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五彩繽紛顏色的數字表示方法(2)

點擊:   作者:天友利標準光源有限公司      發布日期:2014-07-08
顏色的數字表示方法(2)像素、網點和抖動加網 我們盡量不去挑剔術語的毛病,然而“dpi”(每英寸的點數)和“ppi”(每英寸的像素數)兩種術語的交替使用,確實河避免地會導致某種程度的混淆,因為網點(或墨點)與像素點是用在不同場合的兩個不同概念。在些更較真的人

顏色的數字表示方法(2)
     像素、網點和抖動加網
     我們盡量不去挑剔術語的毛病,然而“dpi”(每英寸的點數)和“ppi”(每英寸的像素數)兩種術語的交替使用,確實河避免地會導致某種程度的混淆,因為網點(或墨點)與像素點是用在不同場合的兩個不同概念。在些更較真的人甚至在討論掃描儀分辨率時還堅持使用“spi”(每英寸的采樣數)來取代dpi——這更是雞蛋里面挑骨頭了。
     像素中包含了密度等級的變化。單個像素在同一時刻不僅具有紅、綠和藍的顏色成分,而且還具有紅、綠和藍顏色的特定亮度值,而不僅僅是簡單的有或無。這就是我們所說的連續調這個術語的含義。顯示器就是一種連續調設備的例子。
     不過,大多數數字硬拷貝輸出設備都不是連續調的設備。它們用油墨或墨粉打印出的墨點,只能呈現有墨或無墨兩種狀態,也就是說,非有即無,或1或0。數字印刷機的分辨率大小使用每英寸可打印的墨點數來表示,即表示該設備在每英寸范圍內可以打印、也可以不打印的墨點排列的位置數量。我們不能改變油墨的密度,也不能改變打印墨點的大小,我們只能告訴輸出設備在每一個墨點位置上究竟是打印還是不打印墨點。一臺600-dpi的激光打印機可以在一英寸的直線上打印或不打印600個墨點位置,而一臺2400-dpi的照排機就在每英寸的長度內做2400次同樣的事情。每一個墨點形成的密度都是一樣的,我們唯一能做到的就是控制打印墨點排列的位置。
     我們可以使用某種抖動方法來排列大小相同,密度為常量的墨點,來產生連續調的幻覺。即使用不被眼睛明顯覺察的小墨點,按一定方式來排列在一起,產生連續調圖像的視覺效果。讓我們再回到以前模擬生產方式的時代,印前工人將連續調的原稿轉化為網目調的形式,這也是一種抖動方式,只不過網點的密度恒定,并且網點間距離不變,要通過改變網點的大小來產生深淺變化的效果。也就是說,將原稿通過彩色濾色片和像紗窗一樣的網屏投影到印版材料上。網屏上小孔的作用就像小孔透鏡一樣,在暗調區域產生的網點大,而在明亮區域產生的網點小。
     大多數數字印刷機還在使用這種抖動方式,但是照排或直接制版機上生成數字式網目調圖像時,我們將單個印刷網點用多個排列在一起的點組成打印點組,叫做網目調單元或網目調斑點。我們采用控制單元內打印點的有或無(黑或白)來模擬類似傳統的網目調。這種類型的抖動方式就是所謂的“幅度調制(Amplitude Modulation)加網”,簡稱“調幅(AM)加網”,或簡單地稱為“傳統網目調”。
     加網將連續調圖像,例如數字文件或掃描圖,由像素轉換成墨點,以便使噴墨打印機或印刷機之類的輸出設備可以復制出來。最熟悉的加網類型就是有時又被稱為規則抖動的“傳統網目調”加網,也就是我們前面所說的“AM加網”。另一種不同的加網方式是誤差擴散法,也有也稱其為(FM)加網或“隨機加網”。
     AM加網要改變網點的大小,但不改變它們的排列位置。顏色深的地方網點大、亮的地方網點就小(或沒有網點)。這種類型的網目調就是通常印刷中使用的轉移油墨的方法,是通過印版上的“加網”圖像來實現的。
     由于AM加網產生的網點排列圖案,在使用多種顏色油墨一起印刷時會出現“網屏”間的相互干擾作用,弄得不好就會產生令人不快的贗像,破壞了視覺效果。要避免贗像的發生,就必須轉動每一色油墨網點排列的方向,以排除網屏間的沖突,因此就有了“加網角度”這個術語。
     另一種類型的抖動加網方法是誤差擴散法或FM加網,是大多數噴墨打印機使用的加網方法,偶爾也用在印刷機上。FM加網只改變網點的排列位置,不改變網點的大小。暗調區域的網點數量多,排列密集,亮調區域網點少,就排列稀疏。FM加網中網點隨機排列的特性,使高分辨力噴墨打印機輸出的圖像呈現出很接近連續調圖像的視覺效果。FM加網有時也用于印刷的加網,但是由于印刷過程中一些小的變化會被FM加網方式大幅度地放大,比AM加網的放大作用要嚴重很多,因而通常僅限于在已獲得大量使用FM加網經驗的印刷廠,并在復制高檔印刷品時使用。
     染料熱升華打印及照片輸出方法被視作連續調圖像的輸出,因為每一個著劑點的密度大小是可調的,因此用不著使用網點來實現階調變化,也就用不著加網了。
     非常重要的一點是,基于ICC的色彩管理方法僅能針對像素來進行,而不是針對網點的,但是最后的輸出形式還必須是網點。我們所看到的顏色效果,要是與色彩管理系統(CMS)測量和預測的顏色進行比較時,其比較結果會受到加網方式和算法的影響。
     因此,在對一臺設備進行色彩管理時,必須將加網運算規則的作用也考慮在內,這需要靠我們在印制特性文件色標時,采用與實際印刷時同樣的加網方式來保證,因為不同的加網運算則會產生不同的階調再現結果。
     
