李爽

摘要：為使用戶在圖像處理中更好的理解和應用色彩管理，以通俗易懂的方式分析了色彩管理的必要性；研究了色彩管理系統(tǒng)的演變；指出了在Win10操作系統(tǒng)中如何進行色彩管理的設置。

關鍵詞：色彩管理；RGB模式；Lab模式；ICC文件；sRGB模式；Adobe RGB模式

中圖分類號：TP37 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2018）08-0203-02

從事圖像處理的人員經常聽說“色彩管理”這一術語，在Windows操作系統(tǒng)中、Photoshop圖像處理軟件中均有關于色彩管理的設置。但多數人對色彩管理卻不甚了解，有的只知道這些設置可以控制顯示器顯示圖像或打印機打印圖像的顏色。似乎只有專業(yè)的人員才懂得色彩管理如何設置，相關的文獻也都是發(fā)表在印刷行業(yè)的雜志上。其實，色彩管理對于從事圖像處理的人員是必須掌握的基本知識，無論是否涉及印刷，色彩是圖像重要的信息，對于每一位圖像處理人員都應該盡量把色彩真實的還原，而不應在圖像處理的過程中破壞圖像原有的色彩信息。色彩管理正是圖像處理過程中色彩真實可靠的保證，缺少之保證的圖像處理是不科學和嚴謹的。本文將重點討論色彩管理的相關內容，旨在使圖像處理人員對色彩管理有一個整體、深刻的認識，更好地將色彩管理貫徹到今后的圖像處理中。

1色彩的數字化

RGB模式是電腦中用來表示色彩的一種方式，解決的是現(xiàn)實中的色彩在電腦中如何表示的問題。我們知道所有的信息需要在電腦中表示、存儲和運算都必須經歷數字化的過程，色彩也一樣，RGB模式即為色彩數字化后在電腦中表示的一種數學模型。該模式中有三種原色：紅、綠、藍。每種原色被分成256個亮度級別，分別用0至255表示，三種顏色的不同亮度級別的組合，就可以表示256的三次方種顏色。RGB模式是數字化圖像處理中最常用的一種模式。

在將數字圖像打印輸出的時候通常要將RGB模式轉換成CMYK模式。CMYK模式是另一種表示色彩的方式，原色是青、品、黃、黑，也是用三種原色的混合表示不同的顏色（其中黑色是專色，專門用來表示黑色）。該模式用的是類似油墨混合的方式表示色彩，原色的值由0至100表示油墨的多少。數字圖像打印之前需要轉成該模式，它是打印機打印圖像時應用的模式。電腦通常將處理過的文件由RGB轉換成CMYK模式來模擬打印輸出的效果。

無論是RGB還是CMYK模式，都是對色彩的一種數字化，只有數字化后色彩信息才可以輸入到電腦或打印機等電子設備中存儲和處理等。但問題來了，色彩被數字化后如何保證不失真？比如同一色彩信息在不同的電腦上顯示不一致、打印和電子顯示效果不一致，要解決這些問題就需要“色彩管理”了。

2色彩管理的必要性

所謂色彩管理，就是解決圖像在各色空間之間的轉換問題，使圖像的色彩在整個復制過程中失真最小。更廣義地說色彩管理是解決整個數字化色彩的真實性和一致性問題，包括顯示器顯示色彩是否失真；圖像處理中，從電腦處理到印刷過程中色彩是否一致性。

顯示器顯示圖像時色彩失真是如何產生的？顯示器顯示色彩的原理是基于RGB模式。顯示器用紅、綠、藍三種顏色的混合來顯示色彩。但是這里有一個問題，不同顯示器的顯示能力是不同的，決定了顯示的效果是不同的。導致同一個RGB值在不同的顯示器上顯示的效果是不同的，即是“設備相關”，RGB模式是設備相關的。

另外，圖像在電腦后期處理的時經常會遇到色彩模式轉換的情況，比如RGB模式轉成CMYK模式，這時由于兩種模式的色域大小的不同，RGB色域大于CMYK的色域，RGB模式中的部分顏色在CMKY中是沒有的，轉換時會用CMKY中有的顏色代替。這就是為什么有的圖片在電腦上看起來很鮮艷，打印后看起來灰暗的原因?？梢妶D像在模式轉換的過程中是可能有色彩損失的。

最后，圖像在電腦中處理完成打印、印刷時，不同打印、印刷設備輸出的圖像色彩也是不同的，也是設備相關的。

所以，上面提到過的這些可能出現(xiàn)色彩失真的狀況都是色彩管理的范疇，色彩管理從廣義上講是涉及色彩輸出的方方面面的。

3色彩管理系統(tǒng)的演化

色彩管理技術主要分為三個步驟，即：校準、特性化和轉換，簡稱3C。色彩管理系統(tǒng)通過軟件或硬件的方式，按照上述三個步驟實現(xiàn)色彩管理。但傳統(tǒng)的色彩管理系統(tǒng)比較封閉，色彩最終轉換需要建立一對一的映射關系，而這種映射關系僅適用于這兩個設備，對于多輸入多輸出的色彩系統(tǒng)就顯得力不從心。而且每個設備廠家有自己的色彩管理解決方案，對外保密，使得色彩管理最初在業(yè)界處于混亂狀態(tài)。

