所谓色彩的再现意图,即指从整体上,希望复制图像的颜色以怎样的特征再现原图像的颜色。
色彩管理技术中规定了四种色彩再现意图,分别是“感知色度再现(Perceptual)”、“饱和度色度再现(Saturation)”、“相对色度再现(Relative Colorimetric)”和“绝对色度再现(Absolute Colorimetric)”。
为了方便起见,仍以前面提到的将sRGB颜色用彩色喷墨打样设备输出的情况为例,来说明这四种再现意图的含义。
图5-18(a)所示为hab=310°等色相面上两个色域边界的关系(已经进行了白点匹配,匹配后目标色域的最小明度为),图中用方块表示选择的sRGB源色域中的一些颜色,并编号如图示。看到,其中有10个颜色在目标色域外,需采用一定的方法映射进其色域内。
图5-18 等色相面上的再现意图示意图(hab=310°)
感知再现复制这些颜色采用的策略是,目标色域外的颜色和色域内的颜色同时映射,并保持颜色之间的相对关系。也就是说,目标色域外的颜色都要映射进目标色域中,但明度高的颜色明度还要高,彩度大的颜色彩度还要大。尽管明度和彩度都发生了变化,相互间的差异也可能减小了,但仍要求有差异。
利用MATLAB语言中对ICC特性文件的色域映射处理技术,得到这些颜色感知再现下的颜色映射结果如图5-18(b)所示,“*”符号代表映射后的颜色,即再现色。
从图5-18(b)看出,目标色域外的颜色1、2映射到了目标色域的边界上,保持了差异,但差异较原来减小了,同时明度稍有提高。颜色4、5、6也有类似的映射规律。颜色10、11、12、13、14也都映射到了目标色域边界上,且因目标色域的黑点明度较源色域的0大得较多,后三个颜色明度增加较大。此外,目标色域内的颜色3、7、8、9也同时发生了变化,主要表现为明度稍有提高。可以这样理解,目标色域外暗调颜色的明度不得以提高后,为了保持原颜色明度间的相对关系,目标色域内的颜色也多少增加了明度。
为了能让读者在自己的环境中“看”到这个影像不同再现意图下硬拷贝输出的颜色效果,将不同再现意图对应输出的CIELAB色度影像再转换为sRGB影像,以可在电脑屏幕上模拟这个硬拷贝设备的输出结果。因为一般作为图像显示的显示器可近似校正到sRGB状态,且这些颜色是sRGB和输出色域的共同部分,能够为显示器所显示。
这些颜色及其感知再现后的sRGB值形成了对应的色块影像如图5-19(a)、(b)所示。
图5-19 等色相面上颜色及其再现色的sRGB模拟影像(hab=310°)
当在校正为符合sRGB规律的显示器上观看时会明显地看到,颜色1、2、4、5、6变化较大,且颜色差异减小了。特别是颜色4和10,映射所引起的饱和度减小得较多,视觉差异很明显,与图5-18(b)图示相符合。其他颜色的变化可对照图5-18(b)体会。
联系到前面介绍的压缩算法,这里的明度压缩势必也设计了一定的规律。经分析,得到其明度压缩函数如图5-20所示。容易看到,该函数属于图5-17中的单折函数,单折点在约40处,即明度压缩主要发生在明度40以下,且为线性压缩;明度40以上的明度压缩很小。需要说明的是,从图中也可以看出来,这里彩度的压缩与明度相关,没有统一的彩度压缩函数。
图5-20 感知再现方式下的明度压缩函数
总的来看,感知再现同时改变了目标色域外和色域内的颜色,且尽量保持了颜色之间的视觉相对关系。这样做的依据是我们的眼睛对颜色之间的相互关系更加敏感,而对于颜色的绝对变化并不太敏感。如果我们希望一幅图像中的颜色保持整体的颜色关系,则这种颜色的感知再现方式是个不错的选择。因此,它常用于摄影类原稿的复制。(www.xing528.com)
相对再现所期望的颜色复制效果,在白点匹配的基础上,超色域外的颜色均由目标色域边界上相近的颜色代替,色域内的颜色则基本保持不变。如图5-18(c)所示,“*”表示再现色。该图示对应的映射结果之sRGB模拟影像如图5-19(c)所示。
由于再现允许多个超色域颜色由同一个颜色代替,所以某些色域外颜色间的层次会因此丧失,从而引起复制图像整体层次的失真,但对色域内的颜色保真度较高。
