美術(shù)圖像數(shù)字化色彩失真與校準

孫勁松

【摘 要】數(shù)字化技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代圖書館的建設(shè)主題，專業(yè)圖書館中數(shù)字書籍占比超過半數(shù)館藏的圖書館已比比皆是。而館藏最獨到的數(shù)字資源往往來自于自建數(shù)據(jù)庫，它們來源于各館特色資料的數(shù)字化，拍攝、掃描、錄影等數(shù)字化轉(zhuǎn)換工作貫穿于整個資源建設(shè)過程。美術(shù)類圖書館的圖像數(shù)字化工作成為了美術(shù)數(shù)字資源的主要來源，有別于普通書刊的數(shù)字化加工過程和技術(shù)標準，美術(shù)圖像對資源輸入和處理有特殊要求，尤其是色彩的校準的技術(shù)難度已經(jīng)越來越明顯成為制約美術(shù)圖像數(shù)字化加工質(zhì)量提升的瓶頸。在計算機圖像處理軟件日益流行的時代，美術(shù)專業(yè)人員往往用后期軟件處理色彩失真的數(shù)字圖片彌補數(shù)字化前期輸入工作的缺憾，即耗費大量圖像處理的實踐，又使原作摻入大量修圖時對圖像色彩原貌的主觀改動，陷入圖像數(shù)字化的誤區(qū)。本文探討以更加科學(xué)的方法處理美術(shù)圖像數(shù)字化加工的輸入環(huán)節(jié)，在加工規(guī)范、技術(shù)要領(lǐng)、設(shè)備使用技巧各方面提供有效方案以饗讀者。

【關(guān)鍵詞】美術(shù)圖像；數(shù)字化；色彩校準

1 研究的緣起

美術(shù)資源數(shù)字化過程中使用最多的技術(shù)手段就是掃描和拍攝，由于平面作品占據(jù)了美術(shù)資料的絕大部分，所以本文重點探討平板掃描儀的應(yīng)用。

平面美術(shù)作品來源于原作和復(fù)制品為主，原作的材質(zhì)多種多樣，最常見的有畫布、紙張、木板、石碑、壁畫，期中石碑、壁畫由于不可移動所以數(shù)字化的方式比較特殊，目前只能用照相或不接觸掃描。照相或不接觸式掃描都離不開光學(xué)透鏡的介入，因此一定的物理形變是不可避免的，當(dāng)然現(xiàn)代光學(xué)鏡頭已經(jīng)發(fā)展到很高的技術(shù)水平，所以一般只需選用專業(yè)鏡頭組件即可避免明顯的變形問題。

接觸式平面掃描可以說在圖像精度和尺寸比例上都可以達到高度精確的數(shù)字化要求，有些指標甚至遠遠超過實際需求。比如，普通平面掃描精度達到了600dpi乃至1200dpi，而在印刷品的數(shù)字化過程中，圖像處理人員往往發(fā)現(xiàn)掃描出來的電腦圖片都帶有明顯的網(wǎng)紋。原因就在于印刷品的印刷精度遠遠低于600dpi，所以把印刷網(wǎng)紋也復(fù)制下來了，當(dāng)然，可以用消除網(wǎng)紋技術(shù)處理，不過也犧牲了部分圖像原始信息。

