第二节 色彩的再现规律与调节原理

一、颜色空间与印刷

　　对于印刷行业来说，颜色问题是有区域性的，数字式技术中使用的公式更复杂。人们看到的颜色并不仅仅是颜色，这是一个物理环境，并非常依赖于它当时所处的环境。显示器和印刷品上形成颜色的方法不同，因此它们的行为也不同，需要用不同的方法处理它们。

　　人们对颜色的不同感觉和所有人都不按计算机的方式观看颜色使问题更坏。同一油墨样品在不同的光照条件下看起来也会不同，甚至把它放在别的颜色旁边时更加不同。很显然，在几何学上的颜色成像问题比与半色调相关的问题更加复杂。

　　（一）理解颜色

　　首先考虑的是颜色本身。简单的讲，颜色是一种波动的光能形式。可测量波的振动，波长与波动外观相联系。人眼看不到有些波长的光，如红外光波长太长，无法看到，而X射线波长太短，也无法看见。其余光波构成了可见光谱，我们在初中物理课中都学到了。可见光谱为连续光谱。但为了方便起见，将其分成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。光谱中的主要颜色为红、绿、蓝。

　　1．颜色是物理现象

　　将不同的光波组合可产生不同颜色。一定频率的光波组合，就能产生我们视为颜色的效果，白光是所有可见光的组合。纸和油墨等不发光体实际上没有颜色，只是在日光照射时才显现出颜色。材料吸收部分波长的光，反射其余波长的光，改变了光波的成分。对于透明材料，如幻灯片，与其说吸收光，不如说过滤光。但在两种情况下，都是改变波长组合，产生颜色。因此，照射在真实物体上的光不同，将大大影响最后的颜色，进而影响我们对物体的颜色感觉。如果两个不同波长的光照射在相同的颜色样品上，特定部分的光被吸收，但由于开始的入射光不同，使最终的颜色也不相同。这就是相同图像在不同照明条件下外观不同的原因（见图4－2－1）。



图 4－2－1

　　自己试一试。在购物中心仔细观察并购买了一件服装，然后回家后再检查一遍。衣服并没有改变，但在不同环境中色彩却不同，这是因为光波发生了改变。商场里的光和家里的光是由不同光能按不同比例组合而成的。光X－Y不同于光Z－Y。

　　为消除这样的可变因素，可测量光的色温，以得到标准常数。光的色温单位为开尔文（Kelvin）。开尔文的范围比我们常用的要广。零度开尔文（－273℃）被认为是绝对零度，此温度下分子停止了运动。光的色温范围为1900KB（烛光火焰）～7500KB（明亮的日光）。观察颜色所用的标准照明为5000KB。有时会听见人们提到50KB的照明条件——这就是指光的色温。理想情况下，判断颜色的人都应在相同的照明条件下观察。这样，印前中心的颜色校正人员及和同一工作室内的设计人员在看同一张打样时的可变因素就减少了，可有利于他们之间的交流和对颜色的理解。既然光对颜色如此重要，那么为什么不在材料观察的条件下打样呢？为什么不在黄荧光下检查商场所用的材料或在日光下检查杂志封面呢？这是个标准问题，商场的照明标准将考虑不同的灯泡吗？天花板高度如何？服装带回家后色彩如何？重复所有可能观察场合的照明条件工作是繁重而降低生产的。最好依赖于适于观察图像和实地调整的工业标准。

　　我们对颜色的理解是离不开背景的，不仅与所处的照明环境有关，而且和周围的颜色有关。颜色感觉和颜色值受周围颜色的影响（见图4－2－2），这进一步使颜色校正问题复杂化，在准备活件时应仔细考虑。这是要打样整个页面而不是只打样其上的图像的原因之一。图像的外观可能受页面上其他设计元素的影响。



图4－2－2 颜色影响我们对其周围其它颜色的感觉

　　人眼的生理结构适合红、绿、蓝。人眼内的不同锥体细胞对红、绿或蓝光更易接受。光射在锥体细胞上，激发神经反映，在大脑中被解释为颜色。锥体细胞在遗传上的微观差别使两个人观察同一颜色时可能感受不同。

　　2．颜色是一种经验

　　由于许多心理原因，人们对颜色的理解也不同。颜色信息是我们感情世界中的一个重要部分。我们都把意识和潜意识的感情和共鸣紧密的联系起来，研究表明人们的总体心情对事件的感觉可能受周围颜色的影响。

　　人们因某些颜色而感到心情舒畅，因某些颜色而感到心中郁闷。如果问大多数人最喜欢的颜色时，他们会告诉你一系列蓝色。蓝色代表和平、明智和深刻。但我们使用它的意境影响对它的感觉。蓝色可代表幸福，但也可代表沮丧。

　　因为记忆对颜色有着如此重要的作用，所以颜色记忆本身也是重要的。当观察以前见过的颜色时，人们容易接受它，并在精神上将其填入空白空间，人们记住不同的颜色而“看见”该颜色。如果颜色和所期望的相差太远，则可能会对照片产生完全的错觉。如果天空不像天空，则图像都错了，活件肯定会遭拒绝。这些颜色称为记忆色，在开始颜色校正时，多注意记忆色是重要的。

