外文翻譯譯文測定影響顏色擴(kuò)散的媒介因素

1、<p>　　本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文翻譯</p><p>　　學(xué) 院 輕工學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè) 印刷工程 </p><p>　　導(dǎo) 師 楊翰林 </p><p>　　學(xué) 生 陳夢雪 </p><p>　　學(xué)

2、 號 201110830542 </p><p>　　2015年3月20日</p><p>　　測定影響色彩再現(xiàn)的媒介因素</p><p>　　DETERMINATION OF THE INFLUENCE OF MEDIA ON THE NEON COLOUR SPREADING</p><p>　?。∕ario Tomi?a，T

3、echnical Gazette，2014）</p><p><b>　　摘要：</b></p><p>　　這篇文章主要分析研究圖像再現(xiàn)過程中色彩傳遞性能的影響因素。由于各種原色的組合，我們生活中才有了豐富多彩的顏色，不同的媒介（承印物，和顯示器等）對于色彩再現(xiàn)產(chǎn)生不同程度的影響是無法避免的。這項(xiàng)研究是利用埃倫施泰因圖形在CIE標(biāo)準(zhǔn)D65光源來進(jìn)行的。計(jì)算的過程使用

4、的是顏色差異變量，該變量代表不同的影響因素對于色彩再現(xiàn)時各個顏色復(fù)制所產(chǎn)生的偏差量。統(tǒng)計(jì)分析的結(jié)果并沒有規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)來進(jìn)行比對，而只是對承印物與顯示器兩種因素的影響程度進(jìn)行比較。最終，也證實(shí)了顯示器對于色彩再現(xiàn)的影響程度大于承印物的影響程度。</p><p>　　關(guān)鍵詞：圖像再現(xiàn)；強(qiáng)度；介質(zhì)；色彩傳遞</p><p><b>　　1 引言</b></p>

5、<p>　　圖形圖像和多媒體通信技術(shù)領(lǐng)域的變化與日俱增。相同信息的圖像文件再現(xiàn)的過程是在不同的媒介上進(jìn)行的，每一種媒介都需要使顏色樣品能夠呈現(xiàn)出真實(shí)的感覺。現(xiàn)如今，我們每天都使用各種各樣的媒介如（印刷品、電腦屏幕、移動設(shè)備、電視、投影儀等等）都能夠?qū)⑸市畔⑼ㄟ^經(jīng)典的CIELAB或CIEXYZ顏色空間體系轉(zhuǎn)換出來。除了提到的顏色空間體系之外,也有直觀的色彩模型,與設(shè)備有關(guān)的顏色模型和表色顏色模型。構(gòu)建人眼視覺目標(biāo)顏色模型將

6、有助于更好地理解光譜三刺激值和所有影響多媒體通信的相關(guān)參數(shù)的含義[1]。盡管顏色模型是在多次的心理物理視覺觀察的條件下產(chǎn)生的，圖像再現(xiàn)過程中顏色能否實(shí)現(xiàn)均勻的復(fù)制(呈現(xiàn)正確的顏色外觀）卻仍令人懷疑[2-5]。</p><p>　　對觀察者心理物理視覺觀察實(shí)驗(yàn)的效果定量和定性的分析有助于預(yù)測并排除所有的客觀和主觀的影響因素，創(chuàng)建一個適合觀察的環(huán)境[6-8]。</p><p>　　過去關(guān)于圖像

7、再現(xiàn)的研究中并沒有給予一個色彩復(fù)制過程中影響因素的完整的研究。對色彩復(fù)制效果有不同程度影響的已知的因素有[9-12]：標(biāo)準(zhǔn)光源、顏色本身特征、幾何特性、生理因素、媒介類型、圖像再現(xiàn)的圖形設(shè)計(jì)等等。 </p><p>　　人們曾經(jīng)分析研究出許多影響色彩復(fù)制的因素。發(fā)表過“周圍環(huán)境條件對色彩復(fù)制的影響”和“原色的選擇對色彩復(fù)制的影響”這兩篇這論文，論文中提到使用埃倫施泰因圖形設(shè)計(jì)的測試圖形和一個特定水平的標(biāo)準(zhǔn)光源分別

