CN108418996A - 一种美术作品数字化展示的颜色控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种美术作品数字化展示的颜色控制方法。该方法以原作表面的照明环境为基准，设定显示屏白场的色度坐标与亮度，使显示屏白场匹配原作的照明环境，再制作以显示屏白场为参考白的特性文件；对于数字文件的颜色值，根据国际色彩联盟的色彩管理技术转换为XYZ值，再根据色貌模型转换为显示屏观察条件下的XYZ值,再根据显示屏的特性文件，转换为RGB值用于显示。本发明能够使同一幅美术作品的数字化展示与特定布展光源下的原作，在颜色方面的目视感受高度一致，然后以颜色高度逼真的数字化展示替代原作展示，解决由于场馆空间的局限或由于原作珍贵与稀缺导致的不能展示问题。

Description

一种美术作品数字化展示的颜色控制方法

技术领域

本发明属于一种美术作品数字化展示的颜色控制方法，具体涉及一种美术作品数字化展示的颜色控制方法。

背景技术

有的美术作品由于它的珍贵性、稀缺性而无法或不愿意展出原作，有的美术作品由于场馆的空间限制无法展出大量原作。美术作品的数字化展出可以破除原作的稀缺性和场馆空间的限制，提供一种高效的展出方式，许多博物馆、美术馆把各自珍藏的美术作品数字化，有的还提供给公众免费下载观赏。

利用电脑或其他方式，在没有实施色彩管理的情况下，简单地打开数字文件在显示屏上浏览，显示屏直接根据数字文件的颜色值显示颜色，由于显示屏性能的差异，同一数字文件，在不同的显示屏可能呈现不同的颜色效果，而颜色是美术作品的重要特征之一，颜色的失真严重影响美术作品的欣赏价值。

利用国际色彩联盟的色彩管理技术，通过对扫描仪、显示屏分别进行校准、再制作输入设备特性文件和显示设备特性文件，利用具有色彩管理功能的图像软件，以扫描设备的特性文件为源特性文件，以显示设备的特性文件为目标特性文件，将扫描得到的数字文件颜色值进行转换，再用于显示，能够在一定程度上提高颜色显示质量。但是，现有的色彩管理技术，是以D50标准照明体为参考白计算扫描和显示的颜色值实现颜色转换，只有原作的观察条件和显示器白场接近D50标准照明体才有较好的效果，而实际的美术作品的展示环境，和显示屏的白场难以满足这种特定要求，因此，基于现有的国际色彩联盟的色彩管理技术，很难达到目视感受的高度一致。

为了达到数字展示逼真地模拟实物展出的效果，一种典型的展出方式是：少量的原作以实物展出，在原作的附件位置用显示屏展出数字化作品。譬如一名画家有许多美术作品，其中一幅作品以实物形式展出，其他作品采用数字化的方式，轮流显示或人工选择后显示展出，较好地解决了作品的稀缺性和场馆空间的局限。如何控制数字化展出的颜色显示效果，使观众目视感受的数字化展出的颜色效果与原作展出的颜色效果高度一致，是数字化展出的难点之一，也是影响美术作品数字化展出效果的重要因素之一。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提出一种美术作品数字化展示的颜色控制方法，能够使同一幅美术作品的数字化展示与特定布展光源下的原作，在颜色的目视感受方面高度一致。

本发明的技术方案如下：

一种美术作品数字化展示的颜色控制方法，该方法以原作表面的照明环境为基准，设定显示屏白场的色度坐标与亮度，使显示屏白场匹配原作的照明环境，再制作以显示屏白场为参考白的特性文件；对于数字文件的颜色值，根据国际色彩联盟的色彩管理技术转换为XYZ值，再根据色貌模型转换为显示屏观察条件下的XYZ值,再根据显示屏的特性文件，转换为RGB值用于显示。

进一步地，所述颜色控制方法的具体步骤为：

(1)在靠近美术作品原作表面的上方，利用测色仪器，使检测单元朝向光源方向，检测照明环境的XYZ值，记为X_w0Y_w0Z_w0，计算照明环境的色度坐标，计算方法表示为:

