咨询热线:0755-27809282
LED知识 当前位置:首页 > 用户服务 > LED知识 >

所见即所得的色彩管理秘密

时间:2016-11-09 10:28    点击量:

百闻不如一见。据统计,人类在经过眼、耳、鼻、舌等身体器官感知世界和接受外部信息的进程中,约75-80%的信息来历于由眼睛与大脑构成的视觉体系。

        视觉信息在人类进化、生计和开展进程中起到了无足轻重的作用。数字图画作为现在人类视觉体系获取外界信息的首要来历,能够有效打破时刻、地舆等约束,足不出户即可随时赏识到大千世界五花八门的外部信息。单单在数字成像范畴,据美国德勤公司TMT(技能、媒体和电信)有些预测,2016年全世界范围内将摄影约2.5万亿张数字图画,其中约75%的图画将被网民或媒体上载至网络与兄弟或群众共享。

        在实践运用中,数字图画以不一样方式展示在用户面前,触及到的首要数字图画设备有数码相机、数码摄像机、扫描仪,电视、影片、投影仪,计算机显现器,手机,平板电脑,打印机,打印机和数码印花机等。通常能够将这些设备分为三类,数字图画获取设备(码相机和数码摄像机等)、以电子屏幕显现图画的软拷贝显现设备(手机、显现器等)和以纸张、纺织品、丝绸和陶瓷等前言显现图画的硬拷贝输出设备(打印机和数码印花机等)。


色彩共同性现有疑问

各种数字图画设备在详细运用中,就色彩共同性方面通常会碰到下面两个疑问:

        (1)经数字图画获取设备获取的图画色彩和咱们在现场感受到视觉色彩作用不共同;

        (2)所获取图画在不一样设备间传输时,比如从显现器到投影仪,从显现器到打印机,从显现器到数码印花机,甚至在不一样显现器间复现时呈现色彩不共同景象。

        以上两个疑问即本文标题所说的“所见即所得”疑问。在大有些人们心目中,所见即所得,即在图画获取和传输进程中色彩是保持共同的。即使不共同,感受只需不影响正常运用,色彩有点误差也没疑问。但这些年跟着经济社会的开展,人们对生活品质的请求越来越高,尤其是跟着电子商务的开展,在触及服装及装饰品等产品的电子商务进程中,商家需要用数字成像设备对其产品摄影然后传送到网络,消费者经过自个的显现设备检查其视觉作用决议是不是采购,因为在这个进程中会呈现消费者在自个显现器上看到的图画色彩作用与产品什物色彩作用不共同的景象,常常会呈现所采购产品色彩非自个喜爱的景象,随之带来一系列胶葛和不愉快。别的这些年越来越风行的网络艺术馆、网络博物馆、长途医疗、长途规划以及计算机视觉等运用都对物体图画色彩的获取及复现精度提出了越来越高的请求。



色彩失真因素

        因而很有必要实现数字图画从获取到显现、以及打印输出进程中色彩的共同。在介绍解决方案之前,咱们先了解什么因素会导致数字图画设备所获取图画与什物视觉色彩作用不共同以及数字图画在不一样设备间传输时的色彩失真疑问。

        (1)成像色彩失真疑问。数码相机和数码摄像机是现在数字图画获取的首要设备。现在的手机通常都带有数字摄影功用,高端的单反相机和数码开麦拉也逐步得到了广泛运用。但据作者调查,许多消费者纵然买了高端的数字成像设备,在详细运用时通常也只用其在“自动(傻瓜)形式”下摄影,有些水平较高的消费者为了得到“景深”作用会选用“光圈优先”形式,为了“抓拍”会选用“快门优先”形式,或许在不一样的摄影场景下挑选不一样的“场景”形式,但大有些情况下都不会依据场景的改变充沛发掘成像设备的潜力而摄影取得优秀的图画。固然高端数字成像设备自身硬件功能优秀,也内嵌了比较复杂的图画增强算法,大有些场景下能得到比较满意的数字图画。但假如需要在极点照明摄影场景下取得优秀图画,或许获取图画的意图除了用于赏识外,还需要用于打印打印、机器视觉及计算机视觉等对摄影图画数据准确性有较高请求的运用范畴,就需要充沛发掘数字成像设备的硬件潜力及参数设置,乃至开发相应算法获取满意实践运用需要的数字图画。

