色彩原理从头学转载

fuytai · 发表于 2007-7-8 16:14:51

色彩原理从头学转载

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Mr..OH! 主講+ A) o2 K) n) y! [4 g
ANAN 策劃

先前的Mr.OH!講座中，我們以硬體技術層面切入瞭解數位影像的真諦。當我們將邁向更深入的色彩技術之前，同學們必須更通盤地瞭解完整的色彩、光線之原理。透過再次認識這些原理，我們可以更深入從過去傳統（Analogy）類比攝影時代之技術，過渡到數位色彩，諸多色彩影響因素也可以透過這樣的色彩之旅找到答案。

Mr.OH! 將在未來的十個講座之中，分別從色彩、光線、電子成像和人類視覺的角度，討論色彩科學與色彩管理。同學們很快地就會發現，原來在色彩管理領域裡竟牽涉了這麼許多物理和化學觀念與理論，這些知識原本在國中或高中的科學讀本中就有述及，而現在我們就可以看到當中的應用是多麼的奇妙。這第一百講，我們就從最基本的色彩開始吧！

從紀元前開始～

從可考的歷史紀錄中發現，早在紀元前一世紀，人類就在討論光與色彩的行為，但在完整繪畫技巧和光學物理發展前，透過語言傳達光線和顏色是相當困難，加上缺乏精準量化依據、色彩、亮度皆無所適從。

色彩科學的先驅 - 牛頓

『牛頓』首先跳入腦海中第一印象就是他找到了『萬有引力』定論，但是更確切的說，他也是色彩學啟蒙的先鋒。早在西元1666年初，牛頓進行磨制球面玻璃以外其他形式的光學玻璃時，突發奇想做了一個三角形的玻璃棱柱，利用它研究光線折射現象。

竟意外地在一間漆黑的房間之中，牛頓從窗戶上一個小孔，讓適量的日光射進來，接著他把棱鏡放在光的入口處，使光能夠折射到對面的牆上去。接著，牛頓看到人類史上第一道由三棱鏡完成的人造彩虹。牛頓事後還特別在『實驗筆記』上這樣記載：『當我第一次看見由此而産生的鮮明強烈的光的顔色時，使我感到極大的快樂。』這項突破性的進展，讓後人對白色太陽光經過棱鏡折射後；出現世界中存在著所有色彩產生好奇。

光是粒子？

單純就古時神學的角度來看，人們相信『彩虹』是上帝與人類的一個印紀。因此，人力也能複製彩虹的出現，象徵好兆頭的降臨，也因此吸引更多人與神學介入其研究。總括來說，牛頓的實驗應用了簡單的科學方法，創造了彩虹，也創造了後世了解色彩的研究。

雖然，早在牛頓之前，人們基於對光的好奇，驅動了一系列的探討。但是，缺乏系統的整理，終究不能形成一致性的理論傳世。牛頓結合自己的實驗引導出光粒子理論，主張光是由『微小粒子』組成，並以極大的速度運動；而證據就是光的顏色分解及直線傳播。
牛頓用三棱鏡將自然白光分解從紅到紫的七種色光，證明白光並不是單一的，而是幾種不同色光的複合。牛頓並進一步指出，不同色光就是有不同的微粒（綜合染料實驗和助手導論），其中紫光微粒的質量最大，紅光微粒的質量最小。利用這種學說牛頓成功的解釋了光的折射、反射和玻璃透鏡發生之色散現象。光粒子說完美的合乎人們的日常直觀要求，就是光是直線行進的粒子流，加上後世賦予牛頓巨大聲望，光粒子說以近一個世紀穩居光學基礎。

光是波動？

然而，十九世紀初葉，更多科學家發現了光的干涉、繞射和偏振現象，這些行為只適合以『光波動』論來解釋。加上牛頓的光粒子論解釋光在水中的傳播速度要大於在空氣中的傳播速度（因為水對光的折射），但相對地波動論則認為光在水中受到介質改變的影響，速度會減慢。牛頓在光學上的地位首次受到撼動！

原始牛頓理論中假設，由介質對光微粒的吸引，使它們的速度發生變化，即造成光的折射。此假設中介質的光速將大於真空中的光速。牛頓的微粒說，成功解釋光的直進、影的形成、反射、折射，加上這個時期人們還無法精確測量光速，因此光性質的爭論並未有一個完整的解答。

越過了十九世紀，科技水平和實驗技巧都得到進一步發展，西元1862年法國人福科首次測得了光在水中的傳播速度，證實了光在水中的傳播速度確實小於真空，這時光的粒子說才徹底被打敗了。到了1863年麥克斯威爾發表著名的電磁方程式，揭示了光波其實也是電磁波的一種，這時波動理論的最後的一個難題 - 傳播介質（以太）問題被解決了。但麥克斯韋的理論告訴我們，電磁波的傳播不需要介質。變化的電場產生變化的磁場，變化的磁場再產生變化的電場。這樣，電磁場的交替就構成了電磁波由近及遠的傳播。因此，如果我們把光視為一種電磁波，則就不需要『以太』作為介質（事實上『以太』本身就是一個假設，而當假設不存在難題自然迎刃而解）。

百年英材 - 愛因斯坦發表光二相性

光的微粒性質被推翻還不到百年，應用麥斯偉爾理論解釋雖可當時已知所有光學現象，卻又再十九世紀末，發現了一連串令人困惑的實驗結果『光電效應』。光電效應是由赫茲（H.R.Hertz，1857一1894）在1887年發現，他發現部分金屬在受到光的照射而放出電子，這些電子的能量與光的頻率有關，此現象稱爲光電效應。

　光電效應實驗又使光波動學說被打回原形，進而受到嚴峻考驗。所幸，百年來的物理奇才 - 愛因斯坦於1905年一口氣提出了四篇影響甚鉅的理論，其中之一即是愛因斯坦根據一九○○年德國物理學家普朗克觀察熱物體會以離散量發出被稱為『量子』特定頻率的光，而提出『光量子說』來解釋該現象。愛因斯坦認爲光是一束束以光速運動的粒子流，每一個光粒子（Photon ) 都攜帶著一份能量，當光粒子與金屬物質作用時，其攜帶的能量會傳導到物質上，形成光電效應。

　　愛因斯坦的光理論成功之處，在於一方面既解釋了光所具有波動的性質，另一方面也可以反應出光確實具有粒子的表現。這兩方面綜合說明了光不是單純的波和粒子，而是具有波粒二相性。這畫時代的認識，啟發了未來對量子力學的研究。而愛因斯坦的努力，成功化解長達數百年對光性質的爭論，也因此獲得諾貝爾獎（而非相對論）。愛因斯坦這項光電效應理論讓後世生產了無數光電控制設備，包括各位同學手上的數位相機，百貨公司電動門感應器，影印機等，都利用到光電效應。

（編者按：2005年4月19日紀念愛因斯坦發明相對論的一百周年，舉行「讓物理光耀世界」（Physics Enlightens the World）向這位人類史上扮演重要角色的科學家致上最高的敬意）