　　人眼可检测大量的光能。但这是一个生理与心理问题，而未必是颜色科学问题。社会压力也影响对颜色的理解。不同的国家有不同的文化背景，对颜色的期望不同。不同地区所用的油墨组合也不同，这影响所产生的颜色范围。有些国家甚至使用不同光作为观察打样和照明的标准。颜色是极其个人化的经验，使颜色评价和校正工作复杂化。

　　3．数字式工作流程中的颜色

　　数字颜色工艺中还有一个不可避免的可变因素——显示器。对于大多数显示器，使用阴极射线管产生光束。显示器玻璃屏上涂有荧光粉，CRT射出的电子以不同速度打在荧光粉上，就产生了不同的颜色，电子与荧光粉的碰撞激发了荧光粉，使荧光粉振动并发光，振动速度决定了发光颜色。这听起来很简单，但也有内在缺陷，其缺陷在于：

　　①荧光粉的组成产生内在的颜色缺陷；

　　②显示器色温高，接近色谱的蓝端，并易于使显示结果偏蓝；

　　③显示器玻璃的外形易使观察和颜色异常；

　　④电子所带电荷不同，会使显示器套准差，缺乏整体清晰性；

　　⑤系统不稳定性会使在工作期间及显示器寿命期内产生意外的颜色偏移。

　　应注意，这些说明适用于CRT显示器，CRT显示在生产环境中专门使用。使用平台LED技术的其他显示器正在开展中，这可能改变行业状况。

　　（二）两个重要的颜色模型

　　前面我们已讨论了颜色光及光能射在油墨上时产生的效果。下面我们研究两种颜色的基本差别。透过颜色，如显示器发出的光和反射颜色，如从纸上返回的光。两种类型的颜色不同，但同时又相关。要想正确完成扫描工作，需理解这两种颜色（扫描时为透射光）。对于生成上机印刷的图像（反射光）也应理解它们。

　　1.颜色层次

　　前面我们已经讨论到用层次描述图像的亮与暗。对黑白图像其只由一种颜色组成，其面积上相互之间呈现明暗差别。从本质上讲，灰度图像只有层次。

　　颜色也有层次。无论实际颜色看上去如何都有其相对亮度或暗度。外观差别很大的颜色的层次值可能相同。层次给颜色提供了形状和定义。差别很大的颜色也可能具有相同的层次。

　　2．明度

　　图像的最亮和最暗区域的差别在于其层次范围不同。Post ScriPt语言的这些描述都是针对输出设备的，而且对于给定颜色，只限于256个层次，这256个层次对应于8位颜色，每一层次都具有度量像素明度的数字值。0或无明度，为黑色；255为极亮或白色（见图4－2－3）。数值越小，像素的层次越暗。增加光量，像素变得亮一些。



图4－2－3 用256级梯度度量明度

　　增加油墨时，止好相反。谈到印刷像素时，我们常根据油墨百分比考虑。一般来讲，油墨的度量为0％～100％（无墨到完全覆盖）。增加油墨时，图像变暗。

　　3．色域

　　一种颜色体系的色域是指其可以显示或可以打印的颜色范围。可见光谱范围内的颜色是种类最多的颜色系统，它包含了人眼能看到的所有颜色，其范围比任何一种颜色复制方法可复制的颜色要宽得多。在所有颜色模型中，Lab的色域最大，包含了RGB颜色模型和CMYK颜色模型的所有颜色，RGB色域包含了能在计算机屏幕上显示，在电视机上看到的颜色的子集，色域最小的颜色系统是CMYK，它仅包含能够用四色套印工艺印刷出来的颜色。

　　图4－2－4给出了Lab色域、RGB色域和CMYK色域的关系。可以看到，Lab颜色包含了全部的RGB颜色和CMYK颜色。每种颜色模型都有不同的色域。



图 4－2－4 色域图

A－Lab色域 B－RGB色域 C－CMYK色域

　　4.RGB颜色模型

　　在我们考虑透射光时，会想到红、绿、蓝。由于这和人眼的颜色组合相同，因此红、绿、蓝几乎可产生所有的可见颜色。也有可能在RGB系统中引进别的基础色，以产生更多的颜色组合，但和所花费的成本相比，收益是不明显的。

　　RGB光用256个层次值度量。给3个通道都指定一个值描述其层次。0仍对应于无光，而255对各通道来说，分别为纯红、纯绿、纯蓝。3个通道均为255时将产生白光。红为255，绿和蓝为0时将模拟出纯红光的效果。

　　因为在RGB空间中是对色光相加，因此被称为加色模型。由黑到某一颜色，用产生该颜色的光量度量。扫描仪以 RGB度量图像，显示器以 RGB显示图像。

　　在RGB颜色模型中，红、绿、蓝光的不同亮度值混合起来形成屏幕上显示的不同颜色，可以通过改变R、G和B成分的强度来控制和改变颜色。可见光谱范围内的颜色在该颜色模型下通过控制R、G、B三个颜色的强度（亮度）在屏幕上得到重现。RGB颜色的重要性还在于图像被转换为CMYK模式后，为了即时看到处理的效果，必须临时把CMYK数据转换为RGB数据显示在屏幕上。

