色彩管理技术在艺术作品复制中的应用研究
摘 要
艺术作品复制是图像复制中的一个传统难题。要充分复制出艺术作品的色彩特点和艺术氛围更难。目前很多的艺术作品由于不能精确复制出其本身的艺术氛围，而使艺术品的创作者无法准确表达其创作意图，而色彩管理技术的出现为色彩的正确传递和控制，为艺术作品的精确复制提供了新的重要途径。我们在分析和配置有关色彩管理的软硬件的基础上，对相关的扫描仪、显示器、打印机等进行了典型的色彩管理。而现代色彩管理系统应用的准确性是建立在相对稳定的基础环境上的。只有前提条件具备，建立各设备的特性描述文件，通过色彩空间的转换，才能达到色彩的一致性。
本课题从印前系统中图像复制的一般过程进行分析，介绍了色彩管理及设备特性文件的建立过程，然后针对艺术作品的特点进行分析，以国画、油画、摄影类作品等的复制为代表进一步研究了艺术作品的复制要求，针对艺术作品复制的黑版生成问题进行了详细的探析。本课题旨在对目前存在的艺术作品复制中的色彩管理技术的应用，介绍自己的一些看法，希望能给众多的色彩管理研究者以一定的参考意义。
关键词：艺术作品，色彩管理，设备特性文件，黑版
THE RESEARCH ON THE USE OF COLOR
MANAGEMENT IN ART WORKS REPRODUCTION
ABSTRACT
Art works reproduction is a traditional problem of image reproduction. It is more difficult to reproduce the color characteristics and artistic atmosphere. At present, many art works cannot be precisely reproduced their artistic atmosphere, so the creators of art works cannot accurately express their creative intentions. The emergence of color management technology provides important new ways for the transmission and control of the correct colors, accurate reproduction of artistic works .We analyze the typical color management of related scanners, monitors, printers on the basis of the analysis and management of software and hardware configuration color. And the accuracy of the application of modern color management system is built on the basis of the relative stability of the environment. Only if we establish the craft equipment identity documents, describe by the color space conversion, color consistency can be achieved.
The Subject is to put forward the views for the applications of color management existing during art works reproduction, hope to give those color management researchers some useful reference.
KEY WORDS: art works, color management, ICC Profile, black generation
目 录
前言....................................................1
第1章 绪论.............................................2
§1.1 研究的目的及意义..............................2
§1.2 国内外研究现状................................2
§1.3 研究内容及目标................................3
第2章 印前系统中图像复制的一般过程.....................5
§2.1 图像扫描......................................5
§2.2 分色校正......................................7