blob.png

图1显现了同一相机摄影同一场景,但ISO参数设置不一样时的摄影作用。

blob.png

blob.png

图2显现了同一马路场景在不一样时相日光照明下的摄影图画模仿作用。

可见相机参数设置及外部照明环境都对相机摄影成果有很大的影响。


(2)图画传输及复现时的色彩失真疑问。下面要素则经常会致使数字图画在传输及不一样设备上显现时呈现色彩失真景象。

a.数字图画设备的色彩表征机理不一样。不一样数字图画设备选用不一样的软硬件办法表征色彩,例如数码相机等数字图画获取设备经过电荷耦合器件(CCD或CMOS)对物体成像的办法来表征色彩,显现器经过背光及操控滤光片滤光量的方法显现色彩,而打印机则经过操控青(cyan)、品(magenta)、黄(yellow)和黑(black)等墨量的份额打印出不一样的色彩。这些设备都在各自的设备有关色彩空间中表明色彩,相同的数字驱动值在不一样设备上所代表的色彩一般不一样,因而当五颜六色图画在这些设备之间传输时,若数字驱动值之间不经过任何转换,很简略呈现色彩失真景象。

b.数字图画设备的色域不一样。色域是指数字图画设备所能体现的色彩规模。数字图画设备色域的巨细和形状取决于设备的色彩表征机理、参数设置及照明与调查环境等要素,不一样数字图画设备的色域一般不一样。当源五颜六色图画的色域大于复现方针设备的色域时,其复现图画中的色彩和源五颜六色图画相比必定失真。

c.外界环境对五颜六色图画视觉感知的影响。外界照明与调查环境除了对设备的色域巨细和形状有影响外,也会对人眼的视觉感知产生影响。例如,在相同的照明环境下,一幅图画在暗布景下调查会感受对比亮,而在亮布景下会感受对比暗,这即是同时对比效应。此外,还有比如光源色度及亮度、环境亮度等很多其它要素也会影响五颜六色图画在不一样设备之间传输时的色彩保真度。

d.调查者对色彩的感知和喜好不一样。色彩的感知和喜舒适调查者民族、性别、年纪、工作和经历等要素的影响。关于同一幅五颜六色图画,不一样的调查者可能有不一样的视觉感知和解说。

1477556683685834.jpg

现有色彩办理计划

上述各方面的要素都会影响五颜六色图画在数字图画设备间传输时的色彩保真度,因而如何进步跨媒体的色彩复现精度这一课题遭到了广阔从事色彩科学与印象技术有关科研机构以及数字图画软硬件生产商的广泛重视,并在国内外展开了很多的研讨。现在对比公认的计划是经过色彩办理体系来处理五颜六色图画在不一样数字图画设备间传输时色彩失真这一疑问。到现在为止,首要有三种色彩办理体系得到了广泛使用,分别是闭环色彩办理体系、sRGB(Standard RGB)色彩办理体系和ICC(International Color Consortium)色彩办理体系。这些体系都不一样程度地处理了五颜六色图画在不一样数字图画设备间传输时的色彩失真疑问。下面分别对这三种色彩办理体系予以扼要概述。

(1)闭环色彩办理体系

闭环色彩办理体系是一种较为直接和简略的色彩办理体系,其基本原理如图3所示,任何两种数字图画设备间都需树立一一对应的色彩映射联系,然后完成五颜六色图画在这两种设备间的色彩复现。因为数字图画设备一般能表征很多的色彩,例如三通道的8位五颜六色显现器可显现16777216(224=16777216)种色彩,很难对每种色彩都树立相应的映射联系。这种色彩办理体系在完成较少的设备间的五颜六色图画传输时可以到达较好的色彩复现作用,但随着数字图画设备数目的增加,会大大增加设备间映射的次数。别的,随着网络技术的开展,一幅五颜六色图画可能会传输到世界上任何一台显现器或打印机上,几乎不可能在任意两台数字图画设备间都树立精确的映射联系,因而其使用规模遭到很大限制。现在这种色彩办理体系首要用于数码打印和数码印花等触及的数字图画设备数量少且针对性强的使用领域。

(2)sRGB色彩办理体系

为了补偿闭环色彩办理体系的缺陷,微软(Microsoft)和惠普(Hewlett-Packard)公司于1996年界说了sRGB规范色彩空间,希望数字图画设备都在sRGB色彩空间中表明色彩,以简化数字图画设备间的色彩复现步骤并进步复现精度。1998年,世界电工委员会(IEC,International ElectrotechnicalCommission)将sRGB色彩空间引荐为世界规范。sRGB色彩空间是经过对一台在特定照明环境及设置下的阴极射线管(CRT,Cathode Ray Tube)显示器来界说的,对显示器的布景、环境、照度及照明环境的色度信息等都做了具体规定,如显示器的亮度应设置为80cd/m2, 白场为D65,伽玛值为2.2等。基于sRGB色彩办理体系的五颜六色图画跨媒体复现原理如图4所示,任何一台数字图画设备都经过sRGB色彩空间表明其色彩或树立其设备有关色彩空间与sRGB空间之间的对应联系,所以数字图画设备间能够简略地经过sRGB空间完成五颜六色图画的跨媒体色彩复现。但sRGB色彩办理体系仍存在下述两方面的缺陷:

a. sRGB色彩空间是经过在特定照明环境下对一台典型设置的CRT显示器界说的,对其它类型的数字图画设备,或者设备的照明环境及设置不同于sRGB空间的界说,其色彩空间并非真实的sRGB空间,因此仍会致使五颜六色图画在不同设备间复现时出现失真景象。

b. 任何两种数字图画设备都经过sRGB这单一色彩空间完成五颜六色图画的跨媒体色彩复现,所以只能到达一种色彩复现意图,而当使用者请求其它色彩复现意图时,仍需另外的杂乱处理。

        c. 当时数字图像设备的亮度及色域等功能都越来越好。以色域为例,图5显现了sRGB色域与现在已经获得广泛应用的adobeRGB以及将来超高清电视(UHDTV)色域的对比成果,可见sRGB色域远远小于adobeRGB和UHDTV色域。

总归,sRGB色彩办理体系在对色彩复现精度请求不太高的通常消费者群体中得到了广泛运用,但对于从事专业图画处理或对图画复现精度有较高请求的用户而言,还需要运用其它更高档的色彩办理体系才干满意其运用需要。

(3)ICC色彩办理体系

ICC色彩办理体系于1993年由Adobe、Agfa、Apple、Eastman Kodak、Fogra、Microsoft、Silicon Graphics、Sun 和Taligent等八家公司构成的世界色彩联盟(ICC, InternationalColorConsortium)提出,ICC的主旨是推动和树立一个敞开、互利、跨渠道的色彩办理体系。ICC色彩办理体系是现在运用较为广泛的专业色彩办理体系,2005年成为ISO世界标准,该体系也事实上已经成为专业五颜六色图画复现运用领域的标准。类似于sRGB色彩办理体系,ICC色彩办理体系也是经过设备无关色彩空间完成数字图画设备间的色彩复现,不相同的是ICC体系中选用CIE色度空间作为设备无关的色彩衔接空间。因为这种色彩复现方法不需要数字图画设备在特定的照明环境及设置下完成复现,这很大程度上扩展了ICC色彩办理体系的运用规模并提高了色彩复现精度。在实践运用中,ICC色彩办理体系主要以ICC文件的方法完成五颜六色图画在数字图画设备间的复现。ICC文件以标签方法记录了设备类型及属性、设备无关色彩衔接空间类型、色彩复现意图及设备有关色彩空间与设备无关色彩空间之间的变换联系等信息。要完成五颜六色图画从源设备到方针设备的复现,首要需要生成这两个设备的ICC文件。根据ICC文件的色彩办理体系结构如图6所示,全部色彩办理体系经过色彩办理结构接口完成运用程序、ICC文件及色彩办理模块之间的交互。色彩办理模块(又称色彩办理引擎)经过调用源设备与方针设备的ICC文件树立这两种设备间色彩空间的映射联系。色彩办理模块可分为操作体系级和运用程序级的色彩办理模块,用户也能够开发第三方的色彩办理模块,运用程序通常默许选用操作体系或自带的色彩办理模块完成色彩办理。这么,运用程序就能够调用色彩办理模块树立的源设备与方针设备的色彩空间变换联系完成五颜六色图画或图形在这两种设备间的色彩复现。

1470635875290503.jpg

现在,有些商业软件(AdobePhotoshop)及大有些浏览器都支撑ICC色彩办理体系。实践上在Adobe Photoshop软件中,ICC色彩办理体系无时无刻不在起作用。无法大有些普通用户并没有知道到这一点,即便知道有此功用也不能灵敏运用,这很大程度上影响了软件的运用功用。别的尽管大有些浏览器支撑ICC色彩办理体系,但因为其自身功用欠佳,大有些用户也没有意识到浏览器有该功用,更不会生成相应设备的ICC文件并嵌入到图画中,因而该色彩办理功用在实践运用中很少运用。



将来色彩办理发展


上述色彩办理体系某种程度上能够提高物体色彩的获取及复现精度,但都是以色度方法完成五颜六色图画在不相同数字图画设备间的色彩复现。这种色彩复现方法只能对特定的观察者在特定的外界照明环境下完成色彩匹配,当观察者或照明环境发生变化时,原本在视觉上感知相同的色彩却不再匹配,这种景象被称为同色异谱。光谱色彩办理体系能够有用处理同色异谱疑问。光谱色彩办理体系是这些年国内外从事色彩科学研究的一个热点疑问,ICC也在尝试推出新的ICC文件版别(iccMAX)以支撑光谱色彩办理。但受制于现在所开发的软硬件功用,大有些用户对该运用也缺少知道,光谱色彩办理体系现在还缺少实践运用。但光谱色彩复现被认为是最准确的色彩复现方法,光谱色彩办理体系在文明艺术品的数字典藏及复制、数字出书及发行、远程医疗、电子商务等很多对五颜六色图画跨媒体复现精度有较高需要等领域仍具有无穷的运用潜力。





【返回列表页】