　　（1）RGB彩色立方体

　　RGB颜色模型中的所有颜色可以用彩色立方体表示。图4－2－5说明，由R、G、B三种颜色构成了一个彩色立方体，RGB彩色图像中的每一个像素值被归一化（像素值被255除）后即成为该立方体中的一个点。该彩色立方体从点（0，0，0）到点（1，1，1）的这根对角线是相等的红、绿、篮分别叠加后产生的不同程度的灰色，一幅灰度图像中所有的像素值均将落在这根对角线上，这说明灰色颜色空间是RGB颜色空间的一个子集，该对角线被称为灰色线。



图4－2－5 RGB彩色立方体

　　当RGB彩色图像的每一主色通道被二值化后，每一颜色分量仅取0和1两个数值，则图像中的颜色只出现在彩色立方体的八个顶点上。

　　在彩色立方体的原点（0，0，0），任一加色原色均没有亮度；而在点（1，1，1），三原色的亮度均取最大值。

　　RGB图像各颜色分量的表示：当像素的位分辨率被取为24时（每一主色的位分辨率为8位），则一幅RGB图像中各主色分量在数字化后均被赋予一个从0到255的值。例如，某种明亮的红色可能是由R＝240、G＝24和B＝32这三个值组成，该颜色在颜色立方体中的位置为（240／255＝0．941，24／255＝0．094，32／255＝0．125）。这样每一主色分量的浓淡程度从0逐步变化到255，它们分别对应彩色立方体中的三条棱边（0，0，0）－（1，0，0）、（0，0，0）－（0，1，0）和（0，0，0）－（0，0，1）。

　　（2）RGB与CMY的关系

　　对于印刷，从白色开始，减掉被染料吸收的那部分波长的光。油墨越多，被吸收的光就越多，最终的颜色就越暗，这就是所谓的减色模型。由白光开始，增加油墨则减去部分光。两种颜色模型看上去相差甚远，实际上它们互补。照射在颜色样品上的光可描述为红、绿和蓝的组合，而颜色样品可描述为印刷所用的油墨的组合。部分光波被吸收，只能看到反射的光，见图4－2－6（a）。



图4－2－6 RGB与CMY间关系

　　因为两种颜色模型彼此相反，所以它们是有关系的。这种关系又不是完全相反的关系，但关系足够密切。将任何两种RGB颜色组合起来，可得到CMY颜色。将任何两种CMY颜色组起来，可得到RGB颜色。这种关系用颜色轮描述，见图4－2－6（b），在色轮上，颜色按RGB颜色和CMY颜色交替排列。轮上的所有颜色都可用其相邻的相反模型中的颜色组合而成，例如，红色可用CMY模型中黄和品红的组合描述；品红可用RGB模型中的红和蓝组合而成，它们位于品红的两侧。

　　加色三原色中的任意两种色光相加，可以分别得到减色三原色青、品红和黄：

　　C＝G＋B＝W－R

　　M＝R＋B＝W－G

　　Y＝R＋G＝W－B

　　上式表明，青色是红色的补色，品红色是绿色的补色，黄色是蓝色的补色，青－红、品红－绿和黄－蓝各自组成RGB彩色立方体的一根对角线。

　　（3）从RGB到Gray的转换

　　Postscript语言定义了三种设备颜色空间：Device RGB、Device CMYK和Device Gray。从Device RGB到Device Gray的转换很简单，可以利用NTSC彩色电视系统播放时黑白电视机把接收到的彩色电视信号转换为黑白电视信号的公式进行计算：

　　G_ray＝0．30R＋0．59G＋0．11B

　　（4）颜色定义方法

　　用RGB颜色模型定义颜色时，需指定以灰度值表示的三原色分量，当RGB彩色图像每一像素的位深度为24时，R、G、B值均为0～255间的一个整数。例如，红色的定义方法为R＝255、G＝B＝0；青色是红色的补色，它应该被定义为R＝0、G＝B＝255。

　　用R、G、B模型定义颜色不是一种很方便的方法，普通人很难知道R＝135、G＝200和B＝75这样三个分量将组成何种颜色，只能直觉地认为，这种颜色是偏绿的，因为它的绿色成分最多。但是，如果要定义像纯红、纯黄这样的颜色，这是可以用它来定义。

　　此外，如果要定义不同程度的灰色，则用RGB模型定义比较方便，只要把三个分量指定为相等的数值就可。

　　5．CMYK颜色模型

　　在讨论印刷颜色时，我们则集中在印刷机产生颜色所用的油墨组合上。在透射光领域内红、绿、蓝用最少的基本色产生了最多的颜色组合。对于照片，则使用另一个三色系统，胶片上使用青、品、黄染料，控制各染料强度可产生新颜色。而上机印刷时，则需第四色，使用青、品、黄、黑的组合。不加黑版，则颜色看上去不干净且发虚。黑版提高了印刷密度、反差和图像的阶调范围，在印刷机上提高了印刷效果。

