数字影像的色彩管理与色彩控制（之五）
2008-1-8 10:21:00 钱元凯 中国摄影

一，色彩管理的必要性
    色彩管理首先是随着工业化大生产——彩色印刷而产生的，与其它现代生产工艺一样．人们希望保证产品质量；即色彩、阶调的一致与稳定，为此人们开始用定量的数据描述与定义色彩。在前面的四次讲座中，我们为读者展示的正是人们从定性到定量认识色彩的过程。计算机的应用大大促进了影像数字化的进程，数字化的最大优点就呈便于稳定而可靠地复制与传输信息。实践表明  计算机的数据传输、数字通讯、数字音响．数字电视，都比传统模拟信号的传输更准确可靠。但是影像的数字化也带来了一系列的问题，当我们用数字相机与扫描仪代替胶片、用显示器代替双眼、用打印机代替印相放大之后，本来期望能够得到始终如一的影调与色彩的还原，实际上却经常让我们大失所望：在自己的电脑显示器上精心调整的影像用数字彩扩或打印机输出后面目全非．使用代用墨打印的图片经常惨不忍睹。即使以顶级扫描仪扫描的影像经高档激光放大机放大后与原件也可能有明显的差异。这主要是由两种原因造成的；

    1．设备呈色的原理与色域不同
在第三讲与第四讲中我们曾经指出显示器与扫描仪都使用加色法的原理工作但是成色的方法却并不相同：CRT(显像管)显示器用电子束轰击荧光粉呈色(图1a)，LCD(液晶)显示器用滤色片过虑背光灯管的灯光呈色(图lb)，扫描仪则是原稿的光线经滤色镜过滤后在CCD上呈色(图1c)。荧光粉所呈现的红，绿、兰光与液晶三原色滤色片所透过的红  绿，蓝光，液晶屏幕显示的三原色光与扫描仪CCD透过三原色滤色片所能记录的红、绿、蓝光都不可能相同。每个设备都只能复制出一定范围的颜色，这个颜色的范围称为设备的色域。第四讲中我们曾经谈到在二维CIE1931色度图中，以红、绿、蓝色光为基色通过加色法混合所能形成的各种颜色的色域呈以三原色色度坐标为顶点的三角形。因此可以想到CRT、LCD、扫描仪所能呈现的三原色不同必将导致它们的色域也不同。多数打印输出设备都用黄、品、青、黑等补色通过减色法成像，它们的色域呈现更复杂的多边型。图2表明的是：打印机无法输出显示器所能显示的红(B区)、绿(A区)与蓝(C区)色，显示器则不能显示打印机产生的某些黄色(D区)与青色(E区)。一般情况下，以减色法工作的打印机、印刷机与加色法呈色的设备因不同的呈色原理各有不同的色域，这些色域的差异使一些颜色只能在特定的设备上产生出来。

  2．设备的个体差异
  同类的设备由于材料、结构、设计的不同，仍会存在差别。例如在LCD中背光灯的色温不同、原邑滤光镜的颜色不同也会导致不同的显示效果。喷墨打印机墨水成分、打印纸张、墨滴大小与排列方式、打印精度的不同则会输出不同的色彩与阶调。即使是同一型号的设备，由于元器件性能的差异及制造与调整的误差也会形成个体间的差异，设备的老化则会造成自身特性的漂移。图3是在同一台爱普生830打印机上使用四种不同的墨水打印同一组红，绿、蓝与黄、品、青数据文件的试样，在色相与饱和度上都互不相同，尤其是青、品、绿色的差异更为明显。显然用这些墨打印同一幅图片很难得到相似的结果。
    因此，一个数字影像在不同的设备间传输与处理时，若影像的色彩数据保持恒定，形咸的颜色外观必然会发生变化，这是一种非常正常，但又令摄影人不可容忍的现象，解决的方法就是色彩管理。
   二、色彩管理的基本任务
   为了保证颜色感觉(人们所见到的实际颜色)在整个数字影像处理与加工过程中的稳定性与一致性，色彩管理要解决两个主要的问题。
   1．传递颜色的含义在每个特定设备中，R、G．B或C、M、Y、K到底表示什么样的颜色感觉，即赋予每台设备的每一组颜色值以特定的颜色含义。