色彩管理與印前作業(yè)研討會
2011-09-03 文章來源: 印刷知識網(wǎng)
張中一理事長致詞：
對于辦理相關(guān)學(xué)術(shù)研討會，未來本學(xué)會已研擬新的作法，除了延續(xù)前理事長的一些基礎(chǔ)以外，每兩個月會舉辦一場相關(guān)學(xué)術(shù)研討會，今日之學(xué)術(shù)研討會主要由財團(tuán)法人印刷傳播興才文教基金會所贊助，并且由本學(xué)會及中國印刷學(xué)會所共同辦理，除此之外，本學(xué)會也會辦理教師研習(xí)營相關(guān)活動，希望能夠藉此將印刷之應(yīng)用科技性質(zhì)發(fā)揚(yáng)光大。
在此也特別為各位介紹本學(xué)會之兩位副理事長，一為產(chǎn)業(yè)界永豐紙業(yè)公司之黃義盛總經(jīng)理；另一為學(xué)界，文化大學(xué)陳昌郎教授；另本學(xué)會之常務(wù)監(jiān)事長為李興緯博士；我們共同研擬發(fā)展方向，向產(chǎn)業(yè)界引進(jìn)印刷此一高科技。色彩應(yīng)用之運(yùn)用范圍相當(dāng)廣，因此如何將色彩管理角度從印刷擴(kuò)大到其它產(chǎn)業(yè)，這是相當(dāng)重要的課題。也歡迎有志之士加入中華印刷科技學(xué)會的行列，尤其學(xué)生會員，近期中華印刷科技學(xué)會修改章程，不僅下降了學(xué)生會員的常年會費(fèi)，更是取消了學(xué)生會員的入會費(fèi)。也感謝各位今日蒞臨此次研討會。
主持人：李興緯常務(wù)監(jiān)事
感謝各位參與今日的研討會，相信各位是懷抱著對色彩復(fù)制管理的期望與學(xué)習(xí)的心情來參與。今日學(xué)會大力邀請于國內(nèi)頗具盛名之專家學(xué)者來為各位作精辟的演講。首先介紹今日兩位演講者：第一位為陳鴻興博士，日本千葉大學(xué)影像科學(xué)博士，講題為彩色復(fù)制的理論與實(shí)務(wù)；第二位為孫沛立博士，英國達(dá)比大學(xué)色彩博士，講題為色彩管理的理論與實(shí)務(wù)。
引言人： 羅梅君教授
過去，工作環(huán)境中的機(jī)器設(shè)備是封閉性的，機(jī)器設(shè)備皆由工程師作好設(shè)定，彩色復(fù)制從業(yè)人員只需依據(jù)相關(guān)設(shè)定即可作好稿件。時至今日，機(jī)器設(shè)備屬于開放式，各設(shè)備可能來自于不同的廠商，因此屏幕、打印機(jī)甚至于到印刷機(jī)之間的校色形成很大的問題，雖然現(xiàn)在的色彩管理系統(tǒng)使用上非常普及，但我們就必須去了解到色彩管理系統(tǒng)之中的理論應(yīng)用。也希望今天的講題只是一個開端，未來公司更應(yīng)該重視的是相關(guān)主題的員工訓(xùn)練，將此經(jīng)驗(yàn)推廣到印刷產(chǎn)業(yè)，才能提升印刷科技的品質(zhì)。
彩色復(fù)制的理論與實(shí)務(wù)：陳鴻興教授
首先，談?wù)摰筋伾膩碓?，在尚未有科學(xué)理論基礎(chǔ)之前即有顏色的誕生。而就物理學(xué)的角度而言，光是一種電子波，短波長屬于高能量，長波長屬于低能量，顏色的發(fā)生范圍為可見波的一小段范圍，而它的范圍大約在380-780μm；將太陽光透過三棱鏡，當(dāng)白光破壞分解成色光，并將此遭受破壞分解之色光再重新經(jīng)由三棱鏡及透鏡的聚合，即可再度形成白光。此理論應(yīng)用于照相及印刷，即將色光破壞之后，再經(jīng)由聚合而重制。其次，色彩其實(shí)是一種感覺，光進(jìn)到人眼以后，產(chǎn)生刺激并傳送到腦部，眼睛其實(shí)是一種感覺入口。人眼又是如何去感受色彩呢？第一：人眼中有感色細(xì)胞：感覺短波長、中波長及長波長的三種細(xì)胞；另一種為人眼中具有感彩色的細(xì)胞學(xué)說：感黑白、對立色<對比色>。后來經(jīng)學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，綜合三原色說及對比說，產(chǎn)生結(jié)論說人眼接受色光第一階段先產(chǎn)生三原色，訊息互相作用之后產(chǎn)生對立色。亦即人眼中有感黑白的桿狀細(xì)胞和感彩色的錐狀細(xì)胞；當(dāng)接觸色彩時，光先刺激到錐狀細(xì)胞的RGB，在傳遞到大腦的時候產(chǎn)生對比色。
