在印前和印刷過程中，信息相同的同一幅圖像在不同的顯示器上顯示時，可能會呈現(xiàn)出不同的顏色效果，用不同的彩色打印機輸出時顏色也可能不盡相同，若印刷出來可能又和打印的效果大相徑庭。相同的顏色數(shù)據(jù)在不同的設備上得不到同樣的顏色，相同的顏色數(shù)據(jù)在設計和印前生產(chǎn)作業(yè)的不同階段所看到的顏色也很難一致，原因是什么呢？

原因在于這些圖像的數(shù)據(jù)表示使用的是RGB顏色空間或CMYK顏色空間，而它們都是與設備相關的表示方法，也就是說一組RGB或CMYK數(shù)據(jù)到底會使人眼看到什么顏色是與呈現(xiàn)這個顏色的設備特性密切相關的。在印刷復制領域?qū)⑦@種現(xiàn)象叫做“顏色的設備相關性”現(xiàn)象，即同一種顏色在兩種模式完全相同的不同生產(chǎn)商提供的掃描儀或顯示器上輸入或顯示出的顏色存在著明顯的差異;同樣，在兩種模式完全相同的不同生產(chǎn)商提供的打印機上輸出，所得到的輸出結(jié)果也存在著明顯的顏色差異。

印前復制過程中，同一種顏色要在不同的硬件設備間傳遞，原稿(大多為減色法成色原理，數(shù)字原稿頁為加色法成色原理)經(jīng)過掃描、圖像處理(加色法成色原理)、最后輸出數(shù)碼樣張(減色法成色原理)，由于加色法成色原理與減色法成色原理存在本質(zhì)差異，怎樣確保印前復制過程各自工藝環(huán)節(jié)顏色的一致性，從而達到控制顏色復制質(zhì)量的目的，我們有必要了解一下RGB顏色空間和CMYK顏色空間之間的變換。

1 顏色空間的概念

顏色空間就是指某個三維顏色領域中的一個可見光子集，它包含某個顏色域的所有顏色。例如，RGB顏色模型就是三維直角坐標顏色系統(tǒng)的一個單位正方體。顏色空間模型的用途是在某個顏色域內(nèi)方便地指定顏色，由于每一個顏色域都是可見光的子集，所以任何一個顏色模型都無法包含所有的可見光。通常用三個相對獨立的屬性來描述，三個獨立變量綜合作用，自然就構(gòu)成一個空間坐標，這就是顏色空間。而顏色可以由不同的角度，用三個一組的不同屬性加以描述，就產(chǎn)生了不同的顏色空間。但被描述的顏色對象本身是客觀的，不同顏色空間只是從不同的角度去衡量同一個對象。

顏色空間按照基本結(jié)構(gòu)可以分兩大類，基色顏色空間和色彩、亮度分離顏色空間。前者的典型是 RGB，還包括 CMY、CMYK等。后者包括 YCC/YUV、Lab、以及一批“色相類顏色空間”。[next]

2 RGB顏色空間模型

自然界中色光的三原色是紅、綠、藍，人眼通過三種可見光對視網(wǎng)膜的椎狀細胞的刺激來感受顏色。這些色光在波長為630nm、530nm和450nm的刺激達到高峰。通過對各刺激強度的比較，我們感受到光的顏色。絕大部分的可見光譜可以用紅、綠和藍三色光按不同比例和強度的混合來表示，在圖像復制領域中，常采用256個層次值分別去度量RGB，通常給3個顏色通道都指定一個值描述其層次。0對應于無光，而255對應著最強光，RGB三個顏色通道分別為純紅、純綠、純藍，3個通道均為255時將產(chǎn)生白光，紅為255，綠和藍為0時將模擬出純紅光的效果。

以R、G、B三個參數(shù)為坐標，可以得到如圖1的一個單位立方體來描述RGB顏色模型。

RGB是一個加色模型，光源的亮度、色度、純度混合在R、G、B三個參數(shù)中。光源的亮度L表示為:L=0.3R+0.6G+0.1R。當然，這里的系數(shù)只是近似的，它具體的值依賴于顯示器所采用的磷粉標準，以NTSC視頻信號標準，則三個系數(shù)依次為:0.299、0.587、0.144。色光混合也稱為加色法混合，當不同的色光同時照射在一起時，能產(chǎn)生另外一種新的色光，并隨著不同色混合量的增加，混色光的亮度會逐漸提高，能量也將越來越大。等量的紅光與綠光混合產(chǎn)生黃光;等量的紅光與藍光混合產(chǎn)生品紅光；等量的綠光與藍光混合產(chǎn)生青光;等量的紅、綠、藍三原色光混合產(chǎn)生白光。如果三原色不等量混合將產(chǎn)生更加豐富的顏色混合效果。

