-红细胞
色彩的基本原理与空间
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我们见到
的颜色，如苹果的红色、天空的蓝色、草的绿色，其实都是在一定条件下才出现的色彩。
这些条件，主要可归纳为三项，就是光线、物体反射和眼睛。光和色是并存的，没有光，就没有颜色，
可以说，色彩就是光线到我们眼内产生的知觉。
1.
光的波长
凡是能作用于人们的眼睛，并引起明亮视觉的那种电磁辐射，即被称作光，电磁辐射可以通过数据
来描述，这种数据叫波长。电磁辐射的波长范围很广，我们能见到的光的波长，范围在
380
至
780
毫米
之间，随着波长由短到长，出现的色彩是由紫到红，如图所示。
可见光谱波长在电磁波范围中的位置
不同波长的光所反射的强度是不同的，因此，测量物体所反射的波长分布，便可以确定该
物体是甚
么颜色，例如一个物体在
700
至
760
这段波长内有较多的反射，则该物体倾向红色，如果
在
500
至
570
这段波长内有较多的反射，
则物体倾向绿色。
通过测量物体
反射光量的方法，
科学家可以很精确的推定，
两件物体的颜色是
否相同。
2.
人眼与
RGB
颜色空间
测量光量反
射的方法固然很精确，但不好用，因为眼睛并非以波长来认知颜色。在眼睛的网膜内分
布
着两种细胞，杆状细胞和椎状细胞，这些细胞对光线作出反应，便形成色彩的知觉。
<
/p>
杆状细胞是一种灵敏度很高的接收系统，能够分别极微小的亮度差别，协助我们辨识物体的
层次，
但是却不能分辨颜色。椎状细胞较不灵敏，但是却有分辨颜色的能力。所以在亮度
很弱的情况下，物体
看起来都是灰灰白白的，因为椎状细胞在这时已不发挥作用，只有杆
状细胞在工作。
椎状细胞对光量的反应并非是一样的。当一束
光线射到眼睛网膜上，椎状细胞敏感性分别是感受红
光、绿光及蓝光的三种视色素。即是
说，眼睛只需以不同强度和比例的红绿蓝三色组合起来，便能产生
出任何色彩的知觉，因
而红绿蓝可说是人眼的三基色。利用三基色色光的相加迭合，我们基本上能够模
拟自然界
中出现的各种色彩，这就是著名的光学三色原理。以这种方法产生色彩亦叫做加法混色。显示
器显像和摄影就是使用这种混色方法的具体应用，也就是我们通常说的
RGB
颜色模式。
RGB
颜色模型
< br>如图所示。
RGB
颜色空间模型
3.
人眼与
Lab
< br>颜色空间
RGB
颜色模式很好
的说明了各种颜色的混和现象，但不能满意的解释色盲现象。按照人眼分别有感
受红光、
绿光及蓝光的三种视色素的原理来说，
至少应该有三种不同的色盲，红色盲、绿色盲、<
/p>
蓝色盲。
但事实上几乎所有的红色盲同时也是绿色盲，几乎所有蓝
色盲同时也是黄色盲，色盲是成对出现的。
根据研究发现，在
视网膜上的椎状细胞是一个三个颜色的机制，在视觉信息向大脑的传导通路中则
变成了一
种三对颜色的机制。即光的强弱反应（黑—白，
L
）、红—绿反
应（
R
—
G
）
、黄—蓝反应（
Y
—
B
），每对颜色都是一个颜色兴奋而另一个颜色就会抑制。如图所示。
颜色视觉机制示意图
根据人的这种视
觉机制，制定出了
Lab
颜色模式，
L
ab
色彩模型用三组数值表示色彩：
L
：
Lightness
亮度数值，从
0
到
1
00
。
a
：
红色和绿色两种原色之间的变化区
域，数值从
-120
到
+120
b
：
黄色
到蓝色两种原色之间的变化区域，数值从
-120
到
+120
Lab
颜色模型如图所示。
Lab
颜色空间模型
Lab
颜色模式包含了人眼睛能看到的所有颜色，
此色
彩模式与光线和设备无关，
并且处理速度与
RGB
模式同样快，比
CMYK
模式快很多。因此，可以放
心大胆的在图像编辑中使用
Lab
模式。而且，
Lab
模式
在转换成
CMYK
模式时色彩没有丢失或被替换。因此，最佳避免色彩损失的方法是：应用
Lab
模式编辑
图像，再转换为
CMYK
模式打印输出。
将
RGB
模式转换成
CMYK
< br>模式时，
Photoshop
将自动将
< br>RGB
模式转换为
Lab
模式，
再转换为
CMYK
模
式。在表达色彩范
围上，处于第一位的是
Lab
模式，第二位的是
RGB
模式，第三位是
CMYK
模式。
4. CIE
XYZ
色度图
CIE XYZ
是国际照明委员会（
Commission
Internationale de L'Eclairage / International
Commission
on
Illumination
），在
1931
年开发并在
1964
修订的
CIE
颜色系统
(CIE Color System)
，该系统是其