▼加法混色：
由物理上的角度，色光即是將白光破壞分解之后，部份反射，部份吸收，因此產(chǎn)生顏色。加色法：三原色RGB兩兩相加會產(chǎn)生CMY，正中間所產(chǎn)生的是白色；加法的名稱由來為越加越亮，例如RGB色光相加最后產(chǎn)生白色；減法混色原理：當(dāng)照相或印刷之時，我們常使用的是濾色鏡，當(dāng)使用C濾色片時，亦即只有C的光線能夠透過，其它的光線即被擋住了，其一次色為CMY，而其二次色兩兩相作用，產(chǎn)生RGB，最后三次色產(chǎn)生黑色，也就是能量完全沒有。減法混色原理遠(yuǎn)比加法混色原理來得復(fù)雜，在減法混色原理中最單純可以預(yù)測的就是使用彩色正片，彩色相紙及彩色印刷都遠(yuǎn)比使用彩色正片來得復(fù)雜。
反射物體為反射率，而透射物體為透射率，例如：白色的物體為百分之百的反射能量，黑色物體為能量的完全吸收，不同程度產(chǎn)生不同的灰。色彩的跨平臺原理在于只著重于人眼的立場去分析，而不管到底是CMY語言，還是RGB語言，或是其它的語言，只要依賴此一平臺，皆可解決跨媒體的問題。
▼L a b均等色彩空間：
Lab色彩空間總共有三個軸，垂直軸為L表示明暗，越往上越亮，越往下越暗，+a及-a為紅綠，而+b及-b為黃藍(lán)，此正呼應(yīng)前面所述說之人眼知覺之色對立說，亦可利用來說明設(shè)備之色彩空間；更可用以說明色相、明度及彩度：色相：例如：紅色、黃色...皆為色相，而紅色色相角度為45度，黃色色相角度為 90度；明度：顏色的明亮度；彩度：顏色鮮艷度，距離灰度軸的距離，越外面越鮮艷，越里面越灰暗。
彩色影像構(gòu)成會因?yàn)樵O(shè)備或產(chǎn)生原理之不同而不同，例如：屏幕由RGB顏色所組成，而印刷由CMY所構(gòu)成，YCC，Y代表明暗程度-灰度訊號，C所指的是 CRCV，一為紅綠色差，另一為黃藍(lán)色差；因此在影像處理時通常所使用的是RGB或YCC。在此介紹一個現(xiàn)象：由人眼所看到的實(shí)際上的蘋果與電視復(fù)制出來的蘋果，如果使用儀器量測即會發(fā)現(xiàn)其顏色是不近相同的，也就是真實(shí)的蘋果與電視復(fù)制產(chǎn)生的蘋果其反射率不同，這與光源條件有很大的關(guān)系。最后，不管電視或者是印刷復(fù)制，往往都是會加入工作者的喜好色，將膚色美化或皮膚上的缺陷去除，因而即使復(fù)制的數(shù)值相當(dāng)精確，最后還是會因?yàn)槿说南埠蒙右孕拚?，此即稱為色彩修正。色彩修正的原理最早使用于scanner，亦即scanner的色彩系統(tǒng)即在仿真真實(shí)色彩，而分色即為將色彩分成CMYK網(wǎng)點(diǎn)；最早的 scanner失敗的原因在于色濃度網(wǎng)點(diǎn)準(zhǔn)確的問題必須將紙張等相關(guān)因素加以考量，也因此目前的scanner也在持續(xù)改良當(dāng)中。
印刷上有三種油墨，事實(shí)上有八種組成，倘若C=M=Y，即可產(chǎn)生灰色，但由于油墨成分比例的不同，造成并不是十分理想的灰色，因此在印刷上會使用CMK來取代CMY印刷，可節(jié)省成本并造成較佳的效果，但UCR的使用亦必須適當(dāng)，使用過度，雖然有很好的反差但卻失去了細(xì)部調(diào)的層次。
就顏色而言，屏幕的色域比打印機(jī)大，因此屏幕上的色彩不一定可以由打印機(jī)來忠實(shí)呈現(xiàn)，因而在做色彩復(fù)制時必須先考量哪些顏色是打印機(jī)所印不出來的，而必須先作壓縮處理，作過壓縮處理之后保證在打印機(jī)的色域表現(xiàn)之內(nèi)，因而必須在經(jīng)過色彩轉(zhuǎn)換程序，進(jìn)而由CMY表現(xiàn)，由屏幕到打印機(jī)，由加色法到減色法的完成轉(zhuǎn)換。
色彩管理的理論與實(shí)務(wù)：孫沛立教授