從光線到色彩

同學們疑惑，這一講明明是『色彩原理』，為何主要篇幅都是集中在『光線』呢？那是因為，色彩的呈現與光有密不可分的關係，物理界為了光的波動和粒子表現，打了近300年的論戰，終於得出了『波粒兼容』的結論。對光的徹底瞭解，使之在人的世界中，將寬廣的光電磁波譜，至終可劃分可見光線描述範圍，並簡化為頻率與波長的表示。人眼可見光的波長從 400nm – 700nm，頻率為 750TeraHZ – 430THZ。這段光譜色彩表現，正好呈現了由紅到紫的七色彩虹。在這道彩虹的兩端雖也是光線，但為不可見光，我們所熟知的紅外與紫外線就是這兩種光。所有色彩的表現正是集中在這短短的波長範圍之中，瞭解之中的原理色彩學才能不斷的延續。

fuytai · 发表于 2007-7-8 16:17:12

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Mr..OH! 主講# l1 ^+ D/ {, E5 ~
ANAN 策劃

人眼視覺解析

前講中我們透過認識光線瞭解人眼所看到色彩其實是根源於可見光波波長和頻率之反應。然而為什麼人的眼睛對於色彩會產生反應？從瞭解光線與色彩組成的那一刻起，這個問題就一直困擾著科學與醫學界。回溯到1801年，此時歐洲眼科學界大致確定人類眼睛視網膜是由兩種不同的細胞所組成：『柱狀 - ROD』細胞負責感光，『椎狀 – cone』細胞負責感色。稍後又發現單一的椎狀細胞並不包含能辨認每一種可見色彩的受體，反而是有3種不同受體的混合體，即對紅色（R）、綠色（G）和藍（B）色敏感。後來，這三色被定名為光之原色，也就是三原色。

經由解剖學和實驗，確立了人眼中的視網膜所含有感色和感光（錐形）細胞。然而，這樣的生理反應，使得色彩視覺並不能完全通過三原色理論來解釋。因為，人類的主觀意識對理解彩色表現仍然有相當的作用。換言之，不同人所見之同一色彩的反映和直覺可能不盡相同。

複雜的色彩環境

      儘管17世紀牛頓以白光實驗證實『色彩』是由各種色彩光線聯合構成，不過這僅是針對『白色』之單色光線所做的分析實驗。現實生活中的色彩表現遠較牛頓實驗更為複雜。尤其色彩中，光線內的所隱藏的『色溫』就是很大影響色彩要素；加上被照射物體之吸收反射色光之能力，環境四周散射、漫射的色彩光線，以及人類眼睛對色彩的辨別和心理認知，每一個環節都將影響最終混合色彩的判斷。
      『色溫』的概念，一直要到19世紀英國物理學家威廉·湯姆遜·凱爾文男爵（William Thomson Baron Kelvin 1824-1907），也就是眾所周知『絕對溫度 K』定義者，才算真正的擁有完整答案。他制定出了一套色溫計算法，測量一黑體（例如：低溫鐵塊）不斷升溫後所散發出來的波長光線轉以顏色呈現之結果。此一概念的想法是熱量（能量）以『光』的形式釋放出來時，不同溫度高低將形成不同的顏色。凱氏經過不斷的實驗發現，光源顏色確實與該黑體所受之熱力溫度是對應地，從而色溫以凱爾文(。K)為單位表示絕對溫度高低。
      更淺顯的例子，就是於打鐵過程中，黑色的鐵在火爐中逐漸變成紅色，或者火焰隨著溫度升高而變成『青藍色』（古諺：爐火純青，形容溫度很高的意思）。色溫的應用在日常生活中，甚至於攝影界裡都很受用，尤其標示人造光源的顏色，如白色日光燈或鎢絲燈泡等，均已 K 作為色溫的表達方式。（色溫應用於環境的分佈請參閱右圖）。
　

量度色彩表現的主要考量

由於人眼的判斷標準不一，如何正確量度色彩成為一大問題。不僅是彩色攝影似乎是否忠誠地再現被攝景物的色彩，一般的印刷染色都會牽涉到色彩重現的問題。因此，在制訂色彩度量衡標準時，必須克服三個要素：

如何將色彩量化：色彩可以透過數字或圖表計量與表現。
如何將環境量化：顏色的表現會隨不同的環境及條件變化，同時還受諸觀測者心理上的的反應影響。因此，必須制訂能表現整體色彩感受範圍的標準與邊界。
如何將不同色域統一：利用顏料或染料表現影像色彩時，由於這些化學製品無法像光線一樣，而是採用吸收和反射光源中特定波長的，來達到顯色的目的。因此，在測量這類色彩時，必須對光源標準和環境參數作統一規範。


早期色彩座標示意圖

建立色彩的科學標準

隨著工業的發展，印刷、染色和攝影等，對於色彩重現地要求也就越來越嚴格。口語中所描述『粉藍』、『偏紅』等，已經無法滿足實際生產的需要。因此，自 1857 年 MAXWELL 製作色彩座標圖以來到了 1975 年 GERRITSEN 發表新一代的 3D 色彩計算公式為止，至少有超過40種以上的色彩標準被提出。這其中有兩大系統一直沿用至今，一種是1915年由美國畫家 A.M. Munsell 所設計的顏色分類方法，MunSell 系統給定每一種顏色一個確定其三個數值，也就是由（色調、飽和度和亮度）所組成的參考數字，以垂直的（亮度）和水平的（飽和度）確立座標。色調（Hue）是色彩本身所展現的主要波長，例如：黃色、藍色等 ; 飽和度（Chroma）則是表示出一種顏色的純度，當顏色中混有的白色、灰色或黑色越多時，飽合度就較相對降低，反之特別鮮艷的色彩是高度飽和。亮度（Value）則是表示這個顏色反射之入射光有多少，整組系統也可以表示為一套 3D 的立體色彩座標圖。MunSell 的系統被用於印刷、染色和攝影等各種彩色產品之相應標准，在業界普遍流通的『色卡』，許多就是依據 MunSell 標準所設計的。


MunSell 系統 3D 表示法

全球通用的 CIE 色度座標

儘管，MunSell 系統非常方便的將色彩標準化，可是它仍受到表達實際顏色的數量限制。1931年由國際照明委員會（CIE）所提出的第一代色度座標圖，可以解決部分色彩表現的問題。CIE系統通過給定顏色混合的紅（R）、綠（G）和藍（B）色光相對應數值來確定顏色。這三個數值同樣的可以混合成一個3D座標，標定在圖表上。這個座標即顯示三種光源的相對強度。這樣做法的好處在於幾乎所有的色彩都可以在CIE圖內的找到相對應的位置。
左圖：1953年改版CIE色度圖（適用 NTSC 電視色彩系統）。CIE 的表示方式為紅 R、綠 G 和藍B色光從三個位置向中心發光照射，投向中心的白色螢幕。光所組成的三角形的中間是中性白。來自任何一角的光都在對邊中央的0位。從藍至紅的光譜色沿著穹頂形位置（黑粗線）分佈。用X和Y坐標確定符合目標的任何顏色。

fuytai · 发表于 2007-7-8 16:21:29

Mr.OH! 主講
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色彩產生的方式

電視也是利用三原色 RGB 的原理
顯示色彩和畫面

在上一講中，我們認識色彩與光線的基本原理，與科學之於色彩本身定量化的問題和解答。事實上，回溯文明以來，如何『正確』使用顏色成為表達藝術和科技實力的一種象徵。石器時代的褐鐵礦岩洞壁畫到現今電腦時代使用各種螢光顯示幕、LCD、LED 以及高科技染料等。文明本身除了傳遞資訊外，同時也是以顏色來加強印象為目的。一般人生活中最常接觸的四色顏料印刷品（CMYK）與電腦、電視中的三色磷光體（RGB）這兩大類色彩系統，透過以下分類方式，我們可以瞭解顏色之所以多采多姿的秘密：