　　注意：在谈论印刷颜色时，各种现实因素都起作用。即使增加了黑印版，有助于提高印刷密度，但这一模型仍不大可能复制所有颜色。用四色印剧不可能印出可见光谱区的所有颜色。典型地讲，所用的油墨为青、品红、黄和黑或CMYK，K代表首字母组合中的黑。像素值用四种油墨各自的百分比表示。CMYK标度为0％～100％，不是255～0。

　　以色料减色法为基础的基本颜色模型是CMY，但它的实用模型却是CMYK，这是因为目前还没有生产出有足够纯度的油墨，这三种彩色油墨不能混合出所有颜色来，其中尤以产生纯灰色最为困难。

　　（1）CMY颜色与RGB颜色之关系按色料减色法混合原理，青色、品红色和黄色（CMY）这三种减色主色混合应该产生与RGB颜色模型相同数量的颜色。CMY颜色空间以吸收光线量的多少为基础来形成不同的颜色。理想减色三原色叠加后的颜色亦将出现在图4－2－5所示的立方体中，它的三个主色可以从下式算得：

　　[CMY]＝[111]－[RGB]

　　（2）需要CMYK颜色模型的理由理论上，纯青、纯品红和纯黄色的组合应该吸收所有颜色，产生黑色。等量的青、品红和黄色混合后得到不同程度的灰色。但是，由于油墨不纯，CMY三种油墨混合只能产生一种深棕色，印刷时需加上黑墨才能产生纯黑色。由于这一原因，通常需要在CMY模型的基础上增加一种颜色，最理想的自然是黑色，这就是四色套印工艺采用CMYK模型的理由。基于上述原因，可以认为CMY颜色模型就是CMYK颜色模型。

　　（3）从RGB到CMYK的转换 在将RGB图像转换为CMYK图像时将发生从RGB颜色空间到CMYK颜色空间的变换，虽然这纯粹是一种颜色空间的变换，但习惯上还是把它称作分色。

　　由 Device RGB转换到 Device CMYK时，首先需要计算黑色值，然后才能算得其他三个颜色分量的值。有许多方法生成黑色（黑版），Photoshop采用的黑版生成方法有UCR（底色去除）和GCR（灰成分替代）两种。以底色去除为例，理论上的认RGB到CMYK的颜色空间的变换需先读入R、G、B值，生成中间量c、m、y、k，再利用黑色生成函数按照UCR原则生成黑版时，黑色生成函数和底色去除函数与当前选择的纸张和油墨组合、各色版的中间调网点扩大函数、黑色墨量限制以及油墨总量限制有关。Photoshop在执行分色运算时使用的默认设置是采用 SWOP（Specifications for Web Offset Publication，轮转胶印出版规格）油墨纸张组合来产生高品质的分色结果。

　　给定一组R、G、B值，可由下式算得中间值C、m和y：

　　c＝1－R，m＝1－G，y＝1－B

　　由底色去除决定的黑色值为：

　　k＝min[c，m，y]

　　式中黑色采用小写的理由在于目前它还是一个中间值。

　　得到c、m、y和k四个中间值后，计入黑色生成函数和底色去除函数的影响后用下述公式调整，算得最终的C、M、Y和K值：

　　C＝min｛0．0，c－UCR（k）

　　M＝min｛1．0，max（0．0，m－UCR（k））

　　Y＝min｛1．0，max（0．0，y－UCR（k））

　　K＝min｛1．0，max（0．0，BG（k））

　　实际转换时，发生的情况要比上述关系复杂得多。

　　通常，在RGB模式下完成图像的处理和编辑后，如果要输出分色结果，则需要把图像转变为CMYK模式。大多数图像需要在RGB模式下处理的主要理由是：首先，RGB图像文件要小于CMYK图像文件，在这一模式下的处理效率较高；其次，某些过滤器（滤色镜）只能加干RGB图像；策三，随着因特网的流行，图像处理的最终结果未必一定要输出为分色结果，有不少图像将用于在计算机屏幕上观看。

　　6.Lab颜色模型

　　Lab颜色模型的基础是国际机构（CIE，Centre Intertnaionale d′Eclairage，国际照明委）在1931年提出的颜色模型，并作为国际颜色测量标准。1976年此模型被重新修正并命名为CIELab。同其它CIE颜色模型一样，Lab模型用数字方法来定义颜色，从而使颜色与设备无关。这意味着，Lab颜色并不随着校准显示器或打印机的不同而变化。

　　用Lab颜色模型可解决在颜色复制过程中因使用不同的显示器或不同的印刷设备（打印机）而引起的颜色可变性问题，易于产生一致的颜色，而不管用户使用的是何种设备（例如显示器、扫描仪或计算机）。

　　Lab色域包含了RGB和CMYK的全部颜色，它是一种包含所有颜色的标准化颜色模型。使用Lab颜色，可以保证在创建统一的颜色文件时，与创建或打印该文件的设备无关。

　　Lab颜色空间的定义包括一个光度或亮度组分（L）和两种色彩组分A和B，其中A组分的分布范围由绿色到红色；B组分的分布范围由蓝色到黄色。图4－2－7给出了这一颜色模型，其中，位置／表示亮度为100（白），D表示亮度为0（黑），B表示级到红分量，C表示蓝到黄分量。



