颜色RGBCMYK

　　在印前和印刷过程中，信息相同的同一幅图像在不同的显示器上显示时，可能会呈现出不同的颜色效果，用不同的彩色打印机输出时颜色也可能不尽相同，若印刷出来可能又和打印的效果大相径庭。相同的颜色数据在不同的设备上得不到同样的颜色，相同的颜色数据在设计和印前生产作业的不同阶段所看到的颜色也很难一致，原因是什么呢？

　　原因在于这些图像的数据表示使用的是RGB颜色空间或CMYK颜色空间，而它们都是与设备相关的表示方法，也就是说一组RGB或CMYK数据到底会使人眼看到什么颜色是与呈现这个颜色的设备特性密切相关的。在印刷复制领域将这种现象叫做“颜色的设备相关性”现象，即同一种颜色在两种模式完全相同的不同生产商提供的扫描仪或显示器上输入或显示出的颜色存在着明显的差异;同样，在两种模式完全相同的不同生产商提供的打印机上输出，所得到的输出结果也存在着明显的颜色差异。

　　印前复制过程中，同一种颜色要在不同的硬件设备间传递，原稿(大多为减色法成色原理，数字原稿页为加色法成色原理)经过扫描、图像处理(加色法成色原理)、最后输出数码样张(减色法成色原理)，由于加色法成色原理与减色法成色原理存在本质差异，怎样确保印前复制过程各自工艺环节颜色的一致性，从而达到控制颜色复制质量的目的，我们有必要了解一下RGB颜色空间和CMYK颜色空间之间的变换。

　　1 颜色空间的概念

　　颜色空间就是指某个三维颜色领域中的一个可见光子集，它包含某个颜色域的所有颜色。例如，RGB颜色模型就是三维直角坐标颜色系统的一个单位正方体。颜色空间模型的用途是在某个颜色域内方便地指定颜色，由于每一个颜色域都是可见光的子集，所以任何一个颜色模型都无法包含所有的可见光。通常用三个相对独立的属性来描述，三个独立变量综合作用，自然就构成一个空间坐标，这就是颜色空间。而颜色可以由不同的角度，用三个一组的不同属性加以描述，就产生了不同的颜色空间。但被描述的颜色对象本身是客观的，不同颜色空间只是从不同的角度去衡量同一个对象。

　　颜色空间按照基本结构可以分两大类，基色颜色空间和色彩、亮度分离颜色空间。前者的典型是 RGB，还包括 CMY、CMYK等。后者包括 YCC/YUV、Lab、以及一批“色相类颜色空间”。[next]

　　2 RGB颜色空间模型

　　自然界中色光的三原色是红、绿、蓝，人眼通过三种可见光对视网膜的椎状细胞的刺激来感受颜色。这些色光在波长为630nm、530nm和450nm的刺激达到高峰。通过对各刺激强度的比较，我们感受到光的颜色。绝大部分的可见光谱可以用红、绿和蓝三色光按不同比例和强度的混合来表示，在图像复制领域中，常采用256个层次值分别去度量RGB，通常给3个颜色通道都指定一个值描述其层次。0对应于无光，而255对应着最强光，RGB三个颜色通道分别为纯红、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。

　　以R、G、B三个参数为坐标，可以得到如图1的一个单位立方体来描述RGB颜色模型。

　　RGB是一个加色模型，光源的亮度、色度、纯度混合在R、G、B三个参数中。光源的亮度L表示为:L=0.3R+0.6G+0.1R。当然，这里的系数只是近似的，它具体的值依赖于显示器所采用的磷粉标准，以NTSC视频信号标准，则三个系数依次为:0.299、0.587、0.144。色光混合也称为加色法混合，当不同的色光同时照射在一起时，能产生另外一种新的色光，并随着不同色混合量的增加，混色光的亮度会逐渐提高，能量也将越来越大。等量的红光与绿光混合产生黄光;等量的红光与蓝光混合产生品红光；等量的绿光与蓝光混合产生青光;等量的红、绿、蓝三原色光混合产生白光。如果三原色不等量混合将产生更加丰富的颜色混合效果。

　　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。[next]

　　3 CMYK颜色空间模型

　　对于数码打样、彩色印刷而言，由于使用的是染料或颜料，也就是说使用黄、品、青相互叠加或并列呈现出原稿的颜色。理论上讲，按色料减色法混合原理，青色、品红色和黄色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1的立方体中，它的三个主色可以从下式算得：

　　CMY?=?111?-?RGB?

　　理论上黄油墨、品红油墨、青油墨的不同比例的混合可以实现所有颜色的再现，将100%的黄色、100%的品红色和100%的青色混合，可以产生黑色。但是由于印刷使用的油墨并不是理想油墨，也就是说理想的黄色油墨本来应该完全反射500～700nm的可见光，完全吸收400～500nm的可见光，但实际使用的黄色油墨并不是这样的，它在500～700nm这部分的反射不足，在400～500nm处吸收不足，其原因是黄色油墨显色时呈现少量的品红和青色的成分。其他油墨也存在同样的问题。在印刷或打印输出时，如果我们不使用黑墨，100%的黄色、100%的品红色和100%%的青色混合将得到一种棕褐色，表现不出真正的黑色。通常我们添加黑色以保证暗色和灰色不偏色。因此要增加一个黑色版来表现真正的黑色。这也就是现在人们常涉及CMYK颜色模型，而很少提及CMY颜色模型的原因，CMYK颜色模式主要用于要用色料表达的颜色，如印刷色、彩色打印机输出、油漆色等等。

　　CMYK色空间应该说是一种应用颜色空间、它实质指的是再现颜色时印刷的C、M、Y、K网点大小，因此CMYK的数值范围为0%～l00%，而不是0～255。C0%M0%Y0%K0%表示白色，C0%M0%Y0%K100%表示黑色。[next]

