在印前和印刷過程中，信息相同的同一幅圖像在不同的顯示器上顯示時，可能會呈現出不同的顏色效果，用不同的彩色打印機輸出時顏色也可能不盡相同，若印刷出來可能又和打印的效果大相徑庭。相同的顏色數據在不同的設備上得不到同樣的顏色，相同的顏色數據在設計和印前生產作業的不同階段所看到的顏色也很難一致，原因是什么呢？

原因在于這些圖像的數據表示使用的是RGB顏色空間或CMYK顏色空間，而它們都是與設備相關的表示方法，也就是說一組RGB或CMYK數據到底會使人眼看到什么顏色是與呈現這個顏色的設備特性密切相關的。在印刷復制領域將這種現象叫做“顏色的設備相關性”現象，即同一種顏色在兩種模式完全相同的不同生產商提供的掃描儀或顯示器上輸入或顯示出的顏色存在著明顯的差異;同樣，在兩種模式完全相同的不同生產商提供的打印機上輸出，所得到的輸出結果也存在著明顯的顏色差異。

印前復制過程中，同一種顏色要在不同的硬件設備間傳遞，原稿(大多為減色法成色原理，數字原稿頁為加色法成色原理)經過掃描、圖像處理(加色法成色原理)、最后輸出數碼樣張(減色法成色原理)，由于加色法成色原理與減色法成色原理存在本質差異，怎樣確保印前復制過程各自工藝環節顏色的一致性，從而達到控制顏色復制質量的目的，我們有必要了解一下RGB顏色空間和CMYK顏色空間之間的變換。

1 顏色空間的概念

顏色空間就是指某個三維顏色領域中的一個可見光子集，它包含某個顏色域的所有顏色。例如，RGB顏色模型就是三維直角坐標顏色系統的一個單位正方體。顏色空間模型的用途是在某個顏色域內方便地指定顏色，由于每一個顏色域都是可見光的子集，所以任何一個顏色模型都無法包含所有的可見光。通常用三個相對獨立的屬性來描述，三個獨立變量綜合作用，自然就構成一個空間坐標，這就是顏色空間。而顏色可以由不同的角度，用三個一組的不同屬性加以描述，就產生了不同的顏色空間。但被描述的顏色對象本身是客觀的，不同顏色空間只是從不同的角度去衡量同一個對象。

顏色空間按照基本結構可以分兩大類，基色顏色空間和色彩、亮度分離顏色空間。前者的典型是 RGB，還包括 CMY、CMYK等。后者包括 YCC/YUV、Lab、以及一批“色相類顏色空間”。[next]

2 RGB顏色空間模型

自然界中色光的三原色是紅、綠、藍，人眼通過三種可見光對視網膜的椎狀細胞的刺激來感受顏色。這些色光在波長為630nm、530nm和450nm的刺激達到高峰。通過對各刺激強度的比較，我們感受到光的顏色。絕大部分的可見光譜可以用紅、綠和藍三色光按不同比例和強度的混合來表示，在圖像復制領域中，常采用256個層次值分別去度量RGB，通常給3個顏色通道都指定一個值描述其層次。0對應于無光，而255對應著最強光，RGB三個顏色通道分別為純紅、純綠、純藍，3個通道均為255時將產生白光，紅為255，綠和藍為0時將模擬出純紅光的效果。

以R、G、B三個參數為坐標，可以得到如圖1的一個單位立方體來描述RGB顏色模型。

RGB是一個加色模型，光源的亮度、色度、純度混合在R、G、B三個參數中。光源的亮度L表示為:L=0.3R+0.6G+0.1R。當然，這里的系數只是近似的，它具體的值依賴于顯示器所采用的磷粉標準，以NTSC視頻信號標準，則三個系數依次為:0.299、0.587、0.144。色光混合也稱為加色法混合，當不同的色光同時照射在一起時，能產生另外一種新的色光，并隨著不同色混合量的增加，混色光的亮度會逐漸提高，能量也將越來越大。等量的紅光與綠光混合產生黃光;等量的紅光與藍光混合產生品紅光；等量的綠光與藍光混合產生青光;等量的紅、綠、藍三原色光混合產生白光。如果三原色不等量混合將產生更加豐富的顏色混合效果。