§2.3 输出校正......................................7
第3章 色彩管理技术....................................10
§3.1 色彩管理的定义...............................10
§3.2 色彩管理的重要性和必要性.....................11
§3.3 色彩管理的内容及工作流程.....................12
§3.3.1 色彩管理的内容.........................12
§3.3.2 色彩管理的工作流程.....................13
§3.4 常用的色彩管理软件...........................19
结论...................................................35
参考文献...............................................36
致谢...................................................38
附录A.................................................39
附录B.................................................40
外文资料原文
外文资料译文
前 言
对于艺术作品而言，色彩是传递艺术信息的重要载体，恰当的色彩能够映射出作品的“内涵”。如何将艺术作品的色彩真实地反映在打样作品中是一个值得认真探讨的问题。
另外，一本高档画册，一幅精美的印刷品，本身就包含着技术性和艺术性两方面，即一方面可以从印前制作、印前工艺和印后加工上来评价它的质量；另一方面又可从印刷品的艺术效果上评价它的水平。许多艺术家和专家都认为，印刷品的艺术效果，是印刷品的重要价值所在。古今中外有许多印刷品被列为“艺术品”。例如我国八十年代中期印制的《中国美术全集》共60卷，被国内外艺术家、学者、专家一致称为是难得的“印刷艺术品”。我国美术大师徐悲鸿一生收藏许多中外绘画珍品，其中不少是国内外精制的“印刷艺术品”。这充分说明了具有艺术效果的印刷品的价值所在。但往往由于各种复杂的因素，在一些精美的艺术印刷品的复制当中极易出现复制的偏差，这样造成的直接结果是艺术作品本身的艺术气氛和艺术价值的丧失，因此，如何进行艺术作品的质量控制，达到精确复制艺术作品独特的艺术氛围，是目前也是今后研究的重点所在。
本课题主要针对某些艺术作品，如国画、油画、摄影作品等的复制及色彩管理的应用，尤其是要探究一下各类输入、输出设备的特性文件的建立，对打印机及印刷机等输出设备特性文件的建立涉及到的黑版问题进行分析，试图能够通过建立相关的特性文件来使色彩管理在艺术作品精确复制中得到尽可能好的应用。
第1章 绪论
第3章 色彩管理技术
§3.1 色彩管理的定义
色彩管理是用一种标准化方法对图像设备的彩色特性和用户应用要求进行描述，并根据描述实施颜色空间转换、设备非线性补偿、色域匹配和观察条件补偿等操作，以克服图像设备彩色特性非理想化带来的色彩失真、颜色细节丢失等问题，使图像的色彩信息能在各个图像设备准确再现。色彩管理系统的任务就是将输入、输出的所有部分联系起来，以便在桌面出版系统的扫描、图像处理、分色、打样、印刷的整个过程中保持色彩的一致性。
§3.2 色彩管理的重要性和必要性
在传统的印刷中，彩色制版是采用电子分色机完成的，由于电子分色机是封闭式的，即从彩色扫描头输入到记录头输出是一次性完成的，因此不存在色彩管理问题。在我们的一系列实践当中，有时在显示器中看到的色彩与印刷品中的色彩差别很大，不同的扫描仪扫描同一幅图像，会得到不同色彩的图像数据；不同型号的显示器显示同一幅图像，也会有不同的显示结果；屏幕显示的是RGB数据，而印刷中印刷油墨的色彩是CMYK，在RGB转换成CMYK过程中，也会因使用的软件不同而造成差异；印刷中使用不同的油墨，得到的印刷品也不一样；甚至使用同样的油墨而使用不同的纸张，也会导致不同的结果等等，影响扫描输入与最终输出的色彩不一致的因素是很多的，甚至还包括人为的因素，因为每个人对颜色的感觉是不同的，即使是同一个人在不同的照明条件的影响下，其感觉也是不同的。这样造成的结果是我们往往无法准确预知输出图像的结果。如图3-1所示，没有色彩管理作为复制中介的输出图像结果并不是固定的，也就是我们不能很准确的预知出复制的结果。
随着计算机及外部设备的发展，出现了彩色桌面系统，通过扫描仪、摄像机等输入设备将图像输入计算机，在计算机中录入文字，进行图像出理，图文混排等，再通过图文输出机输出，不仅提高了质量，而且使用更方便、更快捷，由此利用计算机的彩色图像处理系统得到了迅速的普及和推广应用。
图3-1 没有色彩管理的图像复制
§3.3 色彩管理的内容及工作流程
§3.3.1 色彩管理的内容