數字化的發展歷程
     前面一節討論的是,RGB和CMYK的基礎是模擬量的概念,它們代表著各類著色劑的數量,如染料、油墨、熒光粉或濾色片,這些都是我們用來控制光的波長而使用的。到目前為止,所有的RGB設備,如電視機、顯示器、掃描儀和數字相機,以及未來可預見的RGB設備,都具有模擬式元件,即以連續量的電壓值來工作的器件,如電磁場、透鏡、反射鏡、熒光粉,以及在化學實驗室中制作的濾色片。CMYK印刷機仍然要使用具有化學特性的油墨、染料和顏料,將這些著色劑呈現在一片由搗碎的木質紙漿制成的我們稱之為“紙”的東西上面。
     然而,無論RGB與CMYK的數值代表的是什么含義,但它們畢竟還是一組數字而已。這使得它們適應了當今的數字化時代,可以用二進制位和字節來表示這些量。
     近年來,我們看到越來越多的模擬式器件被替換為數字式的。推動這一進程的達爾文力很簡單,就是金錢。數字式器件速度快,價錢低,并且(從色彩管理的角度上看是重要的)具有可重復性和可預見性。所有這些好處都將直接轉化為節省金錢。
     但是,有關這一發展進程有兩點是必須記住的。首先,它是漸進的。制造商生產的產品通常都是在原有的技術上做了某種改進得到的,而不論他們的確品手冊上怎么吹噓。新的產品及產品中的零部件必須與舊的共存,新技術也必須要讓過去已經用了多年老產品的人會用。第二,由于這個漸進的過程,數字式的RGB和CMYK設備,經常要設計成仿照以前模擬式設備的工作方式。其結果是,數字式的彩色復制設備經常會出現一些小零碎,而這些小零碎要是在完全或大部分為數字式的設備中,是不需要和不應該出現的東西。
     激光照排機的進化歷程就是一個這樣的例子。照排機是一種制作曬版所用膠片的輸出設備,這項技術是由照相成像技術這種模擬技術進化而來的。例如,將一幅照相負片通過一個精細的網屏投影到感光膠片上,以此來制作網目調圖像(術語“加網”和“加網頻率”就是由此而來的)。這種模擬方式被計算機控制激光束,使膠片逐個微點地精確曝光這項技術取代,但這種照排機輸出膠片的技術仍然離不開模擬式的暗房設備、化學藥品和技術熟練的技師來進行顯影。然而,數字化技術在一點一點地演化,即便是模擬式暗房處理技術,也逐漸被數字化控制的沖片機所取代,可以對膠片顯影的各個方面進行數字化的控制。
     然而我們為什么一定要用膠片呢?這是因為非常昂貴的(而用又是不能少的)印刷機幾乎都配有同樣昂貴的制版設備,而制版設備需要使用膠片,而且還因為使用膠片來制作印刷廠與客戶間的模擬式合同樣張,這是惟一可以承受得起的制作方法(客外付費的活件有時可以采用真正的印刷機打樣方法,事實上是使用單獨的一臺印刷機來打樣,但是成本實在太高了)。然而,在當今的技術條件下,制版與數字打樣技術變得更加成熟和可靠,所以出膠片的過程正在被逐漸地躍過(可以帶來明顯的成本效益),同時數字化進程已經擴展到由計算機直接發送數據到印版輸出設備上,因而免去了膠片,甚至還有了直接在裝有印版的印版滾筒上成像的數字制版機。
     所有這些對RGB和CMYK的數值及色彩管理都有什么意義呢?它們意味著,有色彩管理參與的所有數字化計算和控制結果,更多只能達到對這些模擬設備行為模仿的準確程度。數字化的色彩管理技術改變了表示顏色的數值,以此來補償各種模擬設備行為的差別。同樣,色彩管理的強項與弱點也完全取決于它的數字化處理對模擬部分行為模仿程度的好壞,包括對所有模擬“設備”中重要的一個——觀察者眼睛的模仿。

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