該彩色立方體從點(0，0，0)到點(1，1，1)的這根對角線是相等的紅、綠、籃分別疊加后產生的不同程度的灰色，一幅灰度圖像中所有的像素值均將落在這根對角線上，這說明灰色顏色空間是RGB顏色空間的一個子集，該對角線被稱為灰色線。[next]

3 CMYK顏色空間模型

對于數碼打樣、彩色印刷而言，由于使用的是染料或顏料，也就是說使用黃、品、青相互疊加或并列呈現出原稿的顏色。理論上講，按色料減色法混合原理，青色、品紅色和黃色這三種減色主色混合應該產生與RGB顏色模型相同數量的顏色。CMY顏色空間以吸收光線量的多少為基礎來形成不同的顏色。理想減色三原色疊加后的顏色亦將出現在圖1的立方體中，它的三個主色可以從下式算得：

CMY?=?111?-?RGB?

理論上黃油墨、品紅油墨、青油墨的不同比例的混合可以實現所有顏色的再現，將100%的黃色、100%的品紅色和100%的青色混合，可以產生黑色。但是由于印刷使用的油墨并不是理想油墨，也就是說理想的黃色油墨本來應該完全反射500～700nm的可見光，完全吸收400～500nm的可見光，但實際使用的黃色油墨并不是這樣的，它在500～700nm這部分的反射不足，在400～500nm處吸收不足，其原因是黃色油墨顯色時呈現少量的品紅和青色的成分。其他油墨也存在同樣的問題。在印刷或打印輸出時，如果我們不使用黑墨，100%的黃色、100%的品紅色和100%%的青色混合將得到一種棕褐色，表現不出真正的黑色。通常我們添加黑色以保證暗色和灰色不偏色。因此要增加一個黑色版來表現真正的黑色。這也就是現在人們常涉及CMYK顏色模型，而很少提及CMY顏色模型的原因，CMYK顏色模式主要用于要用色料表達的顏色，如印刷色、彩色打印機輸出、油漆色等等。

CMYK色空間應該說是一種應用顏色空間、它實質指的是再現顏色時印刷的C、M、Y、K網點大小，因此CMYK的數值范圍為0%～l00%，而不是0～255。C0%M0%Y0%K0%表示白色，C0%M0%Y0%K100%表示黑色。[next]

4 從RGB到CMYK的轉換

在印前制版中如果要將RGB圖像轉換為CMYK圖像，實質就是將圖像從RGB顏色空間到CMYK顏色空間的變換，雖然這純粹是一種顏色空間的變換，但習慣上還是把它稱作分色。

在轉換過程中存在著兩個復雜的問題，其一是這兩個顏色空間在表現顏色的范圍上不完全一樣，RGB的色域較大而CMYK則較小，因此就要進行色域壓縮;其二是這兩個顏色都是和具體的設備相關的，顏色本身沒有絕對性。因此就需要通過一個與設備無關的顏色空間來進行轉換，例如通過LAB色空間來進行轉換。

1)顏色轉化
從一個色彩空間到另一個色彩空間進行顏色映射時，可采用“色域壓縮”、“階調壓縮”和“白點映射”三種映射方式進行設備色域的映射。

①色域壓縮
可采用三種方法進行，一種是通過保持色域內的顏色不變，色域外的顏色由離它最近的顏色代替;一種方法是同樣保持色域內的顏色不變，色域外的顏色用具有盡可能高的飽和度的顏色復制;一種方法是通過色域外的顏色投影到色域的邊緣，其他所有顏色均勻壓縮在色域中，顏色對應的角度不變，造成飽和度降低。
②階調壓縮
階調壓縮有兩種方法，一種是使色域內的亮度精確再現，色域外的亮度升高或降低，直至正好在色域上。這種方式會造成顏色在高光或者暗調處反差壓縮;另一種方法是兩色彩空間的最大亮度相互重疊，動態調節其它亮度，即進行均勻壓縮。
③白場映射
白點映射有兩種方法，一種是將輸入設備的顏色空間的色調值均勻地恰好投影到輸出設備的顏色空間，從而使得到的白場和標準觀察者?光源為D50、視場角度為2°?的白場相對應。另一種方法是將輸入設備的顏色空間的色調值相對于紙張或承印物的白度轉換成新的顏色值。[next]

