色彩管理技术原理

色彩管理技术原理1混色法2密度3CIE1931标准色度系统4CIE1976L*a*b*颜色空间5色彩管理基本原理加色法锥体细胞：视网膜上含有感红、感绿、感蓝三种锥体细胞具有各自的光谱吸收率彩色感觉：感红色素兴奋时产生红色感觉，感红感绿色素同时兴奋时，大脑产生黄色感觉，白色和灰色：三种锥体细胞受到等量刺激时产生自灰到白的感觉。波长(nm)人眼的光谱灵敏度三原色光：红光、绿光、蓝光白光=红光+绿光+蓝光加色法500600400700015006004007000150060040070001600+=+=红光绿光黄光

加色法混合：色光混合后，混合色的光谱能量分布是每个组成色的光谱能量分布的简单相加。混合光越多，光色越明亮加色法互补色：只要一种色光与另一种色光混合能产生白光，这两种色光就是互补色。白光=红光+青光白光=蓝光+黄光白光=绿光+品红光加色法彩色网点的混合：彩色电视、彩色显示器加色法减色法

色料三原色：青、品红、黄。黑色=青色+品红色+黄色互补色：两色相加后成为黑色，该两色称互补色减色法混合：色料混合后，混合色为光源的光谱成分减去被几种色料吸收的光谱成分后所剩余的光谱成分引起的颜色视觉。500600400700015006004007000150060040070001600+=+=CMYPaper彩色叠印属于减色法透射率与反射率透射率:T=T/

反射率:R=R/W

变黑面积的吸光性能标准白反射介质W=100%IRI反射率及其比较基础透明介质透射与投射光通量T黑度与透射率的光系密度反射密度与透射密度透射密度:D=lg(1/T)

反射密度:D=lg(1/R)

密度可表示视觉黑度NT1/T

D01

1

0D10.52

0.3D20.2540.6D30.1258

0.9D密度彩色密度

定义:图像上某一色相的浓淡层次的定量表示，即可表示颜色的饱和度

测量油墨的彩色密度：印刷中用互补色滤色片测量三原色油墨的密度，不使用滤色片测黑色油墨的密度

彩色密度仪的基本构成：蓝紫光滤色片光源被测品光电管放大器密度显示光孔1.851.851.85密度习惯法：是用红、大红、绿、墨绿、黄、金黄、湖蓝、浅蓝、中蓝等颜色名称来表示颜色。显色系统表示法：在大量收集各种色样的基础上；根据颜色外貌的心理感受，将颜色进行有系统、有规律的排列；并给每个颜色一个标记（即固定的空间位置）。如，孟塞尔表色系统、自然色系统，印刷用的色谱等。混色系统：它是基于三原色能混合出各种色彩，以颜色匹配实验为出发点建立的表色系统。CIE标准色度系统就属于这种表色系统，它能定量表达和测量每一个颜色。颜色的表示方法可分成三类密度CIE1931标准色度系统CIE色度系统以两组实验数据为基础：

CIE1931标准色度观察者光谱三刺激值：实用于1o-4o视场颜色测量；

CIE1964补充标准色度观察者光谱三刺激值：实用于大于4o视场颜色测量CIE色度系统两组光谱三刺激值必须在明视条件下使用。

CIE1931标准色度观察者光谱刺激值：用假想三原色X（红）Y（绿）Z（蓝）三原色匹配等能光谱的三刺激值4005004505506006507002.000.51.01.5波长（nm）三刺激值CIE1931标准色度系统波长（nm）3800.00140.00000.00653900.00420.00010.0201……5000.00490.32300.27205100.00930.50300.15825200.06330.71000.07825300.16550.86200.04225400.29040.95400.02035500.43340.99500.0087……7800.00000.00000.0000CIE1931-XYZ系统标准观察者光谱三刺激值CIE1931标准色度系统等能光谱色色品坐标的计算：CIE1931-XYZ系统的色品图色品图的中心为白点

光谱轨迹上的点代表不同波长的光谱色，是饱和度最高的颜色；越近中心，饱和度越低。

围绕白点的不同角度，表示不同色相。CIE1931标准色度系统CIE1931-XYZ系统的色品图色品图的中心为白点

光谱轨迹上的点代表不同波长的光谱色，是饱和度最高的颜色；越近中心，饱和度越低。

围绕白点的不同角度，表示不同色相。CIE1931标准色度系统三刺激值中的Y既代表亮度（常称亮度因素）又代表色品；采用Yxy表色方法完整地表示颜色的色度特征CIE1931标准色度系统

