色彩视觉原理及色彩设备对颜色的影响

色彩是我们所认知的世界里的强大而有魅力的一个方面，它形成了我们对每件事物的概念、解释和记忆。生活需要色彩，因为大自然本身就是丰富多彩的。色彩逼真的建筑效果图、层次分明的卫星遥感图、还原准确的印刷晶样张和生动形象的大幅彩照，所有这些都跟色彩密切相关，均需要通过扫描仪或数字相机等输入设备获取图像，由显示器的屏幕来观察图像色彩，然后通过一台大幅面彩色喷墨打印机或一台印刷机来实现色彩的还原。

　　数字色彩设备(简称色彩设备)，如高分辨力彩显、扫描仪、数字相机、彩色打印机等的使用已经越来越普及，它们以简洁的操作方法、明快亮丽的色彩效果而受到人们的普遍青睐，而他们所带来的如数据交换复杂、再现偏色等问题也日益受到人们的重视。使用合理的方法组织、管理色彩设备，减少系统色彩误差，是保障整个计算机色彩体系正常运转的关键。

　　色彩管理从彩色印前系统进入国内就被人们所关注。但色彩管理是一个非常复杂的问题。因为从某种意义上来讲，色彩管理是在管理人的感觉。人的眼睛能看到多大的色彩范围，原稿的色彩范围有多大，如何将原稿的色彩范围按照不同的设备特性压缩到印刷所能反映的色彩范围，是一件非常复杂的事情。

　　1．色彩视觉原理

　　色彩是人们对不同频率的光的感知。它既有其客观属性又与人眼的构造有着密切的联系。色觉这一人眼重要的功能是视网膜锥细胞在明亮环境下生理活动的结果，对波长为390～760nm的可见光谱具有辨色的能力。视网膜锥细胞内含有感受红、绿、蓝三种基本原色的感光色素，分别为感红色素、感绿色素和感蓝色素，每一种色素对某一段光谱发生兴奋，产生各种颜色知觉。三种感光色素对应的最敏感波长分别为580nm、540nm、440nm。三种感光色素感受的波长有部分的重叠段，这种重叠在长波与中波处较为明显。人眼色觉的产生就是因为这三种光感受器将某一波长处各自感受到的三原色按一定比例组合形成一种特定的色彩。

　　研究人员发现人眼中感受三原色的锥细胞数量之比为红：绿：蓝二40:20:1，这说明人眼对蓝色的敏感程度远远低于对红色的敏感程度。

　　V(λ)，由CIE(国际照明委员会)定义的光谱亮度效应图，描述了人眼在整个可见光谱中对单一色光的相对敏感性。V(λ)图的峰值(555 nm)所对应的是偏绿的黄色。

　　2．色彩设备对颜色的影响

　　在数字图像由输入设备到显示器观察，再到输出设备或最终的图像文件的整个流程中，要维护原始的色彩是非常困难的。因为每一个相关的硬件或软件都有自己的色彩处理特色技术，也同样代表着不同的色彩还原特性。所以扫描的、图像在显示器上、彩色打样上或印刷稿件上都会呈现出不同色彩。产生这种情况的根本原因在于，在色彩流程中不同的设备的色空间不同，即使用不同的技术原理产生色彩。例如，显示器和扫描仪是以使用RGB的“加法”着色系统为基础，而打印机和印刷则是基于“减法”着色系统，即以CMYK四色为基色。基于加色法实现的屏幕显示色彩RGB模式不能和打印、印刷时采用的基于减色法实现的CMYK模式完全吻合，因此，要想让RGB模式的色彩在打印、印刷时能很好地表现出来，我们就必须要用一定的方法来管理这些设备上的差异。

　　即使同一种设备，也会产生颜色的不同。当你进入一家电器商店，看到一面由多台电视机构成的墙时，你会知道，没有两台电视屏幕在图像颜色和质量上真正一致。对于计算机显示器而言，也会出现同样的情况，不管怎么样调整，它们也都不可能完全一致。当你使用一台打印机时，你遇到的问题将会急剧增多，打印设备状况、油墨的颜色、相对湿度和承印物种类等等一大堆因素全都会影响打印质量。机械设备本身就不完善，随着时间的推移，年复一年，日复一日，设备的性能会趋向于不稳定，发生工作异常。