數位化作業的色彩管理
為何印表機列印不出螢幕顯示器所呈現高亮度或高彩度的繽紛顏色呢?在色彩世界中,顏色的定義為何?您知道個人對色彩的喜好會受周遭光源的影響而不自知嗎?邀請您一起學習色彩管理...
◎資料蒐集:檔案典藏組
我們利用掃描器將公文或圖片輸入,再藉由螢幕顯示器瀏覽檢視,最後以噴墨或雷射印表機輸出,在此過程中,輸入端的掃描器及螢幕顯示器是屬於RGB模式,列印設備則是屬於CMYK模式。RGB(註1)稱為色光三原色,顏色變化的原理是加色混合法,CMYK(註2)稱為色料三原色,顏色變化的原理是減色混合法,這兩種截然不同的顯色模式,表現的色域各有專長,為了避免期望過高,產生失望的情形,有必要藉由儀器及標準化流程管理色彩,回歸數值化方式描述及掌握色彩,避免因個人視覺感知及喜好的不同影響正確色彩的管理。而色彩管理的整體流程可分成三階段:影像擷取、影像處理、影像輸出,必須整體考量,處理掃描作業時始能確實管理色彩。
人的眼睛對紅(red)、藍(blue)、綠(green)三種光的感受特別強烈,適度的混合就幾乎可以讓人類感受到所有的顏色,當三色光全部混色,就成為白色,因此稱為色光三原色(如圖1)。電視或電腦螢幕因具備產生這三種基本光線的發光裝置,混合後幾可表現所有顏色,而電腦應用RGB三個數值記錄顏色,每一個顏色以8bit記錄,有256種亮度變化,因此可達一千六百多萬種變化,即所謂24 bit全彩。
至於列印顏料的特性剛好和光線相反,混合的顏料越多,亮度越低,當三色顏料全部混合後即呈現暗黑色,就是所謂的CMYK色彩模式(Cyan青色、Magenta洋紅色、Yellow黃色、Black黑色),如圖2。不過現實世界中的CMY顏料混合後並無法產生黑色,須藉由額外加入黑色顏料來控制列印影像的濃淡程度。
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圖1 色光三原色 |
圖2 色料三原色 |
人類肉眼所分辨的顏色是依據光線照在物體反射產生不同波長色光的色彩反應,所謂色相即是依據不同波長在光譜上的位置所代表的名稱,也就是色彩的通稱,因此三原色中的紅色是一種色相,藍色亦是。而以色相為基礎,對於明度、彩度做調整,即會產生更豐富的顏色,如圖3。
圖3 日本色彩研究所PCCS色相環
為了解決影像掃描、顯示或列印出圖的過程,因人為、設備、環境光源等因素,影響顏色轉換與對應的準確性問題,國際色彩學會(International Color Consortium,簡稱ICC)乃定義符合其標準的色彩描述檔,讓設備間的色域空間可自由轉換,也就是讓不同的設備,如數位相機、掃描器、螢幕或印表機等,透過統一的機制,避免彼此之間的溝通錯誤。
色彩管理可分成三個步驟,稱為3C,即設備校正(Calibration)、色彩特性描述(Characterization)及色彩轉換(Conversion)。設備校正分為掃描器、數位相機、螢幕及印表機等,且不同設備的校正方式並不相同,其中掃描器與數位相機需進行灰平衡校準,印表機則主要包括總墨量及滿版濃度值的設定,而螢幕需先調整色溫與伽傌(gamma)值,並利用色彩管理軟體和分光光譜儀校正螢幕所顯示的色塊與標準值之間的落差。其次,將設備校正值,以色彩管理軟體儲存並建立專屬的ICC 描述檔,最後,將描述檔套入顯示器的「色彩管理」設定檔中,讓螢幕呈現重生的效果。而當所有數位化流程中所接觸到的設備皆產生ICC 描述檔後,來源影像的色彩數值即能透過對應表格轉換成目的地之數值,此稱之為色彩轉換。
螢幕顯示器終極目標就是還原真實的影像,因此,所擷取的和所表現的影像之間應存在線性的轉換關係,但實際上,顯示器在元件製程與訊號轉換間都隱含誤差與獨特的轉換關係,因此一台好的顯示器在出廠之前都必須經過適當的伽瑪校正(Gamma Correction)。伽碼值是影響顯示器成像品質非常重大的因素,通常是以曲線表示,其中灰階為橫軸,亮度為縱軸,伽碼值的調整可以改變影像的明暗及對比。色溫指的即是色度,每台顯示器也都可有不同的色溫設定,暖一點的偏紅或黃,冷一點的偏藍或綠,因此一張白紙在螢幕上觀看時,有時並非全白,可調整色溫值配合實際色彩。另外,螢幕校色的環境也是非常重要的一環,例如牆壁的漆色、有無窗口、光源色彩或亮度也都會影響校色的準確性,因此,進行螢幕色彩校正時必須特別留意。
印表機之色彩校正係利用 CMYK 色彩校正軟硬體套件,透過列印其中所附的色票,以專用的掃描器或分光光度計讀取並輸入電腦,經軟體計算調整後,比對列印結果以調整誤差並產生其ICC描述值,惟須留意輸出色票時,印表機應處於最佳的狀態。
透過目前市面上的色彩管理軟體,皆能進行數位化設備之校正,落實色彩管理的步驟,始能確保色彩品質的準確度,並且可在後端輸出印製或加值應用時,與廠商或其它人員順利溝通。一般機關礙於經費與人力,大多採取委外的方式進行數位化,因此,將色彩管理納入需求及流程中,可進一步提升數位化影像的品質。
註釋:
註1:RGB色彩模式包含Red(紅色)、Green(綠色)及Blue(藍色)等三種基本色光,螢幕投影裝置是直接將光線投射至螢幕上,再由眼晴接收,是以RGB光的三原色加色法來進行色彩的混色。
註2:CMYK色彩模式係包含Cyan(青色)、Magenta(洋紅色)、Yellow(黃色)及Black(黑色)等四種基本色料,其中黑色為避免與Blue(藍色)色光混淆,不以B表示,而以K表示。由於CMYK色彩模式多用於印刷及列印輸出,故又稱為印刷四分色。