總而言之，現(xiàn)代數(shù)字化技術(shù)，無論是拍攝還是掃描，在數(shù)字化精度和形態(tài)準確性上基本都能達到美術(shù)專業(yè)要求。再來看看色彩的數(shù)字化現(xiàn)狀吧，以西斯廷禮拜堂屋頂壁畫為例，印刷最為精美的專業(yè)畫冊對比后不難發(fā)現(xiàn)每一種出版物的顏色都明顯不同，更有甚者，同一部畫冊里的同一個作品前后出現(xiàn)兩次的居然顏色明顯不同，這種現(xiàn)象屢見不鮮?，F(xiàn)代印刷已經(jīng)完全采用數(shù)字化技術(shù)流程處理每一個生產(chǎn)環(huán)節(jié)，粗略劃分就是輸入和輸出，首先就是數(shù)字化輸入環(huán)節(jié)，同一套印刷品色彩不同的原因就是采用了不同的數(shù)字化素材，雖然在印刷時采用相同的技術(shù)和材料，但是由于取用的圖像文件不是用統(tǒng)一的圖像數(shù)字化標準制作出來的，所以很難再后期處理中調(diào)校到一樣的色彩效果。對于美術(shù)專業(yè)工作者而言，作品色彩的表現(xiàn)力在某些時候甚至比圖形的精確性更重要，我在美術(shù)作品數(shù)字化工作中聽到最為尖銳的批評就是很多數(shù)字化后的圖像和原作的整體色調(diào)都搞反了，比如原作整體色調(diào)是偏暖色，掃描處理后得到的是偏冷色。而且這樣的圖片還是專業(yè)人員反復(fù)調(diào)整掃描儀色彩曲線后得到的。美術(shù)圖像數(shù)字化后與原作的色彩偏差問題是圖書數(shù)字化工程中廣泛存在卻一直未有明顯改善的問題。之所以普遍存在這樣的痼疾，是由于目前圖書數(shù)字化技術(shù)關(guān)注焦點主要集中在文字轉(zhuǎn)換和自動排版等普通書刊數(shù)字化技術(shù)要點上。美術(shù)圖像資源在數(shù)字化圖書庫中比例很小，但是單頁制作成本已經(jīng)遠高于普通書籍的數(shù)字化。執(zhí)掌一項數(shù)字化工程的主辦方往往對電腦技術(shù)、加工流程或成本運作頗為精通，少有對藝術(shù)效果“吹毛求疵”者，使得這一問題始終未能得以明顯改善。本文就美術(shù)圖像數(shù)字化輸入技術(shù)的幾個要點展開探討，意在引起同仁關(guān)注并以此為契機為美術(shù)資源數(shù)字化色彩標準的制定添磚加瓦。

2 圖像數(shù)字化輸入與色彩調(diào)校

購置一臺昂貴的掃描儀是不是就能一勞永逸了呢，雖然專業(yè)掃描儀必不可少，可是不懂色彩原理的人使用起來未必如愿。無論哪種品牌型號的掃描儀都要使用穩(wěn)定的光源來反射原稿，反射光經(jīng)CCD接受并轉(zhuǎn)換為電子信號后才能進一步合成完整數(shù)字圖像文件。所以，光源、透鏡、CCD、運算方式都影響掃描效果。

光源的選定是第一環(huán)節(jié)，掃描儀光源有高亮度燈管和發(fā)光二極管兩種，高端掃描儀常用的還是冷光源高亮白色燈管，燈管狀態(tài)直接影響圖像數(shù)字化效果。燈管色溫要求白色冷光色溫，更重要的是燈管每個部位發(fā)光均勻一致，可以掃描顏色均勻的白紙來測試燈管色彩效果，如果燈管老化或其它問題引起顏色不均勻必須更換燈管或清理光學(xué)玻璃文件臺面。不同廠家的燈管色溫可能有所不同，為后期處理的便利和盡可能多保留圖像色彩原始信息的需要，建議采選色溫高的燈管。這里還要提醒膠片掃描時容易忽視的問題，就是歐洲人喜歡采用的膠片所對應(yīng)的環(huán)境色溫與亞洲人的喜好大不相同，不同色溫的膠片在掃描時最好是使用相應(yīng)的系列顯示器觀測掃描效果，否者，會產(chǎn)生嚴重的視覺偏差。

既然有了色溫的概念，細心的讀者馬上會推想到畫家作畫時如果是在自然觀下繪畫，用肉眼判斷顏料用色，這是不是可以理解為日光是光源而人眼就是CCD呢？進一步是否可以提出的問題就是掃描燈管的色溫和日光自然光不盡相同，CCD和人眼的辨色能力也不一樣，那么作品通過掃描儀掃描并數(shù)字化后產(chǎn)生的圖像和原作如何保持色彩上的一致性呢？而且這種一直性或曰完美與否又如何判斷。目前業(yè)界對于掃描效果鑒定方法多數(shù)還是用專業(yè)人員的肉眼觀察法，一批圖片掃描處理結(jié)束后，呈現(xiàn)于電腦屏幕上請畫家評定效果，再以此為依據(jù)調(diào)整色彩。這種方法的缺陷是明顯的，假如一批色彩標準的數(shù)字圖片，呈現(xiàn)于不同的顯示器上，看到的色彩偏差是完全不同的，那么即使這位畫家的眼光是絕對標準的，那一套顯卡和顯示器所呈現(xiàn)出來的色彩效果可以作為標準樣稿呢？所以說，用人眼來判讀圖像數(shù)字化的色偏問題顯然是缺乏科學(xué)性，同時也是低效的。解決問題的答案就是：我們需要一套標準——標準的色彩。

