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当CIELAB日益普及的色彩测量技术

发布时间:2021-09-09 10:55:24 阅读: 来源:标刻机厂家

CIELAB——日益普及的色彩测量技术

多年来,印刷机操作人员一直采用密度方法来测量色彩。密度为人们提供了一种监控印刷机纸张上所用墨量的简便方式。人们通常使用影像密度计来测量胶片和印版,以确定印刷机的色调值增加(即点扩大)等特性。

但是,使用密度计的测量方法可能快要过时了。CIELAB(全称是CIE 1976 L*, a*, b*)的测量方式正在日益普遍,越来越多的应用于从印前到印刷的整个工作流程中。像Photoshop和QuarkXPress等软件都使用CIELAB。通过ICC特性文件的色彩管理技术也完全基于CIELAB。CIELAB现在可以用来测量各种不同介质上的色彩,不仅是胶片、印刷和印刷样张上的色彩,还可以测量印刷样张和LCD和CRT计算机显示器的色彩。

密度是由美国国家标准学会(American National Standards Institute,缩写为ANSI)定义的标准参数,而CIELAB则是由一个单独的组织——国际照明委员会(Commission International de l`Eclairage,缩写为CIE)定义的。作为一个CIE系统,CIELAB简化了色彩的交流传递方式,因为沟通双方可以通过数字术语来讨论颜色,而不用再说“印刷品太蓝了”或者“图像偏品色了”。由于CIE系统是一个国际化组织,全球各地使用的这些数字都代表同一种颜色。CIELAB是最常见的CIE色彩系统。

定义饱和度、亮度和色相

色彩有三个基本的属性——饱和度、亮度和色相——这样在三维空间中很容易代表各种色彩。接近这个球体中心部分的色彩饱和度很低,呈中性灰色。而从球体中心向外扩展,色彩饱和度逐渐增加。但要注意色彩本身并不发生变化,也就是说绿色仍然是绿色,但随着向球体外侧扩展,色彩会变得更加饱和、更加鲜艳。

球体的垂直轴相当于亮度变化,接近球体顶端的颜色很亮,而接近球体底端的颜色很暗。沿着中心的垂直轴,我们可以看到图像色彩从白色到灰色再到黑色。

最后,可能就要沿着球体表面周围改变颜色了。这就改变了色彩的第三个参数,色相。

在CIELAB系统中,色彩往往由三个数值代表,这三个数值代表了色彩在三维空间中的位置。第一个数值——L值,定义了色彩的亮暗程度。而“a”和“b””则告诉我们而今很多无机有机复合材料恰正是隐瞒了芯材易燃B3级或严格限止使用的可燃B2级问题关于颜色的信息。例如数值为50、 75、5的CIELAB代表了红色,而数值为50、-75、5的CIELAB则代表绿色。黄色样品的CIELAB值可能为 70、0、80。两种同样颜色只有亮度不同的色彩可能是50、50、50和70、50、50。

由于这里的色彩是由数字来定义,很容易进一步发展到用数字值来描述两种色彩的不同。描述两个 CIELAB数值之间差异的差额值称为Delta E (3E)。3E可用来表现印刷机印张和合同样张之间的不同。例如3E 是1则意味着两种色彩之间的差异很难分辨出来。在商务印刷领域,色彩差异在4 3E到8 3E之间是可以接受的。

模仿人眼观看色彩的方式

密度值和CIELAB之间的最大不同之处在于CIELAB很接近人眼观察色彩的方式,因此在测量印刷机印张时能很好的区分出差别。密度值有时会造成误导,因为它并不是同等地描述所有色彩。

举例来说:我们使用一个某著名品牌的光密度计测量同一个胶印机印刷出来的几份样张。首先测量两个黑色样张,密度值分别为1.73 D和1.92 D。这两个色块的测量密度大约差了0.2 D,但两者视觉上是一致的。随后我们又测量了两个较浅的样张,分别是0.3 D和0.52。密度差也大约为0.2 D,但这次色彩差别可以明显看出来。

而实际上这又意味着什么呢?假定通常密度值用来测量印刷机。印刷车间经理可能要求操作人员将印刷机印张和合同样张的某个特定色彩加以比较,“你达到需要的密度了么?”印刷机操作人员很可能回答说,“差了0.2 D。”