他颜色系统的基础。它使用相应于红、绿和蓝三种颜色作为三种
基色，而所有其他颜色都从这三种颜色
中导出。通过相加混色或者相减混色，任何色调都
可以使用不同量的基色产生。
CIE 1931
色度图
(CIE
1931
Chromaticity Diagram)
，如图所示。
CIE 1931
色度图
CIE
1931
色度图是用标称值表示的
CIE
色度图，
x
表示红色分量，
y
表示绿色分量。图中的
E
点
代表白光，它的坐标为
(0.33
，
0.33)
；环绕在颜色空间边沿的颜色是光谱色，边界代表光谱色的最大
饱
和度，边界上的数字表示光谱色的波长，其轮廓包含所有的感知色调。所有单色光都位
于舌形曲线上，
这条曲线就是单色轨迹，曲线旁标注的数字是单色
(
或称光谱色
)
光的波长值。
自然界中各种实际颜色都位于这条闭合曲线内，
任何颜色都可以在
CIE
1931
色度图中找到相应的坐
标。这就是色彩管理的基础，所有颜色都在色度图上有相应的坐
标，不同色彩空间的颜色都可以通过其
在色度图上的坐标相互转换。
5.
色域
色域是颜色系统可以显示或打印的颜色范围。
在各种颜色模型中，
Lab
具有最宽的色域，包括
RGB
和
CMYK
色域中的所有颜色。
Lab
的色域完全
符合
CIE 1931
色度图。通常，对于可在计算机
显示器或电视机显示器（它们发出红、绿和蓝光）上显
示的颜色，
RGB
色域包含这些颜色的子集。
CMYK
色域较窄，仅包含使用印刷色油墨能够打印的颜色。当不能打印的颜色显示在显
示器上时，称
其为溢色－即超出
CMYK
色域之外。
Lab
< br>、
RGB
、
CMYK
色域包含颜色示意图如下所示。
Lab
、
R
GB
、
CMYK
色域包含颜色示意图<
/p>
图
301001006
中各色域只是通常色域的示意图，不能当作具体的
RGB
、
CMYK
色域，不同的种类
RGB
和
CMYK
会又不同的色域。
不同色域的颜色在相互转换时会因为色域的不同而出现颜色外观的改变
。
不但
RGB
转换成
< br>CMYK
会出
现颜色变化，就是不同的显示器、打印机也
有各自不同的
RGB
、
CMYK
色域，这就是图片在不同状况下会
出现变色的原因。可以说图片在改变
显示状态下颜色出现变化是必然的，但这也就是色彩管理需要解决
的问题。
6.
色温
日常生活中存在许多种的光源，如日光、月光、白炽光等。有些光源发出的光中占有大量的蓝色光，<
/p>
有些光源发出的光中占有大量的黄色光，而日光中含有大量波长
4
00-500 nm
的高能量光。不同的光源
含有不同颜色光的
量不同，因此，在不同的光源下，物体显示出的色调
(
颜色
)
不同。
光色越
偏蓝，色温越高；偏红则色温越低。一天当中画光的光色亦随时间变化：日出后
40
分钟光色
较黄，色温
3,000K
；正午阳光雪白，上升至
4,800-5,800K
，阴天正午时分则约
6,500K
；日落前光色偏
红，色温又降至纸
2,200K
。
不同光源环境的色温
北方晴空
阴天
夏日正午阳光
下午日光
冷色荧光灯
色荧光灯
钨丝灯
蜡烛光
8000-8500k
6500-7500k
5500k
4000k
4000-5000k
2500-3000k
2700k
2000k
四张图片分别表明不同色温状态图片的颜色感觉。
不同色温的图片
为了统一对颜色的认
识，首先必须要规定标准的照明光源。
CIE
规定了四种标准照
明体的色温标准：
标准照明体
A
：代表完全辐射体在
2856K
发出的光。
标准照明体
B
：代表相关色温约为
4874K
的直射阳光。
标准照明体
C
：代表相关色
温大约为
6774K
的平均日光，光色近似阴天天空的日光。<
/p>
标准照明体
D
65
：代表相关色温大约为
6504K
的日光。
标准照明体
D
：代表标准照明体
D
65
以
外的其它日光。
我国印刷行业一般使用
D50
作为标准光源，
这就要求我们的工作环境的照明最好是
D50
的标准光源。
当然，这样难度比
较大，但我们可以购买专业的标准光源的看图灯箱。同时将显示器的色温也调整在这
一范
围内，才能在视觉上得到一致的颜色。
标准光源的看图灯箱
色彩管理简介
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色彩管理作为当前电脑系统发展的一个方向，已被众多相关领域的人士所认知。由于桌面
出版打印系统的开放式环境使色彩在复制
过程中牵涉到不同的设备和介质，而这些设备和
介质之间又存在着不确定的关系，使得图像色彩从原稿到显示器，再到最终打印印刷品，
很难保持一致。因此，色彩管理已越来越为广大软件开发商和业内士所重视。
1.
