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史继东的博客

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史继东,男,生于1973年9月,陕西长武人,大学本科学历。现供职于宝鸡华圣果业公司,担任副总经理,技术总负责人。

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色彩原理与色彩管理  

2008-02-18 11:26:42|  分类: 报纸编辑设计 |  标签: |举报 |字号 订阅

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色彩原理与色彩管理

反射和眼睛。光和色是并存的

我们见到的颜色,如苹果红色,其实都是在一定条件下才出现的色彩。这些条件,主要可归纳为三项,就是光线、物体反射和眼睛。光和色是并存的,没有光,就没有颜色,可以说,色彩就是物体反射光线到我们眼内产生的知觉。很早以前科学家已经发现光的色彩强弱变化,是可以通过数据来描述,这种数据叫波长。我们能 见到的光的波长,范围在380至780毫米之间,随着波长由短到长,出现的色彩是由紫到红。不同波长的光所反射的强度是不同的,因此,测量物体所反射的波长分布,便可以确定该物体是什么颜色,例如一个物体在700至760这段波长内有较多的反射,则该物体倾向红色,如果在500至700这段波长内有较多的反射,则该物体便倾向绿色。通过测量物体反射光量的方法,科学家可以很精确地推定两件物体的颜色是否相同。

测量光量反射的方法固然很精确,但不好用,因为眼睛并非以波长来认知颜色。人类眼睛的网膜内分布着两种细胞,杆状细胞作椎状细胞,这些细胞对光线作出反应,便形成色彩的知觉。杆状细胞是一种灵敏度很高的接收系统,能够分别极微小的亮度差别,协助我们辨识物体的层次,但是却不能分辨颜色。椎状细胞较不灵敏,但是有分辨颜色的能力。所以在亮度很弱的情况下,物体看起来都是灰灰白白,因为椎状细胞在这时已不能发挥作用,只有杆状细胞在工作。

椎状细胞对光量的反应不是一样的。当一束光线射到眼睛网膜上,椎状细胞灵敏度最大的值分别位于波长为红色、绿色及蓝色的三个区域。即是说,眼睛只需以不同强度和比例的红绿蓝三色组合起来,便能产生任何色彩的知觉,因而红绿蓝可说是人眼的三基色。利用三基色色光的相加叠合,我们基本上能够模拟自然界中出现的各种色彩,这就是著名的光学三色原理。以这种方法产生色彩亦叫做加法混色。屏幕显像和摄影就是这种混色方法的具体应用。

印刷四色:减法呈色

印刷的呈色原理和加法混色不同。印刷是以一些微细的网点,把透明的油墨按一定规律分布于纸上来呈现色彩。网点分布较多的部分色彩较浓,分布较少的地方色彩便淡。透明油墨的选择也不是随意的,而是根据最能够吸收绿蓝三色光的份量来决定。因此,洋红(Mafenta)、青(Cyan)和黄(Yellow)便成为印刷的三基色。原因是洋红吸收吸收大部分的绿,青吸收大部分的红,黄吸收大部分的蓝。洋红与绿,青与红,黄与蓝这样的组合称作互补关系,或叫补色关系。印在纸上的网点,如果不与其他网点接触,则见到的颜色便是印刷三基色。倘若其中两个基色网点重叠在一起,例如青与黄,由于黄墨吸收了光线中的蓝,青吸收了光线中的红,只有光线中的绿反射到眼内,因此我们便会见到绿色。如果三色网点全部重叠在一起,由于所有光均被吸收,我们便见到黑色。印刷就是采用这种色光递减的方法来产生万千色彩,因此亦叫沽法呈色。喷墨打印、热升华打印和水彩绘画等都是这个原理的具体应用。 理论上,同等份量的洋红、青及黄印在一起,能产生灰黑色的,可是由于油墨生产未臻完美,青墨的纯度不及洋红的纯度,这样做出来的灰色总是偏红的。为了弥补油墨工艺的不足,于是便引入黑墨来加强灰色的效果,使印刷品能表现较佳的层次感,这就是我们现在印刷采用四色的原因。在这个基础上,有人甚至以黑墨完全替代同等的洋红、青、黄墨出现的地方,这种技术,分色上称为非彩色结构(GCR),早期的FreeHand软件,把RGB图像转换为CMYK,就是利用这种技术。以专色油墨替换色彩不够理想的地方,除了应用于灰色上,亦可应用于其他颜色。Pantone的HexChome就是向这个方向出发,在传统四色之外加入专绿及专橙,以加强印刷中绿色及橙色不够理想的部分。