無論是印刷行業(yè)還是服裝、油漆配色行業(yè)都對色卡不陌生，色卡就是經(jīng)過嚴格分級配色比例合成的標準色彩卡片，用來比對從業(yè)人員想要調(diào)配出來的顏色和標準色卡上的顏色有多少差距。用人眼判定自己選配的顏色是否符合手中目標色卡上的標準色，每次比對就是每次使用色彩標準去規(guī)范用色的準確性。

在圖像數(shù)字化過程中如何讓掃描儀和掃描軟件來有一條判斷色彩準確性的依據(jù)呢?？刹豢梢宰寬呙柘到y(tǒng)也讀懂標準色卡并且記住它，在以后的每一張圖片掃描過程中都一次為基準來糾正光源、鏡頭、分色系統(tǒng)及光電轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的色偏呢？國際色彩聯(lián)盟已經(jīng)在這方面做出了可用方案，就是使用ICC文件。

首先要準備一張標準色卡，需要有定位標識可供掃描儀掃描的色卡，將色卡掃描進電腦。這里要注意的是，無論用哪種掃描儀廠家專業(yè)掃描軟件，或是專業(yè)圖像處理軟件自帶的掃描模塊，都要在軟件的配置模塊里設(shè)定到無色彩矯正的方式。也就是確保掃描色卡時讀取的色卡顏色數(shù)值是掃描儀硬件直接讀取的未經(jīng)軟件修正的色調(diào)數(shù)值。這樣在后續(xù)ICC文件制作時才能保證準確計算掃描儀辨色能力和標準色卡顏色參數(shù)見得真實誤差。第二步就是要把掃描下來的圖片剪切成校色軟件可以辨識的尺碼及邊距要求，讓專業(yè)校色軟件比對每一個色塊的標準值和掃描值之間的偏差，計算這種偏差用以行程相應(yīng)的自動糾偏值。一張色卡無法覆蓋所有顏色的比對，往往需要反復(fù)多次讀取和自動計算一整套色卡的糾偏參數(shù)，再將這些運算結(jié)果寫入一個ICC文件里，以備后用。

自制的ICC文件就可以運行于自己的掃描系統(tǒng)里了，這樣在每次掃描數(shù)字化美術(shù)圖像時就可以基本確保圖片的色彩與原稿的一致性，比業(yè)界慣用的后期軟件調(diào)色方式更高效，更為重要的是相對客觀和標準化。所得到的數(shù)字圖像可以在不同的顯示系統(tǒng)上使用也不會出現(xiàn)非常明顯的色彩偏差。畢竟，數(shù)字資源的讀者使用的顯示設(shè)備種類繁多，更不可能一一根據(jù)你的圖片去調(diào)整顯示參數(shù)。

3 小結(jié)

由于篇幅所限，本文只是論述一個比較基礎(chǔ)的美術(shù)圖像數(shù)字化色彩失真與校準的方法，其實，做到專業(yè)化水準，這還是遠遠不夠的。從原稿的選擇、掃描儀的參數(shù)選擇、包括ICC軟件的算法比較、到各種門類美術(shù)作品和數(shù)字化系統(tǒng)優(yōu)化組合，這些方方面面都要做科學(xué)的探索才能將美術(shù)資源數(shù)字化工作推向完美。

【參考文獻】

[1]蓋麗英.基于ICC標準的掃描儀色彩特性化研究[J].西安理工大學(xué)：紙漿造紙工程（印刷工程），20080301.

[2]宗慧超.基于ICC標準的印刷色彩管理色域映射意圖自動選擇研究[J].上海大學(xué)：機械制造及其自動化，20080101.

[3]傅師偉.基于中國書畫特征顏色的專用色標設(shè)計與制作[J].實驗技術(shù)與管理， 2015，32（12）.

[責(zé)任編輯：張濤]