色彩管理的工作流程
从某种意义上讲
，色彩管理是一个关于色彩信息的正确解释和处理的技术领域，即管理人们对色彩的感觉；客观地说，就是在色彩
失真最
小的前提下将图像的色彩数据从一个设备的色彩表现空间转换到另一个色彩表现空
间的过程。
在整
个图像复制工艺中，所涉及到的设备都具有其自身表现的色彩能力，即不同的色空间。这些不同色彩表现空间的设
备，在呈现
同一个颜色的时候，经常会出现不同的颜色外观，如图所示：
即便
是
RGB
数值完全相同的颜色，不同设备表现出来也不太相同。
A
、
那如何保证颜色在设备间传递不会出现变化和损失呢？
解决办法就是建立一个和任何设备都完全没
有关系的色彩空间（理论的色彩空间，通常使用的是
Lab
空间
），然后将各种不同的设
备的颜色表现特点对应到这个理论的色彩空间上（
Lab
）。因理论的色彩空间是固定不变的，这就相当于在各个设备之间充当
颜色翻译的
工作。这样，每个设备表现的颜色首先先对应到这个
Lab
空间上，然后在转换到另一个设备上，如图：
B
、
Lab
色彩空间是如何翻译设备颜色的呢？
这就需要建立
icc profile
文件。这个
icc
文件，就是设备和
L
ab
之间的颜色查找表，其工作原理如下：
这样，即便是颜
色数值的不同，但很好的保持了颜色外观的相同，如图：
（注：很多人很执着于颜色的数值，认为不
同数值的颜色必然不相同，其实这是不正确的！颜色是给人眼睛看的，只要人眼看上去
的
颜色基本相同，不同设备在表现同一个颜色时数值不同很正常。）
色彩管理的主要目的就是实现不同色空间的
转换，以保证同一图像的色彩从输入到显示、输出中所表现的外观尽可能匹配，最终达
到
原稿与复制品的色彩的和谐一致。建立设备的色彩描述文件
( ICC profile
)
是色彩管理的核心，描述文件对系统中每个设备的具有代表性
的颜色特征加以描述，如色度特性化曲线、输出色域特性曲线等，色彩管理系统利用这些具有代表性的颜色特征实
现各设备色彩空间的匹
配和转换，最终达到所见即所得。
说明：
ICC profile <
/p>
ICC
（国际色彩联盟）是由
Adobe
、
Agfa.
、
Apple
、
Kodak
、
Microsoft
、
Silicon
、
Sun
等公司，在
1
993
年创立的组织。其标准将各种输入设备、显示设备、打印设备，经过一定的标准校
正程序后，产生
色彩特性描述文件，也就是
ICC
Profile
。
在没有
ICC
之前，要用色彩管理系统进行色彩匹配，往往需要按照各厂家单一的
规定来建立各种输
入输出装置的特性文件。这种方式虽有较好的色彩效果，但却会随输入
、输出设备的不同，而有无穷尽
的色彩修正、色彩对色方式。
ICC
建立一个特性档案的连接空间，同时要求各输出、输入
装置按统一的文档格式，达到色彩校正
和对色的统一。在
ICC
格式下，影像可以相互传于不同厂家设备，不同介质下而且都能有比较好的色彩
再现。由于其效果优越，目前国际标准组织
ISO
已将
ICC
纳入色彩标准规范之中。
提示：
Windows
操作系统上有
ICM2.0
做色彩转换，
MAC
操作系统上有
ColorSync
做色彩转换，
Adobe
Photo
shop
中还可以选择
Adobe
（<
/p>
ACE
）做转换引擎。
2.
色彩管理的要素
进行色彩管理必须遵循一系列规定的操作过程，才能实现预期的效果。色彩管理过程有
3
个要素，
简称为“
3C
”，即
Calibration
——校准、
Characterization
——特性化、
Conversion
——转换。
A.