从图5-18(c)看到,颜色1、2映射的颜色几乎相同,颜色5、6映射的颜色也几乎相同,复制结果的差异几乎没有,不像感知再现的结果那样保留了一些层次差异,从图5-19(c)影像中也能看出这些。色域内的颜色3、7、8、9几乎没有变化。此外,源色域中的暗色调明度有明显提高,但不少中间及亮色调色明度却有所降低。常用“截切”映射算法实现这种再现。当源图像含有的颜色大多处于目标色域内(当然我们得有办法知道这点),而我们又希望尽可能保持图像颜色不变时,这种再现意图不失为一种不错的选择。比如,对于没有特别亮丽鲜艳色的摄影照片,这种方式的复制效果也不错,能够保证绝大多颜色的准确性和层次关系。
饱和度再现则完全是另一种复制效果,希望超色域的颜色尽可能地保留其饱和度,即颜色的鲜艳度,而不管其颜色的明度怎样变化、颜色间的相互关系是否保持下来。色域内的颜色同样期望保留饱和度,因为这些颜色本身在色域内,自然可以不改变了,如图5-18(d)所示。复制结果的sRGB模拟影像如图5-19(d)所示。
从图5-18(d)看到,颜色1、2映射到目标色域边界上明度较低但饱和度较高的颜色上,较感知再现和相对再现映射的再现色饱和度都高,但颜色间的明度关系已经颠倒了。颜色4、5、6、10、11映射到了目标色域边界顶点周围一个很小的颜色区域上,尽管映射色之间的颜色差异减小了,但得到了尽可能高的饱和度。色域内的几个颜色几乎没有改变。同样,这些变化关系也可以从图5-19(d)影像中看到。与前两种再现意图比较,最明显的差异是颜色1、4具有了更高的饱和度。
绝对再现是在相对再现结果的基础上,进行白点匹配的逆运算,以将再现结果还原为未作白点匹配的绝对颜色值。这种再现期望色域内颜色的色度要绝对地保持不变,即便是复制色的白点较源白点白,也要产生一定的颜色以准确再现源白点。
通常认为,绝对再现方式用于印刷中的数码打样应用。这里,在保证所用打样设备的色域大于印刷色域,即打样设备具有模拟所有印刷颜色的物理能力情况下,由打样设备绝对地再现印刷品的颜色,包括印刷用纸张的白。
由于绝对再现相当于相对再现的白点逆变换,所以没有格外给出其图示,但给出了变换结果的sRGB模拟影像如图5-19(e)所示。
需要说明的是,当我们在显示器上观看同一个颜色的不同再现结果时,最好用中灰类颜色的纸张将其他颜色部分遮挡起来,以免产生对观看色的影响。
另外要说明的是,图5-18及5-19所示的结果中,映射色的色相角也发生了或多或少的变化,而没有保持310°绝对不变(仅为了便于表示,将再现色也标在了原色相角平面中)。这一方面有ICC文件转换误差的因素,另一方面,从变化幅度看,还应该有算法本身的因素。表明这种具体的再现意图结果,与所采用的具体算法相关。在再现意图的实施中,是采用明度线性压缩,还是非线性压缩?是保持色相角不变,还是在视觉感知实验下确定不同色相角的不同颜色可以有色相角的改变?这些思想都可以由上一节介绍的各种不同的算法来实现,只要能较好地达到再现意图的设计初衷。
因此,应该有这样的认识:再现意图只是一种原则性的、图像整体颜色复制的效果描述,可由不同的具体色域压缩算法实现。采用的具体算法不同,所实现的再现意图效果和程度也会有所不同。
色彩管理技术中,规定用A代表设备颜色值,用B代表设备连接色空间(PCS)的色度值,即CIELAB或CIEXYZ色度值,并用0、1、2、3分别表示感知再现、相对再现、饱和度再现和绝对再现四种再现方式,体现在ICC特性文件Profile中。
诸如VC++、MATLAB等许多计算软件中,都具有ICC特性文件的读取功能,可方便地认识其中的信息。如MATLAB软件读取的ICC Profile信息如下:
其中,BToA0和AToB0分别代表由PCS色度值到设备颜色值及相反的感知色度再现,BtoA1和AtoB1则对应相对色度再现,BtoA2和AtoB2对应饱和度再现。由于绝对色度再现是在相对色度再现基础上利用Profile文件中含有的介质白点色度值进行白点匹配的逆变换运算得到的,其中介质白点色度值如上为:MediaWhitePoint:[0.7463 0.7774 0.6502],即白点三刺激值:XYZ=(0.7463,0.7774,0.6502),或XYZ=(74.63,77.74,65.02),所以不再专门给出这种变换的结构内容。
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