为何照片爱玩“变脸”

我们经常有这样的经历，总觉得在相机上回放照片的色彩与电脑显示器上有所偏差，取景拍摄时透过相机的液晶屏幕也很难判断照片的最终效果，以及有电脑上看似精美的图片经打印机输出实物照片之后颜色就会有变化，除去各种设备的对比度。亮度等因素外，究竟是什么原因造成这些视觉误差的呢?关键就在于“色彩空间”这个玩意儿，亦叫做色彩模式或色域。大家都知道准确的色彩能有效地吸引人们的视觉注意力，产生某种特定的气氛，使影像信息更具说服力和影响力，本文就将针对这些看似复杂的现象，着重讲解一下色彩空间的相关知识。

我们眼中的色彩

为了引出下文，我们得先从光线色彩的特质入手。在日常生活中我们所见到的颜色，如苹果的红色、天空的蓝色、草地的绿色，其实都是在一定条件下才出现的色彩。这些条件主要可归纳为三项，就是光线、物体反射和眼睛。光和色是并存的，没有光就没有颜色，可以说，色彩就是物体反射光线到我们人眼内所产生的感知效应。

小时候我们认为自然界中的彩虹包含了所有的色彩，其实是错误的，色彩不是一个简单的物理现象。事实上，我们根本看不到真正的色彩，但是色彩的强弱变化，可以通过数据来具体描述，这种数据就叫波长。图所示的便是标准的光谱图，人眼所能见到的光的波长，范围大概在380至780毫米之间，但随着波长由短到长，相应的出现的色彩是由紫到红，可见不同波长的光所反射的强度是不同的。故测量物体所反射的波长分布，便可以确定该物体是什么颜色，例如一个物体在700至760毫米这段波长内有较多的反射，则该物体倾向于红色，如果在500至570毫米这段波长内有较多的反射，那么该物体则表现出绿色。可是人眼并非机器，它不以波长来认知颜色，在眼睛的网膜内分布着两种细胞：辨识物体的层次却不分辨颜色的杆状细胞和有分辨颜色能力的椎状细胞，它们对光线作出不同的反应，便形成了人眼对色彩的知觉。

人眼对于色彩的感知能力固然有着显著的差异，每个人对色彩的感觉会受到光源、个人经验、视觉能力等因素的影响。同样道理，就拿计算机来说，显示器上所显示的图像说白了不过是一些彩电的组合，我们暂且通俗地将这些点理解为像素点，可是在计算机原始的二进制语言中，不同的色彩对于计算机本身来说毫无意义，那么计算机是如何来识别不同的色彩，又是怎样还原色彩的呢?包括扫描仪、数码相机以及打印机等等设备，它们还原色彩的各种方法之间的差异也是相当大的。试想数码影像由输入设备到计算机显示器、再到最终的输出设备，在这一系列过程中要维护原始的色彩信息是非常困难的，由于技术的限制，在整个流程中的每个设备都无法忠实地再现原稿的色彩，而且不同的设备都有自己处理色彩的独特技术，也同样代表着不同的色彩还原特性。由此可见，要用准确的、通用的方法来描述世间的各种色彩是很不容易的，如果没有通用的色彩语言，没有定义色彩的某种标准或规范，则拍摄、扫描、编辑以及数字输出等等工作都将是不可想象的。

色彩空间的概念

这一所谓通用的色彩语言，正是今天要重点说明的“色彩空间”。这里先解释一下色彩空间这个概念，其英文译名是Color Spaces，是指某种表色模式所能表达的颜色数量所构成的范围区域，也指具体介质如屏幕显示输出及印刷复制所能表现的颜色范围。譬如自然界中可见光谱的颜色组成了最大的色彩空间，该色彩空间中包含了人眼所能见到的所有颜色。因此我们可以这样的简单理解：色彩空间就是各种色彩的集合，色彩的种类越多，色彩空间越大，能够表现的色彩范围即色域越广。明白这点将对下文内容的理解大有帮助。

目前使用最广的视觉色彩空间是由CIE(国际照明委员会)在1920年，并在其基础上衍变而来的。很多摄影爱好者或使用过Photoshop软件的朋友都对色彩空间缺乏感性的认知和理解，其实色彩空间是实际存在的，被冠以空间不一就应该有体积感嘛，不然怎么能叫空间呢，CIE色彩空间是一个三维空间。根据三个方向轴线上的数值来描述任何一种颜色，其中一个数值表示照度，即色彩的明亮度(Lightness)，它本身不包含任何颜色，其它两，数值是色彩坐标分量，对应于色彩浓度和颜色值(A分量从绿到红、B分量从蓝到黄)，故CIE定义的色彩空间有一个更为人熟知的名――LAB空间。

我们的设备都用了哪些色彩空间?