反射，透射和吸收入射光的顏色和染料：
0 ^3 H) Q6 [( w. B9 F: O6 O染料所呈現的色彩受到光的顏色和染料塗佈物體表面的顏色（透射）影響很大。
通過漫射和散射從白光中獲得的顏色：9 T- Y7 k% v5 F( E/ P
大自然的顏色產生方式，例如：大氣中水和灰塵，日光中波長較短的光經散射造成晴朗的天空藍。
由光線的干涉形成的顏色：: ?* Q3 M- |' C! A4 P* T, z( C
常見的有肥皂泡或水面上的汽油油漬反射的顏色。這些變化著的顏色都是由於薄薄的透明膜的內面和外面反光造成的。由於發生了取代干涉並抵消特定波長的顏色，剩餘的波長即組合成其他顏色。
由衍射產生的顏色：
) J, w. G) w9 Y- f' Q) ^" Q仔細觀察CD 的讀寫面所反射出的色彩。這個效果是由於當整齊的線條複蓋於表面反射時，白光中特定波長的光方向發生變化所造成的。一些品種之亮彩蝴蝶翅膀上的鱗片，也有這樣的功用。
螢光：
2 O) S5 [7 w" ?' x3 \利用特殊的墨水或藥劑將太陽光中或其他光源中之紫外線反射出來，並轉變為可見色光，增加物體的明亮度。這類應用最廣的是在洗衣劑中添加的螢光增白劑，可以讓白襯衫看起來更加醒目耀眼。一些舞廳或DISCO 企圖製造夢幻效果，也有應用這類染料的習慣。
磷光：. _' V! f' h9 ~: U+ z
磷光和螢光不同，螢光是藉由反射、轉變光線達到顯色的效果，磷光則將光能存儲起來，然後以一種有色方式釋放出來。例如：手表指針上的綠色發光數字。

燈泡與日光燈所產生的色溫截然不同，
但人類的眼睛卻可以進行調適，協調出一致的白色感覺

人眼所看到的色彩

我們在上一講提過，人對顏色的判斷會受到自身心理和生理因素的影響，若再加上不同的照明條件，則人對顏色的判斷就更容易混淆。根據 19 世紀末多位色彩科學家以及醫生合力進行的研究表明，人與人之間根本著存在視力不一致性，與對色彩敏感性之差異。綜合研究更指出人對色彩的感知與機器化測色的分別，可以歸納出以下四點之不同：

色彩適應性的不同：4 k% ?$ O6 q% c1 V5 n8 r* f% m

, p2 _& W2 b2 X 光線越暗，人眼瞳孔就必須開得越大。視網膜本身會跟隨著調整本身的狀態以增加感光性。大腦會跟著下達合併指令，要求神經系統增加對桿細胞的使用程度（感光能力增加），而減少對顏色敏感的錐細胞的要求。這時眼睛的生理偏向對藍 - 綠色敏感（部分實驗對象無法對此有所察覺）。在光線微弱下適應約20分鐘後，你可以辨認出部分的單色物體，然而清晰度非常差。例如：在部隊夜行軍中，非滿月的情況下，士兵通常只能看見暗灰色的形狀、對於其顏色幾乎無法辨認。同樣的結果也會發生在一個高反差照明場合，強烈的演唱會燈光和黑暗的場外停車場，同學的會發現眼睛在黑暗範圍比在高亮度的地方看到的顏色少得多。

兩種不同燈光系統下的室內表現：圖左是以日光燈和節能燈泡、圖右是一般鎢絲燈泡和鹵素燈。

色彩適應性也會使人對『白色』的感覺產生懷疑。當你從一個日光管燈照明的房間走向另一個以鎢絲燈或石英燈（Halogen Lamp）照明的地方時，你對光線的第一感覺就是『銘黃色』，但是過少許時間後，你可以接受顏色的改變為中性白，但當你再返回日光燈房間時，你會發現感覺照明『偏藍光』。儘管眼睛的適應性在日常生活中是非常管用（你的大腦不需要對顏色進行過多的分析，基本上只要看得到就好了，也有一種說法是進化的結果），但在彩色攝影中卻是個障礙。因為，不管是彩色底片或 CCD 感光原件，都不能按同樣的方法作出反應。為了避免與人眼的色彩不協調，數位相機用上了白平衡，彩色底片則得用濾色片進行校正了。

色疲勞：
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" \7 v( r* f" j; B6 q* P, z 日常生活中，純色景物比較少見，大多數景觀都是混雜各種顏色。人的眼睛對彩色物體的評價會受到該物體周圍顏色影響，同時也受到先前接觸過同類物體顏色的影響。要證明這一點很簡單，同學們自己就可以做實驗（見下圖）。如果這個試驗對你起作用，那是你網膜上的藍色感光受體變得『疲勞』，但同一範圍的綠色和紅色感受體仍未變化，因此會變得積極作出反應並產生黃色殘像。同樣，當一種淡色色調被從一個明亮的彩色背景中拿開並被放置到另一種完全不同的顏色前面時，這種淡色色調會變得似乎改變了顏色。這種特質有時也會影響你對彩色照片的判斷，同學們可以比較兩種不同色調的照片，只要你進行比較的時間越長，你就越會認為正確的顏色是介於兩者之間的中間色。

個人的彩色差異：
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除了上述兩種人類視覺之共同差異外，每個人也有他們對所看到的彩色產生輕微差異的可能。大約有6.8％的白種歐洲男人和不到1％的女人具有遺傳先天性的色視覺缺陷。也就是我們所謂的色盲（通常是指無法區分紅與綠色為主，但也有例外）。除此以外，年齡也是影響人眼睛視覺的一個重要因素，隨著年齡增長水晶體會因而變黃，影響看顏色時的感覺。