8、在加色和減色兩種情況下來研究圖像再現(xiàn)過程中色彩復(fù)制的影響因素，研究結(jié)果清楚地表明,在埃倫施泰因圖形插入部分顏色的和周圍擴(kuò)散顏色主要刺激的選擇上的影響要比光源變化帶來的影響更顯著。</p><p>　　本文將會研究圖像再現(xiàn)過程中，不同種類的媒介對于色彩復(fù)制呈現(xiàn)效果的影響。來為比色法和心理物理學(xué)研究提供一定的使用價值。測試樣品的創(chuàng)作是基于埃倫施泰因圖形，如圖1。各種媒介都對圖像再現(xiàn)過程中色彩復(fù)制產(chǎn)生了一定的影響。心理

9、物理視覺對色彩感知也會產(chǎn)生一定的偏差，這與色彩復(fù)制在不同媒介上所顯現(xiàn)的效果不同是息息相關(guān)的[13]。</p><p><b>　　周圍擴(kuò)散顏色</b></p><p><b>　　插入顏色片段</b></p><p><b>　　圖1 埃倫施泰因圖</b></p><p>&l

10、t;b>　　2 實(shí)驗(yàn)部分</b></p><p>　　本篇文章實(shí)驗(yàn)部分的主要目的是證實(shí)圖像再現(xiàn)過程中不同的承印物和顯示器對于彩色復(fù)制有一定的影響。</p><p><b>　　2.1結(jié)果分析</b></p><p>　　此次實(shí)驗(yàn)，使用了Adobe Illustrator(選項(xiàng)卡1)來創(chuàng)建十二個測試樣本。測試模型是依據(jù)埃倫施泰因

11、圖形——即一種特定的幾何結(jié)構(gòu)，由各種不同原色的正交線構(gòu)成的。</p><p>　　表1 測試樣品的顏色組合</p><p>　　選項(xiàng)卡.1主要顯示的是原色的組合。每個測試樣本中線條的色彩選擇都結(jié)合了色光加色法(紅、綠、藍(lán))和色料減色法(青色,品紅和黃色)來進(jìn)行選擇。如圖2，使用“黑”作為原色，植入其補(bǔ)色的顏色片段。第二種情況如圖(圖3)。在A4大小的紙板上以“白色”作為周圍的底色。測試樣本

12、的大小是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)境條件(ISO 3664:2009標(biāo)準(zhǔn),即規(guī)定的圖像技術(shù)和專業(yè)照相的標(biāo)準(zhǔn)觀察條件)的10°視角和50厘米的測試距離來觀察測量。</p><p>　　圖2 黑色環(huán)繞顏色的測試樣</p><p>　　圖3 通過補(bǔ)色環(huán)繞實(shí)驗(yàn)樣品</p><p>　　測試樣本的創(chuàng)建使用的是CMYK的顏色空間，將其作為(* .psd)格式的一個顏色文件。測試樣品

13、的印刷是在數(shù)字印刷機(jī)——“愛普生StylusPro 7900 HDR”上進(jìn)行的。該印刷機(jī)采用的是液體噴墨技術(shù)(墨盒中的墨水是愛普生HDR墨水)。使用ICC標(biāo)準(zhǔn)絕對值比色法繪制的應(yīng)用程序來實(shí)現(xiàn)加網(wǎng)和印刷。選擇的打印分辨率為720×720 dpi，顏色復(fù)制精度的色差<0.5ΔE*。</p><p>　　為了研究這三個不同的媒介：色彩管理軟件、光澤度高的亞光防潮紙和液晶顯示器對于色彩復(fù)制的影響，選擇了惠

14、普DreamColor LP2480zx型號印刷機(jī)，藝術(shù)品印刷用的克重250g/m2的涂布紙(L*=94，a*= 0.6和b*=0.3)和克重為250g/m2的SemiMatte紙(L*= 93.6，a*=0.6和b*=0.4)。在印刷之前，承印物被放在同一房間的同意標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境條件下48小時（溫度23℃，相對濕度55％），規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)如下：對角線24"（61厘米），顯示分辨率1920×1200，內(nèi)部色彩空間處理帶寬最好是1

