ICC特性文件详解

gzlihe · 发表于 2007-6-17 13:06:56

ICC特性文件的一般结构是什么？

　　ICC特性文件一般由文件头、标签表及标签元素数据3部分组成。
　　文件头共占128个字节，主要介绍文件的属性，如特性文件类型、容量、版本号、色彩管理模块类型、设备的色彩空间、特性文件连接空间（PCS）、色彩匹配方式、PCS空间的光源的三刺激值XYZ等。
　　标签表主要包括特性文件中标签的总数，以及每个标签的有关说明。标签总数占4个字节；每个标签说明占12个字节，前4个字节为标签标识符，中间4个字节为该标签相对于特性文件起始点字节的偏移量，后4个字节是该标签元素数据的长度。
　　标签元素数据主要用于存储设备的色彩空间与PCS之间的转换数据。每个标签元素的容量是不同的。

　　显示（例如显示器）特性文件基本上是具有二维数字的表吗？

　　显示特性文件实际上是很复杂的，它们可以是一系列的表，或者是一个表随后跟着一个矩阵，然后再跟着一个表，结果好像是一个大表。各种类型的特性文件，都是一样的。

　　输出（例如打印机）特性文件与显示特性文件有什么不同？

　　大多数显示特性文件是表—矩阵—表的类型。打印机特性文件是一系列表的类型。但是，这些差别几乎与用户无关。主要的差别是所有显示特性文件是从RGB到PCS（反之亦然），而许多打印机特性文件是从PCS到CMYK（即4通道与3通道相比）。然而，许多打印机要求RGB数据在它们的驱动程序中转换成CMYK，这样，打印机特性文件只有3个通道。
　　打印机特性文件不同于显示特性文件，打印中关注所有变量（纸张、油墨设置、伽马等）以及设备的测量色标，并通过这些测量生成特性文件。这样理解对吗？
　　这是对的。还要特别提醒的是，不但要生成打印机特性文件，还应对显示器的设置（对比度、亮度、色平衡、伽马等）进行校正，同样必须测量显示器，以生成一个显示器特性文件。这样才能更好地使输入和输出的色彩保持一致性。

　　什么是“连接特性文件”？它与设备特性文件有什么不同？

　　设备连接特性文件，是将一种设备色彩空间中译码的数据转换成另一种设备色彩空间中的数据，而且它只适用于那些特定的设备。
　　不同设备具有不同的表现色彩的能力，其所能表示的色彩范围并不相同。因此，设备特性文件定义了设备的色彩特性信息，通过这些信息可以获取该设备能够捕获、显示或重现的色彩范围。
　　设备特性文件可以转换到PCS，或从PCS转换设备特性文件，并在处理时联合起来，根据工作流程的需要，将输入和输出特性文件混合起来。连接特性文件允许人们对特定的一对设备加上他们自己的“妙计”，或保持CMYK中的黑色，以在两种不同的印刷条件下进行CMYK转换。

　　每个特性文件有多少数字？

例如，显示特性文件能列出设备具有的RGB和CIELAB的所有色彩吗（24位RGB显示1677万色）？

　　特性文件的大小是随着特性文件制作软件而改变的。它可以是每个RGB各8位的组合，即224=1677万色，但是RGB可增加到各16位或者更高位的组合，16位的组合即248=2814749亿色，没有明显地列在表中的任何色彩都可以通过CMM插值得到。
　　在ICC特性文件规格中可以看到，只包含一个LUT而没有TRC/矩阵特性文件是正确的。检查有些工厂的扫描仪特性文件，所有特性文件都包含一个TRC/矩阵元素，以及LUT。TRC/矩阵元素在扫描仪特性文件中所起的作用是什么？
　　ICC允许尽可能地为扫描仪特性文件建立一个简单的TRC/矩阵，当它显示时，就用这种方法工作。然而，大多数扫描仪的光谱敏感性是不能充分地接近色彩匹配功能的 (有效的人眼敏感性)，以允许TRC/矩阵很好地单独使用。由于这个原因，ICC也规定了LUT（查表）方法，它允许非线性传送，大多数特性文件制作软件使用这种方法。但是，只*LUT本身的功能不足以使数据达到更精确，要增加TRC（色调复制曲线）来改善它。由于这个原因，所有的特性文件除了使用一个LUT外，还允许使用TRC。增加一个单独的矩阵不是出于精度的原因而需要的，它可以与LUT组合起来，但是也有些特性文件制作者发现，将矩阵和LUT分开可能更有利。