图4－2－7 Lab颜色模型

　　7.HSB颜色模型

　　HSB模式是建立在人类接受颜色的基础上，它由A．R．Smith根据艺术家对于色泽、明暗和色调的直观感觉建立颜色。在HSB模式中，所有颜色用色相、饱和度和明度这三个基本参数描述，这使得没有混色知识的使用者也能指定颜色。

　　（1）颜色的三大属性

　　HSB颜色模型不同于CIE－RGB或CIE－XYZ颜色系统之处在于，后者是一种心理物理色的颜色系统，而前者则是一种基于知觉色的颜色系统。HSB颜色模型认为，任何颜色可以由色相、饱和度和明度这三个变量唯一地定义出来。

　　①色相（Hue）

　　色相一词本质上反映了从物体表面反射或透过物体的光的波长，又被称为色调。说得通俗一点，色相用颜色的名字来区分，例如红色、橙色、绿色等。色相以颜色在标准色轮上的位置来度量，每一颜色有特定的角度（在0°和360°之间）。

　　②饱和度（Saturation）

　　代表了颜色的强度或纯度，也称为色质（Chrome）。饱和度表示与色相成正比的灰色成分的数量，以0％（灰色）～100％（全部炮和）的百分比度量。在标准色轮上，越接近色轮边缘，颜色的饱和度增加，接近色轮中心时他和度降低。

　　③明度（Brightnes）

　　指颜色的相对亮度或暗度，通常以百分比度量，其中0％为黑，100％为白。

　　（2）HSB颜色模型的几何表示

　　HSB颜色模型可以用图4－2－8所承的圆柱形表示。

　　HSB颜色模型中饱和度最大的圆在圆柱的顶部，它与B＝1（100％）对应，在这个国上包含了具有最大亮度值的各种颜色。H（色相）角是绕垂直轴（明度轴）旋转的角度，红色在0°位置上。饱和度S是一个比值，它的取值范围是从圆柱中心线（B轴）的0到圆柱周边的1。



图4－2－8 HSB颜色模型

　　圆柱形的底部称为黑平面，在这个圆上，明度B的值为0，B＝1的圆称为白平面，该圆之圆心（S＝0，B＝1）所在位置的颜色为白色，白平面圆周构成了最大颜色圆，在这个圆周上的颜色均是纯度最高、色彩最鲜艳的颜色：S＝0、B值为中间值的点（圆柱体的中心轴）代表不同程度的灰色，它们与色相H的位置无关；但是，当S不为0时，圆柱体内各点的颜色是与H有关的，比如，纯红色在H＝0、S＝1、B＝1这一点上，纯绿色在H＝1／3（120°）、S＝1、B＝1位置上。

　　显然，具有坐标值B＝1，S＝1的任何一种颜色（白平面的圆周）都是艺术家在混合颜色时作为出发点的纯颜料颜色。如果在混色时加上白色颜料便相应于降低颜色的饱和度（明度不变）。如果混色时加上只颜料则相应于降低明度值B（饱和度不变），同时降低饱和度S和明度B便可产生出各种颜色。在混色时如果选择不同的颜料则相当于改变H。

　　8.灰度图像

　　灰度图像由一系列不同亮度（即灰度）等级的像素所组成。对每一像素用8位表示的图像来说，则灰度等级有256个，从全黑（0）到全白（255）。这种图像与黑白照片类似，由于使用了多个灰度等级，故此类图像有丰富的层次变化，过渡平滑。对灰度图像而言，像素所代表的原稿的小方块的大小取决于图像的分辨率，分辨率越高，就越能逼真地反映原稿。

　　灰度图像的像素位通常用黑色程度表示，这实际上就是网点面积率。由网点面积率转换到灰度值很简单。例如，网点面积率为25％时，灰度值为256×（1－25％）－1＝191。

　　9．索引彩色图像

　　素引彩色图像是彩色图像的一种，最多可以包括256种颜色。虽然它是一种颜色图像，但不像真彩色图像（例如RGB图像）那样由几个主色通道组成，而是单通过图像。在把其他彩色图像转换为索引彩色图像时，软件为这种图像建立一个颜色查找表（CLUT，Color Lockup Table），其中存储的是图像中颜色的索引。因此，索引彩色图像的每一个像素有一个编号，这个编号对应颜色查找表上的一种颜色。如果原图像中的某种颜色在查找表上不存在，则软件从颜色查找表中选择与它最接近的颜色或者用当前可用的颜色来模拟核颜色。

　　通过限制颜色的数量，可以缩小索引彩色图像的文件体积，但仍保持图像的视觉质量。某些应用领域（例如多媒体动画软件和Web页面）只能对颜色进行有限程度的编辑，比较适合使用索引彩色模式。如果要进行综合颜色编辑，应该将它转换为RGB模式。

　　只有灰度图像、多色调图像和RGB图像才可以转换为索引彩色图像。由于灰度图像的颜色数不会超过256种，因此转换成的结果总是准确的。多色调图像是单通道图像，它同样用8位灰度方式记录，故与灰鹰图像转索引彩色图像没有什么区别。比较有意义的是RGB图像转索引彩色图像。

