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天津科技大学学士学位论文1第一章绪论生活需要色彩，因为大自然本身就是丰富多彩的。色彩逼真的杂志封面、层次分明的地图、印刷精美的画报，所有这些令人们目眩神迷的事物，都跟色彩密不可分。这些印刷品的完成均需要通过扫描仪或数码相机等输入设备获取图像，然后由显示设备来观察图像色彩，最后通过打印机或印刷机等输出设备来实现色彩的还原。颜色的复制是印刷的一项重要任务，长期以来，原稿、扫描、显示、打样、印刷等各个环节之间的颜色不一致的问题，给使用者造成了很大的困惑。对于一些印刷厂商而言，商业印刷品的色彩不合格是导致他们亏损的主要原因。由于扫描仪和显示器是以使用RGB的加色法为基础的，而打样和印刷则是基于减色法、即以CMYK四色为基色。基于加色法实现的扫描、显示的RGB模式的色彩不能和打样、印刷时采用的基于减色法实现的CMYK模式的色彩完全吻合。所以用户在屏幕上看到的颜色和印刷出来的成品完全不一样了，或是印刷出来的成品与打样的样张颜色不一致了，这些都给商家和客户造成了很多不必要的纠纷。这种情况一直困扰了业界多年，直到色彩管理设想的提出，才使得人们看到了改变这种情况的希望。九十年代初，苹果电脑推出了ColorSync1.0色彩管理,但都局限在苹果设备之间的色彩管理。直到1993年，Adobe、Agfa、Apple、Kodak、FOGRA、Microsoft、Silicom、Graphics、Sun、Microsystem及Taliget等公司发起并成立了国际色彩联盟（InternationalColorConsortium），简称ICC。它规定了一个色彩管理的国际标准，即色彩管理系统（ColorManagementSystem,缩写CMS）。各成员都声称，他们的操作系统平台和应用程序软件都支持ICC标准。ICC借助于一个虚拟的、与设备无关的色彩空间，即设备描述文件的连接空间（ProfileConnectionSpace,缩写PCS）作为颜色空间转换的中介空间。并通过设备颜色空间（RGB或CMYK）和PCS空间之间的联系，生成设备的特性描述文件（Profile）,建立了设备色空间和PCS色空间的色彩转换模式，实现了各设备之间色彩的一致性，使得印刷品的颜色能最大限度地再现原稿的颜色。由于使用了与设备无关的PCS空间，使得色彩的传递不依赖于设备空间，从而实现了开放性的色彩管理。目前，像Adobe、Agfa、Apple、Heidelberg、Kodak和北大方正等公司都推出了自己的色彩管理系统。色彩管理不仅存在于扫描仪等设备当中，而且一些专业的图像处理软件（如Photoshop）、排版软件（如Pagemaker）和发排软件（如方正的世纪RIP）中现在也都带有色彩管理功能，这些都大大降低了操作者工作的难度，使得色彩管理渗透到印刷的每道工序当中。本人毕业设计研究的课题为天津科技大学学士学位论文2输出设备的色彩管理。第二章色彩管理概述简单的说，色彩管理就是颜色匹配，协调输入、显示、输出各个环节，使三者之间实现色彩的一致，使操作者做到”所见即所得”。色彩管理包括：1、输入设备之间的颜色匹配。2、原稿颜色与显示器颜色之间的匹配。3、显示器颜色与印刷品颜色之间的匹配。4、输出设备之间的颜色匹配。5、原稿与印刷品之间的颜色匹配。第一节色彩管理中的颜色转换和颜色匹配一、颜色转换与颜色匹配的概念颜色转换是将颜色从一种颜色空间转换到另一种颜色空间的处理过程。一个颜色空间中的任一颜色与该颜色空间内的白点的相对位置是固定的，所以任何两个设备所采用颜色空间的白点位置是不可能相同的。当一种颜色需要从一个颜色空间转换到另一个颜色空间时，它只能以在另一颜色空间中视觉效果上最为接近颜色作为目的颜色，这一处理过程也称为颜色匹配。例如，一幅在某一显示器上创建的数字图像，在该显示器是采用与设备相关的RGB颜色空间。而如果要在一台印刷机上印刷，这幅数字图像必须转换到印刷机的颜色空间。