LAB色彩空间与人感知颜色的方式直接相关，与我们所使用的各种设备无关，它包含了RGB及CMYK这两种最典型的色彩空间，但是这者因设备而异，这里就又引出了两个概念，首先来解释RGB色彩空间。

1　RGB色彩空间

RGB色彩空间是影像设备最普遍使用的色彩语言，其色彩给人的感觉十分亮丽、饱满，诸如扫描仪、显示器、投影设备都依赖于这种色彩模式，这些设备都有一个共性，就是通过放射光线或吸收光线来再现色彩的，而不是使用反射光线。RGB空间能产生多达1670万种颜色，这似乎是个无穷数了，但与可见光谱的色彩范围相比要窄得多，这也反证了本节开头所阐述的观点。需要特别注意的是，RGB色彩空间(包括下文即将提到的CMYK色彩空间)与我们使用的设备是密切相关的，不同的RGB设备再现的颜色不可能完全相同。

我们都知道人的眼睛只需以不同强度和比例的红、绿、蓝三种颜色组合起来，便能产生出任何色彩的知觉，故RGB(红、绿、蓝)就是我们常听说的三原色。在小学的美术课堂里，老师告诉我们三原色是能够按照一定的数量规定合成其他任何一种颜色的基色，并且实现黑色显示的方法也十分简单，只要三种颜色都不发光就可以了，基本上利用三者间的相加迭合能够模拟出自然界中的各种色彩，这就是著名的光学三色原理，以这种方法产生色彩亦叫做加法混色，因此通常意义上我们也习惯将RGB模式理解为加色空间。

2　CMYK色彩空间

若我们经常使用喷墨打印机输出文本或实物照片，就会发觉一个有趣的现象，打开打印机看看它的墨盒，能看见红、黄、蓝色的墨盒吗?显然不能!可能我们看到的是四种墨色：青色、洋红色、黄色和黑色。这是因为打印时的呈色原理属于减法混色，即用白色减去RGB以获取红、绿、蓝的补色CMY(青、洋红、黄)以及黑色。比如减去红色，绿色与蓝色产生青色(Cyan)；减去绿色，红色与蓝色产生洋红色(Magenta)；减去蓝色，红色与绿色产生黄色(Yellow)，因此洋红、青和黄便组成了印刷中所需的三种基色，它是印刷品唯一的色彩模式，也被称为杂志广告标准彩色，而这样的组合关系就叫做补色关系。

问题随之而来，为什么打印、印刷等输出影像时需要转变呈色方式呢?这点只需简单说明就能通俗理解，原因在于显示器(代表RGB色彩空间)发出的是彩色光，存在于屏幕等显示 设备中，而印刷品上的影像(代表CMYK色彩空间)则是反光的，需要外界辅助光源才能被感知，洋红吸收光线中大部份的绿，青吸收大部份的红，黄吸收大部份的蓝，所以RGB和CMYK色彩空间至少从理论上来说是互补的，唯一的区别在于CMYK色彩空间没有其他形式的拓展，有且只有一种。

3　SRGB和Adobe RGB色彩空间

上述提到的两种色彩空间是众多色彩空间中最常听说、最常看见、最为典型的，然而我们在平常处理图像的时候会发现软件中可供选择的色彩空间有很多，其中我们较为熟悉的应当是SRGB和AdobeRGB两种，这两者同属于RGB色彩系统。它俩对于喜爱数码摄影的朋友来说是再熟悉不过的了，我们或多或少都会对拍摄的照片进行一些编辑处理，在使用Photoshop这样的图形处理软件时，首先会对软件进行色彩空间的选择，否则颜色就会出现偏差。

SRGB是standard RGB的简称，由Microsof与Hewlett-PackardN家公司于1996年合作开发，其开发目的是在拥有不同色彩的多个电脑设备(显示器、打印机、数码相机及扫描仪等)之间以SRGB作为共同的颜色标准进行色彩调整来实现色彩再现的兼容性与统一，使之能尽可能显示相同的色彩。并在1998年10月由IEC(国际电气标准会议)定为色彩空间的国际标准，它也是Windows系统平台默认的色彩空间，更是美国数字电视广播的标准。不过近十年来影像设备飞速发展，SRGB色彩空间相对狭窄，尤其是蓝色区域，已经无法满足更高端的专业色彩需求了。就在这节骨眼上，AdobeSystem公司于1998年提出的实用性RGB空间――AdobeRGB，从的色域对比图可以看出，与sRGB相比，特别是由蓝色到绿色范围中的色域空间增大了。

恼人的色彩管理

1　从电脑上看到的图片为什么打印出来就变样了?