15、0位數(shù)且不超過12位數(shù)，IPS面板，RGB LED背光源的色彩空間顯示值在133％NTSC左右。</p><p>　　使用六個參考圖譜作為試驗(yàn)樣品來進(jìn)行視覺評估，其目的是使用Adobe Photoshop中加色和減色的方法創(chuàng)建合成原色。彩色圖譜集是基于對HSB顏色模型內(nèi)的顏色進(jìn)行感知得到的，色相（H）和亮度（B）是常數(shù)，參考值域中色彩飽和度（S）在每一個步驟中算得到的值都是變化的，變化率為1％，飽和度值的范圍是0

16、~30％，如（圖4）。位圖（*.PSD）ILE的文件格式應(yīng)用于在CIE LAB的顏色空間中。顏色圖譜印在相同的承印物上，且在相同的印刷條件下觀察。圖像再現(xiàn)中色彩復(fù)制的相關(guān)測定結(jié)果可能會被用于色度學(xué)和心理物理的研究上。同樣的，確定顏色刺激的視覺感知的客觀值是由于大量測試者的心理的視覺效果形成的。該項(xiàng)研究的比色分析部分提出了一個分光光度測定的方法，將其形成參考域的值用在印刷顏色圖譜中來確定相應(yīng)的CIE L*A*b*比色法的值和不同承印物顏色

17、色度差的值[13]。視覺評價是利用雙眼同時被刺激的基礎(chǔ)上進(jìn)行的[14]。</p><p>　　實(shí)驗(yàn)選定的參數(shù)（物理值）是利用永久刺激的方法設(shè)計(jì)的。在進(jìn)行視覺評價時，測試目標(biāo)應(yīng)該分開，并與彩色圖譜測試區(qū)域相對應(yīng)，通過與其色域相同或最相似的色彩復(fù)制測試樣品表現(xiàn)觀察的值。色彩復(fù)制的效果取決于圖像再現(xiàn)時所選的媒介，在標(biāo)準(zhǔn)CIE D65光源下，使用顏色比色色差ΔE*94計(jì)算出結(jié)果。色差ΔE*94是使用公式[15-16]計(jì)算

18、出來的：</p><p>　　ΔE*94=[ (ΔL*/KLSL)2 +(ΔC*ab/KcSc)2 +(ΔH*ab/KHSH)2]1/2， (1)</p><p>　　KL=Kc=KH=1</p><p><b>　　作為參考，</b></p><p>　　SL=1，Sc=1+0.045C*ab，SH=1+0

19、.015C*ab，</p><p>　　其中，kL,、kC以及kH是亮度調(diào)節(jié)的相對參數(shù)值，飽和度和色調(diào)也是觀察條件,它們與CIE委員會中定義的有所不同[17]。SL，SC和SH是CIE LAB顏色空間的不均勻糾正系數(shù)。</p><p>　　在印刷顏色圖譜集中，對CIE的L*a*b*參考值進(jìn)行了測定。該測量使用了“GretagMacbeth”公司的“Eye-One”反射分光光度計(jì)，選擇標(biāo)準(zhǔn)C

20、IE D65光源作為“日光”，在10°的可視角度條件下進(jìn)行。在D50標(biāo)準(zhǔn)光源和2°的視角下該裝置的精度是△E*94=0.4。利用分光光度法參考色彩圖譜集在CIE的L*a*b*中分別顯示了相應(yīng)色度值?；凇鱁*94的比色色差的計(jì)算，相關(guān)媒介的顏色的色度值產(chǎn)生了一定的偏差。</p><p><b>　　圖4 彩色圖譜</b></p><p>　　視覺評