色彩管理的内容包括色彩校正、定标和转换。色彩校正是使各有关设备达到规定的标准参数；定标就是确定输入及输出设备的颜色范围或可再现的颜色是哪些，用什么颜色范围来表示彩色。不同的设备有不同的表示色彩的能力，其所能表示的颜色范围并不相同，因此建立描述设备颜色范围的数据文件，这种文件称为特性文件（Profile）。转换是在已知的条件下，将图像从一个设备的色彩空间转换到另一个设备的色彩空间[4]。
色彩的三属性是：1. 色相，2. 明度，3. 饱和度。
§3.3.2色彩管理的工作流程
跨设备色彩管理通常应包括以下几个主要过程：设备校正、设备彩色特性描述、输入图像、色彩转换(Conversion)、视觉色彩适应性调整、确定色彩转换时，源设备、目的设备色域匹配方式、按照图像与设备彩色特性作色调复制曲线调整、色域匹配、视觉色彩适应性调整、色彩空间转换和输出图像[3]。
其中设备校正、色彩特性描述、色彩空间转换是色彩管理技术的三个核心组成要素，合称色彩管理的3C。色彩转换至色彩空间转换可统称为色彩转换是色彩管理中处理图像颜色转换的工作流程。确定色彩转换时，源设备、目的设备色域匹配方式至色域匹配往往被统称为色域匹配。以下将上述流程中的关键步骤加以补充说明，并作进一步深入探讨。
一、设备校正(Device Calibration)
设备校正主要是指能使图像设备准确再现色彩的过程。校正图像设备是进行跨设备色彩管理的首要条件。色彩管理成功与否与所有系统设备是否能按厂商出品标准产生色彩有关，校正并不保证设备间的色彩吻合，它只能确保扫描器、显示器、打印机等图像设备能分别按厂商的出厂标准再现色彩。产品包装生产评价见表3-1。产品包装环境表现评价矩阵见表3-2。
表3-1 产品包装生产评价
二、设备色彩特性描述(Characterization)
设备色彩特性描述是用来确定输入设备可再现的色域范围与输出设备可复制的色域范围。经过校正的输入、输出设备便能据此生成或再现图像。图像设备彩色特性描述的结果存储在彩色特性描述文件(Profile)中。各图像设备制造商以及色彩管理系统的厂商没有统一的彩色特性描述文件（Profile）标准，导致跨设备色彩管理难以实现[5]。就可利用Color Sync或ICM等色彩管理软件，实现彩色图像的颜色在各个图像设备之间准确再现。
表3-2 产品包装环境表现评价矩阵
续表3-2
由于要实现一幅图像的色彩的精确复制，必须解决的一个问题是无关的设备空间之间的色域转换，使不同的情况下都能复制出与原稿一致的颜色和效果，必须要借助色彩特性文件来更好的完成，这就要涉及到复制相关设备特性文件的问题，艺术作品同样需要进行设备特性文件的建立。因此，下面就将对设备特性文件的相关内容进行探讨和研究。
1. 色彩特性文件定义
彩色特性文件可以被看作两种不同颜色模式之间的联结体。一个色彩管理系统必须具备用于生产和研究的各个设备的特性档案，即它们的颜色特性和色域，信息来源于设备的特性文件。特性文件能够使色彩管理系统实现从设备自己的色彩空间到与设备无关的参考空间转换。各种不同的设备（扫描仪、监视器、打印机）需要不同的类型的Profile。
2. 色彩特性文件的重要性
各类设备特性文件在应用中扮演了重要的角色，我们知道，一个设备特性文件连接了与设备无关的颜色空间，每一个设备特性文件都有两个转换方向的信息，一个是从CMYK或RGB到Lab方向，另一个是从Lab 到CMYK或RGB方向。
3. 色彩特性文件的生成
(1) 扫描仪输入色彩特性文件的生成
扫描仪特征描述文件的生成有两方法，直接生成法与间接生成法。
直接生成法是一种数据化控制和人为世界判断相结合的方法，它适应了印刷品的质量评判最终被人认可的客观事实。制作步骤为：
a. 将扫描仪的中性灰选择随机数据，校色数据放置初始状态；
b. 选择一组国际公认的专用标准原（包括中性灰梯尺、标准角色色调及色彩丰富的彩图），设置一定的扫描分辨利（一般为350dpi）扫描输入；
c. 对中性灰梯尺进行高光和暗调定表后印刷的输出（分辨率为3000dpi以下，加网175）；
d. 对照印刷仰仗于标准原稿，调整扫描仪的灰平衡数据，固定高光、暗调和定标网点比例；
e. 扫描标准校色色调和不同类型的原稿（人物、食品、风景、金属制品等），并印刷打样，对一次色、二次色及符合色综合观察，反复打样，直至接近；
f. 利用扫描软件特性功能生成扫描仪的输入特性文件。
间接生成法是利用专门的色彩特性文件制作软件，借用ICC标准测试板及其参考文件间接生成扫描仪的输入色彩特性文件。
结 论
综上所述，本课题对艺术作品的本身特点、色彩管理技术，尤其是色彩管理技术在艺术作品中的应用，如国画、油画和摄影作品的色彩管理都作了较为深刻的阐述，重点对设备的色彩特性文件的建立和输出设备特性文件建立中涉及到的黑版问题进行了探讨，总结了几类艺术作品黑版复制中的特点，尤其强调了艺术复制品形成过程中需要注意的地方，有一定的借鉴价值。但是艺术作品的色彩和艺术氛围的精确复制是一个相当复杂的问题，和众多因素有关，要真正解决色彩的偏差和艺术作品的氛围偏失问题，做得还相当得不够，需要进一步就影响艺术作品复制精确性的各种因素和色彩管理技术作更为深刻和详细的分析和研究。