心理因素：
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6 I! _4 P+ B3 ]. ~# e       摒除遺傳因素和後天影響外（職業造成的傷害：例如電銲工人），我們在判斷彩色時還會受到經歷和記憶力的影響。也就是 Mr.OH! 對綠色的感覺可能和在座的同學所看到的綠色完全不相同。這種影響程度會導致你主觀的判斷應有的色彩，例如：當你看到一個亮紫色草坪，而其他周遭的景物一切正常時，你有可能接受並忽視這些失真的色彩，進而推斷出這個顏色應該是什麼色。: a# f  |" ~! o- D7 D
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   實驗和測試告訴我們，人對顏色的觀感是透過比較不同的色彩而來，同學們可以試著去想像一種從未看見過顏色！相信你的大腦會因此陷入不正常的運作。另外，顏色本身也有很大的情感內涵，例如：紅黃暖色表示熱情、活力，藍、黑色則表示冷靜、神秘。色彩的心理因素在各類廣告中有著深切的影響、例如：日本的廣告習慣偏向高飽和度的色彩表現，給人一種高昂的情緒，即是一例。

試著去感受色彩的溫暖、重量與心情；體會不同色彩對心裡認知的影響

色彩的弔詭# G/ G3 Z( @+ A x

; a. K+ n& k7 z- f 由於色彩具有如此多的變異性，些微的差距往往在彩色攝影或印刷成品上就會導致完全不一樣的結果，如何將色彩還原做到逼真，取決於更深入的研究。以目前的色彩科技、材料和設備極限來看，100％色彩『準確』還原技術依然還是不可及；控制一切彩色還原技術，卻依然避免不了誤差的產生。這裡的因素有人為的，當然也有自然無法突破的問題存在；值得慶幸地，色彩最終接受者是『人們的視覺』，是可以看作一種變化亦是不變的因素。也就是說，忠實的色彩不一定是全部的解答，讓讀者心智可以接受的色彩感覺反倒是業界追尋的目標；取決於群體人的主觀感覺，換言之即是失誤存在，卻不影響讀者自動去修正自己接受這樣的結果，只要呈現出的色彩本身符合個人的感覺。這也是今日色彩科學弔詭之處！

fuytai · 发表于 2007-7-8 16:22:24

Mr.OH! 主講
* m" e% H, G5 m' w- qANAN 策劃

攝影作品的故事性與色彩表現

大部分的攝影作品表現型態在於尋找『主題』與『色彩』之間平衡點，當故事性強調超過色彩與光線的表現時，觀眾對於攝影者用色的敏感度降低；反之如果是大範圍風景攝影，主題表現不那麼明確時，觀眾對於構圖和色彩的應用感度就會相對的提高。攝影師通常可以掌控主題和構圖，但對於色彩卻不一定能夠完全開放地表現，部分原因在於不是每個攝影師都瞭解色彩真正運作原理，另一部份則是群體社會大量分工，除了少部分從事黑白攝影攝影師以手工沖放掌握調性外，大多數都委外執行沖放、印刷與出版分色，于前講中 Mr.OH! 提及每個人基於對色彩觀點之不同，也將影響每一個工作步驟所導致最後成品之結果。

攝影作品透過主題和色彩，與觀眾產生意識和心裡的交互作用

硬體設備

即使攝影師本身從頭到尾全程掌握作業流程也不一定能夠百分之百保證色彩的重現性！特別是數位硬軟體設備在處理色彩的過程中所產生的影響，假設一組全套的色彩處理程序如下：拍攝景物單色 A → 數位相機 CCD 或 CMOS sensor 感應色？ → 經過數位相機韌體處理儲存到記憶卡色？ → 攝影師打開後製影像軟體時之色彩管理色？ → 電腦螢幕 CRT /LCD 放送出來色？ → 後製處理完成存檔時所使用的壓縮方法色？ → 進入 Printer / 沖印機台 / 四色印刷機之後的色？

每一個與色彩處理有關的環節，都必須相容於一個共通的標準，方能達到通力合作的目的

這當中主要程序之任何一個環節或設備出現色差，就將導致連鎖反應，即使誤差值只有 1％攝影師在處理的過程中可能全然未予察覺，但至最後之輸出結果時，往往已經和最原始的色A 相去十萬八千里。為了將所有泛處理色彩之硬體設備顏色統一，『色彩管理』是勢在必行的趨勢。

色彩管理的重要性

『色彩管理』並不是解決色偏的萬靈丹，而是將色偏的影響盡可能的減少並控制在可接受的範圍內；另一方面『色彩管理』本身也是提供一個管道，讓攝影師瞭解當色偏不可不避免時，如何將極限色導入可以接受的色彩範圍內，使得作品本身的色彩完整性繼續保持，而不致於因種種的誤差與蝴蝶效應，最終摧毀了整張作品。

傳統為了處理色彩問題，端賴有經驗的師傅憑著直覺和數學，以類比方式解決色彩問題；相較今日我們擁有更可靠的工具 = 電腦，通過數位的方式來進行色彩調整。色彩工業長時間累積下來的經驗與工具，同學們無須再去費神尋找終極的色彩解答，學習和應用這些工具，並深入瞭解這些工具的原理與來龍去脈，即是最迅速完整解決色彩問題的方法，而 ICC Profile 就是這個業界的應用標準！

ICC Profile 被賦予可攜式，方便調整與修改以及易於瞭解其內容之多重功能。有了 ICC Profile 各種不同的設備之間可以互通色彩之有無，相互校正色差之區域，提供可靠且立即的色差資訊。支援 ICC Profile 之工具相對成熟，也使得 ICC Profile 的應用與普及快速提升的原因之一，當然電腦時代的來臨，統一色調的方式更是每一個處理數位影像所亟欲達成的目標。下一講，我們將更進一步探討 ICC Profile 的內容以及如何自己製作 ICC Profile 作為個人色彩管理的第一步。

fuytai · 发表于 2007-7-8 16:24:32

Mr.OH! 主講: p# m4 O4 l; c6 r$ ?. H
ANAN 策劃

什麼是 ICC ？

在上一講中Mr.OH!簡略提到 ICC PROFILE （色彩描述檔）在色彩管理中的地位。現在我們就來深入了瞭解一下到底什麼是『ICC Profile』。我們知道因輸出輸入設備的不同，雖不至改變數位影像的資料內容，卻因不同的色彩顯示方式而得到不同的表現結果，這使得影像色彩的再製成為一大難題，特別是需要進一步進行影像處理過程的數位檔案，更是容易產生誤差和影響。如何才能使掃瞄結果和原稿一致？如何讓同一個影像檔案以不同種類的列印設備輸出同樣的結果？如何使不同螢幕顯示的色彩達到一致性？這些都是 ICC Profile 所要解決的問題。

2005 ICC 最新企業識別標誌與最新第四代識別圖示

2004 年10月 ICC (International Color Consortium) 標準邁入 V4.2版，ICC 的出現妥善解決了色彩問題；主導這項技術的『國際色彩聯盟 - International Color Consortium』，以下簡稱 ICC 是由以下的知名廠商：Adobe Systems Incopration、Agfa-Gevaert N.V.、Apple Computer、Eastman Kodak Company、Microsoft Corporation、Silicon Graphics Inc. 、Sun Microsystems, Inc. 等，於西元1993年創立的組織。其針對目前所使用的所有數位影像格式進行整合，並在此標準定義下之設備描述檔 (Device Profile) 以支援各種不同平台的色彩特性描述(Device Characterization)建立。這個標準將各種輸入設備如掃描器，數位相機、顯示設備如：螢幕，列印設備如：印表機或印刷機等，經過一定的標準校正程序後，產生色彩特性描述檔，也就是ICC Profile。使不同設備以色彩描述檔為基礎進行不同的色彩空間轉換模式以完成使用者期望的色彩管理。更進一步 ICC 的詳細資料，網友們可在以下的網址查詢：http://www.color.org/