什么是HTML？HTML支持带特定标识符的ICC色彩特性文件吗？

　　当您想制作网页时，需要使用一种编码向网络浏览器进行解释，这种编码就叫做HTML代码。一个HTML文件中包含了所有将显示在网页上的文字信息，其中还包括对浏览器的一些指示，如哪些文字应放置在何处，显示模式是什么样的。如果还有一些其他形式的资源，如图片、声音、动画等，HTML文件将告诉浏览器到哪里去查找这些资源，它们放置在网页的什么位置上等。HTML文件通过标志符来实现这些功能。
　　几乎所有的标准站点都要求使用sRGB色彩空间。在大多数旧的标准中，如HTML，没有HTML指令用于选择特性文件。然而，这刚好意味着一个正确运行的网络浏览器具有一个sRGB ICC特性文件，它使用所有得到的RGB值。使用新的网络标准，如CSS、SVG和XSL，允许有多种方法使用特定的色彩空间，ICC特性文件只是其中之一。
　　当将一个HTML文件送给许多不同的用户时，色彩管理系统要使这些用户的每一个正确运行的浏览器通过使用一个sRGB ICC特性文件，将其sRGB色彩转换成用户显示的色彩空间，并且通过RGB特性文件，将特性化信息送给用户显示。

　　我们经常看到ICC特性文件中有两种不同的文件扩展名：一种是“*.icc”，另一种是“*.icm”，它们之间有区别吗？

　　它们之间没有区别。“*.icc”和“*.icm”文件除了后缀不同外，是完全相同的。“*.icc”是Apple首创的，用于苹果机。PC机的Windows使用“*.icm”。

　　有能读ICC特性文件的应用程序吗？

　　Mac OS X内建Profile Inspector（特性文件检查器）和Profile First Aid（特性文件急救）。用户可在Mac OS X 10.1或更高版本中找到这些实用程序。其应用程序叫做ColorSync实用程序。它内部有几个小的应用程序，其中包括Profile Inspector和Profile First Aid。
　　Profile Inspector是预览特性文件信息的一个实用程序，如预览存储在特性文件头中的色彩空间、版本号、特性文件类型等。它还能显示签名、数据类型和容量的标签级信息。
Profile First Aid是一个实用程序，用于验证安装在计算机中的ICC特性文件的内容。如果特性文件与ICC特性文件规格不一致，报告出错误。虽然有些错误在典型的用法中未必会引起问题，但最好是修改那些与ICC特性文件格式不一致的特性文件。

　　怎样得到显示器、喷墨打印机、扫描仪、印刷机的特性文件？

　　我们已经知道了不同设备的“预设”特性文件，但是除了用于标准化处理外，并没有特意推荐哪个特性文件。针对某一设备而制定的特性文件通常是比较好的，因为它取决于特定设备的参数是如何设置的，而这些参数又因用户的不同而改变。例如，数码相机的照明条件，显示器的亮度和对比度，打印机的打印基体等。只有了解了用户的基本条件并且这些基本条件能保持时，才能定义特性文件。同时，还需要有一些特性文件制作软件和测量仪器，才能正确地制作特性文件。
　　特性文件制作软件可从爱克发、富士、Gretag-Machbeth、海德堡、柯达、Monaco等公司得到。他们提供的制作特性文件的每个软件都列出了您的所有设备，您还需要有色彩测量仪器，用于测量打印机、打样机和显示器的色彩数据。测量仪器可从Gretag-Machbeth、X-rite、Alwan Color Expertise、Color Savvy等公司得到。扫描仪使用的特定色标可从富士、柯达和爱克发等公司得到。

　　市场上有各种商标的彩色负片，有与负片相关的ICC特性文件吗？

　　我们都很清楚，负片扫描的图像一般要比正片或反射稿扫描的图像质量差，这是因为负片得到的是一个互补的图像，必须反转为正像，但是并没有一个标准可以让不同的底片在转换后得到一个相同或接近的结果。片基是其中的一个问题，不同的底片会有不同的片基；底片冲洗过程不同又是一个问题；储存环境及其时间也可能改变底片的颜色；有些问题可能由其他不确定因素造成。因此相对正片扫描而言，负片扫描较难得到一幅好的图像，原因就在于很难控制其图像的反转。另外，最大的一个问题是负片的阶调范围比正片小很多，这就是为什么反转一个负片图像在阶调范围方面不能令人满意的原因。因此，市场上一般没有公开发行的扫描负片的特性文件。

　　由于扫描负片的特性文件取决于所用扫描仪的类型，只能从所用扫描仪的制造商那里得到。目前市场上也没有制作负片特性文件的有关软件。当研制负片扫描仪算法时，一种方法是将负片转换成平衡的和伽马校正的正片，然后为扫描仪使用打印机的特性文件。我们期待着扫描仪供应商能提供这个负片到正片的转换功能，如果没有这样的转换功能，可以询问供应商。如果他们没有提供，可以使用色彩编辑功能和标准设备制作一个Photoshop色条作为参考。

如果图像系统中使用多种设备，对于彩色图像必须使用特性文件吗？如果是这样，该从哪里得到特性文件?