本课题旨在对目前存在的艺术作品复制中的色彩管理技术的应用，介绍自己的一些看法，希望能给众多的色彩管理研究者以一定的参考意义，期望所有的印刷和印前工作者都能关注色彩管理技术，关注艺术作品复制中的一些问题，共同努力发展色彩管理技术，使色彩管理能更好的运用到色彩复制和印刷中。
参考文献
[1] 张耀华.印前系统及印前工作流程[J].电子出版,1998(2):26-26
[2] 赵晓梅.浅谈印前系统中的色彩管理[J].机电信息,2005(10):13-14
[3] 武兵.印刷色彩[M].北京:中国轻工业出版社,2002，141-142
[4] 刘武辉,王琪.印刷色彩学[M].北京:化学工业出版社,2004,247-259
致 谢
在此我衷心感谢***老师对我的悉心指导。
附 录A
显示器Profile的生成
显示器特征描述文件的生成也可通过两种方法实现，一种方法是利用系统自带的屏幕校准工具或专用软件，经过人为视觉判断校准显示器，生成显示Profile 文件，另一种方法是利用色度计和其配套软件对显示器进行测量校正，生成显示Profile文件。两种方法的前提是都需要让显示器预热及稳定（显示器打开至少半个小时），而且两种方法中对显示其亮度的调节都是通过人为视觉判断来实现的。
附 录B
表1 产品包装生产评价
外文资料原文
CONTENT-BASED IMAGE ANALYSIS
FOR AUTOMATIC GAMUT MAPPING SELECTION
Color gamut mapping is the transformation of an image by mapping its colors to fit the gamut of a destination medium. In cross-media image reproduction, a typical problem is that a printer gamut is commonly smaller than that of a display. The gamut mismatch problem seriously influences the accuracy of color reproduction. To minimize the image differences between original and its reproduction, gamut-mapping algorithm (GMA) is introduced to the transformation. GMA has been recognized as the key elements for cross media color management system. Previous studies showed that the optimal process of gamut mapping is almost invariably depended on the characteristics of the originals. Many attempts have been made on deriving a single gamut-mapping algorithm (GMA) to adapt to a variety of images. However, the performance of the GMAs is still not steadfast. Therefore, the present study tried to employ mufti-GMAs rather than a single GMA for cross-media reproduction.
外文资料译文
利用影像统计信息选择使用的色域对映模式
颜色的色域对映是对一幅图像通过将其颜色适合于各种目标媒体色域的一场改革。在跨媒体图像的复制过程中，存在一个典型的问题就是一台打印机的色域一般要比一台显示器的色域要小得多。这种色域不匹配的问题严重影响了色彩复制的精确度。为了使原稿和复制品建的偏差最小化，就引入了色域对映算法来改进这一问题。色域对映算法已经被人为时跨媒体色彩管理系统得关键因素。过去的研究显示色域对映算法的表现与原稿的内容有着密切的关系。也曾有很多人企图尝试发展一套能够适应不同影像复制要求的色域对映算法。为此，目前的研究也尽力发展一种多样化的而非单独的色域对映算法来实现跨媒体的色彩复制。以前的研究采用了一种预定的图像内容，比如，预定的图像色域、亮度、直方图来尽可能是色域对映算法更有效。然而，近来的一些研究也显示根本就不存在那么一个图像的内容符合这些特殊的要求。这就表明完善色域对映算法的过程仅靠上述中的某一个因素是远远不够的。为此，我们建议发展一种多样化色域对映算法能够自动选择最为合适的色域对映算法用于一个已给定的由原图像中分离出来的各种内容相结合的图像。