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數(shù)字圖象的色彩空間  

2007/8/10 15:04:24 人評(píng)論

   色彩能更有效地吸引人們的視覺(jué)注意力,產(chǎn)生某種特定的氣氛,使信息更具說(shuō)服力和影響力。現(xiàn)在,大家可以很容易地利用計(jì)算機(jī)、掃描儀、高級(jí)圖象編輯軟件包以及各種分色、制版、印刷設(shè)備,彩色圖象的應(yīng)用范圍正在不斷擴(kuò)大,而這看上去又是如此的自然!   但是,令人滿意的印刷品還是很少。大多數(shù)作品的滿意度遠(yuǎn)不盡如人意。一個(gè)主要的原因是許多設(shè)計(jì)者懶得去關(guān)心色彩再現(xiàn)的基本常識(shí),或者好高務(wù)遠(yuǎn),或者想當(dāng)然地作出決定,大多數(shù)錯(cuò)誤本來(lái)是容易得到解決的。第二個(gè)客觀原因是,人眼對(duì)于色彩的感受能力有著顯著的差異,而掃描儀、模擬及數(shù)字相機(jī)、顯示器以及油墨再現(xiàn)色彩的各種方法之間的差別也是很大的。因此,我們應(yīng)該對(duì)圖象色彩空間的本質(zhì)極其各種描述形式加以關(guān)注,并合理地應(yīng)用于數(shù)字成像的不同階段,才能得到令人滿意的作品。   當(dāng)你告訴別人你看到的壯觀景觀時(shí),你沒(méi)法保證他或她的頭腦中能產(chǎn)生與我們所看到的相同的色彩。要用準(zhǔn)確的、通用的方法來(lái)描述顏色是很不容易的。如果沒(méi)有通用的色彩語(yǔ)言,沒(méi)有定義色彩的某種標(biāo)準(zhǔn)化的、定量的名詞,則掃描、編輯以及數(shù)字輸出都將是不可想象的。   目前,使用最廣的視覺(jué)色彩空間是由CIE(Commission Internationale de I`Eclairage)國(guó)際生物電子學(xué)委員會(huì)在1920年第一個(gè)開(kāi)發(fā)出來(lái),并在其基礎(chǔ)上衍變而來(lái)。三維CIE色彩空間根據(jù)三個(gè)方向軸線上的數(shù)值來(lái)描述任何一種顏色。其中一個(gè)數(shù)值表示照度,即顏色的明亮度,它本身不包含任何顏色;其它兩個(gè)數(shù)值對(duì)應(yīng)于色彩濃度和顏色值。CIE色彩是與設(shè)備無(wú)關(guān)的。它包含RGB及CMYK的色域,但范圍比它們要大得多,這就是色彩管理軟件之所以采用CIE色彩作為基礎(chǔ),在輸出、輸入設(shè)備有限的色域范圍內(nèi)安全地進(jìn)行色彩傳遞的原因。   除了視覺(jué)色彩空間CIE外,其它較為常用的色彩空間是:Photo CD的YCC色彩空間、Adobe Photoshop的Lab色彩空間、RGB及CMYK色彩空間。   Corel公司的Photo CD掃描圖象大家一定都很熟悉的,格式后綴名是pcd。   Photo CD工作站以RGB方式掃描圖象,但是掃描之后便以YCC的色彩空間存儲(chǔ)起來(lái)。YCC色彩空間中,Y通道表示照度,而兩個(gè)C通道值分別表示從品紅到綠色、從黃色到蘭色的色彩范圍。其色彩寬度高于RGB和CMYK色彩域,所以,當(dāng)你以RGB或CMYK方式在計(jì)算機(jī)中讀取一幅Photo CD圖象時(shí),色彩轉(zhuǎn)換過(guò)程將丟失一部分色彩數(shù)據(jù),但你可以在Photoshop的Lab色彩空間下打開(kāi)該圖象,因?yàn)樵贚ab色彩空間中,L通道控制亮度和對(duì)比度,而a和b通道控制與YCC中CC通道中相同的色彩范圍。