首先先為各位介紹色彩管理的系統(tǒng)包含封閉式系統(tǒng)及開放式系統(tǒng)。開放式色彩管理：針對不同系統(tǒng)間的色彩交換做管理，例如：印刷機(jī)、掃描機(jī)或屏幕等...，每一個設(shè)備間的色彩對應(yīng)都必須是正確的，然而對于Input數(shù)值及output數(shù)值都有很多種，因此就必須具有非常完整的色彩管理系統(tǒng)，即所謂的開放式的色彩管理，將所有顏色皆對應(yīng)到一種與設(shè)備無關(guān)色彩空間，其關(guān)系就猶如國際間各國人士之溝通，或先轉(zhuǎn)換成通用之語言-英語，再對應(yīng)到彼此熟悉之語言，即可作溝通工作。另難道封閉性系統(tǒng)不好嗎？其實(shí)必須依據(jù)設(shè)備之性質(zhì)而定，若今天為報社之印刷工作，因其設(shè)備之單純性因此使用封閉性之色彩管理即可。
其次，論到跨媒體色彩的復(fù)制，不同的色彩媒體，例如：屏幕及打印機(jī)，其差異在于媒體從屬的色彩數(shù)及人眼對色彩從屬的關(guān)系。不同媒體都有其RGB對應(yīng)到 CMYK的關(guān)系，因而不同媒體的色彩描述就必須仰賴媒體色彩特性描述作業(yè)，來描述設(shè)備從屬的Independent color與人眼的RGB或CMYK的關(guān)系。對色彩的感覺除了上述的因素之外，還須克服因周遭環(huán)境所帶來的影響；除此之外，不同媒體之間色域大小的問題，也須經(jīng)由色域?qū)?yīng)的程序加以解決；因此若要準(zhǔn)確的執(zhí)行色彩復(fù)制，就必須將色彩媒體的三種差異加以模式化表現(xiàn)出來；此三種差異包含：色彩特性描述、色外貌模式、對稱算法；運(yùn)用色彩特性描述將屏幕上RGB的色彩轉(zhuǎn)換成人眼對色彩的三刺激值：XYZ，在加入?yún)⒖忌虱h(huán)境的參考白，在進(jìn)入色外貌的模式里去計(jì)算與色彩無關(guān)的色相、明度、彩度的感覺，色相、明度、彩度的感覺我們以LCH來表示，來作為影像的修正增強(qiáng)，接著為克服原稿媒體屏幕及打印機(jī)的色域差異，利用反運(yùn)算的過程，將屏幕上的RGB值轉(zhuǎn)換成打印機(jī)的CMYK，運(yùn)用此一過程將原稿與復(fù)制品間的色彩差異降低。欲將色彩轉(zhuǎn)換成與人眼相關(guān)的轉(zhuǎn)換作業(yè)時，須先確定相關(guān)校正作業(yè)已準(zhǔn)備就緒，如此的色彩轉(zhuǎn)換才會具有意義。倘若設(shè)備的校正有所更動，則特性化之相關(guān)描述或轉(zhuǎn)換過程都必須重新計(jì)算，在描述設(shè)備特性的 catelation Model 中有分兩大類的數(shù)學(xué)模式：一為設(shè)備專屬型，亦稱為媒體專屬型，亦即此一專屬型與特定設(shè)備的演色特性相關(guān)的模式，必須對某種成像設(shè)備具有專業(yè)知識而導(dǎo)出的數(shù)學(xué)模式，運(yùn)用此一模式來轉(zhuǎn)換色彩，把RGB轉(zhuǎn)換成XYZ；此一模式之優(yōu)點(diǎn)為無須太多的數(shù)據(jù)即可作非常準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)換作業(yè)，且其內(nèi)含參數(shù)具有意義存在，在可預(yù)測的狀況下達(dá)到色彩修正而無須去重新測量。二為通用型的catelation Model ，此一模式為我們在執(zhí)行色彩轉(zhuǎn)換時無須知道媒體所運(yùn)用的是加色法還是減色法，不須具有太專業(yè)的知識，只需運(yùn)用數(shù)學(xué)模型即可把兩種色彩模式的關(guān)系描述出來，此一模式優(yōu)點(diǎn)為任何成像媒體皆可使用，但其缺點(diǎn)為所需測量之?dāng)?shù)值很多。