CIE1964补充标准色度系统：是CIE在1964年采用10o视场建立的色度系统，用以适应大于4o视场观察面积的颜色测量。10o视场2o视场CIE1931标准色度系统标准照明体和标准光源的区别：标准照明体：是指标准的光谱功率分布，不必由一个光源提供，不一定能真正实现。标准光源：是符合标准照明体规定的光谱功率 分布的物理发光体。CIE1931标准色度系统30050040016060080070010020406080波长（nm）相对辐射功率120140D75D50D75D50D55D65100200400500600700波长（nm）相对辐射功率ABCCIE1931标准色度系统物体色三刺激值与色品坐标的计算色度坐标的计算是标准光源相对能量分布、样品的光谱反射率和标准观察者光谱三刺激值的乘积1.20380780波长(nm)相对功率CIE标准光源XXX=13.47Y=14.39Z=47.52波长(nm)38078010反射率物体波长(nm)38078020三刺激值=标准观察者CIE1931标准色度系统物体色坐标的计算公式：X,Y,Z:三刺激值:物体色光谱反射率或透射率S:光源相对功率分布

(在560nm处，为100)k=100/[∫S()y()d]常数可使X、Y、Z值不受的影响，

Y相当于物体的反射率（称为亮度因素）。:波长间隔，取5-20nmCIE1931标准色度系统CIE1976L*a*b*颜色空间：用三维坐标系统表示，L*为明度，a*、b*为色品坐标。CIEL*a*b*由CIEXYZ转换所得：L*=100a*b*-a*-b*L*=0CIE1976L*a*b*颜色空间

CIE1976L*a*b色品图：由色品坐标a*、b*构成的平面直角坐标系。

a*轴为红-绿轴；

b*轴为黄-蓝轴。CIE1976L*a*b*颜色空间

CIE1976L*a*b色差公式：色差单位：Eab=1时称为1个NBS。一个NBS单位约相当视觉色差识别阈值的5倍。CIE1976L*a*b*颜色空间

NBS单位与色差感觉程度：在最佳光照下，人眼可分辨0.2NBS的色差NBS色差单位E人眼的色差感觉程度小于0.2不可见0.2—1.0刚可察觉1.0—3.0感觉较明显3.0—6.0感觉明显大于6.0感觉强烈CIE1976L*a*b*颜色空间色彩管理基本原理设备无关颜色空间如果一种颜色表示方法所表示的颜色真正与人眼的感觉相同，而与设备无关，这种表示方法就被称作设备无关颜色空间

CIE1931XYZ CIE1976L*a*b*设备1设备2设备nX=56.5Y=47.3Z=12.0颜色1=颜色2=…=颜色n设备相关颜色空间如果一种颜色表示方法所表示的颜色只与某一特定的设备相关，这种表示方法所表示的颜色空间就被称作设备相关颜色空间。

RGB：扫描仪、照相机、显示器、电视机

CMYK：打印机、印刷机设备1设备2设备n颜色1颜色2…颜色nC=0M=100Y=0色彩管理基本原理

CMYK的颜色空间完全与设备相关。不同的设备具有不同形状和大小的颜色空间0v’u’USSheetfedCoatedUSSheetfedUncoatedUSWebCoatedSWOPPhotoshop5DefaultCMYKNewsprint(CMYK)设备相关颜色空间色彩管理基本原理是包含某一特定设备，如某一扫描仪、某一显示器或某一印刷机的颜色特性的数据文件

ICCProfile：ICC颜色属性文件是由ICC开发和提出的标准颜色属性文件，常称为ICCProfileICC颜色属性文件色彩管理基本原理属性文件连接空间：是输入和输出属性文件之间的连接桥梁CIE1931XYZCIE1976LabICC颜色属性文件设备相关颜色转换

=表示不同设备之间的转换转换转换转换转换转换转换转换转换转换转换转换转换转换转换转换特点--设备相关颜色转换主要用于封闭式高端专用系统中--是原设备到目标设备之间的一对一的特有转换--这种转换既有原设备的信息也有目标设备的信息（色域、观察条件）--能够做到所涉及的两设备的色域最佳使用缺点--对于具有n个设备的系统，需要n2个转换。--增加一台设备，要求增加n个色彩转换。--重新校正一台设备，需要n个新的彩色转换。设备相关颜色转换