該彩色立方體從點(0，0，0)到點(1，1，1)的這根對角線是相等的紅、綠、籃分別疊加后產(chǎn)生的不同程度的灰色，一幅灰度圖像中所有的像素值均將落在這根對角線上，這說明灰色顏色空間是RGB顏色空間的一個子集，該對角線被稱為灰色線。[next]

3 CMYK顏色空間模型

對于數(shù)碼打樣、彩色印刷而言，由于使用的是染料或顏料，也就是說使用黃、品、青相互疊加或并列呈現(xiàn)出原稿的顏色。理論上講，按色料減色法混合原理，青色、品紅色和黃色這三種減色主色混合應該產(chǎn)生與RGB顏色模型相同數(shù)量的顏色。CMY顏色空間以吸收光線量的多少為基礎來形成不同的顏色。理想減色三原色疊加后的顏色亦將出現(xiàn)在圖1的立方體中，它的三個主色可以從下式算得：

CMY?=?111?-?RGB?

理論上黃油墨、品紅油墨、青油墨的不同比例的混合可以實現(xiàn)所有顏色的再現(xiàn)，將100%的黃色、100%的品紅色和100%的青色混合，可以產(chǎn)生黑色。但是由于印刷使用的油墨并不是理想油墨，也就是說理想的黃色油墨本來應該完全反射500～700nm的可見光，完全吸收400～500nm的可見光，但實際使用的黃色油墨并不是這樣的，它在500～700nm這部分的反射不足，在400～500nm處吸收不足，其原因是黃色油墨顯色時呈現(xiàn)少量的品紅和青色的成分。其他油墨也存在同樣的問題。在印刷或打印輸出時，如果我們不使用黑墨，100%的黃色、100%的品紅色和100%%的青色混合將得到一種棕褐色，表現(xiàn)不出真正的黑色。通常我們添加黑色以保證暗色和灰色不偏色。因此要增加一個黑色版來表現(xiàn)真正的黑色。這也就是現(xiàn)在人們常涉及CMYK顏色模型，而很少提及CMY顏色模型的原因，CMYK顏色模式主要用于要用色料表達的顏色，如印刷色、彩色打印機輸出、油漆色等等。

CMYK色空間應該說是一種應用顏色空間、它實質(zhì)指的是再現(xiàn)顏色時印刷的C、M、Y、K網(wǎng)點大小，因此CMYK的數(shù)值范圍為0%～l00%，而不是0～255。C0%M0%Y0%K0%表示白色，C0%M0%Y0%K100%表示黑色。[next]

4 從RGB到CMYK的轉(zhuǎn)換

在印前制版中如果要將RGB圖像轉(zhuǎn)換為CMYK圖像，實質(zhì)就是將圖像從RGB顏色空間到CMYK顏色空間的變換，雖然這純粹是一種顏色空間的變換，但習慣上還是把它稱作分色。

在轉(zhuǎn)換過程中存在著兩個復雜的問題，其一是這兩個顏色空間在表現(xiàn)顏色的范圍上不完全一樣，RGB的色域較大而CMYK則較小，因此就要進行色域壓縮;其二是這兩個顏色都是和具體的設備相關的，顏色本身沒有絕對性。因此就需要通過一個與設備無關的顏色空間來進行轉(zhuǎn)換，例如通過LAB色空間來進行轉(zhuǎn)換。

1)顏色轉(zhuǎn)化
從一個色彩空間到另一個色彩空間進行顏色映射時，可采用“色域壓縮”、“階調(diào)壓縮”和“白點映射”三種映射方式進行設備色域的映射。

①色域壓縮
可采用三種方法進行，一種是通過保持色域內(nèi)的顏色不變，色域外的顏色由離它最近的顏色代替;一種方法是同樣保持色域內(nèi)的顏色不變，色域外的顏色用具有盡可能高的飽和度的顏色復制;一種方法是通過色域外的顏色投影到色域的邊緣，其他所有顏色均勻壓縮在色域中，顏色對應的角度不變，造成飽和度降低。
②階調(diào)壓縮
階調(diào)壓縮有兩種方法，一種是使色域內(nèi)的亮度精確再現(xiàn)，色域外的亮度升高或降低，直至正好在色域上。這種方式會造成顏色在高光或者暗調(diào)處反差壓縮;另一種方法是兩色彩空間的最大亮度相互重疊，動態(tài)調(diào)節(jié)其它亮度，即進行均勻壓縮。
③白場映射
白點映射有兩種方法，一種是將輸入設備的顏色空間的色調(diào)值均勻地恰好投影到輸出設備的顏色空間，從而使得到的白場和標準觀察者?光源為D50、視場角度為2°?的白場相對應。另一種方法是將輸入設備的顏色空間的色調(diào)值相對于紙張或承印物的白度轉(zhuǎn)換成新的顏色值。[next]

