3.1 顏色設備的類型
3.1.1 輸入設備
在色彩管理技術中,將彩色設備分為三個類型:輸入設備、顯示設備和輸出設備。
輸入設備共同的特征是能夠對實際景物、平面彩色畫面等實體顏色進行采集,形成與顏色對應的數字數值,如掃描儀、數碼相機、彩色攝像機等。
根據色光的分解原理,任何色光都可以分解為不同數量的紅、綠、藍三種光成分,輸入設備記錄顏色的方式實際上是記錄該色光對應的紅、綠、藍三個分量的多少。因此,該類設備對掃描或拍攝畫面內的每個相同大小、一一相連的微小面元(稱為像素)的色光形成三個數字化的數值,通常記為R、G、B(紅、綠、藍),用以表征該像素位置物體的顏色。這一過程可由圖3-1表示,其中CIELAB或CIEXYZ代表實物的視覺顏色。

圖3-1 輸入設備的顏色響應
可以看到,輸入類設備將景物畫面分為若干個面元,以記錄其色光中所包含的紅、綠、藍光量成分的方式記錄顏色,形成RGB數字顏色文件。
在信息技術高速發展的今天,在儀器設備上,數字較以往的任何時代都更加凸顯其功能和作用。從輸入、輸出的角度看,輸入端為設備感知的物體色光,光信息經過轉換形成最終的RGB數字信息,這樣的數字信息便以其RGB數值的特征與其他顏色設備相關聯。因此,常將具有這種特征的設備稱為RGB設備。
3.1.2 顯示設備
在色彩管理技術中,將顯示器這類設備獨立出來稱為顯示設備。
目前,顯示器主要有兩種類型:CRT(Cathode Ray Tube,陰極射線管)顯示器和LCD(Liquid Crystal Display,液晶顯示器件)顯示器。這兩類顯示器的發光原理不同,但它們顏色形成的控制方式卻是相同的。
從應用電腦的經驗得知,要讓顯示器顯示顏色,首先要給其數值。例如,我們常在Photoshop中給一組RGB數值,即能形成(顯示出)一個顏色。這說明,從控制過程看,輸入的數值作為控制信號,控制顯示器形成一定的色光,而不管具體的發光方式是高速電子流撞擊熒光粉發光的CRT顯示原理,還是通過液晶分子的不同相態控制色光通過量的LCD顯示原理。
對每一個要形成的顯示色光,需給出三個數字控制值,即R、G、B,分別控制形成不同光量的紅、綠、藍色光,其三者的混合便形成最終的顯示色。圖3-2解釋了這一過程。

圖3-2 顯示器的顏色形成
在這里,輸入端的RGB數字成為顏色顯示的控制信號,顯示設備的功能是處理輸入的數據,驅動設備發光而形成視覺能夠感知的色光色。
這樣的設備也具有RGB數字特征,因而也稱為RGB顏色設備。
3.1.3 輸出設備
色彩管理所面對的輸出設備較多。如各種彩色打印機、彩色擴印機、數字印刷機,以及傳統的模擬印刷機等。其共同的特征是在某種方式控制下,形成硬拷貝形式的彩色圖像。
相對于輸入和顯示類設備,輸出設備由控制信號控制,最終輸出成為硬拷貝顏色的過程要復雜得多。
首先,這類設備關聯的是色料呈色過程。色料呈色屬于顏色的減色混合,三原色為青、品紅和黃(以下記為C、M、Y)。實際上,為了改善該三色色料所混合黑色的不純、不深等不足,都要額外添加一個黑色料(以下記為K)。這樣,實際輸出色所用到的色料為C、M、Y、K四個(現在多色體系也很常見)。
其次,這類設備根據應用不同所關聯的輸入數字特征不同。例如,用于照片、廣告圖片等輸出用的彩色打印機,常接收數碼相機或電腦制作的RGB數字影像文件,最方便的方式就是直接用RGB數字驅動打印機,即讓打印機按照RGB代表的顏色特征轉換成所需要的C、M、Y、K色料量打印出該顏色。
但是,對于印刷業中用于打樣的彩色打印機而言,情形則不同。這里,常希望打樣設備針對印刷業中用的CMYK數字影像文件,直接由CMYK數字打印輸出,以模擬其在某一印刷機上的印刷色(實現這個目標需要一定的色彩管理技術,后面再給予介紹)。所以,直接由CMYK值驅動打印機為數字打樣設備所選。
由此看來,盡管彩色打印設備使用CMYK色料呈色,但并不總是直接用CMYK值控制輸出四色色料量,而是要根據使用特點加以不同的設計和處理。
對于直接接收RGB數字信息的打印設備,設備生產商已經建立了一個轉換關系。其中,首先認為接受的RGB值對應一定的CIE色度值;其后,再根據該設備所使用的色料和輸出紙張的性能,轉換為輸出該色度色所需要的色料量控制值CMYK。最根本的就是這組控制值形成實際的輸出色。特別注意的是,這種轉換關系由生產商建立,通常固化在設備的驅動程序中。在任何應用軟件中,當調用該設備驅動進行打印動作時,在我們看不見的過程中實際上就完成了這種意義上的轉換。通常,作為用戶,能通過調用驅動使用該轉換,而沒有能力改變它。
對于使用這種方式的輸出設備,可用以圖3-3表示該過程。此時,該設備可稱為RGB設備。實際上,物理打印設備和驅動軟件構成了一個協同工作的設備系統。