设备无关颜色的转换过程

转换PCS转换转换转换转换转换转换=表示每一设备到PCS的转换转换特点：--对每一个设备，有一个从设备到PCS的转换。--转换是从源设备到PCS或从目标设备到PCS的转换。优点：--对于具有n个设备的系统，只需要n个色彩转换。--系统中增加一个新设备，只需增加一个新的颜色转换。--重新校正一台设备，也只需一个新的颜色转换。ICC颜色属性文件分类三类常用的设备属性文件输入属性文件：用于扫描仪和数字相机显示属性文件：用于CRT和LCD输出属性文件：用于印刷机和图像记录设备四类用于特殊目的的属性文件设备连接属性文件：表示设备之间的单线连接颜色空间转换属性文件：提供非设备空间与PCS空间之间颜色空间转换的相关信息（sRGB,CIEXYZ,L*a*b*,etc.）抽象属性文件：表示从PCS到PCS的色彩转换时使用的属性文件命名颜色属性文件：它提供多个命名色的颜色属性（如：Pantone等）ICC输入属性文件大多数扫描仪ICC输入属性文件都是RGB到Lab的对照表，表中包含有白度点的XYZ坐标。RGB255255255255255223………0031000Lab1000099-311………1.0912300.9800ICC颜色属性文件分类ICC显示属性文件显示属性文件描述CRT或LCD显示器的色域或者RGB工作空间的色域（可以看成是“理想显示器）。显示属性文件转换到PCS和从PCS转换到RGB可以使用算法（矩阵属性文件，从RGB到XYZ和反过来，即连接空间必须是XYZ），矩阵显示属性文件的结构：ICC颜色属性文件分类显示属性文件也可能是查找表的形式。从RGB到XYZ或Lab和相反转换255255255RGB255255223………003100001000Lab99-311………212-30100ICC颜色属性文件分类ICC输出属性文件ICC输出属性文件描述的是印刷机和胶片记录仪的色域。ICC输出属性文件的特性：

是双向的，既可以作为源设备也可以作为目标设备的属性文件。

有三种复制意图供选择

从CMYK到Lab的转换必须是查找表式的属性文件00…100100C0Y12.5…87.310000…00K00…100100M100L99.1…1.090.980a-3…1200b11…-300ICC颜色属性文件分类ICC复制意图1、绝对色度复制（AbsoluteColorimetricRendering）：

将可复制的颜色准确地复制，超色域颜色进行裁减（clipped）。缺点是原图象中不同的颜色经转换后可能相同。应用：当已知图象的颜色都可在目标设备上显示或印刷时使用绝对色度复制。如商标和商品名（logoorbrandname）。它们的设计特别要考虑可印刷，很少像素不能被印刷。2、相对色度复制意图（RelativeColorimetricRendering）不对颜色进行准确匹配，但是将整个源色域的亮度级按某一算法分配在目标色域的亮度范围内。特点：使用相对色度意图，源白点（如，RGB=[255，255，255]）被转换为目标白点（如：CMYK=[0，0，0，0]）这种做法被称为白点补偿；所有其它色都做相应移动。效果是处理后的图像比原图像更亮或更暗，但是保持白色面积相同。L=80L=0L=100L=0L=100L=20比原图像更亮比原图像更暗ICC复制意图3、感性复制（PerceptualRendering）感性复制总是将整个源色域压缩到目标色域内，而保持颜色之间的相对关系。使用感性复制的对象：当目标色域小于源色域并且图像是照相图像时，相对或绝对色度复制都是不合适的。感性复制用于照片感性复制不可接受的情况是：某些颜色被准确复制，而另外一些颜色作近似复制。ICC复制意图4、饱和度复制定义：在从一个色域向另一色域的转换过程中，保持颜色的饱和度不变，但是会损失亮度和色相，这种意图称为饱和度复制意图。特点：使用饱和度复制意图，是要使得原图色准确地充满目标色域。是唯一的一种能够扩大色域的复制意图用途：该意图似乎将精确的颜色复制看得不十分重要，如统计图表更注重颜色的亮度和饱和度