ICC 標準化模組

ICC Profile 相關規範建立之前，其實就已經有類似的 Profile 應用於色彩管理系統進行對色程序。但缺乏統一的格式規定，往往需要各廠家制訂單一規格來建立各種輸入輸出裝置的特性檔。這種方式雖有較好的色彩效果，但卻會隨輸入、輸出設備的不同，而有無窮盡的色彩修正、色彩對色方式。

部分廠家已經瞭解 X、Y、Z色彩座標的重要性，並以其為參考標準達到 DIG (Device Independent Color)的目的。不過，依然沒有統一的規定可以套用在各家的色彩設備上。 ICC 成功建立了一個以特性檔案為基礎的連接空間(Profile Connection Space)，同時要求各輸出、輸入裝置按統一的特性檔格式進行校對，達到色彩校正和對色的統一（參考上流程圖 - 摘自工研院光電所)。在ICC格式下，數位影像可以互傳於不同廠牌設備，不同媒體下而且都能有好的色彩再生表現。由於其效果優越，國際標準組織 ISO 已將 ICC 納入色彩標準規範之中。（編者按：光電所因應色彩管理趨勢於1998年加入 ICC 成為正式會員）。

ICC的檔案內容

如果同學們使用微軟視窗2000作業系統，你將可以在 C:\WINNT\system32\spool\drivers\color 之下找到許多以 .ICC/ .ICM 為副檔名的檔案格式，這些檔案就是色彩管理系統預置其中用來實現各種媒體設備色彩統一的規定。利用Color Sync（MAC）或 ICC Inspector（WINDOWS 98SE/2000）等色彩管理軟體可以開啟 ICC 檔案資料。

打開 ICC 檔案內容主要包含以下應用色彩空間轉換(Conversion) - 『約定』各媒體設備的色彩特性數值資料，將影像的色彩資料由『設備從屬色彩空間』(Device-Dependent color space)轉譯至『設備獨立色彩空間」(Device-Independent color space)』。 ICC 使用『定義標籤』- Tag（如下圖）將各色彩設備的座標系統以數學模式的方式，建立兩者之間的轉換模式。藉此任何色彩都可以用量化的數據來代表，並進一步推導各設備間的數學轉換關係式。

ICC Profile 完整架構

簡單的說 ICC 就是建立色域對應機制 (Gamut Mapping)─將色域相異的兩個媒體設備，經合理的校正，把影像色彩以轉譯成適合目標色域。其對應原則，則必需根據影像色彩中的明度、色相、彩度等三項因子來做不同程度的線性、非線性或等色度壓縮模式的運算處理（參見下圖）。

ICC除了色彩校正以外，還包含了非常關鍵的白點( White Point）校正資訊！因為白點校正是所有色彩比較判斷、修正的依據，人眼視覺所感受到的白色會隨照明光線不同而自動進行調整，CIE將其定義以完全擴散反射(穿透)體作為參考白(reference white)。根據這個定義，人眼視覺在不同光源下，都將以這種參考白來作判斷依據。但對一個電視或CRT監視器而言，它的參考白則是設定來字三原色電子槍最大輸出，對印表機、相片或印刷品來說，其參考白則是是原紙底色。不同的參考白設定將直接影響校正的準確性。

另一項影響量測參考白的重要關鍵就是『光源』的選擇。由於目前人工光源尚無法完全模擬自然白光（日光）的紫外線波段（UV）部分，各種光源條件的設定就因應而生如：A、C、D50、D65、螢光等，再加上以觀測者的視覺角度也會影響校正時的判斷。基於以上，全世界通用的量測標準目前訂為 0/45、45/0、o/d-d/o方式來量測。儘管以目前的技術對色度值的量測和人眼實際看到的色彩還是存在著差異。新一代的技術如CIECAM97色彩模式正在被開發，我們將在未來的講座中介紹最新的色彩標準。

Specification ICC.1-2004-10 (Profile version 4.2.0.0)

ICC Profile V4.2 PDF 規格書下載網址，內容包含所有 ICC TAG 規範和數學運算模式

fuytai · 发表于 2007-7-8 16:25:32

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Mr.OH! 主講
& w' r1 D. }5 B: {2 l5 j( i( }$ J. T" \ANAN 策劃

RGB 顯示器之不同顯示結果

即使是訓練有素的色彩工作人員，也很難察覺自身所使用的顯示器色彩是否百分之百的正確。Mr.OH! 前講中所提及人類視覺認知具有自我補償的功能；當你將兩種不同廠牌（或甚至是同廠牌但經過不同人一段時間使用之後）的螢幕或LCD 顯示器放在一起進行比較，同學們就會發現兩者顯示的色彩不一定相同。更進一步，如果你有機會前往大賣場，例如：家樂福、COSTCO 或沃爾瑪等，進入家電資訊展示區比較電視牆或成排的電腦 LCD 螢幕，你也會發現幾乎沒有兩個顯示器是相同的顏色與亮度明暗對比。

顯示器之顏色不同，原因可能有硬體的色彩區域規範或人為明亮調控，也或者兩種皆是；多數顯示產品支援 sRGB, Adobe RGB (1998) 兩種色域空間，高階或歐規之色彩顯示器更支援色域更寬廣的 Wide Gamut RGB（色域空間之詳細解釋請見下一講）。不過，即使色域空間相同，但位於 CIE 座標圖上的色域顯示三角形之座標位置卻不一定相同（見下圖）這些不同之處即成為顯示器的硬體『色差』。

ICC Profile 力求色彩的一致性

受限於成本考量顯示器廠商包括 CRT 與 LCD ，並不會提供你色域資訊或螢幕色彩校正工具。這樣的結果導致同一數位色彩之 RGB 值在不同螢幕上顯示的色彩，陷入完全不同的色調之中（見上圖之左、中兩個LCD螢幕）。如果你從事色彩專業工作，需要與團隊共同合作進行編輯、印刷甚至於是處理各樣之彩色物品，些許的色差，必會在色彩處理中影響結果。

每一種廠牌的顯示器之色彩都有其特性與特殊的色域空間位置和範圍，我們雖無法強制所有的色域空間位置完全一致，卻可以透過 ICC Profile 建立顏色的溝通管道。如同上圖所示，經過 ICC Profile 引導之後，螢幕1製作的顏色 RGB：230.5.5 於螢幕 2 會以 RGB：245.2.0 顯示，兩者於視覺顏色一致，數位色彩號碼雖不一致，但已由校正過之 ICC Profile 的 CMS 全盤調控，將色差的影響降低。