　　从RGB图像转换到索引图像时，如果该RGB图像中的颜色数大于256种，则多余的颜色被删除，如果该RGB图像中的颜色数小于256种，则转换的结果是精确的。

　　（三）再论RGB与CMYK间的关系

　　1.互补色

　　对一种颜色的产生没有贡献的颜色为该颜色的相反色。对于红色，黄和品红都对红的产生有贡献，在CMY中剩下的青为红的相反色。在颜色轮上，相反色的位置相对，并称为补色（见图4－2－9）。



图4－2－9 补色

　　我们知道颜色的补色在扫描对象时是有用的。比如说，扫描元素偏黄，则想用扫描软件去掉一些黄，但在RGB扫描仪上没有黄色控制，只有红、绿、蓝，该怎么办？有两种选择，黄是红和绿的组合，减少红和绿就相当于减少了黄。另一方面，黄的相反色，即补色为蓝。

　　如果在图中增加蓝色，也可减少黄。在这两种选择中，去除颜色比加入颜色是更明智的做法。补色对于图像的阶调和清晰度是重要的。

　　2．颜色、构成及补色

颜色	构成	补色	颜色	构成	补色
红	黄＋品红	青	品红	青＋蓝	绿
蓝	品红＋青	黄	青	蓝＋绿	红
绿	青＋黄	品红	黄	绿＋红	蓝

　　注意：这一模型并没有提到CMYK模型的黑色印版，但也视为四色印刷模型。多于四色的印刷越来越常见，可加入青色、附加色，以产生特殊的更丰富的视觉效果。可采取印刷两次黑色的方式来增加深度，或用青色和原色的组合印刷。将文件由RGB转换成六种颜色，而不是传统的四色。这种技术尽管不用多，但也存在。理解RGB和CMYK模型和这些过程一样令人兴奋，且对专业处理颜色是至关重要的。

　　3．颜色空间转换

　　由 RGB转换成CMYK时，会产生很多问题（见图 4－2－10）。如果不加以控制，将无法按用户的意志进行，这会在上机印刷时产生令人失望的结果。



图4－2－10 颜色溢出

　　（1）色域差别 RGB的色域范围比CMYK的范围广，RGB空间中的某些颜色无法用CMYK油墨印刷出来。

　　当那些不能印刷出的颜色出现在屏幕上时，在Photoshop的Color调色板上显示一个带感叹号的警告三角，在Color Picker和Info板上也将显示这一警告信号，这一信息表示这些颜色超出了CMYK色域。如果要选择等价的CMYK颜色，可点击Color调色板或Color Picker对话框中显示的三角形标志（该三角形标志显示的是可替换当前选中颜色的颜色）。在将图像由其他模式转换为CMYK模式时，Photoshop会自动选择与不可印刷颜色最接近的颜色作为印刷颜色。

　　RGB范围大于CMYK范围的事实意味着只有一次转换颜色空间的机会。在由RGB转换为CMYK时，要求Photoshop基于用户给定的处理信息，使用CMYK组合描述以前的RGB像素，这样做丢失一些信息，再转换回去不会恢复像素原有的RGB值。只会要求Photoshop用RGB信息描述新的CMYK像素。一旦改变就不可恢复（见图4－2－11）。



图4－2－11 CMYK的转换使信息无法恢复

　　（2）丢失颜色 如何处理CMYK无法描述的颜色呢？答案是令人灰心的，这些颜色将被剪掉。也就是说，Photoshop尽可能将RGB颜色转换成最接近的CMYK颜色。它只是将落在CMYK范围之外的所有颜色合并到边界线上。这意味着两种不同的RGB颜色可能转换成相同的CMYK颜色。所有区别都不存在了。

　　（3）重要的分色参数 将颜色实际转换成CMYK，只是简单的在Mode菜单中选择一下即可。但是，在转换之前需采取一系列步骤，否则可能导致想象不到的印刷给果。用户在向CMYK正确转换时需色注意3个方面：①在指RGB时，Photoshop参照的是哪种颜色；②在指CMYK时，Photoshop描述的是哪种油墨；③CMYK是如何印刷的。所有这些概念都由File菜单下Preter ences控制，需在由RGB向CMYK转换前设定。这3个参数对正确产生颜色都是重要的，应认真注意。

　　（4）转换问题 在按下这些键之前，应稍加注意何时向CMYK转换的问题。我们说过RGB范围比CMYK大。从这一点上，可以推测在RGB中进行校正更灵活一些，并且在CMYK中的处理速度比在RGB中要慢一些。每次Photoshop显示CMYK颜色时，都必须先转换成RGB，因为这样显示器才能显示，这个转换过程就减慢了处理速度。这两个原因都支持在RGB中进行处理。

　　而实际中，人们偏爱在CMYK中进行校正。如果完全校正好文件后，再转换为CMYK，则所有颜色都发生了偏移。同时，按RGB思考也比较费力，如果我们要求颜色为45％的青和10％黑，大多数人都会明白这是什么意思，另一方面，对于一般人来讲124红，193绿和220蓝却显得很难做出正确的判断。在工作中，则区别对待：在RGB中作大量的校正和调整；在CMYK中作细化调正并为印刷作准备。这样，既实现了速度，又达到了RGB的颜色深度，同时又不会为CMYK中所见到的而惊讶。