2)分色過程中顏色傳遞
圖片原稿顏色的色度值為L0、A0、B0，經(jīng)過掃描儀或數(shù)字照相機形成數(shù)字信號進入圖文處理系統(tǒng)。一般情況下，原稿的彩色光線被分解成紅、綠、藍三種成分，圖像的數(shù)字信號為R1、G1、B1。
隨后，彩色圖像被顯示在顯示器屏幕上。操作人員根據(jù)圖像的顏色狀況，在圖像處理軟件中對圖像顏色進行修正處理，處理后的圖像信號變?yōu)镽2、G2、B2。為了輸出數(shù)字彩色樣張，圖像顏色被轉(zhuǎn)換成R3、G3、B3驅(qū)動打印機打印，顏色傳遞到打印紙張上，樣張的顏色為L1、A1、B1。
為滿足印刷復制的需要，圖像被轉(zhuǎn)換成青、品紅、黃、黑四色模式，顏色從R2、G2、B2，變?yōu)榫W(wǎng)點面積率Y1、M1、C1、K1。經(jīng)過拼版、RIP和激光照排機輸出，獲得了分色膠片，膠片上的網(wǎng)點面積率為Y2、M2、C2、K2，而曬版后，印版上的網(wǎng)點面積率為Y3、M3、C3、K3，最終在印刷機上，油墨網(wǎng)點從印版上傳遞到承印材料上，網(wǎng)點面積率變?yōu)閅4、M4、C4、K4，與承印材料共同決定了最終呈現(xiàn)的印刷品顏色L2、A2、B2。

3)分色計算

分色時首先需要計算黑色值，然后才能算得其它三個顏色分量YMC的值。有許多方法可以生成黑版，在Photoshop采用的黑版生成方法有UCR(底色去除)和GCR(灰成分替代)兩種。以底色去除為例，理論上的從RGB到CMYK的顏色空間的變換需先讀入R、G、B值，生成中間量c、m、y、k，再利用黑色生成函數(shù)按照UCR原則生成黑版，黑色生成函數(shù)和底色去除函數(shù)與當前選擇的紙張和油墨組合、各色版的中間調(diào)網(wǎng)點擴大函數(shù)、黑色墨量限制以及油墨總量限制有關。

例如:給定一組R、G、B值(RGB表示在單位正方體顏色模型中顏色位置)，可由下式算得中間值y、m和c值。
c=1-R，m=1-G，y=1-B

由底色去除決定的黑色值為：

k=min?c，m，y?

得到c、m、y和k四個中間值后，計入黑色生成函數(shù)和底色去除函數(shù)的影響后，用下述公式調(diào)整，算得最終的C、M、Y和K值：

C=min{0，c-UCR(k)}
M=min{1.0，max(0.0，m-UCR(k))}
Y=min{1.0，max(0.0，y-UCR(k))}
K=min{1.0，max(0.0，BG(k))}

3)在Photoshop中進行分色設置
在Photoshop中允許我們對分色類型進行選擇?我們可以選擇底色去除?UCR也可以選擇灰成份替代GCR。底色去除是去除暗調(diào)部分灰色成份的彩色油墨，而用黑色油墨來代替的一種分色方法。它的典型優(yōu)勢在于:使用價格低廉的黑墨去取代價格昂貴的彩色油墨來復制原稿暗調(diào)部分的灰成分，降低了印刷成本;同時也減少了總墨層的厚度，有利于快速套印、適應了高速印刷的需要和有利于中性灰平衡和中性灰再現(xiàn)。去除量的大小通常要受到限制，它決定了黑版階調(diào)的長短，一般在30%～40%左右。

“黑版最大墨量?Black ink limit?”是指圖像暗調(diào)區(qū)域允許的黑墨量的最大值，它實質(zhì)就是在黑色分色片上進行暗調(diào)定標，它將影響到黑版的生成曲線。通常情況下，我們將它設置為90%～100%。“總墨量大小?Total ink limit?”是指黃、品、青、黑四色墨墨量的和，總墨量過高將會對油墨的干燥造成負面影響、同時也降低了印刷速度。通常我們將總墨量設置在220%～300%。

灰成份替代的理論基礎就是沒有必要采用黃、品、青三原色墨來產(chǎn)生僅用黑墨就能獲得的中性灰。該工藝使得油墨干燥時間變得更短、印刷速度更快、印刷成本更低廉。在Photoshop中我們有多種黑版生成模式可供選擇:None、Light、Medium、Heavy、Maximum和自定義模式等。

“底色增益?Under color Addition?”是指在圖像暗調(diào)區(qū)域在黑墨疊印部分添加彩色油墨，這樣可以使圖像暗調(diào)區(qū)域恢復圖像中性色彩和增加圖像細微層次，一般地說，底色增益的量在10%左右。底色增益是由底色去除演化而來，僅對圖像的中性灰區(qū)域有效，而對圖像的彩色部分無效。

灰成份替代和底色去除是兩個不同的概念，底色去除只對圖像的暗調(diào)區(qū)域起作用，而灰成份替代是對整個圖像和復色結(jié)構(gòu)起作用。底色去除去除的范圍比較小，而灰成份替代可以作全階調(diào)去除。