RGB 顯示系統色差校正法

兩種 RGB 顯示系統校正方法：一種可以透過目視比較進行色彩校對，知名影像處理軟體 Adobe Photosharp 在首次安裝時即會提供色彩校正畫面，安裝後也會在 MS-Windows 控制台中放上 Adobe Gamma 的選項，提供使用者存取不同的色域調整值。不過，目視比較的準確性和精細度較差，僅適合一般家庭用途。商業用途的色彩校正法，主要結合軟體調控和硬體色彩感光器相互合作，著名的產品有 ColorVision 公司生產的 Sypder2PRO 與 Gretagmacbeth 公司所生產的 Eye-One 系列，兩者原理相同，差別在於操作方式、硬體設備的精準度與使用軟體之介面設計。

數位色彩管理廠商簡介

色彩科學由來已久，經營色彩校正這項技術也同樣是歷史悠久；這一領域之公司其科技專業程度高，但一般較不為大眾所熟知。Mr.OH! 就目前世界上生產精準色彩校正儀之兩大公司作一簡介。其中 ColorVision® 較為人所熟知，它的前身是知名色彩儀器生產商 Datacolor，在台灣乃至於全世界不少紡織專業都使用該公司的產品作為染色校正之依據。DataColor 本身又是瑞士琉森 Eichhof Holding AG 旗下的分支機構，其具有 30 年以上色彩管理及控制經驗。目前總部設美國新澤西州 Lawrenceville ，該公司針對油漆、塑膠、成衣、紡織品, 油墨印刷、紙張、食品、化妝用品、汽車及其他許多行業提供色彩處理方案。今日的 Datacolor 擁有更尖端的電腦化的色彩處理技術，並已經建立了世界性的行銷網絡。

DataColor 於2000年2月改制，成立附屬公司ColorVision並在一年之內收購了三間高科技公司，整合其專利、員工和技術文化建立一個全新品牌，專為攝影市場打造了色彩管理產品。ColorVision 所開發的 Sypder 色彩校正系列，提供一個價廉物美的校正工具給專業人士使用，包括：攝影師、設計師、美術及圖像藝術家、動畫、電影及錄影工作者等。

至於 GretagMacbeth 也同樣是色彩管理系統方面的先驅，原公司也同樣位於瑞士；GretagMacbeth 所生產的色彩控制產品與色彩管理技術，向來以價高、精準聞名（本站所使用之色彩測試圖 Colorchecker 即是該公司產品）；世界著名的色彩實驗室 Munsell 也是屬於該公司所有（參閱前講，該實驗室曾制訂統一的色彩座標標準）。
GretagMacbeth提供市場色密度計、分光光度儀、色彩管理系統、油墨配色系統、標準光源等設備均深受廣大使用者歡迎，特別是在 CMYK 印刷市場，GretagMacbeth 擁有相當知名度和地位。同樣，今日 gmb 也透過電腦科技提供一系列的完整的色彩解決方案，提升輸出色彩品質與效率，旗下產品也跨越 RGB 顯示系統走入整合 RGB 與 CMYK 之色彩輸出，包括：高精度的 iProfile Bundle，iCColor Bundle，可擕式的 EyeOne Pro Bundle等，都已經成為業界使用標準。

fuytai · 发表于 2007-7-8 16:27:13

Mr.OH! 主講
# y6 t9 C: T* z+ f `ANAN 策劃

安裝校準軟體

我們選用 ColorVision Spyder2 Pro 作為完整螢幕校準步驟示範，Spyder2Pro 是少數這一類產品中，將軟體介面完全繁體中文化，以貼近中文使用者的產品。安裝步驟之後，會要求使用者輸入原廠盒裝的序號，才能啟動完整的功能。

設定螢幕參數

為了避免干擾，請先將作業系統中原始支援之色域空間 Profile 關閉，特別是 Adobe 系列具有強制性，應予優先關閉。SpyderPro2啟動後，會先執行認識顯示器之步驟，包括辨識螢幕種類： CRT 或 LCD 。

下一個步驟則會要求使用者針對使用廠牌的顯示器之光度、色溫等參數一一輸入進行調整。操作螢幕的左上方會顯示詳盡的中文說明，解釋這些參數的用途與功能。

大多數的顯示器均可以調整明度、亮度、RGB 色彩以及色溫選項。SpyderPro2 必須瞭解這些設定螢幕調整細項之寬容度，才能進一步透過內控方式作最大的調整。

正確放置校色器

當 SpyderPro2 認識螢幕性能告一段落之後，即開始完整的校正程序。這時候透過 COM 或 USB 介面連接至電腦主機或 NOTEBOOK 筆記型電腦之 SpyderPro2 校正器，需正確放置於螢幕中央，軟體程式顯示色彩範例之正確位置（見上圖）。校正器本身的線材經過特殊設計，可以完全貼緊螢幕表現，不會因為線材本身而造成空隙導致雜光之干擾。下圖：實際應用於 NOTEBOOK 校色之 Spyder2Pro，Colorvision 亞太地區總經理 Charles Lee 親自解說示範。

數位色彩管理廠商簡介

整套色彩校準程序約需10～20分鐘，校正完畢之後，程式會自動儲存 ICC Profile，並且可以設定週期校準時間，例如：每天定時或週、月固定時間提醒校準。SpyderPro2 完整包裝中還附有 ProfileChooser 這個軟體，可以顯示在此作業系統下所找到的 ICC Profile 檔案，提供使用者回復上一個 ICC Profile 或選擇其他的 Profile 進行螢幕顯示之使用。這套軟體也會於完成校正之後顯示校正前後之螢幕差異（見下圖），提供使用者更進一步瞭解色差的表現。

螢幕遮光罩 - 更精確的保護色彩

SpyderPro2 可以提供初步的色彩校正從而使螢幕顯示正確的顏色。更進一步保護色彩的完整性，顯示器本身還必須隔絕外界雜光的干擾，因為校色器本身所測量的是螢幕本身發射出之顏色光線，並未將外界環境光源（例如：陽光、辦公室日光燈與其他人造光源）所造成的影響一併計入。

EIZO ColorEdge 提供專業的螢幕遮光罩設計，特殊材質的遮光幕可以有效的遮蔽環境光，並且可以將螢幕光完整保存和散射特定範圍內保護使用者眼睛。特殊頂蓋抽取設計，方便使用者可以定期更新 ICC Profile 校準，不用因為放置色彩校準器，而重複拆卸遮光罩。

fuytai · 发表于 2007-7-8 16:28:29

MR.OH!主述
" O7 ~" J3 A% K6 e4 A% F8 ?ANAN 編撰

RGB 轉換 CMYK 色系

很多攝影愛好者都喜歡將自己的作品輸出成照片藉此放大觀賞或致贈親朋好友，Mr.OH!家裡就有很多幅這樣的作品。傳統使用底片（負片）作為拍攝的媒介，攝影者通常要經過一段時間才能看到沖印的作品，加上負片本身是利用『減色』法作為感色的依據，本質上很接近 CMYK 輸出，同時也讓沖印廠商有較多的調色空間，一般來說對於色差的衝擊不大。（相關傳統底片沖印技術請參考第九十講傳統與數位單元）。