阅读到这里的您或许脑海中已经闪现出问号了'是不是我选择TAdobe RGB色彩空间就能保证获得更完美的色彩表现了呢?实际上目前市面上大部分数码相机等输入设备都宣称支持Adobe RGB这个范围更宽广的色彩空间，可是即便这样相当多的电脑显示器、打印机等输出设备仍然只支持SRGB色域，我们会发现在Adobe RGB色彩空间下能够处理的一些色彩，转换到SRGB色彩空间时将丧失掉。当然，这种丧失并不是消失得无影无踪，而是用近似的SRGB色彩代替了。从普通用户的角度来说，平常我们可能都在重复着一系列动作：使用数码相机拍摄景物，将照片文件导人电脑，打开图象处理软件进行编辑，编辑完成后存档，使用打印机或去冲印店得到实物照片。这当中任何一个环节出现色差，就将诱发连锁反应，因此为了补偿各设备本身对图像色彩造成的影响和图像文件在设备间传递过程中的偏差和损失，我们势必要对色彩进行相应的管理，俗称色彩管理。

另外从打印输出的技术层面来说，运用减法混色原理混合各100％的青色、洋红色和黄色(CMY)油墨应该产生黑色，偏偏事与愿违得到只是偏棕色的黑，原因是使用的油墨不可能很纯净，通常青色油墨有些偏蓝，而洋红色和黄色油墨又有些偏红，故打印设备中必须要有单独的黑色元素。但增加了第四种颜色就破坏了RGB到CMYK的平等转换，使得RGB和CMYK之间的色彩对应变得更为复杂。市场上有一些档次较高的打印机，配备了多达8种颜色的墨水，千万别以为墨水的种类越多输出效果就越好，若我们直接将RGB色彩空间的照片用于印刷的话，所用的某些色彩肯定是无法被输出的，比女NRGB中一些较为明亮的色彩无法被打印，如艳蓝色、亮绿色等，可以看出，原先较为鲜亮的一些颜色都变得黯淡了，这就是由于CMYK色彩空间要小于RGB，因此在转换后有些颜色丢失了，套用一句广告来说就是没选对色彩空间再好的照片也出来，这时色彩管理必定是避免不了的。

2　色彩管理不是万灵丹

色彩管理的英文译名为Color Management，但凡提到这个概念业内人士肯定会立刻联想起成立于1993年的ICC(国际色彩协会)，如图7所示，该组织致力于建立、推广和鼓励跨平台、中立性的色彩管理系统和架构，是它开发出了一个色彩标准以帮助软件开发商和硬件制造商共同维护色彩的统一。由于ICC色彩标准得到了设计行业的广泛认可，故每个色彩流程中的绝大多数硬件设备都应该具有自己的ICC特性文件――ICC Profile，也叫做特性描述档案，现实中由于每个人的需求不同、各个设备也需要不同的ICC Profile和处理方案，该文件描绘了这个设备在与硬件无关的色彩空间内的色域特性。相应的色彩管理软件根据ICC Profile，在扫描仪、数码相机、彩色显示器、打印机及其他设备间进行色彩的传递与转换以实现精确的图像显示和输出，即真正的所见所得。听起来有些让人摸不着头脑，但事实情况是我们每天都与它们接触，譬如在我们每天使用的计算机Windows系统中，具体路径为“系统盘：\windows\system32\spool\drivers\color”，里面就有很多以*.icc或*.icm形式存在的ICC配置文件，当我们在计算机显示属性里查看高级设置时，有一项叫做“颜色管理”，选择不同的ICC-Profile文件后我们欣赏同一幅摄影作品的视觉感受会有微妙的差异。值得关注的是色彩管理并不是解决偏色等诸多恼人问题的万灵丹，运用色彩管理只是将色差的影响尽可能的减小并控制在可以接受的范围内，所以如何控制输出前的CMYK转换是一门高深的学问。

结　语

大自然给我们的世界是丰富多彩的：碧蓝的海水、金黄的沙滩、五彩的云霞……尽管我们对于色彩管理还是有一点雾里看花的感觉，但我们也不必望洋兴叹，即便如此我们也已经充分了解了眼前所见的每一幅彩色作品都需要经过一系列的数字化处理流程，只是在这个过程中色彩不会被轻易捕捉、更难以被精确控制。我们何尝不在电脑里用自己的眼光玩转色彩呢，毕竟这也是一件很有趣的事情。