不過(guò),你需要及時(shí)修改Photo CD的色彩范圍,如果是應(yīng)用于數(shù)字印刷的圖象,則需要將色彩范圍調(diào)整到CMYK的可許度之內(nèi)。調(diào)整之前,可以打開(kāi)Photoshop的Gamut Warning(色域超出警告),你就知道有多少色彩在CMYK印刷中是不能實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)然,直接轉(zhuǎn)換成CMYK格式是行得通的,但這樣做,你將損失大量色彩細(xì)節(jié),軟件將武斷地為你完成一切。所以,應(yīng)該先進(jìn)行有目的的色彩調(diào)整,以盡量減少損失。關(guān)于Photoshop的色彩調(diào)整及色彩校正問(wèn)題,我們將在其它文章中探討。順便加一句,利用Lab方式,你還可以很方便地對(duì)Photo CD圖象進(jìn)行色調(diào)調(diào)整和銳化。   RGB色彩空間是電子輸入設(shè)備普遍使用的色彩語(yǔ)言,如顯示器、掃描儀和數(shù)字照相機(jī)等。這些設(shè)備是通過(guò)光線或吸收光線來(lái)再現(xiàn)色彩的,而不是使用反射光線。RGB色彩空間能產(chǎn)生多達(dá)1670萬(wàn)種顏色。人們稱RGB模式為加色空間,因?yàn)轭伾峭ㄟ^(guò)光色與光色相加而產(chǎn)生的。因此,組合出的第二種顏色總比原色更明亮。最大強(qiáng)度的紅、綠、藍(lán)三原色相加產(chǎn)生白色,相同數(shù)值的紅、綠、藍(lán)相加產(chǎn)生中性灰,數(shù)值越低產(chǎn)生的中性灰越暗,反之越亮。1670萬(wàn)種顏色似乎是個(gè)無(wú)窮數(shù)了,但與可見(jiàn)光譜的色域范圍相比要窄得多。請(qǐng)注意,RGB色彩空間是與設(shè)備有關(guān)的,不同的RGB設(shè)備再現(xiàn)的顏色不可能完全相同。   如果從白光中減去RGB三原色中的任一種,那么你將分別得到紅、綠、藍(lán)的補(bǔ)色CMY。減去紅色,綠色與蘭色產(chǎn)生青色C;減去綠色,紅色與蘭色產(chǎn)生品色M;減去蘭色,紅色與綠色產(chǎn)生黃色Y。這是四色印刷中色彩混合的基礎(chǔ)組成,但還少了黑色K。   RGB及CMYK色彩空間至少?gòu)睦碚撋鲜腔パa(bǔ)的。混合同等數(shù)量的青、品、黃應(yīng)該產(chǎn)生中性灰,而最大量的混合產(chǎn)生黑。顯示器上可以達(dá)到這種效果,但在印刷品中卻不行。最大量的CMY混合產(chǎn)生的不是黑而是渾濁的棕色。原因是:顏料及油墨不可能很純凈,通常青色油墨有些偏藍(lán),而品色和黃色油墨又有些偏紅。所以,當(dāng)你從RGB的中性灰在印刷中轉(zhuǎn)成CMY時(shí),略帶紅紫色。這種現(xiàn)象可以用黑色Y來(lái)補(bǔ)救。但是增加第四種顏色破壞了RGB到CMYK的平等轉(zhuǎn)換,使得RGB和CMYK之間的色彩對(duì)應(yīng)變得更為復(fù)雜。沒(méi)有簡(jiǎn)單的辦法能夠使它們一一對(duì)應(yīng)。所以,將RGB圖象轉(zhuǎn)換為CMYK圖象時(shí),所需的黑色總量及你所需的色調(diào)范圍需要一個(gè)復(fù)雜的算法。分色參數(shù),如GCR和UCR用來(lái)校正多余的黑色,并且可以校正轉(zhuǎn)換過(guò)程中CMY顏料的不純凈問(wèn)題。在Photoshop中就有這樣的控制參數(shù),我們將另寫文章介紹

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