圖左：RGB （紅藍綠）三原色構成發色系統 / 圖右：CMY（洋藍、洋紅與黃色）構成吸收色系

現今的攝影師幾乎已經接受了 DSLR 和 DSC 作為數位攝影工具，但如果色彩觀念還停留在傳統之上，那麼面對將 DSLR之 RGB色彩輸入轉由印刷出版之 CMYK 色彩輸出時，就必須要有面對色差的心理準備。為何傳統和數位相差如此巨大呢*？根本上，除了 DSLR 即拍即看，讓使用者對作品色彩本身已經有先入為主的觀念外，對於 RGB 與 CMYK 認識不清，也是導致早期很多使用者無接受數位影像印刷作品的原因，許多謠言指稱數位遠不及傳統之表現，有一部份並非是數位影像表現不佳，而人為修色之因素也佔了大部分。
（*編者按：數位相機的感光原件其實也分有 RGB 原色系和 CMY 補色系兩大類，目前幾乎高達 85％以上都採用原色系 RGB 為代表）

如果不進行色彩校正，直接以 RGB（圖右）生成 CMYK （圖左），則三原色之純紅、純藍與純綠必須以
CMYK之色彩去合成，色彩純度必然不及 RGB 系統來得鮮豔，其他合成色相差就更大了。

RGB 色彩之校正，Mr.OH! 於前面105/106講已經提及了，如果同學期望輸出自己的作品，從沖印店之相片、印表機成品（不論噴墨或熱昇華技術）或到進入印刷廠出書，都必須面對 CMYK 色彩系統。換言之，如果妳的數位照片停留在電腦系統之中，透過 E-mail 傳來轉去，色彩問題就僅牽涉光線發散；也就是 RGB 系統；也就是 LCD、CRT 螢幕的好壞。如果你的數位相片從電腦中跳出，輸出在紙張（或任何其他吸收光之平面，如布料）上時，你就將面對 CMYK 色彩系統。

色彩檢測的商業利益！

整體來說（上圖），RGB 色域空間比 CMYK 要來得大且完整（Adobe RGB相差更為明顯）

影響 RGB 的關鍵不外，明度、色溫、RGB三原色表現能力；相對地，CMYK 色系則牽涉墨水吸收反射能力、紙張白度、厚度、反光表現以及輸出分色之良窳。對比 RGB 系統，CMYK 色系可以說是建立在相當不穩定的色彩重現基礎之上。CMYK 批次化色彩工業的生產流程，使得校色準確更形重要。
過去數講中我們深入討論了RGB 系統產生 ICC PROFILE （色彩描述檔）作為校色的依據；面對 CMYK 系統，同樣的規格也是色彩校正的重點。由於 ICC PROFILE 一體適用性和製作方法標準化，牽涉到相關商業色彩校正時應用甚多。

IT8.7/3 校準印表機輸出色彩！

Mr.OH!在前面講座中提及校準色彩所使用的『標準色塊圖』與比較校準方法。同樣的原理也應用於CMYK 系統之 ICC Profile 產生上。只不過，標準色塊圖將以 IT8.7/3 這個工業標準為主。 ANSI IT8.7/1 - 2 主要是為了校準 SCANNER掃描器以及 CRT 螢幕所準備的色塊標準反射稿及透明稿，通常採 22X12 ＝ 264 色的安排，以參考光源 D50 為基準，Kodak Q60 就是以此為標準所做的設計。

度量 ANSI IT8.7/3 上的四大區色塊，再用 ICC Profile 生成軟體，計算每個顏色的比較值，
就可以換算印表機的 Color Space ，並以此建立 ICC Profile。

求取光學儀器的ICC Profile 要比色彩輸出設備的步驟來得簡單。只要將光學器材所收集到的色塊資料與標準值做一比對即可瞭解差異，進而繪出精確的 ICC PROFILE來。相對於 Scanner 和 Moniter 得作法，校準 Printer 的 ICC Profile 必須多一道『讀取 Printer 輸出色塊值』的步驟。此步驟若為經過校準，則結果可能是影響雙方的 ICC Profile 都不適用。

ANSI IT8.7/3 是專為 Printer 印表機或是色彩輸出機所準備的工業標準。圖表構成為基礎的色塊值（Basic Ink Value）有182個 CMYKs以及專業的色塊值 ( Extended Ink Value ）則多達 928 CMYKs。整張 IT8.7/3 可以是一份由電腦產生的文件，主要分開三個色組 A、 B、 C及基本色彩塊。使用 IT8.7/3 時須注意印表機的CMYK 噴出墨量是否足夠及均勻，還有同學必須知道的是，每個色塊上所連接的色碼。知道了色碼的分佈，才能在輸出後做比對校正。

各組色塊的分佈與設計

Basic Set(基本色塊) , U- S+ }: }4 I# j1 _: l+ b
此組色域包含182個色塊，由 A1至 A13 和 N1至 N13。 A1～A13為基本的 CMY 淺色混成，N1～ N13則為 CMYK 深色混成。C～ F行包含了不同比例濃淡色塊，可測試印表機對輸出層次的表現能力。J～ L行則是測試灰階、中間色以及暗色層次的表現能力。
Extend Set(擴充色塊）
A區共有10組色塊組成，每組包含25(5x5)個色塊，本區色塊A～E為： 0、 20、 40、 70、 100%藍增強，1～ 5為： 0、 20、 40、 70、 100%紅增強。
B區比A區少一組，由4組組成，每組包含 16(4x4)色塊，A～ D 藍增強，1 ～ 4：紅增強。
C區由12組色塊形成，每組包含 36(6x6)色塊A～ F：藍增強，1～ 6：紅增強。

DIY下載標準色塊檔

想知道自己所有的印表機輸出 ANSI IT8.7/3 色塊卡和螢幕上顯示的差別嗎？你雖沒有專業的 ICC Profile 製作軟體，卻也可以用肉眼來比較一下螢幕輸出和自家印表機輸出的不同處。 Mr.OH! 提供完整的 IT8.7/3 色塊檔案（TIFF 格式）供網友下載回家試試看（無需具備 WINZIP 解壓縮軟體 - EXE自動解壓格式 / 檔案大小：203K）。

众驰公司QQ:235266 415245791 色彩管理群：18061071

fuytai · 发表于 2007-7-8 16:30:11

MR.OH!主述
- Y: y& s( P- dANAN 編撰

名詞釋疑

短短的十篇講座，Mr.OH! 希望能幫助同學們建立色彩管理和校準概念，為了避免干擾學習進度和講座流程，Mr.OH!在這個單元的最後一講中，安排名詞釋疑，針對色彩管理講座中所提到的幾個重點名詞，Gamma值、ΔE 、與色域空間作一個完整的解釋。

什麼是 Gamma 值？

同學初接觸色彩科學遇到第一個專有名詞通常就是『Gamma值』，或稱『Gamma曲線』。如果不是已經鑽研這個領域有一段時間的研究者，很難從字面上去判斷 Gamma 到底代表什麼意思？難道是宇宙放射線中的『γ』？但即使是已經有了學習基礎的色彩管理者，想藉由簡短的幾句話來描述 Gamma值，也是相當地困難。特別是為什麼要稱為『Gamma』，而不用一般淺顯易懂地 Contrast 對比、Brightness 明度或 Luminance 照度來取代呢？Gamma 似乎與顯示裝置的明亮對比關係密切，可是卻使用一個完全不能理解的名稱？為什麼？

