体用电流而被充电时,产生的辐射转换成荧光能量致使荧光发光。
四色印刷(four-color process):减色原色青、品红、黄、黑在纸上的组合附着,这四种颜料以 不同的网点大小、不同形状、不同网角而产生不同的颜色,(见 C M Y 减色原色)
G
色域(Gamut):不同颜色的范围,可用颜色模型或特殊设备生产的颜色模型来说明。
H-I
色域压缩(Gamut Compression):色域压缩或阶调范围压缩。将具有较大色域颜色空间压缩成 色域较小的目的色空间,例如,将照相原稿的色域压缩为用 CMYK 表示的较小的色域而适应四色 印刷。
色域映射(Gamut Mapping):将两个或多个色空间坐标段换成共通的颜色空间,此时常导致阶 调范围压缩(见色域)
高保真印刷(HiFi Printing):在四色印刷基础上,用增加专色油墨来扩展传统四色印刷的色域, 以确保比四色更丰富的色彩。 色相(Hue):物体的基本色,如红色、绿色、紫色等,可用圆柱形色空间角度位置或在色轮上的 位置确定色相。
光源(Illuminant):用光谱分布说明伴随的发光能量。
A 光源(Illuminant A)(CIE): 以白炽灯为代表的 CIE 标准光源,黄—橙色、与之相关的色温 为 2856°K 。
C 光源(Illuminant C) (CIE):仿真平均日光的钨丝灯为代表的标准光源,如蓝色,与之相关 的色温为 6774°K 。
D 光源(Illuminants D)(CIE):以日光灯为代表的 CIE 标准光源,以日光的真实测量光谱为依 据,与之相关的色温为 6504°K 。D65 以及 D50 、D55 、D75 等是最常用的几种色温。 F 光源(Illuminants F)(CIE):以荧光灯为代表的 CIE 标准光源;F2 代表冷白荧光灯(4200°K); F7 代表宽带日光荧光灯(6500°K);F11 代表窄频白荧光灯(4200°K)。 强度(Intensity):又指色饱和度,或相对可见光波的反射能量。高强度的反射率产生高饱和度 或彩度。
IT8:建立在 ANSI (美国工业标准)颜色特性基础上的颜色色标(包括若干色块及灰梯尺), IT8 已成为数字数据交换的标准, IT8 色标常用于不同设备特征描述,如扫描仪和打印机。
K — L
Kelvin(K):色温的单位, Kelvin(开尔文)温标的绝对零度是摄氏负 273°C L*C*H:类似于 CIELAB 的颜色空间,除用标准坐标表示颜色的亮度、彩色和色相角以外,也可 用直角坐标代替。
光(Light):人眼所能检测到的电磁辐射光谱,光谱范围接近于 380~720nm 亮度(Lightness):颜色视觉属性之一,表示单位面积发射或反射的光的多少,亮度可区别白色 物体和灰色物体。也可区别彩色物体的亮和暗。
M
品红色(Magenta):四色印刷油墨中的一种,纯品红色不含绿色,它吸收白光中的全部绿光,反 射白光中的全部红光和蓝光。
条件等色(Metamerism),条件等色对(Metamerism Pair):在同一光源下出现两种色的现 像,在不同光源下的仍然不能匹配得到。如此两色称条件等色对。
显示器 RGB :如同 R G B 一样, R G B 显示器能提供 R G B 颜色空间,用显示器可以实现红、绿、 蓝三色光的组合。
孟赛尔颜色图表(Munsell Color Charts):孟赛尔发明了三维颜色图表,图表是根据孟赛尔彩 色三属性即孟赛尔色相(H)、孟赛尔明度(V)、孟赛尔彩度(C)建立的。
N-O-P
纳米(Nanometer)(nm):纳米是波长的长度单位, 1 纳米 =10-9 米 套印(Overprint):在单位纸张放入测控条,测控条上有很多小色块,两色套印时,一个色块迭 印在另一色块上,操作人员可检查印刷允许的迭后密度值。套印一词也用于英文印刷方式。 荧光( Phosphors):是一种发光材料,用阴极射线或电场中的电子轰击时就会发光,发光强度 取决于激发 能量的量值。 光电现像(Photoelectric):与光电效应或其它辐射有关的现像,例如:电子辐射。 光接受器(Photoreceptor):在人眼视网膜上锥状和柱状细胞,被可见光激发时,随即将信号送 给大脑,大脑就能感受到颜色。