　　使用ICC特性文件的色彩管理是非常通用的，可用于扫描仪、数码相机、打印机和显示器，得到的或制作的特性文件以及应用软件都能支持色彩管理。一般来说，数码相机的特性文件是很难制作的，除非它是用在一个工作室，有固定的照明环境。
　　很多设备都将sRGB作为标准的色彩空间，当数据从sRGB或到sRGB转换时，厂商都做了合理的工作以确保它们能产生“可接受”的高质量色彩。sRGB被设计成一个标准的色彩空间，供用户以及与ICC PCS相同方法的网络使用，但是它取决于厂商在他们的设备驱动程序中所建立的相互转换，与用户提供的特性文件无关。因此，如果确认设置了一个sRGB工作流程，就能从这些转换中得到高质量的图像。由于受许多条件的限制，数码相机的sRGB转换对厂商来说是很困难的，因为数码相机驱动程序必须补偿各种照明条件，但这种转换仍然能很快得到许多人的认可。当然，如果不喜欢厂商所提供的转换，则只有两种选择，如果得到的结果都一致的“不精准”，可以定义一个编辑条，在图像编辑程序中供所有图像使用，或者使用特性文件。

　　有编辑特性文件的工具吗？

　　允许制作特性文件的大多数软件包都会提供编辑工具。有些软件包使用灵活、方便。如Kodak Colorflow就是最通用的一个软件。大多数特性文件制作软件提供了一些编辑功能。当要编辑特性文件时，预先要有一些色彩方面的知识，需要知道编辑的一些技巧和经验。编辑特性文件时，一定要认真、仔细，以避免出错。

　　怎样改变特性文件的查表值？哪个特性文件编辑程序（软件）支持这种方法？

　　目前还没有发现有软件包能直接改变特性文件的查表（LUT）的特定值。如果有的话，从图像质量的观点考虑，这样做是很危险的，也很难定义，除非真正知道要做什么，并且给出许多表的大小，慢慢地做，发现错误立即改正。最好的办法是使用特性文件程序包，通过校正特性文件属性间接地改变数值。
　　我最近买了一些特性文件软件，用于制作打印机的特性文件。我想将有些软件放到一个网站上，但是我知道受软件许可证的限制，这是不允许的。ICC特性文件规格是一个开放的标准，在这种情况下软件厂商能拿来用吗？是否能用一个不同的特性文件编辑工具来编辑一个已生成的特性文件？我能自己建立一个特性文件，从而不再受原始特性文件的限制吗？
　　在特性文件的使用上，ICC没有正式的说明，它是由软件厂商决定。然而，由于软件厂商有效地持有特性文件的版权（在特性文件的一个标签中加以说明），他们拥有软件许可证，可以禁止特性文件的公开发布。原因之一是，如果这样的特性文件能够自由交换，将会使他们的软件销售量大幅下降，经济效益受到影响。还有，从技术的角度出发，公布许多设备的特性文件是危险的。例如，打印机的特性文件，只对其基体和特制墨水有效。出于以上原因，很少有设备制造商公布他们设备的特性文件。
　　任何特性文件都是使用专有软件制作的。所有ICC定义都是标签性质的，有的标签是强制性的，有的标签是可选择的，并且在这些标签中规定数据怎样定义。表中的内容是厂商特有的，每个表使用不同的算法，这赋予厂商某些版权。
　　如果您用另外厂商的软件编辑一个特性文件，情况是复杂的。编辑软件会使用它自己的版权标签。如果原特性文件生成了目标代码，严格地说，用这种方法编辑不同厂商的特性文件是不合法的，实际上也不可能出现这种目标代码。