其中x_w0、y_w0为光源的色度坐标值；检测光源的照度值，记为E；其中XYZ值指国际照明委员会创立的CIE 1931 XYZ颜色空间的坐标值；

(2)计算匹配美术作品原作照明环境所需要的显示屏亮度值，计算方法表示为：

其中L为显示屏所需要的亮度设置值，π为圆周率；

(3)针对用于数字化展示美术作品的显示屏，让显示屏连接到电脑主机，借助屏幕颜色测量仪器和显示屏色彩管理软件，通过调整显示屏的红、绿、蓝通道的强度，使显示屏的白场的色度坐标等于x_w0和y_w0；调整显示屏的亮度设置，使显示屏的亮度等于L值；再让显示屏轮流显示色靶，检测每一色靶的XYZ值，记为X_mY_mZ_m，其中RGB值为(255 255 255)白色色靶的XYZ值另记为X_wY_wZ_w；

(4)以X_wY_wZ_w为参考白计算显示色的L^*a^*b^*值，计算方法表示为：

其中为显示色的L^*a^*b^*值。L^*a^*b^*值指国际照明委员会推荐的CIE1976L^*a^*b^*空间的颜色坐标值；

(5)利用显示系列色靶的RGB值和对应的借助色彩管理软件制作基于查找表的显示屏的特性文件；

(6)如果美术作品数字文件是RGB模式，利用具有色彩管理功能的图像软件，根据数字文件嵌入的特性文件，或者指定的特性文件，转换为L^*a^*b^*模式的数字文件；如果美术作品数字文件是CMYK模式，利用具有色彩管理功能的图像软件，根据数字文件嵌入的特性文件，或者指定的特性文件，转换为L^*a^*b^*模式的数字文件；如果美术作品数字文件是L^*a^*b^*模式,不需要转换。

(7)编写程序读取L^*a^*b^*模式的数字文件，或者经过步骤(6)转换得到的数字文件，令参考白的XYZ值为(96.42 100.00 82.49)，记为X_w1Y_w1Z_w1，针对每一像素的L^*a^*b^*值，计算XYZ值，记为X₁Y₁Z₁；

(8)以X₁Y₁Z₁为输入样品的XYZ值，以X_w1Y_w1Z_w1为输入参考白的XYZ值，背景的亮度因数值取18，观察环境设定为“平均环境”；以X_wY_wZ_w为输出参考白的XYZ值，背景的亮度因数值取18，观察环境设定为“平均环境”，利用色貌模型CAM02，计算输出的XYZ值，记为X₂Y₂Z₂；

(9)将每一像素的X₂Y₂Z₂值根据步骤(5)完成的显示屏特性文件，转换为RGB值，全部像素都完成转换后，保存为RGB模式的数字文件，用于在显示屏上显示。

本发明的有益效果：本发明所述的方法能够使同一幅美术作品的数字化展示与特定布展光源下的原作，在颜色的目视感受方面高度一致，然后以颜色高度逼真的数字化展示替代原作展示，解决由于场馆空间的局限或由于原作珍贵与稀缺导致的不能展示问题。

附图说明

图1为本发明的实现流程图

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例作详细说明。

以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。

为了达到数字展示在颜色效果方面逼真地模拟实物展出的效果，在一堵展示墙上，挂着一幅美术作品的原作，在原作旁边安装一台显示屏，显示该美术作品经扫描后获得的数字文件，照射在展示墙上的灯光为特定的布展光源。本发明的目标是使数字化展示与特定布展光源下的原作，在颜色方面的目视感受高度一致。如果显示屏的显示颜色能与展示墙上的原作颜色高度一致，那么用显示屏的数字展示代替该原作用于展示是合适的，同理，该显示屏显示其他美术作品的数字文件时，也能在颜色方面达到逼真地模拟原作展示的效果。

本发明的方法是先检测原作表面的照明环境，调整显示屏白场的颜色和亮度，使显示屏白场尽可能地与照明环境匹配，再制作以显示屏白场为参考白的显示屏特性文件；对于数字文件的颜色值，先根据国际色彩联盟的色彩管理技术转换为XYZ值，再根据色貌模型转换为显示屏观察条件下的XYZ值,再根据显示屏的特性文件，转换为RGB值用于显示。流程图如图1所示，具体包括以下步骤：