　　4 从RGB到CMYK的转换

　　在印前制版中如果要将RGB图像转换为CMYK图像，实质就是将图像从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。

　　在转换过程中存在着两个复杂的问题，其一是这两个颜色空间在表现颜色的范围上不完全一样，RGB的色域较大而CMYK则较小，因此就要进行色域压缩;其二是这两个颜色都是和具体的设备相关的，颜色本身没有绝对性。因此就需要通过一个与设备无关的颜色空间来进行转换，例如通过LAB色空间来进行转换。

　　1)颜色转化
　　从一个色彩空间到另一个色彩空间进行颜色映射时，可采用“色域压缩”、“阶调压缩”和“白点映射”三种映射方式进行设备色域的映射。

　　①色域压缩
　　可采用三种方法进行，一种是通过保持色域内的颜色不变，色域外的颜色由离它最近的颜色代替;一种方法是同样保持色域内的颜色不变，色域外的颜色用具有尽可能高的饱和度的颜色复制;一种方法是通过色域外的颜色投影到色域的边缘，其他所有颜色均匀压缩在色域中，颜色对应的角度不变，造成饱和度降低。
　　②阶调压缩
　　阶调压缩有两种方法，一种是使色域内的亮度精确再现，色域外的亮度升高或降低，直至正好在色域上。这种方式会造成颜色在高光或者暗调处反差压缩;另一种方法是两色彩空间的最大亮度相互重叠，动态调节其它亮度，即进行均匀压缩。
　　③白场映射
　　白点映射有两种方法，一种是将输入设备的颜色空间的色调值均匀地恰好投影到输出设备的颜色空间，从而使得到的白场和标准观察者?光源为D50、视场角度为2°?的白场相对应。另一种方法是将输入设备的颜色空间的色调值相对于纸张或承印物的白度转换成新的颜色值。[next]

　　2)分色过程中颜色传递
　　图片原稿颜色的色度值为L0、A0、B0，经过扫描仪或数字照相机形成数字信号进入图文处理系统。一般情况下，原稿的彩色光线被分解成红、绿、蓝三种成分，图像的数字信号为R1、G1、B1。
　　 随后，彩色图像被显示在显示器屏幕上。操作人员根据图像的颜色状况，在图像处理软件中对图像颜色进行修正处理，处理后的图像信号变为R2、G2、B2。为了输出数字彩色样张，图像颜色被转换成R3、G3、B3驱动打印机打印，颜色传递到打印纸张上，样张的颜色为L1、A1、B1。
　　为满足印刷复制的需要，图像被转换成青、品红、黄、黑四色模式，颜色从R2、G2、B2，变为网点面积率Y1、M1、C1、K1。经过拼版、RIP和激光照排机输出，获得了分色胶片，胶片上的网点面积率为Y2、M2、C2、K2，而晒版后，印版上的网点面积率为Y3、M3、C3、K3，最终在印刷机上，油墨网点从印版上传递到承印材料上，网点面积率变为Y4、M4、C4、K4，与承印材料共同决定了最终呈现的印刷品颜色L2、A2、B2。　　

　　3)分色计算

　　分色时首先需要计算黑色值，然后才能算得其它三个颜色分量YMC的值。有许多方法可以生成黑版，在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，理论上的从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，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。

　　例如:给定一组R、G、B值(RGB表示在单位正方体颜色模型中颜色位置)，可由下式算得中间值y、m和c值。
　　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?

　　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，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))}

　　3)在Photoshop中进行分色设置
　　在Photoshop中允许我们对分色类型进行选择?我们可以选择底色去除?UCR也可以选择灰成份替代GCR。底色去除是去除暗调部分灰色成份的彩色油墨，而用黑色油墨来代替的一种分色方法。它的典型优势在于:使用价格低廉的黑墨去取代价格昂贵的彩色油墨来复制原稿暗调部分的灰成分，降低了印刷成本;同时也减少了总墨层的厚度，有利于快速套印、适应了高速印刷的需要和有利于中性灰平衡和中性灰再现。去除量的大小通常要受到限制，它决定了黑版阶调的长短，一般在30%～40%左右。

　　“黑版最大墨量?Black ink limit?”是指图像暗调区域允许的黑墨量的最大值，它实质就是在黑色分色片上进行暗调定标，它将影响到黑版的生成曲线。通常情况下，我们将它设置为90%～100%。“总墨量大小?Total ink limit?”是指黄、品、青、黑四色墨墨量的和，总墨量过高将会对油墨的干燥造成负面影响、同时也降低了印刷速度。通常我们将总墨量设置在220%～300%。

　　灰成份替代的理论基础就是没有必要采用黄、品、青三原色墨来产生仅用黑墨就能获得的中性灰。该工艺使得油墨干燥时间变得更短、印刷速度更快、印刷成本更低廉。在Photoshop中我们有多种黑版生成模式可供选择:None、Light、Medium、Heavy、Maximum和自定义模式等。

　　“底色增益?Under color Addition?”是指在图像暗调区域在黑墨叠印部分添加彩色油墨，这样可以使图像暗调区域恢复图像中性色彩和增加图像细微层次，一般地说，底色增益的量在10%左右。底色增益是由底色去除演化而来，仅对图像的中性灰区域有效，而对图像的彩色部分无效。

　　灰成份替代和底色去除是两个不同的概念，底色去除只对图像的暗调区域起作用，而灰成份替代是对整个图像和复色结构起作用。底色去除去除的范围比较小，而灰成份替代可以作全阶调去除。
 

[时间：2011-05-12  作者：胡维友  来源：必胜网]