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白点匹配在颜色处理中的应用

时间:2023-06-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:严格来说,白点匹配不属于色域映射的内容,但常常是色域映射的前提。设备表现的颜色色度值都要首先进行白点匹配。白点匹配在显示和硬拷贝输出类设备中的应用有所不同。例如,某一纸张在D50照明体下的色度值为L*a*b*=,对应的三刺激值XYZ=。白点匹配,符合了人眼的色适应特性,也解决了颜色传递过程中不同介质颜色特性不同带来的麻烦。因此,一般情况下,白点匹配成为首要的处理步骤。

白点匹配在颜色处理中的应用

严格来说,白点匹配不属于色域映射的内容,但常常是色域映射的前提。设备表现的颜色色度值都要首先进行白点匹配。

白点匹配有两方面内容:一是将设备所表现的白规范化到某一标准白(如D50、D65等)作为所有颜色的参考白;二是将这个参考白的亮度Y归为100;即L*=100、a*=b*=0。其他颜色也随之作相应的调整,即所有的颜色都匹配到了这个标准的参考白上。

白点匹配在显示和硬拷贝输出类设备中的应用有所不同。

对于显示类设备,当我们对其颜色进行特性化时,若希望将它的白点调整为标准的D65参考白,是实实在在地改变各个发光通道的性能参数,使其发出的最大强度的红、绿、蓝光混合(对应R=G=B=255)出D65标准白的色品特征,即:

此时,这个混合白的实际亮度为三个光亮度的叠加,记为Yw0,但不一定有Yw0=100;进一步,可以求解出对应的CIEXYZ三刺激值,记为Xw0Yw0Zw0。在这种控制参数下,由R、G、B的任意组合所形成的其他混合色,会形成一定的色光三刺激值CIEXYZ,记为X0Y0Z0

这时,人的眼睛就会适应这个亮度的白而感知其他颜色的属性。但不同的显示设备,由于发光特性不同,同样的R=G=B=255,即使形成色光的色品相同,其最大亮度也多是不同的。但那时,我们的眼睛仍旧能够适应那个最大亮度而感知其他的颜色。

为了体现这一眼睛的适应性,我们希望能以同一个亮度级来表示不同显示器上的最大亮度白。常用的是将其归一到Y=100,这样,会产生一个归一因子:

且有:

若将这个白作为其他颜色的参考白,则由色度值L*a*b*的定义,这个白有:

于是,其他颜色的三刺激值也由该归一因子调整为:

并可由定义式求解其他颜色的L*a*b*值。

而对于硬拷贝输出,例如,印刷或打印到纸张上的情况,处理的是在某一标准照明体下的反射样品颜色的问题。此时,纸张并不是完全漫反射体,其色度值也不是常规的照明光源色度值。例如,某一纸张在D50照明体下的色度值为L*a*b*=(93.17,0.41,-3.58),对应的三刺激值XYZ=(80.58,83.36,72.78)。在这个纸张上表现颜色时,最明亮的白就是这个有些暗度(因若完全反射则明度为照明体的明度100)和色度的纸白了。(www.xing528.com)

那么,对于其他设备,如显示器传递来的L*a*b*=(100,0,0)白色,在纸张上怎么表现呢?显然,纸张上是没有能力表现这个颜色的。而唯一折中的方法就是用纸白来表现这个传递来的最明亮的白,也就是说,认定纸张的白就是L*a*b*=(100,0,0)。这样,显示器上那个明亮刺眼的金属反光色(用显示器的参考白表现),不至于在纸张上无法表现,而是用纸白这个此时的最优选择再现了。

同样,当这个纸白色传递到另外一个明度更大的纸张上时,也不至于还要特意加上些色料以模拟源白色的暗度了。于是,较暗纸张上那洁白的婚纱,就保持其本性地复制到了更洁白的纸张上了,优化了颜色的表现。

其实,尽管不同的纸白实质上有不同的明度和色相,但当我们看过一段时间后,就会感觉它就是所在照明光源下最明亮的纯白,这是早已明确了的人眼的色适应现象。顺应人眼的这一视觉现象,将纸白都调整到适应了的L*a*b*=(100,0,0),这是最基础,也是最简单的色貌模型。

此时,随着纸张由实际色度值调整到L*a*b*=(100,0,0)的处理过程,其他颜色的色度值也要调整到一个新的颜色,即人眼对其他颜色也产生了新的感觉。

下面给出其他颜色的调整过程。

将照明体的三刺激值记为XwYwZw,纸白在该照明体下的实际三刺激值记为XpYpZp,则三刺激值各自的调整因子为:

纸张上所有的复制色三刺激值调整为:

比如,在上述例子中,纸张在D50照明体下的色度值为L*a*b*=(93.17,0.41,-3.58),对应XpYpZp=(80.58,83.36,72.78),根据D50照明体的三刺激值XwYwZw=(96.42,100.00,82.52),可得kX=1.1966,kY=1.1996,kZ=1.1338。与显示器不同的情况是,这里X、Y、Z的调整因子各不相同。

如上,这个将纸白调整为L*a*b*=(100,0,0),以及其他颜色相应调整的过程,即为该情况下白点匹配的概念。

白点匹配,符合了人眼的色适应特性,也解决了颜色传递过程中不同介质颜色特性不同带来的麻烦。因此,一般情况下,白点匹配成为首要的处理步骤。其后,诸如目标色域明度范围不够、某些颜色彩度不足等色域映射处理,都是建立在白点匹配基础上进行的方法的开发和应用。

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