2)分色過程中顏色傳遞
圖片原稿顏色的色度值為L0、A0、B0，經過掃描儀或數字照相機形成數字信號進入圖文處理系統。一般情況下，原稿的彩色光線被分解成紅、綠、藍三種成分，圖像的數字信號為R1、G1、B1。
隨后，彩色圖像被顯示在顯示器屏幕上。操作人員根據圖像的顏色狀況，在圖像處理軟件中對圖像顏色進行修正處理，處理后的圖像信號變為R2、G2、B2。為了輸出數字彩色樣張，圖像顏色被轉換成R3、G3、B3驅動打印機打印，顏色傳遞到打印紙張上，樣張的顏色為L1、A1、B1。
為滿足印刷復制的需要，圖像被轉換成青、品紅、黃、黑四色模式，顏色從R2、G2、B2，變為網點面積率Y1、M1、C1、K1。經過拼版、RIP和激光照排機輸出，獲得了分色膠片，膠片上的網點面積率為Y2、M2、C2、K2，而曬版后，印版上的網點面積率為Y3、M3、C3、K3，最終在印刷機上，油墨網點從印版上傳遞到承印材料上，網點面積率變為Y4、M4、C4、K4，與承印材料共同決定了最終呈現的印刷品顏色L2、A2、B2。

3)分色計算

分色時首先需要計算黑色值，然后才能算得其它三個顏色分量YMC的值。有許多方法可以生成黑版，在Photoshop采用的黑版生成方法有UCR(底色去除)和GCR(灰成分替代)兩種。以底色去除為例，理論上的從RGB到CMYK的顏色空間的變換需先讀入R、G、B值，生成中間量c、m、y、k，再利用黑色生成函數按照UCR原則生成黑版，黑色生成函數和底色去除函數與當前選擇的紙張和油墨組合、各色版的中間調網點擴大函數、黑色墨量限制以及油墨總量限制有關。

例如:給定一組R、G、B值(RGB表示在單位正方體顏色模型中顏色位置)，可由下式算得中間值y、m和c值。
c=1-R，m=1-G，y=1-B

由底色去除決定的黑色值為：

k=min?c，m，y?

得到c、m、y和k四個中間值后，計入黑色生成函數和底色去除函數的影響后，用下述公式調整，算得最終的C、M、Y和K值：

C=min{0，c-UCR(k)}
M=min{1.0，max(0.0，m-UCR(k))}
Y=min{1.0，max(0.0，y-UCR(k))}
K=min{1.0，max(0.0，BG(k))}

3)在Photoshop中進行分色設置
在Photoshop中允許我們對分色類型進行選擇?我們可以選擇底色去除?UCR也可以選擇灰成份替代GCR。底色去除是去除暗調部分灰色成份的彩色油墨，而用黑色油墨來代替的一種分色方法。它的典型優勢在于:使用價格低廉的黑墨去取代價格昂貴的彩色油墨來復制原稿暗調部分的灰成分，降低了印刷成本;同時也減少了總墨層的厚度，有利于快速套印、適應了高速印刷的需要和有利于中性灰平衡和中性灰再現。去除量的大小通常要受到限制，它決定了黑版階調的長短，一般在30%～40%左右。

“黑版最大墨量?Black ink limit?”是指圖像暗調區域允許的黑墨量的最大值，它實質就是在黑色分色片上進行暗調定標，它將影響到黑版的生成曲線。通常情況下，我們將它設置為90%～100%。“總墨量大小?Total ink limit?”是指黃、品、青、黑四色墨墨量的和，總墨量過高將會對油墨的干燥造成負面影響、同時也降低了印刷速度。通常我們將總墨量設置在220%～300%。

灰成份替代的理論基礎就是沒有必要采用黃、品、青三原色墨來產生僅用黑墨就能獲得的中性灰。該工藝使得油墨干燥時間變得更短、印刷速度更快、印刷成本更低廉。在Photoshop中我們有多種黑版生成模式可供選擇:None、Light、Medium、Heavy、Maximum和自定義模式等。

“底色增益?Under color Addition?”是指在圖像暗調區域在黑墨疊印部分添加彩色油墨，這樣可以使圖像暗調區域恢復圖像中性色彩和增加圖像細微層次，一般地說，底色增益的量在10%左右。底色增益是由底色去除演化而來，僅對圖像的中性灰區域有效，而對圖像的彩色部分無效。

灰成份替代和底色去除是兩個不同的概念，底色去除只對圖像的暗調區域起作用，而灰成份替代是對整個圖像和復色結構起作用。底色去除去除的范圍比較小，而灰成份替代可以作全階調去除。