起源於人類視覺研究 Gamma 修正

將 Gamma 歸類於明暗部與中間調之數學表示是一個比較籠統，但較容易接受的說法。實際上，Gamma 背後代表了一連串人類視覺研究的故事。這個故事的起點就是，人的視覺究竟對什麼敏感？限於本講篇幅，Mr.OH! 會另闢章節解釋這些故事和實驗，總歸人類視覺研究發現了兩個特性：

人眼對灰度變化的感覺比對色調變化的感覺來得敏銳
人眼對低亮度變化的感覺比對高亮度變化的感覺來得敏銳

這兩個特性對顯示工業，進而是數位影像都影響深遠。舉例來說，如果要作出一台顯示器能夠完整地表現出所有高傳真的畫面，無論是高亮度天空或暗部的陰影，則顯示器的對比至少要達到 5000:1 以上，基於成本和技術，現實生活之中，根本無法達到這樣的要求，目前量產產品只能做出 500~1000:1的顯示器。

Gamma 對應 RGB 顏色明度之示意圖

因此，顯示工業勢必要有所取捨！人眼的第二特性，指出人眼所能分辨的亮差層次是以對數方式分佈，而非以線性方式分佈。換言之，在人視覺心理感知度上，面對高亮度達100燭光的畫面時，您可能區分得出99或101燭光的差異，但反過來，在黑暗的環境例如僅1燭光時，你可以分辨出 0.01燭光的差異，也就是說在一燭光以下常人的視覺敏銳度會提高100倍。有了這項研究依據，顯示工業作了選擇，也就是在較暗的畫面時我們選擇較高的Gamma值，以犧牲亮部層次來換取更多的暗部表現，相對地，一些明亮的畫面中我們就改選擇較低的Gamma值以犧牲部分的暗部層次，來使得亮部層次(如雲彩)更為明顯，這便是伽瑪校正（Gamma Correction）原理的由來。
我們可以將 Gamma 公式如左表示，對應出每一個色彩號碼的實際亮度： Output Luminance ＝ 255 X ( 輸入 RGB 值 / 255）︿ Gamma ，這樣同學可以透過數值曲線瞭解 Gamma 值對應 RGB 所產生的變化。Mr.OH! 現假設一RGB值為 127 （相當於 50% 灰色），如果使用 Gamma 1.0 線性表示，輸出對應也是 127 ，但如果改以 Gamma 2.5 代入 RGB值只剩下 45（相當於 18% 灰色），但顏色變得太黑了，改換成 Gamma 2.2，換算 RGB 輸出還可以保有更多的暗部層次。

MAC 系統選用 1.8 / PC 系統選用 2.2 Gamma 值

瞭解上面的說明後，就不難瞭解為了尋求完整描述包含亮部、暗部的調整細節，不管是研究顯示器製造或是數位影像檔案壓縮統稱 Gamma 作為代表。而 Gamma 的影響更進入的人們的生活之中，從電視、遊樂器到電腦等，幾乎無所不在，但卻鮮少有人瞭解背後的意義。像是 Apple 蘋果電腦的 MAC 系統，為了達到較深色彩顯示，統調其 Gamma 設定為 1.8；而大多數的 PC / Windows 系統都遵循 Gamma 2.2 為標準。許多專業的硬體設備也針對 Gamma 設定提供手動曲線調整，甚至還有 RGB 分色調整的功能，以三種的Gamma曲線來分別對應三種RGB的發光體，再反應至人眼睛內的三種感光細胞，達到顯示最佳化的目的。由於 Gamma 值的設定直接影響人的視覺觀感，如果同學想要簡單又有效率的凸顯自己的照片作品，達到高傳真要求，深入研究 Gamma 曲線設定，可以幫助你很快的進入狀況。

Adobe RGB 與 sRGB 色域空間

整體來說（上圖），Adobe RGB 色域空間比 sRGB 和 CMYK 要來得大且完整

進入色彩管理，同學們更會發現色域空間的選擇多了甚多，從熟知的 sRGB、Adobe RGB 到 CIE RGB、NTSC(1953)、WideGamunt RGB 種種的選擇。最為常用的當然就是 1998年10月，由 IEC(國際電氣標準會議)所策定之標準色域空間定義。sRGB 係（standard RGB） 的簡稱，目前有 IEC61966-2.1 國際標準規格書規範其使用規格，幾乎所有的數位影像輸出入都支援此一規格。
不過，近年來影像設備發展快速進步，sRGB 的色域範圍（見上圖）相對狹窄，已經無法滿足更高端的專業色彩需求。也因此，越來越多的 DSLR 數位相機支援 Adobe RGB 這個更寬廣的色域空間；然而選擇 Adobe RGB 可以獲得更佳顏色表現嗎？其實，目前顯示器、印表機或者印刷機支援 Adobe RGB 仍不夠普遍，即時數位相機已經超越了顯示裝置所能表現的色域空間範圍，一旦進入後製修圖，難免還是有誤差發生。原則上，sRGB 仍是大多數軟硬體設備支援的標的，選擇 Adobe RGB 作為作業的準繩，關鍵還是在於 DSLR 以外的軟硬設備。

ΔE - Delta E

數位色彩無可避免的必須和大量的數學交手！除了，Gamma 以外，Delta E 可能是同學遇到第二多的問號？不同於 Gamma 以對數模擬人類視覺的表現，Delta E 提供簡單的數據讓我們能夠確定色彩精度。簡單的說，Delta-E是一種描述『差異』的測量方法，可以較容易地計算出色彩精度差距。

Delta E 大多數運用於彩色製版印刷中，也有少部份用來測量數位相機、掃描器與印表機之色彩偏差。絕大多數的色彩測量都仰賴儀器和電腦完成，主要檢測 CIELAB架構下各色彩與標準差值。Delta-E 通常還被用來描述人眼所能覺察的色彩和色調中的最微小差異。我們知道受限於技術、墨水、紙張和其他種種因素，印刷原本和副本之間必定會存在的差異，Delta-E 可以規範出何者是人們感知內所能忍受的範圍。一般來說，Delta-E位於3到6之間變化是可以被接受的。

不同 Delta-E範圍內的色彩效果是不一樣的，舉例來說，ΔE = 1.6～3.2，人眼基本上是分辨不出色彩的差異；3.2～6.5，專業訓練的印刷師傅可以辨別其不同，多數人仍感到色彩是相同地；ΔE = 6.5～13，色彩差別已經可以判別，但色調本身仍然相同；當ΔE =13～25，可以確認是不同的色調表現，卻也可辨別出色彩的從屬，ΔE 超過25以上，則代表是另一種不同的顏色了

lihongtu · 发表于 2007-8-14 13:52:24

shou 受教非浅

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