步骤(1)在靠近美术作品原作表面的上方，利用测色仪式，如爱色丽公司出产的I1Pro等，检测单元朝向光源方向，检测观察环境的XYZ，记为X_w0Y_w0Z_w0，计算光源的色度坐标，计算方法表示为:

其中x_w0、y_w0为光源的色度坐标值；检测光源的照度值，记为E。其中XYZ值指国际照明委员会创立的CIE 1931 XYZ颜色空间的坐标值；

步骤(2)计算匹配美术作品原作观察环境所需要的显示屏亮度值，计算方法表示为：

其中L为显示屏所需要的亮度设置值，π为圆周率；

步骤(3)针对用于数字化展示美术作品的显示屏，让显示屏连接到电脑主机，借助屏幕颜色测量仪器，如爱色丽公司出产的I1 Pro等，和显示屏色彩管理软件，如爱色丽公司出产的ProfileMaker等，一边检测屏幕，一边通过调整显示屏的红、绿、蓝等三通道的强度，使显示屏的白场的色度坐标等于x_w0和y_w0；然后再一边检测屏幕，一边调整显示屏的亮度设置，使显示屏的亮度等于L值；再利用显示屏色彩管理软件让显示屏轮流显示色靶(如LCDMonitor Reference 2.0)，检测显示的每一色靶的XYZ值，记为X_mY_mZ_m，其中RGB值为(255255255)白色色靶的XYZ值另记为X_wY_wZ_w；

(4)以显示屏的白场XYZ值X_wY_wZ_w为参考白，利用X_mY_mZ_m值计算显示色的L^*a^*b^*值，计算方法表示为：

其中为显示色的L^*a^*b^*值；

步骤(5)利用显示的系列色靶的原始RGB值和对应的借助色彩管理软件，如爱色丽公司出产的ProfileMaker等，制作基于查找表的显示屏的特性文件；

步骤(6)美术作品的数字文件一般通过高精度扫描仪经扫描获得，扫描仪在扫描美术作品以前，需要先制作扫描仪特性文件，扫描完成的数字文件的颜色模式常见有三种设定方式，分别是RGB模式、Lab模式和CMYK模式，尤其以RGB模式最为常见。对于RGB模式和CMYK模式的数字文件，又存在嵌入扫描仪特性文件和无嵌入扫描仪特性文件两种可能。如果美术作品数字文件是RGB模式并带有嵌入的特性文件，利用具有色彩管理功能的图像软件，如Adobe Photoshop等，根据数字文件嵌入的特性文件，转换为L^*a^*b^*模式的数字文件；如果美术作品数字文件是RGB模式并且没有嵌入的特性文件，先查询数字文件的制作者，了解其颜色特性，利用具有色彩管理功能的图像软件为数字文件指定相应的特性文件，再转换为L^*a^*b^*模式的数字文件；如果美术作品数字文件是CMYK模式并带有嵌入的特性文件，利用具有色彩管理功能的图像软件，根据数字文件嵌入的特性文件，转换为L^*a^*b^*模式的数字文件；如果美术作品数字文件是CMYK模式并且没有嵌入的特性文件，先查询数字文件的制作者，了解其颜色特性，利用具有色彩管理功能的图像软件为数字文件指定相应的特性文件，再转换为L^*a^*b^*模式的数字文件；如果美术作品数字文件是L^*a^*b^*模式,不需要转换。

步骤(7)编写程序读取L^*a^*b^*模式的数字文件，或者经过步骤(6)转换得到的数字文件，令参考白的XYZ值为(96.42 100.00 82.49)，记为X_w1Y_w1Z_w1，针对每一像素的L^*a^*b^*值，计算XYZ值，记为X₁Y₁Z₁。根据样品L^*a^*b^*和参考白XYZ值计算样品的XYZ值采用成熟的技术；

步骤(8)以X₁Y₁Z₁为输入样品的XYZ值，以X_w1Y_w1Z_w1为输入参考白的XYZ值，背景的亮度因数值取18，观察环境设定为“平均环境”；以X_wY_wZ_w为输出参考白的XYZ值，背景的亮度因数值取18，观察环境设定为“平均环境”，利用色貌模型CAM02，计算输出的XYZ值，记为X₂Y₂Z₂。利用色貌模型CAM02实现两种观察条件下的XYZ值的转换为成熟的技术；