21、價是利用30例（女性男性混合，平均年齡21歲）標(biāo)準(zhǔn)觀察者作為實(shí)驗(yàn)樣品進(jìn)行的。評估之前，測量因素受到了石原莞爾測試（24個印版）中潛在的視線不足的問題的影響。實(shí)驗(yàn)需被控制在標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)境條件，根據(jù)ISO3664的準(zhǔn)則：2009的標(biāo)準(zhǔn)，匹配10°的視場角，50厘米的測試距離的中性灰的灰色區(qū)域。為了達(dá)到這實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，使用一個穩(wěn)定的cabox來觀察測試圖樣，如圖（圖5）。根據(jù)預(yù)先設(shè)定的實(shí)驗(yàn)，測試樣品和相應(yīng)的顏色圖譜均在標(biāo)準(zhǔn)CIE D65光源

22、（6500K“日光”）下來進(jìn)行評價。</p><p>　　圖5為觀測的測試模式</p><p>　　視覺評價過程使用了雙目同時調(diào)整技術(shù)即顏色圖譜和所述測試樣品同時并排的放置在一個開闊的視野中進(jìn)行觀測[18]。根據(jù)對測試樣品的視覺觀察感受及個人的感官判斷來對測量目標(biāo)的顏色進(jìn)行分離，從而找到相對應(yīng)的顏色圖譜上的位置來判斷色彩復(fù)制的影響因素。目標(biāo)的評估觀測沒有相應(yīng)的時間限制。所使用的方法是向測試

23、者隨機(jī)呈現(xiàn)一組顏色刺激并給予預(yù)設(shè)的固定物理值，相應(yīng)的物理值供觀察者參考（參考彩色圖譜的色域）。這種方式使人們潛在的感知轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的閾值，以便進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。參考閾值中最小的物理值與人們感知的最高期望閾值十分接近。</p><p><b>　　2.2結(jié)果與討論</b></p><p>　　視覺評估的研究討論和統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果能夠充分的證明媒介是影響圖像色彩復(fù)制的主要因素。&l

24、t;/p><p>　　統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的概率分布與正態(tài)分布圖像有明顯的偏離（測試使用Kolmo-gorov Smirnov檢驗(yàn)法）。通過使用非參數(shù)Kruskal-Wallis測試方法計(jì)算出樣品之間存在明顯的差異，此試驗(yàn)的目的是測試三個或三個以上的不符合正態(tài)分布的獨(dú)立的互不同的樣品。</p><p>　　利用盒形圖來展現(xiàn)數(shù)據(jù)的分布圖像。用較粗的黑線來標(biāo)記中位數(shù)也就是位置平均值（平均數(shù)的一個相關(guān)表示指標(biāo)）

25、。50％的盒形圖是用矩形來表示的，那些非參考因素使測試樣品的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)相對更分散。水平回歸線表示的是所獲數(shù)據(jù)中去掉最小和最大值后的分布（標(biāo)有紅色交叉線）。異常值是偏離樣本測試結(jié)果的偶然的值。統(tǒng)計(jì)分析證實(shí)了樣品間無差異的假設(shè)是不成立的。因?yàn)橹挥衟<0.05時才被確認(rèn)為存在顯著差異。通常是由多次的比較測試才能確定樣本之間是否存在顯著差異。</p><p>　　圖形再現(xiàn)的過程中三種媒介（光澤紙，亞光紙和LCD顯示器

26、）決定了樣品之間存在有顯著的差異，對于插入的特定顏色片段（紅，綠，藍(lán)，青，品紅，黃色）在D65光源下混合成“黑色”或互其補(bǔ)色。圖6~11表示的是圖像數(shù)據(jù)的分布情況。</p><p>　　Kruskal-Wallis的檢驗(yàn)結(jié)果總結(jié)如表2-7，植入的特定顏色片段，D65光源等因素都決定了檢驗(yàn)的結(jié)果。</p><p>　　圖6 紅色插入片段，D65光源的強(qiáng)度，以及“黑色”或互補(bǔ)色等因素影響結(jié)果&

27、lt;/p><p>　　圖6給出了植入的紅色片段，D65光源，以及“黑色”或其互補(bǔ)色等因素對色彩復(fù)制的影響程度的數(shù)據(jù)分布。其中最小的中值（0）與補(bǔ)色因素是相對應(yīng)的。最大的中值（2,7）與LCD顯示器相對應(yīng)。大多數(shù)數(shù)據(jù)集中圍繞在中值附近，其它的數(shù)值相對比較分散。</p><p>　　從圖2中可以明顯看出，對于紅色插入片段，D65光源，和“黑”色（P=0,2186）等因素下，樣本之間并無顯著差異，