二、彩色校正的必要性

　　彩色原稿的印刷过程通常可表述为图像信息的色分解和色还原两个过程的组合。所谓图像信息的色分解是指通过图像变换处理从原稿分解出Y、M、C等减色法三原色构成的色版，而图像信息的还原则是指通过图像变换处理使由Y、M、C等减色法三原色所构成的分色图像在同一承印物上叠合，再现原稿图像的色彩和阶调。在实际复制过程中，由于各种条件的不理想色差的存在是必然的，色差主要来源于三个方面：其一是原稿自身由于摄影过程及材料而造成的色偏和呈色介质变色（色衰减）造成的色偏；其二是色分解过程中的色差，主要是光源、镜头、滤色片和光电倍增管等的误差，如图4－2－12，图4－2－13所示；其三是色还原过程中的色差，主要是纸张和油墨的误差。如图4－2－14所示。



图4－2－12 滤色片产生色差

（a）理想滤色片光谱特性 （b）实际滤色片的光谱特性

　　印前系统作为彩色复制的重要组成部分，其自身的采样即是一个色分解过程。同时还要弥补后工序中诸如油墨还原中的色误差。因而输入给图像信息处理系统的分色信号的色差存在是必然的，如图4－2－15所示，因此采用必要的校正手段也是必不可少的。

　　（一）分色过程的色误差

　　1．光源光谱的色误差

　　由印刷色彩学的学习我们知道物体的颜色是由物体本身吸收和反射特性以及照射光谱特性决定的。对某种颜色的透明体，当入射光照到它的表面上时，由于物体具有选择性吸收特性，它只能透过入射光谱中与透明体同一颜色的光，而其它波长的光几乎被吸收。若入射光谱成分中不含有与透明体颜色一致的色光，则透明体就把入射光全部吸收而使透明体变成不透明的黑色。不透明物体，它的颜色是由它所反射的光谱成分决定的。当白光照射到蓝色不透明物体时，反射主要是蓝色光，红光和绿光均被吸收。如果入射光不含有蓝色光，只含有绿光和红光，那么入射光将全部被吸收，物体呈黑色。照明光源不同，其光源组成成分不同，因此物体所呈现的颜色也就不同。只有用含有各种可见光谱成分的白光照射物体，才能呈现出物体的真正固有的颜色。因此，在分色时，理想的光源是有全部可见光谱的太阳光。这种光能使原稿上的色彩正确地得到反射或透射，真实地反映客观色彩。

　　实际生产中，分色设备一般都采用人造光源。如果分色时所用的光源色温偏低，光谱分布不理想，偏色等都会改变原稿的色彩，造成分色片产生误差。例如用偏黄色的光源照明原稿进行分色时，就会造成黄版中的品红和青色部分的黄色过量。同样，用偏蓝紫色的光源进行分色时，会造成红版基本色不足，青版黄色过量。因此，分色制版时，光源的选择是很重要的。目前，常用的光源有氖灯、碳弧灯、高压汞灯等、其中氖灯比较理想，但是，它需要一套高额高压脉冲触发电路来点燃，设备相当复杂。

　　2．滤色片包误差

　　扫描仪和电子分色中用蓝紫、绿、红三种滤色片形成蓝光、绿光、红光。运用这三种原色光对颜色的选择性吸收实现分色。理想的滤色片必须是能完整地吸收可见光谱二个色光区域中的色光，完整地透过另一个色光区域内的色光。在分色时，若使用理想的光源，那么理想的紫蓝滤色片将吸收绿光（G）、红光（R）和黄光（Y），而透过紫蓝光（B）、青光（C）和品红光（M）。黄光和含有黄色的绿光、红光被吸收，因此在感光软片上不感光，不含黄色的紫蓝光、青光和品红光被射在感光软片上，使之感光，因而获得了黄分色阴片。同样，理想的绿滤色片将吸收紫蓝光（B）、红光（R）和品红光（M＝B＋R），而透过绿光（G）、黄光（Y）和青光（C）。品红光和含有品红色的紫蓝色、红光被吸收，因此，在感光软片上不感光，不含品红色的绿光、黄光和青光被透射在感光软片上，使之感光，从而获得了品红分色阴片。理想的红滤色片将吸收紫蓝光（B）、绿光（G）和青光（M＝B＋C），而透过红光（R）、黄光（Y）和品红光（M）。青光和含有青色的紫蓝光、绿光被吸收，因此，在感光软片上不感光，不含有青色的红光、黄光和品红光透射到感光软片上，使之感光，从而获得了青分色阴片。

　　实际上，理想的滤色片是很难制作的，滤色片的本色光的透光率不同，其中紫蓝滤色片的透过率只有50％～55％，绿滤色片的透过率仅有60％～65％，红光滤色片的透过率最高，约为70％～80％。两种色光的曲线也有重叠之处，这将使分色片上不应产生密度的地方也有一定的密度，引起基本色不足。