參考資料:
1.李姿穎 。 “色彩管理基礎概念-何謂色彩管理?拓展台灣數位典藏計畫-數位化工具箱 “,<http://content.ndap.org.tw/index/?p=198> (民97年8月27日)。
2.陳秀華。 “「還我顏色」-色彩管理入門基礎名詞“,數位島嶼電子報第17期,<http://content.ndap.org.tw/main/epaper_detail.php?doc_id=1125&epaper_id=36>(民97年8月27日)。
3.廖俊謙。〈色彩調校技術與顯示器構色原理之分析〉。未出版之碩士論文,國立中央大學光電科學研究所,民95年。
讓檔案寶貝純淨地呼吸─加拿大國家檔案保存維護中心庫房空氣清淨規範
清淨舒適的環境是提升居家生活品質的要件之一,而國家檔案這般的寶貝也需要清淨空氣的呵護。加拿大國家檔案保存維護中心號稱是最先進的檔案保存機構,想知道該中心如何提供檔案潔淨的空氣嗎?
◎資料整理:檔案典藏組
加拿大國家檔案館(National Archives of Canada,現為Library and Archives Canada)建置國家檔案保存維護中心(註1)建築時,對於保存檔案之檔案庫房環境需求,即以確保檔案媒體材質安全與有效延長使用壽命為首要考慮重點,並參考保存研究專家Stefan Michalski為加拿大保存維護協會(註2)所做的多項有關檔案媒體材質與保存環境研究資料,制訂有關規範,本文將就該中心建築計畫書內有關檔案媒體對於保存環境之空氣清淨需求,作概要介紹。
檔案材料目前以紙質居多,紙主要成份為纖維素,會吸收來自空氣的氣體污染物質。這些氣體污染物質,在單獨存在狀態下是無害的,但如和紙中已存在的水分及其他雜質聚合時,將會縮短檔案使用壽命。
對於這些會影響檔案保存壽命的空氣污染物質,包括有二氧化硫、氮氧化合物和臭氧等。這些物質均可和水進行化學反應,二氧化硫會形成含大量硫酸分子,而且同樣地,氮氧化合物產生硝酸。檔案經過空氣污染物水解反應所產生酸性物質,將連帶催促水解作用加速,使紙的纖維素被破壞。此一酸性水解的結果,會減低檔案對空氣中細微水分子之抵抗能力,及檔案之彈性,使檔案容易褪色和結構變脆,最後使檔案碎裂剝離及瓦解。
臭氧,會加速有機類物質的氧化及劣化現象,兩種作用都會在反應過程中,直接攻擊和打破檔案媒體材料分子的化學鍵。而檔案媒體如有皮革成分,會因空氣內的硫酸引發腐爛,主要是二氧化硫物和溼氣所致,從19世紀中期就被觀察到此現象。這類書籍外所包覆皮革中,衍生此情況有如蔬菜經由日曬變黑之過程般,這現象通稱為「紅腐」。翻閱檔案時的磨擦,常會嚴重地把皮革成份還原成粉末,而留下一本非常易碎的書。
當空氣內硫化合物被臭氧所催化,將攻擊如影像軟片和金屬製物所使用的金屬銀成份。空氣中所含的或藉著材料伴隨產生的硫氫化物氣體,不利儲藏和展覽許多含銀成份的檔案。如獎牌或相片之「鏡面銀」褪色變晦暗的情形,即屬其中一例,其他的金屬材質,如鐵、銅、青銅,以及存在檔案上的墨水、色素、印刷鍍金、垂飾,或是電腦磁帶,磁片和錄影帶上的金屬磁性粒子等,其金屬性的檔案材質都會因滲入空氣污染物質而易腐蝕。
有關空氣微粒對檔案媒體的影響,經研究發現,多存在於書本表面及邊緣、或裝訂邊緣等,類似灰塵和煤煙沈澱般的損害易被發現。這些微粒除會吸附攜帶酸性污染物和氧氣外,也能提供營養物給黴菌生長。然而以機械式清除做法嘗試除去檔案媒體表面微粒污垢,可能會對檔案紙的裱糊造成磨平,通常這種改變對檔案而言是不受歡迎的。
某些設施裝修材料會因其材質成份的結合,而釋放揮發氣體傷害整個檔案媒材,這些裝修材料包括以醇酸樹脂為基礎的顏料、亮面油漆 (包括聚亞安酯) 和油等。一般設計者對於這類知識和警覺性並不完全,必須要求設計團隊從可疑材料予以確認並尋求保護忠告。這些事項,應視建築規模尺度與次序而予相當程度之關注,從加拿大保存維護協會的相關規範,可得到較特定且可用的資訊。初期的做法可參考Miles, Catherine E.研究報告提出的木製檔案展覽櫃和檔案保存櫃的案例(註3),在檔案入庫前,對庫房建築空間以高溫度且高通風量方式,可從裝修材料中蒸發清除有害揮發物質,此方式已經被發展應用,且清除有害揮發物質後應該仔細偵測是否有殘留,確認是否達成預期目標,方可將檔案入庫。選擇檔案庫房裝修材料之各種組合模式必須謹慎,以便可製造適用之庫房空間。所有裝修材料應建置完整目錄,並交由國家檔案保護專家仔細研究。
可能造成檔案媒體損害的空氣污染物包括:二氧化硫、二氧化氮、臭氧,二氧化碳、氯化氫、醋酸 、甲醛、可發現的總量懸浮微粒、和金屬類的臭氣。建築規劃設計者和空調工程師,必須針對檔案庫房周圍環境進行調查,以便在設計期間可依實際需要作出決定,在計畫設計期間,需參照此決議,俾選擇適當的過濾設施,且需與設施操作者合作,以尋求系統裡過濾儀器之設置地點,對於整個建築物之特殊過濾裝置,可設置於中心位置或對需求空間自行設置,並以最敏感區域之需求作為首要判斷。過濾設施與儀器的維護需求,則是另外考慮的重點。
在加拿大國家檔案保存維護中心建築計畫書中,針對空氣污染物過濾設備,列舉了一些簡單指導原則如下:
一、如果大型(噴灑性、吸附性) 過濾器裝置暫時不使用,並且後續需要提升性能時,應在空調設施內預留必要空間,以供後續系統擴充使用。
二、新鮮空氣吸入口,必須與平面街道保持一定高度,而且遠離實驗室,避免引進污染物質。
三、除非臭氧能全量被排除,否則應避免使用高壓靜電過濾器。