协调屏幕与印刷色彩的方法

虽然印刷能够复制千万种色彩,但由于采用减法呈色的缘故,在色彩的亮度上便有所减弱,一些较鲜艳的色采便很难以印刷的方式表达。另一方面,屏幕由于采用加法呈色的技术,在色彩表达的范围上,确实较印刷丰富。这就是为什么在屏幕上看来漂亮的色彩,无法用印刷复制出来,导致屏幕与印刷在色彩上产生差异。解决的方法,要么就是改良油墨和纸张成分,使能够复制较鲜、较纯的颜色,不过这并非一朝一夕的事。另一种方法就是缩窄屏幕的色域来迎合印刷,使屏幕所见的即为印刷所得的。

所谓色域,就是一种设备能够记录或复制色彩的最大范围。人眼的色域为全部的可见光,在380至780这个波长范围之内,印刷的色域则由纸张和油墨共同构成,不同的纸张油墨配搭,便有不同的印刷色域,粉约的色域就不同于书纸,Pantone的色域 也不同于DIC。其他如屏幕、扫描机、打印机等亦各有各的色域,掌握一种设备的色域是有实际意义的,因为一种设备无法记录或复制在色域以外的色彩。例如,正常的情况下,人眼无法见到在红外线或X光下的色彩,而一些人眼很容易辨别的色彩,像各种金属色,在扫描机上却不容易 记录本。 我们能优质到的最多是由一种设备的色域,模拟另一种设备的域。怎样在模拟过程中,使人眼觉得两种设备的色域较相近,便是色彩生产的重要主题。

进行色彩管理,建立色彩标准

要生产色彩,便须为色彩的表示和传递建立一套标准。目前较流行的色彩管理系统如LinoColor、Agfa的Phototone等,都是向着这个方向发展,透过一套描述设备色域的标准规格(ICC对照档),利用颜色计算软件来进行色域的统一转换运算,以减少色彩资料在传递过程中,因色域和规格不同而产生的色彩偏差和失真。实施这些色彩管理系统,首先要找出设备的色域特质。而描述色域最常用的方法,就是CIELab 是国际照明协会,根据人眼视觉特性,把光线波长转换为亮度和色相的一套描述色彩数据,其中L是描述色彩的亮度,a代表描述色彩偏红偏绿的程度,b则代表描述色彩偏黄偏蓝的程度。在CIELab色彩空间内,每一个人眼可见的颜色,都有一个属于该颜色的位置,通过比较两种颜色位置的远近,我们便可以判定两面三刀种颜色的近似程度。由于可见光线光谱是这套数据的基础,因而能够涵盖由屏幕和印刷所产生的色彩,亦可用来代表团人眼的色域。

例如要描述一台打印机的色域,首先从打印机打印一些测试色条,这些色条包括各种主要色及较难复制的颜色,然后用光谱仪量度色条上的CIELab数据,再以软件把数据写成ICC格式的对照档,对照档内除了包括设备的色域资料外,同时亦可包括设备的生产特性,如黑版特性、网点扩大值等等。有了设备的对照档,色彩运算软件便可参考两台设备的特性资料,把设备的色域置于CIELab色彩空间内进行比较和转换,从而获得较理想的模拟效果。这种技术目前已达致生产应用的阶段其中应用最多的,是以屏幕模拟印刷色域,及以打印机模拟印刷色域。由于屏幕的色域较印刷的色域为大,这种情况下的模拟又叫色域压缩模拟。整个模拟过程都是根据对照档内的数据作为运算基础,因而对照档的产生和管理便成为最要重要的工作。

色彩管理系统的假设

是否实施了色彩管理系统,即可以使生产的色彩获得理想的效果?要回答这个问题,必须了解色彩管理系统背后的假设。色彩管理系统的主要工作,在于根据一个已知色域的数据资料,在CIELab空间上,模拟另一个已知色域的数据,因而,必须假定两个色域,仍保持在记录色域资料时的状态。即是说,建立设备对照档的生产状态,和计算色域时的生产状态,必须是相同的。倘若昨天建立的对照档,不能和今天的设备对照,生产状态不断浮动,色彩管理系统是不能发挥减少偏差的作用的。一个不稳定的生产流程,甚至可能使色彩管理系统把色彩偏差扩大。因此,色彩管理系统较适合同时具备设计、分色、打样和印刷的厂户,因为在同一间厂内较容易控制生产流程中的各项变数。

色彩不但是设计的要素,而且也是生产的收货标准,即使客户勉强收下一份色彩不满意的印品,下次可能就不再光顾。很多公司就是因为色彩品质方面的问题,而流失重要的客户。可见,掌握色彩呈现的规律,控制色彩品质,是生产制作必须精通的技术。单单拥有先进的器材而没有良好的技术配合,在剧烈的行业竞争下,免不了遭淘汰的命运。

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