印刷机采用的是一个与设备相关的CMYK颜色空间，因此所有的RGB值必须转换为CMYK值,这就是颜色转换。当RGB值被按照某一CMYK颜色空间取值，它们将被根据印刷机的颜色空间匹配为与原来颜色最为接近的颜色,这一处理过程就称为颜色匹配。不论是颜色转换还是颜色匹配，都必须考虑一些与设备相关的具体因素。比如，构成屏幕图像的基本要素是像素,每一个像素有一套用来存贮其颜色或颜色索引值的比特位。而每一个像素的比特位数则取决于显示器和显示卡的型号，以及显示卡的设定模式；大多数印刷机采用各自的着色剂，并且以特定的分辨率印刷。另外，不同设备的物理阶调特性也各不相同。比如。由一台显示器产生的颜色，在另一台显示器上显示时差别会很大；而由不同印刷机印刷出来的颜色差别会较小。二、不同设备的颜色空间RGB颜色空间经常用于显示器，它同样是与设备相关的。印刷机是采用CMYK着色剂的代表，因此任何一台印刷机都有自己的颜色空间。印刷机也许并不能正确地存贮数字图像的颜色，但它们会存贮图像所需颜色的调色板索引序号。原因天津科技大学学士学位论文3是对于应用程序的开发人员来说，为用户提供一种彩色图像在设备之间传递的标准方法并不是件容易的事情。因此，图像设计人员经常遇到彩色图像在计算机屏幕上设计好的颜色与印刷后所得到的颜色效果差别很大的现象也就不足为奇了。形成这种与设备相关的颜色空间的原因在于，每一种设备有一套特定的产生各种颜色的颜色库，我们称之为色域。在进行颜色转换时，一幅图像中的色彩必须先从一个颜色空间以及该源设备的色域范围转换到目标设备的颜色空间，然后在目标设备的色域范围内进行颜色匹配。处理图像的不同设备(如扫描仪、数码相机、显示器、打印机、印刷机等等)，分别采用不同的颜色空间，并且每种设备都有各自的色域。来自不同生产商的显示器都采用RGB颜色空间，但它们的RGB色域空间并不一定相同。印刷机都采用CMYK颜色空间，但它们的色域空间却各不相同。在有些情况下，甚至是在同一台印刷机上，它的色域空间也会随着印刷过程中所使用的油墨或纸张种类而发生明显变化。如果从某一显示器的RGB颜色空间转换到某一使用特殊纸张和油墨的印刷机的CMYK颜色空间中，转换的结果是无法预科的。当一幅图像在特定的设备中输出时，该设备所显示的颜色仅仅是自身色域内的颜色。同样地。当一幅图像被某一特定的扫描仪扫描时，只有那些在该扫描仪色域内的颜色才能被保存下来。所以，使用不同色域的设备并不能正确地互相转换色彩。但是当同一幅图像在不同设备之间转换时，如果通过某一特定的设备做颜色转换则可以提高视党上的匹配效果。三、与设备无关的颜色空间为了解决颜色空间的匹配问题，国际照明委员会（CIE）分别于1931年和1976年制定了CIEXYZ和CIELAB规范，这两个颜色规范都是根据人眼的视觉特性制定出来的，与设备无关。这也为日后色彩管理技术的产生和发展奠定了理论基础。我们知道，在一种颜色空间内定义颜色大多采用三维坐标的方式。颜色的三要素为色相、明度和饱和度，它们在颜色空间中被设计为量化的数值。从RGB颜色空间到CMYK颜色空间的转换包括许多变量，这些变量都会影响到印刷品中C、M、Y、K的平衡。另外，不同的设备有不同的色域空间。只有CIE的颜色空间与任何设备都没有关系，它反映的颜色就是人眼所看到的颜色。这种颜色的表达方法称为与设备无关的颜色空间。第二节色彩管理的要素进行色彩管理必须遵循一系列规定的操作过程，才能实现预期的效果。色彩管理过程有三个要素，简称“3C”(即“Calibration”、“Characterization”天津科技大学学士学位论文4及“Conversion”)。一、Calibration(标准)为了保证色彩信息传递过程中的稳定性、可靠性，要求对输入设备、显示设备、输出设备进行校正，以保证它们处于正常工作状态。(一)输入校正输入校正的目的是对输入设备的亮度、对比度、黑白场(RGB三原色的平衡)进行校正。以对扫描仪的校正为例，当对扫描仪进行初始化归零后，对于同一张原稿，不论什么时候扫描，都应当获得相同的数据。