3.1開放的色彩管理系統(tǒng)之ICC標準

為了解決封閉式色彩管理系統(tǒng)的問題，1993年由國際照明組織提出了ICC標準，該標準是色彩管理的國際統(tǒng)一標準，使得開放的色彩管理系統(tǒng)成為可能。該標準中，ICC借助于一個虛擬的、與設備無關的色彩空間即設備特征描述文件連接空間（Profile Connection Space，縮寫PCS）作為色空間轉換的中間色空間（Lab模式對應的色空間即為這樣的中間色空間），使得色彩傳遞不依賴于色彩設備，從而實現(xiàn)了對色彩的開放性管理。

Lab模式是國際照明委員會于1976年提出的，解決了RGB模式的設備相關性的問題。Lab模式在表示顏色上也分為三個通道：明度通道L和兩個顏色通道a和b。Lab模式的討論詳見文獻。

Lab模式是設備不相關的，它是一種理論的色彩模式，它的色域最廣。顯示器在顯示顏色時都盡量向Lab中的標準顏色值靠近。它們在顯示顏色時的這種與標準顏色的差別及調整性信息被記錄在所謂的ICC的文件中。通過這種方式，不同的設備就盡自己最大的努力，將自己與Lab模式這一標準靠近。這也就解釋了有時我們需要指定某個顯示器配置文件，其實就是指定這個ICC文件，該文件是在校正顯示器時生成的。有了ICC文件，顯示器所顯示的顏色才更標準。校正顯示器、生成ICC文件、指定ICC文件的過程就是色彩管理的過程。顯示器會按照配置文件中的信息作最終的轉換，盡量顯示出接近標準的顏色。

ICC色彩管理技術將色彩管理分成四個部分，分別是特性文件連接空間PCS，上述提到的LAB模式對應的色空間即為這樣的特性文件連接空間；設備的色彩描述文件，即上述提及的ICC文件；色彩管理模塊：用于計算色彩空間轉換關系的算法；再現(xiàn)意圖：對超出色域的顏色處理的方式。色彩管理的四部分內容將結合Photoshop在另一文章中詳細論述。

3.2簡化的色彩管理——SRGB與Adobe RGB的選擇

在ICC色彩管理系統(tǒng)中，由于設備相關性，導致每種設備在使用之前要通過校正的過程生成ICC文件，才能更好地接近Lab色彩標準模式。但是并不是每個人都懂色彩管理。有些人可能根本不知道電子設備還需要校正才能準確的表示色彩。所以為了使得色彩管理對于大多數用戶達到透明，微軟、惠普出面指定了sRGB色彩模式。該模式配有量身定做的ICC文件，即sRGB IEC61966-2.1.icc。當所有的色彩相關設備都設置成sRGB模式，系統(tǒng)會自動為其配備sRGB的ICC文件，使得色彩管理對于設備用戶而言只是對色彩模式的一種選擇性設置，這是很多用戶所不知道的，在不知不覺中其實就完成了色彩管理。

后來由于sRGB的色域較小，無法滿足專業(yè)攝影、印刷等需求，又由Adobe公司提出了Adobe RGB色彩模式，并為其也配有專門的ICC文件，即“Adobe RGB（1998）”。

sRGB與Adobe RGB是RGB模式的兩個更為具體的標準模式，它們的色域大小不同，在實際應用中對前者支持得比較普遍，后者需要更專業(yè)的軟、硬件支持。在文獻【5】中有兩種色彩模式的詳細探討。

所以，sRGB和Adobe RGB是用來簡化色彩管理的，但并不是不用色彩管理。

4軟件中色彩管理的具體設置

通過上述分析，用戶對色彩管理在理論上有了一定的認識，具體將色彩管理落實到實處，需要在軟件里進行設置。比如顯示器，通常需要在操作系統(tǒng)中指定色彩管理的方式、顏色模式等；比如圖像處理軟件Photoshop，需要指定使用的色彩工作空間等等。Photoshop中色彩管理的內容在另一文章中詳細論述。下面討論一下Win10中的色彩管理。

在控制面板的“顏色管理”中，選擇要指定配置文件的設備，比如顯示器，點擊“添加”按鈕后可以看到供選擇的ICC配置文件，有顯示器廠家特別配置的配置文件，也有為sRGB顏色模式配置的標準配置文件，根據自己的需求選擇所需要的即可，還可以去網上搜索下載所需要的配置文件，加載到本機中，這里不作過多解釋。

5結束語

通過本文的論述，使圖像處理人員明確了色彩管理的必要性、色彩管理系統(tǒng)的演變，ICC文件的作用；從色彩管理的角度，明確了RGB模式、CMYK模式、Lab模式、sRGB模式、AdobeRGB模式之間聯(lián)系與區(qū)別；了解了Windows10操作系統(tǒng)中色彩管理的相關設置。為圖像處理人員今后更好的理解和應用色彩管理鋪平了道路。