四、在檔案庫房內各類空氣污染物標準如下:
空氣污染物名稱
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化學式
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標準
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二氧化硫
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SO2
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最大值不超過 1.0 (μ g/ m3)
在某些空間可調降標準至5.0(μ g/ m3)
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二氧化氮
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NO3
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最大值不超過 5.0(μg/ m3)
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臭氧
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O3
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最大值不超過 2.0(μg/ m3)
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二氧化碳
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CO2
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最大值不超過 4.5 g/ m3
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氯化氫
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HCl
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使用最好的控制技術
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甲醛
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HCHO
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使用最好的控制技術
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醋酸
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CH3COOH
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使用最好的控制技術
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微粒-總量懸浮微粒(TSP)
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最大值不超過 75.0(μg/ m3)
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金屬臭氣
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使用最好的控制技術
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綜合以上介紹,如果你還認為檔案庫房環境只要恆溫恆溼、低紫外線照明及消防設施,那還不夠!請別忘了還要給它們清淨的空氣。
註釋:
註1:國家檔案保存維護中心the National Archives Gatineau Preservation Centre,現為Library and Archives Canada Preservation Centre。
註2:加拿大保存維護協會Canadian Conservation Institute, 為加拿大文化資產部之專屬研究檔案保存技術機構。
註3:木製檔案展覽櫃和檔案保存櫃的案例Wood Coatings for Display Case and Storage Case, studies in Conservation 31, 1986, 114-14, Canadian Conservation Institute.
參考資料:
National Archives of Canada, ARCHITECTURAL PROGRAM:GATINEAU BUILDING OPTION C, PART TWO (Canada:National Archives of Canada, 1991), GAT. 81-83.