28、而（p=0,0036），樣品7D65-G和7D65-Z，7D65-S和7D65-Z之間，卻存在著顯著的差異。</p><p>　　圖7 綠色插入片段，D65光源的強(qiáng)度，以及“黑色”或互補(bǔ)色等因素的影響</p><p>　　圖形顯示的是色彩復(fù)制效果的數(shù)據(jù)分布圖，有綠色片段，D65光源，和“黑色”及補(bǔ)色。如圖7在LCD顯示屏上顯示的是一個“黑”色的中值（3,8）。在互補(bǔ)色Glossy作為媒介的

29、分布區(qū)域中50％的區(qū)域表示的是最低中值0。</p><p>　　不同的樣本使結(jié)果產(chǎn)生顯著差異是由于綠色片段的插入和 D65 光源以及黑色。不同的樣本是2D-G和2D-Z，此外，還有一個明顯的差別是在8D-G和8D-Z，8D-S和8D-Z之間(如圖3)。 </p><p>　　圖8 藍(lán)色插入片段，D65光源的強(qiáng)度，以及“黑色”或互補(bǔ)色等因素影響結(jié)果</p><p>　

30、　藍(lán)色片段的插入，D65光源，以及“黑色”或互補(bǔ)色等媒介對色彩復(fù)制影響的數(shù)據(jù)分析如圖8，顯示器這個因素對應(yīng)了中值（1,5），位置平均值為0。中間值0的數(shù)據(jù)比較，而其余的數(shù)據(jù)則較為分散。</p><p>　　圖9 青色插入片段，D65光源的強(qiáng)度，以及“黑色”或互補(bǔ)色等因素影響結(jié)果</p><p>　　根據(jù)表4中的數(shù)據(jù)可以看出，樣本之間有顯著差異是由于插入的藍(lán)色片段，D65光源，以及“黑色”（

31、p值=0,0240）和互補(bǔ)色（p值=0,0000）等介質(zhì)的存在。不同的試樣是分別是3D-S和3D-Z，9D-G和9D-Z，9D-S和9D-Z。</p><p>　　對色彩復(fù)制效果影響最大的因素是青顏色插入片段，D65光源和黑色及補(bǔ)色等，黑色的值為1.9。紙和液晶顯示器對應(yīng)顯示的是最小中值。分布數(shù)據(jù)占了整個區(qū)域四分之一，如圖9。</p><p>　　表格5中的數(shù)據(jù)表明，樣本間有顯著差異是由于

32、媒介中有青顏色片段，D65光源和“黑色”，而補(bǔ)色卻這一因素卻并不存在（其中p =0.8457）。4D-G、4D-Z兩個試樣有所不同。</p><p>　　圖10 品色插入片段，D65光源的強(qiáng)度，以及“黑色”或互補(bǔ)色等因素影響結(jié)果</p><p>　　圖10的數(shù)據(jù)顯示出插入品顏色片段，D65光源，和“黑色”及其補(bǔ)色對色彩復(fù)制效果的影響較小，眾多因素中，補(bǔ)色因素有最小的中值（0）。最大中值（

33、2,8）產(chǎn)生在“黑色”的Glossy紙上。其余的數(shù)據(jù)呈離散分布。</p><p>　　在效果上存在顯著差異的樣品是因?yàn)槠奉伾迦肫?，D65光源，和“黑色”及其補(bǔ)色這些因素的存在。不同的試樣分別是5D-G和5D-S，5D-G和5D-Z，5D-S和5D-Z，(Tab.6).而補(bǔ)色不存在顯著差異(p = 0.9790)如圖6。</p><p>　　圖11的盒形圖，對于黃色片段的加入，D65光源