校准
为了保证色彩信息传递过程中的稳定性、可
*
性和可持续性，要
求对输入设备、显示设备、输出设备
进行标准，以保证它们处于校准工作状态。
输入校正的目的是对输入设备的亮度、对比度、黑白场
(RGB
三原色的平衡
)
进行
校正。
显示器校正使得显示器的显示特性符合其自身设备描述
文件中设置的理想参数值，使显示卡依据图
像数据的色彩资料，在显示屏上准确显示色彩
。
输出校正包括对打印机和照排机进行校正，
以及对印刷机和打样机进行校正。
在印刷与打样校正时，
必须使该设备所用纸张、油墨等印刷材料符合标准。
校准设备需要使用专业仪器测量颜色数值。
B.
特性化
当所有的设备都校正后，就需要将各设备的特性记录下来，这就是特性化过程，记录设备颜色特性
同样需要专业仪器测量。彩色桌面系统中的每一种设备都具有其自身的颜色特性，为了实现准确的色空
间转换和匹配，必须对设备进行特性化。利用一个已知的标准色度值表
< br>(
如
IT8
标准色标
)
，用专业仪器
测量设备所产生的色度值并对照该
表的色度值，做出该设备的色度特性化曲线。
说明：
IT8
标准色标
美国
国家标准协会（
ANSI
）的图像技术委员会开发的标准色标，
分为三种。为扫描仪和显示器校准
使用的是定义透射和反射的
I
T8.7/1
和
IT8.7/2
，
目前较为常用的
IT8
色标是由
Kodak
公司提供的
Q-60
< br>（反射、透射色标）和
PraxisoftWizi
（反
射色标），
IT8
标准色标的提供厂商还有
FUJI
公司和
AGFA
公司。打
印和印刷校准使用的是
IT8.7/3
，
IT8.7/3
如图。
IT8.7/3
标准色标
在做出设备的色度特性曲线的基础上，色彩管理软件中的描述文件生成软件会对照与设备无关的色
空间（如
CIE
Lab
），做出设备的色彩描述文件（
profile
），
这些描述文件是从设备色空间向标准设备
无关色空间进行转换的桥梁。
< br>
C.
转换
在对系统中的设备进行校准的基础上，利用设备描述文件，以标准的设备无关色彩空间为媒介，实
现各设备色空间之间的正确转换。由于输出设备的色域要比原稿、扫描仪、显示器的色域窄，因
此在色
彩转换时需要对色域进行压缩，色域压缩在
ICC
协议中提出了
4
种方法，也是
Photoshop
【颜色设置】
【转换选项】
【意图】下拉选项中四种不同选择，如图。<
/p>
Photoshop
颜色设置面板
a.
可觉察的等比压缩
(Perceptual)
从一种设备空间映射到另一种设备空间时，如果图像上的某些
颜色超出了目的设
备的色域范围，这种复制方案将原设备的色域空间压缩到目的设备空间的大小，这种
收缩
整个颜色空间的方案会改变图像上所有的颜色，包括那些位于目的设备空间色域范围之内的颜色，
但能保持颜色之间的视觉关系，这种方式压缩的图像，在饱和度、明度以及色相上均为会出现损失，且<
/p>
有相同的损失程度，这种方式适用于摄影类原稿的复制，尤其是在高密度的反转片的复制上
。这种转换
方法会使各部位颜色比较协调。
b.
饱和度优先压缩（
Satura
tion
）
当转换到目的地的设备的
颜色空间时，这种方案主要是保持图
像色彩的相对饱和度。超出色域的颜色被转换为具有
相同色相但刚好落入色域之内的颜色。这种方法追
求高饱和度，这不一定忠实于原稿，其
目的是在设备限制的情况下，达到饱和的颜色。它适用与那些颜
色之间视觉关系不太重要
，希望以亮丽、饱和的颜色来表现内容的图像的复制。这种压缩的方式较合适
的范围是商
业印刷，印刷成品要求有很明快的对比度如招贴、海报等。
c.
相对色度匹配的相对比色（
Relative
Colorimetric
）
采用这种方案进行色彩空间映射时，位于
目的设备颜色空间之外的颜色
将被替换成目的设备颜色空间中色度值与它尽可能接近的颜色，
位于目的
设备的颜色空间之内的颜色将不受影响，
采用这种复制方案可能会引起原图像上
两种不同颜色在经过转
换之后得到一样的颜色。在多数的图形图像处理软件时，这个是色
彩转换的缺省的方法。用这种方法可
以根据印刷用纸的颜色定标白场，适合于色域范围接
近的色空间转换。
d.