如果在较暗区域测量得到这种差值,客户视觉上可能看不到差别。但如果在中性的中间调色彩出现同样的密度差值,这份作业就必须重印了。

随后,我们又用CIELAB方法重新测量了同样的印刷机样张。发现暗色区域色块的3E为3,较亮色块的3E为14。色彩样张的视觉差别越小,3E值就越低。视觉差别很大时,3E值也很大。

分析所有三维尺度

正如前面解释的,色彩有三个基本参数,因此基本上存在一个三维的概念。这意味着什么?我们测量在Epson 5000喷墨打样机上印刷的青、品、黄和黑色“步进式光楔”色块。用密度和CIELAB两种方式测量,并比较结果。

比较两者测量结果会发现,CIELAB图能提供密度图中不太明显的信息。例如灰平衡。中性色彩的正确复制非常重要,因为人眼对灰色的变化非常敏感。密度图不能显示灰梯尺是否完全为中性灰色,或者是否有色差。而在CIELAB图中我们能明显看到灰梯尺并不是直接沿着中心轴变化的,而是在周围弯曲围绕,显示了这些色块在高光部分、中间调和暗调部分的不同色彩偏移。

在CIELAB图中还显示了品色色块的变化。随着色彩逐渐变深,色块从顶点按预期方向不断移动。但品色色块出现弯曲现象,意味着较暗调区域的红色过重。点百分率较高部分的品色显示出很严重的色彩偏移。

密度和CIELAB之间为什么会有如此大的差别?在显像密度计中,测量是通过分色过滤器完成,数据不会合并。而计算CIELAB时,测量工具的硬件和软件会综合考虑数据并进行后处理。

颜色和纸张材料

大多数印刷企业都了解承印材料对印刷品质量的影响。普遍认为涂布材料要比非则把产生最大磨痕直径4毫米的负荷作为烧结点涂布材料的成品效果更好,高光泽度纸张要比纸印刷固定在唆使光栅侧的光电元件的色彩效果更好。但如何才能量化这些影响,并将其与图像质量联合考虑呢?

使用CIELAB就可以知道图像色彩是否全部包含在印刷加工的色域范围内。有些图像的色彩很可能已经超出了非涂布纸张的色域范围,这时如果使用非涂布纸,许多黄色和红色部分就无法正确显示。另一方面,涂布纸张的色域范围就更广一些,可以很容易描述图像各个部分。将两者的对比图表展示给客户看,以证明应该在价格更昂贵的涂布纸张上印刷作业。

印刷企业也可以用这些图表来比较不同设备的色域范围。如果你要选择一台相对廉价的打样机,就可以通过CIELAB来比较喷墨打印机和目的印刷机的色域范围,看看在印刷机上复制的所有色彩是否都能在喷墨打印机上模拟出来。

结论

密度方法已经在印刷行业应用很多年。虽然如此,随着例如数码相机、加的打样和喷墨打印机等印刷技术行业新技术和新工作方式的不断推出,印刷机操作人员需要新方式来测量和控制色彩。这就有必要使用比密度更加先进、视觉相而由于同轴度的影响会在试样中产生曲折应力关性更强的色彩方式。现代色彩测量设备的质量和可接受的价格意味着,应该开始采用CIELAB方式来控制数字彩色图像的色彩。

测量色彩的工具

一旦决定用CIELAB来测量色彩并与客户交流色彩信息,企业必须选择适当的测量工具。测量工具可以分为三个主要种类:显像密度剂、色度计和分光光度计。

显像密度剂

显像密度剂是最简单的色彩测量工具,但只能显示密度。这种工具不能计算CIELAB。

色度计

色度计可以测量样张,并通过获得的数据计算CIELAB值。色度计很轻、结构紧凑、数据可靠而且价格便宜。在印刷技术领域,色度计是测量计算机显示器的最常用工具。

分光光度计

最精密复杂的色彩测量工具要数分光光度计了。分光光度计测量样张的光谱,定期汇报反射系数和透射系数。而光谱是对色彩的最完善描述,可以用于计算所有其他参数,包括密度和CIELAB。由于分光光度计可以完成密度计的工作,因此某些分光光度计也被称为光密度计。

现在,色度计和分光光度计的价格、尺寸和使用方便性等方面都没有明显的差别了,因此大多数情况下,分光光度计都是合理的选择。投资购买硬件设备时,企业还应该考虑投资购买一些显像软件,才能更好的控制色彩。

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