颜色模型的性能分析

无论哪种颜色模型，所揭示的都是设备的颜色特性。那么，输入设备的Profile文件为何给出两种不同的颜色模型，它们之间又有怎样的异同呢？下面从颜色关系决定的色域和准确性等方面进行阐述。

1.色域关系

对于输入设备，Profile文件中也记录了不同的再现意图，它们之间存在怎样的关联和差异呢？

分析表明，对于查找表颜色模型，输入设备的再现意图中，相对再现、感知再现以及饱和度再现所决定的色域完全相同，都是将白点匹配到L*a*b*=（100，0，0），黑点为没有光响应的绝对黑，即L*a*b*=（0，0，0）。但绝对色度再现与之不同，仍旧保留了绝对色度值不变，如图8-14为一个扫描仪绝对再现和相对再现的色域比较。绝对色度对应的白点为RGB=（255，255，255）。且以归一化的CIEXYZ三刺激值形式记录在特性文件信息中。如图8-14的情况为MediaWhitePoint：[0.7472 0.7680 0.6545]，对应的L*a*b*值为（90.19，1.00，-2.00）。同时看到，即使是绝对色度再现的情况，黑点也为L*a*b*=（0，0，0），这样，所有的再现意图情况黑点都是相同的。其实，这是输入设备颜色响应的特点，因为没有响应的RGB=（0，0，0）自然对应着没有光（L*=0）的情况。

图8-14　扫描仪感知与绝对再现色域比较

但是发现，MatTRC模型（感知再现）与LUT模型中感知再现情况的色域却不一致，如图8-15所示为从两个不同角度看到的这两个颜色关系的色域。

图8-15　扫描仪两种颜色转换模型的色域比较

从图8-15（a）看出，在中、高明度的黄色调区域，查找表模型给出了更大的颜色响应范围。从图8-15（b）看到，在中、低明度的红色调区域，阶调矩阵模型反而显示出更大的颜色响应范围。此外，阶调矩阵模型决定的色域边界更为平滑。这一比较表明，两种颜色转换模型所决定的色域存在可观的差异。

扫描仪的色域是个比较复杂的问题，它与显示和输出设备的情况都不同。对于显示和输出设备，给予有限的色光呈现、有限的色料混合，所能表现的颜色就构成了一个确定的范围。但对于输入设备则不然，对任何色光，扫描仪和数字相机都能产生响应值，从这个角度讲，其色域是很宽泛的。实际上，从任何光电元件响应信号的有界性不难想象，对某些颜色，虽然输入设备都有一定的响应值与之对应，但响应值相互之间已无法有效分开了。于是，输入设备“看”这些颜色，就认为是相同的了。这样，构成了事实上输入设备颜色响应的有界性，即也形成了一定的色域。

这里，两种颜色模型决定了不同的有效色域，应该是模型的差异本身所为。(www.xing528.com)

2.颜色关系的精度

输入设备Profile文件中的两种颜色模型存在差异。那么，哪种颜色模型更准确呢？

针对色标扫描影像的响应数据RGB，应用“MatTRC”模型，首先将设备数据转换为色度值，再根据特性文件中记录的白点颜色值，还原为色标各颜色的绝对颜色色度值；应用“查找表”模型，则直接选择“绝对色度再现”方式将设备颜色转换为绝对颜色值。分别将两种模型转换的CIELAB色度值与色标原测量值进行比较，得到所有颜色的色差平均值和最大值，用于表征模型的颜色转换精度。我们一个实验的分析结果给出，阶调矩阵模型的情况为6.46和19.64，而查找表模型的情况为3.84和15.2。从中看出，平均色差和最大色差都表明查找表模型较阶调矩阵模型有更高的颜色转换精度。

3.数字相机与扫描仪特性文件的比较

数字相机的Profile文件结构与扫描仪的相同，也含有两种颜色模型。分析表明，同扫描仪一样，两种颜色模型决定的色域也不同。

此外，在应用中还发现，若将同一个IT8.7/2色标的影像（如扫描得到）分别视为由扫描和拍摄得到，进而分别制作了扫描仪和数字相机的ICC标准Profile文件。分析发现，这两个Profile文件中的阶调矩阵和查找表颜色关系都不相同，Profile文件大小也不同，分别为60kb和247kb。显然，按照数字相机制作的Profile文件的阶调矩阵颜色关系与按照扫描仪制作的不同，尽管它们源自同一个色标和色标影像。查找表颜色关系的情况也一样。

由此看来，对数字相机和扫描仪，建立其特性文件颜色关系的具体原理和数学方法是不同的。具体采用的方法也只有软件开发者最清楚了。

从两种设备的应用场合分析，扫描仪主要用于硬拷贝影像的数字化，总是希望其数字尽可能准确地记录原影像的颜色，以满足对原稿的忠实复制，而数字相机则面对的是亮度和颜色变化范围都非常大的自然景观，其颜色记录并不需要准确意义上的“忠实”，更需要的该是影像中的色彩有恰当的阶调范围，有平滑的色彩过渡和合理的层次，以满足视觉上的感知再现。因此，两种设备的颜色关系建立应有各自的考虑和侧重，颜色模型中具有不同的颜色数值也就顺理成章了。由此不难理解，尽管都属于颜色输入设备，但因其应用特点不同，响应特点的设计也就不同，其特性化颜色关系的建立在原理方法本身就应存有差异。正是因此，Profile文件制作软件对其给予分别对待是合理的，尽管它们可以使用相同的色标。