　　在扫描仪和电子分色机的分色光路中，往往同时采用胶质滤色片和干涉滤色片，以改进滤色特性，但是这仍然难于达到理想的滤色特性。

　　3．感光软片的色误差

　　通过滤色片分解后的色光，要记录在感光软片上，因此，感光软片的光谱响应特性对分色效果有直接影响。理想的分色软片，应该在全部可见光谱范围内有相同的响应特性其感光曲线如图4－2－13（a）所示。在分色时，通常采用全色片，其光谱响应特性如图4－2－11（b）所示，它的感光范围为330～700um，基本上包括了全部可见光的波长范围。但是对绿光响应稍差，而对红光的响应比较灵敏，因此分色时会造成颜色误差。



图4－2－13 理想感光片与实际软片的感光曲线（单位：mm）

　　扫描仪和电子分色机在分色时，分色结果并不直接反应在感光软片上，而是先借助于光电转换元件CCD或光电倍增管，把光信号转换为模拟分色密度的电压值。因此，CCD或光电倍增管的光谱响应特性，就成为扫描分色过程中产生颜色误差的因素之一。理想的CCD或光电信增管的光谱响应最好是能包括全部可见光谱，并且在此范围内应是平直的。实际上，CCD或光电倍增管电流光谱响应，比全部可见光谱范围要窄。而且各种不同类型的CCD或光电倍增管的光谱响应范围也不完全相同，对光电信增管而言，红灵敏度要低些。为了弥补光电倍增管光谱响应上的缺陷，对不同的分色版要选用不同光谱响应的光电倍增管。如青通道，尽可能选择红光灵敏度高些的光电倍增管，而对紫蓝、绿光灵敏度，只要能适当兼顾即可。这样就可以弥补由于光电倍增管光谱响应的缺陷所造成的分色误差。

　　（二）印刷过程中的色误差

　　1．彩色油墨产生的色误差

　　纸质品印刷时通过彩色油墨把原稿图像再现于纸张上。因此，纸张和油墨的特性是影响色彩再现效果的主要因素。

　　根据光与色的分解和合成的理论，油墨的颜色应该是滤色片的补色。即三原色油墨应为黄色、品红色和青色。它们必须只吸收可见光谱中的三分之一，而反射其余的三分之二。如果印刷时实际使用的油墨的颜色偏离了滤色片的补色，则产生印刷品出现偏色。见图4－2－12所示。实际上的三原色油墨的光谱反射率曲线（图中虚线所示），与理想油墨的光谱反射曲线（图中实线部分）差别很大。实际油墨仅能反射应该反射的色光中的一部分和吸收应该吸收的色光中的一部分，其反射率和吸收率均达不到理想值。

　　从图4－2－14中可以看到：黄油墨最好，它吸收了少量的红光和绿光，其呈色率较高；品红油墨次之，它吸收较多的红色光和紫蓝色光，其呈色率较低；青油墨最差，它吸收了过多的绿色光和蓝紫色光，尤其是绿色光，因此青油墨的呈色率最差。这样的三原色油墨，必定会使由其中两种油墨等量套印的二次色（红、绿、紫蓝）也产生色误差。因此，三种原色油墨的等量套印也达不到中性灰平衡。



图4－2－14 三原色油墨的光谱反射率曲线

　　2．纸张产生色误差

　　理想的印刷纸张，应该能完全反射可见光谱的各个波段范围。完全洁白纸张，反射接近于全部的白光。反之，灰的纸张就吸收部分色光，使彩色印刷品色调、明度和清晰度都受到损失。首先从色彩的饱和度来分析，已印刷图像的纸张，除了各色网点通过加色法的空间混合形成人们视觉上的色彩外，没有印上网点（或图像）的纸张表面的色泽，实际上也参与空间混合，灰色的纸张就好像在各色油墨中加了少量的黑墨，因此，从视觉上看不到纯度很高的色墨，颜色暗浊。在其它条件完全、样时，不同白度的纸张，印出的质量和颜色的鲜艳程度，也是完全不同的。



图4－2－15 色彩的印刷再现规律

　　从色彩的亮度来分析，如在洁白的纸张上印黑色文字，形成强烈对比。这说明各种原色油墨层与印制的纸张对色泽纯度有直接关系。

　　同理，色泽偏红的纸张，使印迹略倾向于青。吸收性大的纸张，印迹不能在纸面形成厚实的墨层，连接料过量地渗入纸内，使印迹干瘪，毛细孔大的纸张会使有的颜色连接料一起渗入纸内，会使色彩的饱和度受到损失。

　　彩色校正除了要消除在彩色复制过程中客观存在的一系列颜色误差以外，当原稿有偏色或对原稿的彩色复制有特殊的要求时，也需要进行必要的彩色校正。

　　许多工程技术人员通过实验研究发现彩色图像复制中色差不仅存在，而且十分显著，并具有一定规律性。当以黑色标为100％，白色标为0％为标准进行比较，则可得图4－2－15所示规律。

[时间：2001-08-31  作者：张逸新  来源：《分色制版新技术》第四章　分色设定基础]