绝对色度匹配的绝对比色（
Absolute
Colorimetric
）
这种方案在转换颜色时，精确的匹配色度
值，不作出影响图像明亮程度
的白场、黑场的调整。在复制颜色时从视觉上看会在饱和度和明度上有较
大的损失，故在
色彩管理中是最少用的方式。只适合色域基本一致的色空间转换，一般用于印刷校样。
四种不同转换方法效果如图。
a
可察觉的
b
饱和度
c
相对比色
d
绝对比色
四种不同转换方式示意图
图中，
a
和
c
比较接近，
a
降低了中间色调的明度，使颜色过
渡更平滑。
b
则提高了纯度较高的红绿
色的饱和度，颜色浓艳一些。
d
整体移动，没有重新调整白场，
浅色出现较大偏移。
说明：白场
<
/p>
白场就是最白的地方，理论上应该是纯白，对于电脑来说
RGB<
/p>
都是
255
，或
CMYK
都是
0
，对于印刷来说，就是
纸张的颜色。实际
上印刷纸张是偏一定的黄色的白，
RGB
都为
255
白场的图像在转换时不调整到纸
张白场上，视觉看上去图片必然会发蓝。
常见
ICC
profile
分析
我们就
Phtotshop
预制的一些
ICC
profile
做些简单分析，供大家参考。
1. RGB
工作空间的
ICC
profile
打开
Photoshop
【编辑】菜单中的【颜色设置】面板，在【工作空间】的【
RGB
< br>】下拉菜单中一般有
Adobe RGB
（
1998
）、
Apple
RGB
、
ColorMatch RGB
、
sRGB
IEC619966-2.1
四项选择。
Photoshop
颜色设置面板中
RGB
的
I
CC profile
提示：
ICC profile
文件在
WIN
操作系统是储存在
Windowssystemcolor
文件夹中（
WIN98
以前），或
WINNTsystem32spooldriverscolor
文件
夹和
WINNTsystem32color
文件夹中（
WINNT
以后）。所有的
ICC prof
ile
文件都应该储存在此文件夹下，以便应用程序调用。
Adobe RGB
（
1998
）：在
Photoshop 5.x
中，被称
为
SMPTE-240M
，它是应用在印前领域的较好的色
彩空间。它具备非常大的色域空间，并且它的色域空间全部包含了
C
MYK
的色域空间，这样就为以后在
输出及分色时产生了极大的
优势和方便。
采用
ICC
profile
Inspector
软件观察
Adobe
RGB
（
1998
）
文件，
其
白场如图所示，
色温大约在
6500K
左右。
Adobe RGB
（
1998
）的白场
Adobe RGB
（
1998
）的
RGB
如图所示，色域相对来说比较宽广，包含颜色较多。
Adobe RGB
（
1998
）的
RGB
范围
说明：
ICC profile
Inspector
软件为一款查看
ICC profile<
/p>
文件的免费软件，可以在国际色彩联盟的网站上下载。苹果电脑的
Mac OS X
的
ColorSync
也可以查看
ICC profile
文件。价钱
$$129
美金的
ColorThink
也可以看到这些
ICC profile
文件，能以
三维状态显示色彩范围，还能
将不同
ICC
profile
放在一起对比，可以更直观的了解
ICC
profile
文件的色彩范围。
Mac OS X
的
ColorSync
中的
ICC
profile
查看
ColorThink
中两个
ICC
profile
文件在
CIE
XYZ
中的三维比较图
Apple
RGB
，这是基于
Apple
的
13
英寸特丽珑显示器而建立的，主要在苹果电脑的一些出版软件里<
/p>
使用。
采用
ICC profile
Inspector
软件观察
Apple
RGB
文件，其白场与
Adobe RGB
（
1998
）相似，色温
大约在<
/p>
6500K
左右。
Apple
RGB
的白场
Apple RGB<
/p>
的
RGB
色域相对来说略小一些。
Apple
RGB
的
RGB
范围
< br>
ColorMatch
RGB
是由
Radius
公司定义的色彩空间，与该公司的
Pressview
显示器的本机色彩空
间相符合，此空间为
A
dobe RGB
（
1998
）提供了
较小的代替空间。
采用
ICC
profile
Inspector
软件观察
ColorMatch RGB<
/p>
文件，其白场色温大约在
5500K
左右
。
ColorMatch RGB
的白场
-红细胞
-红细胞
-红细胞
-红细胞
-红细胞
-红细胞
-红细胞
-红细胞
-
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