(二)显示器校正显示器校正使得显示器的显示特性符合其自身设备描述文件中设置的理想参数值，使显示卡依据图像数据的色彩资料，在显示屏上准确显示色彩。(三)输出校正输出校正是校正过程的最后一步，包括对打印机和照排机进行校正，以及对印刷机和打样机进行校正。依据设备制造商所提供的设备描述文件，对输出设备的特性进行校正，使该设备按照出厂时的标准特性输出。在印刷与打样校正时，还必须使该设备所用纸张、油墨等印刷材料符合标准。二、Characterization(特性化)当所有的设备都校正后，就需要将各设备的特性记录下来，这就是特性化过程。彩色桌面系统中的每一种设备都具有其自身的颜色特性，为了实现准确的色空间转换和匹配，必须对设备进行特性化。对于输入设备和显示器，利用一个已知的标准色度值表(如IT8标准色标)，对照该表的色度值和输入设备所产生的色度值，做出该设备的色度特性化曲线；对于输出设备，利用色空间图，做出该设备的输出色域特性曲线。在做出输入设备的色度特性曲线的基础上，对照与设备无关的色空间，做出输入设备的特性描述文件；同样的，利用输出设备的色域特性曲线做出该输出设备的特性描述文件，这些描述文件是从设备色空间向标准设备无关色空间进行转换的桥梁。三、Conversion(转换)在对系统中的设备进行校准的基础上，利用设备描述文件，以标准的设备无关色空间为媒介，实现各设备色空间之间的正确转换。由于输出设备的色域要比输入设备、显示器的色域窄，因此在色彩转换时需要对其色域进行压缩，色域压缩在ICC中提出了4种方法：(一)绝对色度法天津科技大学学士学位论文5这种方法使在输出色域内的颜色转换后保持不变，而把超出输出色域的颜色用色域边界的颜色代替。对于输出色域和输入色域相近的情况，采用这种方法可以得到理想的复制。(二)相对色度法这种转换方法改变白点定标，所有颜色将根据定标点的改变而做相应改变，但不做色域压缩，因此所有超出色空间范围的颜色也都被色域边界最相近的颜色所代替。这种方法适合于色域范围接近的色空间转换。(三)突出饱和度法这种方法追求高饱和度，对饱和度进行非线性压缩。这不一定忠实于原稿，其目的是在设备有限制的情况下，得到饱和的颜色。(四)感觉性这种方法在进行色域映射的同时，还要进行梯度优化。保持颜色的相互关系，也就是根据输出设备的显色范围调整转换比例，力求色彩在感觉上的一致性。第三章打印机的色彩管理由于影响因素众多，打印机可说是色彩管理系统中最困难的部分。色彩由打印机表现方式是与其在数码相机或扫描仪等输入设备上的表现方式截然不同的。这是一种减色法，由C、M、Y三原色的墨粉或墨滴来表现，为了更好的表现暗调和节约打印成本，一般还会用到黑墨。有许多种打印技术，如静电、喷墨等，纸张对打印的影响也较大，因为墨粉、等与纸张表面会发生非常复杂的化学作用。对于显示设备，要生成其profile文件可能需要测量几十个色块；扫描仪和数码相机需要测量200多个色块；而打印机则需要打印并测量几百甚至上千个色块，这可是一个漫长的过程，往往需要配备价值数万元的专业仪器，耗时几个小时之久。打印机生产商应考虑添加打印机的自检功能，可不必打印测量几百个色块而仅测量几个关键的色块，然后利用一种更先进的色彩管理系统处理这些测量信息，生成新式的profile文件。作为计算机系统标准的输出设备，打印机已经伴随着计算机一同走过了几十个年头。如今的打印机无论外观，还是性能都有了突飞猛进的发展,并已成为现代人办公必不可少的工具。而随着一项项高新技术成果的加入，打印机也为现代印刷行业的技术进步和质量提高提供了前所未有的契机，尤其为数码打样技术的发展奠定了基础。打印机种类多种多样，按照打印原理的不同，可以分为针式打印机、喷墨打印机、激光打印机和热转换打印机。本次毕业设计主要研究喷墨打印机和激光打天津科技大学学士学位论文6印机。第一节喷墨打印机的工作原理喷墨打印机（简称喷打）是打印机家族中的后起之秀，是一种经济型非击打式的高品质打印机，是一款性能价格比较高的