圖3-3 RGB輸出設備的顏色形成流程
對于后一種可由輸入的CMYK值直接控制墨量輸出的情形,打印機直接接收一個工作軟件導入的CMYK數值,并按該數值控制墨量的輸出,不再需要打印機自己的驅動程序得到CMYK值去控制設備完成色料的輸出。此時,常需要一個專用的軟件進行輸出控制,如RIP。該過程可用圖3-4表示。這時的打印機便稱為CMYK設備。

圖3-4 CMYK輸出設備的顏色形成流程
需要說明的是,具有這種功能的工作軟件往往是特別開發的,比如,專業的數碼打樣軟件。而一些工作軟件,例如普遍使用的Photoshop,并不具備這種能力。在Photoshop的設計里,它只輸出或是說傳遞RGB數值,對于CMYK影像數值,它并不直接輸出,而是要首先根據其工作空間中的顏色設置特性,將CMYK值轉換為RGB值,再傳遞給打印驅動程序,完成后面的打印輸出過程。
上述兩種情況說明,對于目前的彩色打印機,不能一概而論它是RGB設備還是CMYK設備,而是要看工作軟件如何調動打印機。若工作軟件需通過打印機的驅動程序完成打印,則直接的控制數字是RGB,此時打印機為RGB設備;而對于印刷打樣應用的特定工作軟件往往不使用打印驅動程序,它可以直接由接收的CMYK值控制打印機輸出,則此時的打印機為CMYK設備。
不排除某些特別開發的工作軟件,如專為廣告輸出行業所用的排版及打印輸出軟件,也可以不使用生產商提供的設備驅動程序,而由RGB值直接調動打印機輸出,從輸入、輸出的角度看,此打印機仍為RGB設備。實際上,專業軟件內部同樣完成了與生產商的設備驅動程序一樣的由RGB到CMYK意義上的轉換。當然,專業軟件開發者要與設備生產商協商,能夠獲得設備的內部控制方法。
目前,真正意義上的RGB輸出設備有一種,為使用銀鹽彩色相紙為輸出材料的激光彩色擴印機。所使用的彩色相紙中只有青、品紅、黃三色染料色料,呈色的方式是分別感紅、綠、藍三色色光。設備使用紅、綠、藍三色激光作為曝光光源,RGB數值分別直接控制這三色激光的發出強度,則對應形成感光彩紙上的青、品紅和黃色染料量,混合成不同的顏色。這種設備的工作軟件為針對設備在攝影行業的應用特別開發,通常只接收RGB影像,若需要在該設備上輸出CMYK印刷數字影像,則需要按某種對應關系首先轉換為RGB模式。
真正意義上的CMYK設備則可以說是傳統的模擬印刷機了。印刷機控制墨量的信息,雖然是在印版上以不同面積率的吸墨網點體現,而不是數字控制的方式,但這個面積大小可變化的吸墨網點卻實實在在地對應著印刷所用的原色墨量的多少。
在數字印刷的情況下,其主要目的依然是用于傳統概念上的印刷,所以也直接由CMYK控制輸出,也屬于CMYK設備。對于版面中的RGB影像信息,工作軟件在內部將其轉換為CMYK再輸出。
輸出設備究竟為RGB設備,還是CMYK設備這一問題的深究,目的和意義在于能夠直接有效地進行色彩控制,即色彩管理。這點不清楚,就會在色彩管理技術流程中引入干擾因素,造成難于控制或容易出錯的問題。