步骤(9)将每一像素的X₂Y₂Z₂值根据步骤(5)完成的显示屏特性文件，利用查找表插值运算的方法，转换为RGB值，全部像素都完成转换后，保存为RGB模式的数字文件，再利用普通的图片浏览软件，如Microsoft Photos软件等，打开新生成的RGB模式的数字文件，实现颜色逼真的展示。

以上对本发明的优选实施例及原理进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，依据本发明提供的思想，在具体实施方式上会有改变之处，而这些改变也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种美术作品数字化展示的颜色控制方法，其特征在于，该方法以原作表面的照明环境为基准，设定显示屏白场的色度坐标与亮度，使显示屏白场匹配原作的照明环境，再制作以显示屏白场为参考白的特性文件；对于数字文件的颜色值，根据国际色彩联盟的色彩管理技术转换为XYZ值，再根据色貌模型转换为显示屏观察条件下的XYZ值,再根据显示屏的特性文件，转换为RGB值用于显示。

2.根据权利要求1所述的一种美术作品数字化展示的颜色控制方法，其特征在于，所述颜色控制方法的具体步骤为：

(1)在靠近美术作品原作表面的上方，利用测色仪器，使检测单元朝向光源方向，检测照明环境的XYZ值，记为X_w0Y_w0Z_w0，计算照明环境的色度坐标，计算方法表示为:

其中x_w0、y_w0为光源的色度坐标值；检测光源的照度值，记为E；其中XYZ值指国际照明委员会创立的CIE 1931XYZ颜色空间的坐标值；

(2)计算匹配美术作品原作照明环境所需要的显示屏亮度值，计算方法表示为：

其中L为显示屏所需要的亮度设置值，π为圆周率；

(3)针对用于数字化展示美术作品的显示屏，让显示屏连接到电脑主机，借助屏幕颜色测量仪器和显示屏色彩管理软件，通过调整显示屏的红、绿、蓝通道的强度，使显示屏的白场的色度坐标等于x_w0和y_w0；调整显示屏的亮度设置，使显示屏的亮度等于L值；再让显示屏轮流显示色靶，检测每一色靶的XYZ值，记为X_mY_mZ_m，其中RGB值为(255 255 255)白色色靶的XYZ值另记为X_wY_wZ_w；

(4)以X_wY_wZ_w为参考白计算显示色的L^*a^*b^*值，计算方法表示为：

其中为显示色的L^*a^*b^*值。L^*a^*b^*值指国际照明委员会推荐的CIE1976L^*a^*b^*空间的颜色坐标值；

(5)利用显示系列色靶的RGB值和对应的借助色彩管理软件制作基于查找表的显示屏的特性文件；

(6)如果美术作品数字文件是RGB模式，利用具有色彩管理功能的图像软件，根据数字文件嵌入的特性文件，或者指定的特性文件，转换为L^*a^*b^*模式的数字文件；如果美术作品数字文件是CMYK模式，利用具有色彩管理功能的图像软件，根据数字文件嵌入的特性文件，或者指定的特性文件，转换为L^*a^*b^*模式的数字文件；如果美术作品数字文件是L^*a^*b^*模式,不需要转换；

(7)编写程序读取L^*a^*b^*模式的数字文件，或者经过步骤(6)转换得到的数字文件，令参考白的XYZ值为(96.42 100.00 82.49)，记为X_w1Y_w1Z_w1，针对每一像素的L^*a^*b^*值，计算XYZ值，记为X₁Y₁Z₁；

(8)以X₁Y₁Z₁为输入样品的XYZ值，以X_w1Y_w1Z_w1为输入参考白的XYZ值，背景的亮度因数值取18，观察环境设定为“平均环境”；以X_wY_wZ_w为输出参考白的XYZ值，背景的亮度因数值取18，观察环境设定为“平均环境”，利用色貌模型CAM02，计算输出的XYZ值，记为X₂Y₂Z₂；

(9)将每一像素的X₂Y₂Z₂值根据步骤(5)完成的显示屏特性文件，转换为RGB值，全部像素都完成转换后，保存为RGB模式的数字文件，用于在显示屏上显示。