34、，黑色或補(bǔ)色顯示出最大值是2.2。另一方面，最小值來源于S紙上的補(bǔ)色。零散的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)離散分布。</p><p>　　圖11 黃色插入片段，D65光源的強(qiáng)度，以及“黑色”或互補(bǔ)色等因素影響結(jié)果</p><p>　　樣品之間的有顯著的差異是由于黃色插入片段，D65光源，以及“黑色”（p值=0,0481）。不同的試樣分別是6D-G和6D-Z，12D-S和12D-Z，如表7。</p>

35、<p>　　Kruskal-Wallis檢驗(yàn)結(jié)果中p的值，代表假設(shè)中1D-G試樣產(chǎn)生影響的概率水平，數(shù)字1代表了原色的組合方式，字母“D”代表D65光源的相關(guān)參數(shù)，字母“G”代表媒介的類型（包括Glossy紙，SemiMatte紙，顯示器）。</p><p>　　表2紅色插入片段，D65光源，Kruskal-Wallis檢驗(yàn)“黑色”或互補(bǔ)色的測試結(jié)果</p><p>　　表3

36、綠色插入片段，D65光源，Kruskal-Wallis檢驗(yàn)“黑色”或互補(bǔ)色的測試結(jié)果</p><p>　　表4藍(lán)色插入片段，D65光源，Kruskal-Wallis檢驗(yàn)“黑色”或互補(bǔ)色的測試結(jié)果</p><p>　　表5青色插入片段，D65光源，Kruskal-Wallis檢驗(yàn)“黑色”或互補(bǔ)色的測試結(jié)果</p><p>　　表6品色插入片段，D65光源，Kruska

37、l-Wallis檢驗(yàn)“黑色”或互補(bǔ)色的測試結(jié)果</p><p>　　表7黃色插入片段，D65光源，Kruskal-Wallis檢驗(yàn)“黑色”或互補(bǔ)色的測試結(jié)果</p><p>　　調(diào)查結(jié)果證實(shí)了基于色光加色法的顯示器要比基于色料減色法的承印物對色彩復(fù)制的影響大。顯示器與承印物事實(shí)上就是光反射的媒介，媒介對顏色感知的過程，就是選擇性的吸收特定波長的可見光。而對于承印物來說，其顏色信息的損失較少

38、。研究結(jié)果并沒有表明色彩復(fù)制在承印物Glossy和Semimatte 紙上有顯著的差異。</p><p>　　媒介對色彩復(fù)制的影響規(guī)律被人們了解是從在埃倫施泰因圖上插入顏色片段開始的。研究結(jié)果表明，在所有媒介中綠色和品紅色的插入片段對色彩復(fù)制引起的影響最大，同時，影響最小的是藍(lán)色插入片段。雖然綠色互補(bǔ)色的插入片段的統(tǒng)計(jì)顯示值表示其影響并不明顯，但通過觀察確實(shí)是一個明顯的偏差。但實(shí)驗(yàn)結(jié)果并不能正確的解釋這種差異。&

39、lt;/p><p><b>　　3 結(jié)論</b></p><p>　　研究顯示，在大多數(shù)情況下，所研究色彩復(fù)制效果的影響因素中，基于色料減色法的承印物（Glossy和Semimate紙）和基于色光加色法的顯示器（LCD顯示器）是影響最顯著的因素</p><p>　　色彩信息從色彩的數(shù)字空間轉(zhuǎn)換到輸出的印刷空間（承印物上）顏色信息會由于各種因素的影響

40、而部分丟失。在本文的研究中，在顯示器上對色彩復(fù)制效果的影響要比在承印物上效果影響更明顯的這一事實(shí)證實(shí)了這一假設(shè)。其原因是，對顏色信息的損失導(dǎo)致了少量非預(yù)期的顏色也在埃倫施泰因圖上復(fù)制了。</p><p>　　更顯而易見的是，某些圖像再現(xiàn)過程中彩色復(fù)制的影響因素的可追溯性和可預(yù)見性包含在了幾乎所有的測試樣品中。基于這些，可以預(yù)先排除這些因素的影響，從而避免影響彩色復(fù)制。因此，選擇什么樣的底色組合（插入片段的顏色和周