為適應(yīng)不同媒體間的色彩轉(zhuǎn)換需求，廠商希望提出一套標(biāo)準(zhǔn)的色彩管理架構(gòu)以滿足不同市場的需求，此需求來自于以印刷為中心的平面?zhèn)鞑ナ袌黾耙燥@示器和網(wǎng)絡(luò)為中心的家用及辦公市場；1993年ICC色彩國際聯(lián)盟提出一套跨平臺的色彩管理系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，包含ICC及sRGB架構(gòu)；ICC架構(gòu)為使用非設(shè)備從屬的XYZ 或Lab的色彩空間作為色彩復(fù)制溝通的橋梁，ICC架構(gòu)之色彩準(zhǔn)確性較高，但其運(yùn)算成本較高；而sRGB的架構(gòu)初期發(fā)展為針對不同網(wǎng)絡(luò)不同屏幕所看見的色彩相同，運(yùn)用簡單的方法將色彩對應(yīng)到一樣的空間中，其具有一定限度的準(zhǔn)確性、彈性較小，sRGB的架構(gòu)是由Microsoft及HP所發(fā)起的，其概念為利用一個RGB的色度系統(tǒng)來生產(chǎn)屏幕，其彈性小，不同媒體并無法作很正確的色彩轉(zhuǎn)換。ICC架構(gòu)中一些很重要的名詞：PCS：連接不同訊號的非設(shè)備從屬的色彩空間，ICC規(guī)定使用XYZ或Lab；Profile：描述色彩特性的描述檔案，提供色彩管理系統(tǒng)在擷取RGB或CMYK等色彩數(shù)據(jù)與非媒體從屬的 XYZ、Lab在色彩轉(zhuǎn)換時所有必要的信息，皆儲存于Profile的檔案中，此一作業(yè)須藉由DMM色彩管理模塊來進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
另一基本架構(gòu)為Profile Connection Space作Lab或XYZ之間的溝通橋梁，其中有一個Input Device及一個Output Device，例如將檔案掃描為RGB值，我們事先將此一RGB值及其對應(yīng)的XYZ值作一個Profile ，并將此一數(shù)據(jù)模式化，而此XYZ值如何在打印機(jī)上作正確的呈現(xiàn)?可先將其轉(zhuǎn)換成Lab值，再對照到所需的CMYK值并打印出來，如果兩者之色域非常接近時，這兩邊的色彩就會非常接近。設(shè)備可分為三大類：首先為Input Device的設(shè)備， 包括： 數(shù)字相機(jī)及掃描機(jī)等。Output Device設(shè)備， 包括： Printing System。Display是特別獨(dú)立出來的一類，他可以當(dāng)作Input Device和Output Device其分別在于屏幕上觀看及打印機(jī)輸出時來分別的。而至其它較特別的色彩空間也可以使用profile來轉(zhuǎn)換，此時則稱為Color space。還有一個稱為Profileline，內(nèi)容是我們已確定只使用兩個D e v i c e 時， 就可以將其連成一個Profile，這時將形成RGB in 、CMYK out，他在運(yùn)算的過程中少一個運(yùn)算，速度當(dāng)然就會較快。至于profile的傳輸可逆性，分成兩類，一種是One way，一種是Two way。Oneway是指它的傳輸只有某一個方向，沒有反向。Two way是指它可將RGB轉(zhuǎn)換到XYZ，它也提供XYZ轉(zhuǎn)換到到RGB，這是一種分類。還有另一種分類︰我們在色彩轉(zhuǎn)換過程中數(shù)據(jù)一定有一個來源，而它最后一定有一個目的。而掃描儀或數(shù)字相機(jī)都是屬于One way，是將RGB值轉(zhuǎn)換成XYZ值，它并不需要再將XYZ值再轉(zhuǎn)換成RGB值，因?yàn)槲覀冊谄聊簧喜]有辦法看出來，所以它永遠(yuǎn)是單向的。至于其它的輸出設(shè)備都是屬于Two way的，因?yàn)槲覀兛梢詫?fù)制出來的復(fù)制稿去對應(yīng)到螢?zāi)簧系纳?，進(jìn)行打樣的工作。
ICC規(guī)定色域的表現(xiàn)，使它成為我們理想中的反射印刷品的色彩空間，它不是隨便我們在屏幕上看見的XYZ、Lab，它是有一定的觀測環(huán)境。它有四種不同的色度對應(yīng)空間：包括知覺性的、相對性的、飽和度的、絕對的色度對應(yīng)。有兩種色彩儲存的方式：一為矩陣式，它只能使用在三維的空間中，所以我們不能使用在印刷上；一為對應(yīng)式，利用內(nèi)差的方式去轉(zhuǎn)換其數(shù)值。
最后我們來了解ICC的架構(gòu)，首先先把所有的顏色轉(zhuǎn)換到一個地方在全部一起轉(zhuǎn)譯出去，它每一次的轉(zhuǎn)換都會有誤差，每一家公司的轉(zhuǎn)譯方法都不一樣，因此每一次的結(jié)果，各家都不會相同，而理想的范圍并沒有規(guī)定，因此未來的色彩管理將會著重在這一方面。