　　制作了ICC特性文件后，为什么要评价特性文件？

　　当制作完ICC特性文件后，由于受多种因素的影响，如不注意改变了参数，或随着时间的推移参数发生变化等，并不能完全保证是最好的，因此，最好要评价特性文件。评价特性文件一般是指评价其精确度及其模拟特定色彩的能力。简单的方法是通过测量设备进行测量。如测量每个色块后，软件会将其发送至显示屏的原始数据中，与所测量到的数据进行对比，然后将计算出的色差ΔE值显示出来。也可用数学方法进行计算。ΔE值要控制在一定范围内。
　　为了提高印刷品的质量，我国在1987年由轻工业部规定、经国家标准局发布的《平版装潢印刷品中的GB7705-87》和《凸版装潢印刷品GB7707-87》中对色差均有明确的要求，对彩色装潢印刷品的同批同色色差要求是：一般产品的ΔE为5.00～6.00，精细产品的ΔE为4.00～5.00。
当我们所得到的ΔE值超过一定范围，就应该重新制作ICC特性文件。

怎样使用输入特性文件生成的CIELAB值来与原来的那些值进行比较？

　　这需要得到一个CIELAB to CIELAB的特性文件（假设色彩管理软件有这种功能），当作输出特性文件使用。然后利用Phtoshop的“Convert to profile”（转变到特性文件），使用绝对色度法及没有黑点补偿，将输入特性文件与它组合起来。这时作为一个CIELAB图像在Phtoshop中显示出来，就能得到这些值。但是，请注意：只能评价色度匹配法，而不能评价感觉色彩匹配法。

　　什么叫色差？怎样计算两种色彩的色差？

　　色差是两种颜色给人色彩感觉上的差别，即反映两种颜色的接近程度。可用数学方法计算，其值用ΔE表示。通常使用CIE L*a*b*值来评价印刷品与样张之间的差异程度。可以按照ISO 13655规定的方法用三刺激值计算出CIELAB色彩空间的L*、a*、b*。再根据两组色坐标值（L*（1）、a*（1）、b*（1））和（L*（2）、a*（2）、b*（2）），计算出CIELAB色差值ΔE*ab。其中：
　　明度差：ΔL*=L*(1)-L*(2)，这里的（1）和（2）代表两个采样。
　　色度差：Δa*=a*(1)-a*(2)
　　Δb*=b*(1)-b*(2)
　　总色差：ΔE=SQRT｛〔L*(1)-L*(2)〕2+〔a*(1)-a*(2)〕2 +〔b*(1)-b*(2)〕2｝=SQRT〔（ΔL*)2+(Δa*)2+(Δb*)2〕
　　怎样计算出一个特性文件色域与另一种色域的ΔE?
　　测量出两种色域之间的差别不是很容易的。但是，可以参照上述色差的计算方法，算出CIELAB色差值ΔE*ab。
　　ΔE =SQRT｛〔L*(1)-L*(2)〕2+〔a*(1)-a*(2)〕2+〔b*(1)-b*(2)〕2｝
这里的（1）和（2）用来代表两个采样。
　　为了与特性文件进行比较，可使用一个IT8.7/1色标，用相同的输入特性文件来处理它，并与不同的输出特性文件进行比较。对于每个印刷品测量出最终色彩，并用上述公式计算出色差。因此，可以找出色块A1点之间的色差、A2之间的色差以及其他色块之间的差别。然后取整幅图的平均值作为它们之间测量的总色差。
　　为了预览色域，可以使用测量的数据制作一个a*和b*数据的图形。然而，如果只使用原色和次色绘制色域，很容易看出色域的差别。对于大多数设备来说，这是一个合理的近似值。但是应该注意的是：色域是三维的，这样的绘制只表示出其中的二维。为了得到三维表示的情况，还需绘出每个色调相对于L*的C*值。
　　C*=SQRT｛〔a*(1)-a*(2)〕2+〔b*(1)-b*(2)〕2｝
　　注意：这样做仍然没有测量出色域之间的差别。还要求从这些测量中计算出奇形实体的体积，这是相当复杂的。它可以这样做：计算由白色、黑色定义的12种形状的体积，将实体分成12小份。黑色、原色及次色一起组成实体形状，并将它们相加。

　　用什么方法测试制作特性文件软件的性能？

　　我们已经知道一种方法是分析ΔE值，分析ΔE值的问题是色域的映像。对于色度法，这样做是完全可以的。但是不能用感觉法，这是因为假设您是一个肖像摄影师，您一定很注重正确的皮肤色调，可能忽视其他色调。如果有了很好的色域映像算法，色域映像后可以“理想”地计算出CIELAB值，用于测试图像，然后计算出ΔE值。实际上，很少有人这样做。
　　评价制作特性文件的软件性能最直接的办法是，处理一幅真正的图像，并对其进行观察，通过排名、对比实践并进行评价，或者将印刷品与其原稿进行比较，以确定特性文件是否可以接受。