颜料(Pigment):不可溶的色料,而染料是可溶的。 像素(Pixel):组成图像的最小元素,它反映了在扫描仪或显示器上红、绿、蓝的信息。当产生 颜色时,像素类似于油墨印在纸上的网点,扫描仪的分辨力通常表示为每英寸具有的像素(Pexels- per-inch缩写为ppi),它类似于印刷分辨力即每英寸上的网点数,表示为dpi(dots per inch)。 三原色(Primary Colors):可见光谱区域的主色:红、绿、蓝与之对应的补色青、品红、黄(见 加色三原色和减色三原色)。 棱镜(Prism):三角形状的玻璃或其它透明材料,当光线通过棱镜时,不同波长的光线产生不同 折射而形成彩虹,这证明白光可以分解成色光,并形成可见光谱(见可见光谱)。 过程控制(Process Control):利用密度仪和色度仪在单印张测控条上的测量数据和印刷过程在 显示器上显示的数据,通过分析就可建立相关的控制范围,(见控制范围)。
R
反射体(Reflective Object):表面能反射部份或全部入射光线的固体,表面能反射100% 光线的 物体称全反射体或表面纯白物体。 反射率(Reflectance):描写光从物体表面反射的百分率,用分光亮度可测量出沿可见光谱的不 同间隔内物体的反射率,若所可见光谱为横坐标,所反射率为纵坐标就可绘制物体色的光谱曲线(见光谱曲线,光谱数据)。
RGB:红、绿、蓝是加色三源色(见加色三原色)
S
色饱和度(Saturation):颜色视觉属性之一,它表示颜色的彩度、颜色的饱和度,以及颜色的含 灰量。
色序(Sequence):四色油墨在纸上印刷的先后顺序。
光谱曲线(Spectral Curve):颜色“指纹”— 颜色光谱数据的描述。以光谱反射率强度为纵坐 标,以可见光谱波长为横坐标绘制出的曲线称光谱曲线。
光谱数据(Spectral Date):物体颜色的精确描述,物体的颜色表现出物体对入射(或透射)光 的改变,与此同时反射(或透过)到观察者,光谱数据描述反射光是如何被改变的,反射光的百分 数可从 光谱波长不同间隔测量得到,这些信息可用光谱曲线来表示。 光谱亮度仪(Spectrophotometer):测量光波经过物体反射或透射特性的测量仪器,并将测量结 果表示为光谱数据。
光谱(Spectrum):电磁波能量按波长大小的空间排列。 标准(Standard):衡量所评价样品测量值所建立的被审定的基准值。 减色三原色(Subtractive Primaries);青、品红、黄是减色三原色,用100%的青、品红、黄印在 白纸上时则产生黑色,三色按不同强度组合则产生不同颜色的色域。若用100%的两种减色颜色组 合则可产生加色颜 色,可以是红或绿或蓝。
例如 100%C+100%M=blue(蓝)
100%C+100%Y=Green(绿)
100%M+100%Y=Red( 红)
T
容差(Tolerance):已知标准量和样品测量量之间可接受的差值。(见 Delta 误差) 透明体(Transmissive Object):光线可以从物体的一边穿过物体的另一边。彩色透明体可以让 光波透过。
刺激值(T ristimulus ):交流或产生颜色的一种方法,产生三刺激色既可以是减色三原色
(C M Y )或加色三原色(R G B )或颜色三属性(如亮度、彩度和色相)。 三刺激数据(Tristimulus Date):三刺激值的组合可定义或产生一特定色,如 R255/G255/BO , 三刺激数据不能全面的描述颜色,而必须同时定义光源色,而且,对设备相关的颜色模型如 RGB 模型,必须对 观察者以及设备颜色特性的兼容性作规定。(见设备的独立性)
V-W-X-Y
观察灯箱(Viewing Booth):在印刷工业中,用于图像艺术设计室、印前中心,评价打样与印刷
样张用的观察灯箱,灯箱内的光源通常采用印刷工业标准光源D65,灯箱表面是中性灰色(见D65)
可见光谱(Visible Spectrum):波长在 380~720nm 范围内的电磁波谱,在此波段范围内的光人 眼能感觉,人眼所感受到的最短波长是紫色和蓝色,最长波长是红和橙色。
波(Wave):在媒体中传播时,波峰及波谷作周期性变化的物理现像。
波长(Wavelength):光波是电磁波,波长是两个相邻的波峰或波谷之间的距离。
白光(White Light):从理论上说,辐射一切可见光谱而且强度均匀的光称白光,但实际多数光 源并不能达到尽善尽美。 黄色(Yellow):四色印刷用的油墨之一,纯黄色不含蓝,它应吸收所有蓝波长的光,而反射所 有的红和绿光。
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