本文全方位介绍了 Optimal 色彩优化校准方法，阐述了其技术来源、应用原理，并讨论了其校准的样本、过程、示例、场景，通过与 G7、Device-Link、TVI 等常用校准方法的对比，分析了其优势所在，以期Optimal 在目前应用的客观局限下，突出重围，发挥所长，在未来得到更好的应用发展。

色彩校准的发展历程及现状

随着胶印的过程控制标准ISO 12647-2:2004的发布和普及，明确定义了ABCDEF6条网点扩大目标曲线（2013版本演变为5条），成为了胶印乃至其他印刷方式遵从的客观标准，德国Fogra推出的铜版纸色彩规范数据集Fogra39/Fogra51也成为了大多数印刷企业的铜版纸平张胶印的黄金标准。

根据ISO标准定义，通过6条网点扩大标准导致不同印刷条件下对CMYK单独进行曲线调整，势必会造成不同的色彩效果，比如铜版纸与胶版纸的色彩不同，调频网与调幅网的色彩不同，并且灰平衡也很难控制，但消费者和印刷买家却不希望看到这样的结果，大家想要的是一致的色彩。

于是2006年，起源于美国的G7校准方法被开发出来，并得到了大范围的应用。G7是通过调整三色叠印的灰色阶调和单黑阶调分别来控制色彩，因此其校准结果有着与人眼视觉适应性匹配的灰平衡表现。并且定义了相对统一的NPDC阶调曲线，可以实现不同印刷条件的高光和中间调一致的层次，从而在曲线校准领域，取得了更加一致的共享视觉外观。

但曲线校准始终都是隔靴搔痒，我们的目标是校准色彩，无论TVI还是G7，通过曲线调整实现了印刷过程中重要参数的校准，间接地控制印刷的颜色。虽然实践证明在多数情况下是有效的，但面对一些极端条件，比如高光和暗调区域，也会显得差强人意，总会遭遇纸张的色彩和油墨叠印带来的挑战。

CMYK-CMYK的转换算法，即从CMYK到CMYK，一般是指两台设备如打样机与印刷机的色彩交换，可以摆脱单通道曲线调整的限制，通过Device-link profile（由源色空间直接转换到目标色空间的一种转换用特性文件）或类似的色彩对应表，直接实现从目标印刷条件到源印刷标准的色彩校准，是真正意义上的校准色彩。直接对比两种色域并进行优化，往往可以取得更为优秀的色彩校准结果。

目前，数码打样或数字印刷上多采用的就是Device-Link这样的校准方法，排除油墨和材料本身带来的色域大小的限制，在稳定的印刷条件下，平均色差基本可以实现∆E00＜1，也是最为精确的色彩校准方法。但在传统胶印印刷领域，受限于技术实现工具及过程控制因素的复杂性，Device-Link的应用相对要少得多，大家普遍还是青睐更为简单直接的曲线校准方法。

仿佛没有一种完美的方法，可同时兼顾校准结果精确和操作过程简单。但事在人为，ISO/TS 10128修订版2023版的发布，取代了原来的2009版，提供了一种新的校准思路，通过直接对比实际颜色和目标色彩，进行曲线循环计算校准，即颜色优化校准（Colour Optimised Correction），也叫Optimal最优校准方法。这种方式能够达到非常精确的匹配结果，但有意思的是，最终给出的是一种相对简单的结果，即补偿曲线，ISO称其为颜色优化校准曲线组。

Optimal 色彩优化校准方法

1.Optimal校准方法的来源虽然2023年11月ISO/TS 10128才接纳和发布了Optimal校准方法，但这种方法早在2009年就已经被威廉（William B. Birkett）和查尔斯（Charles Spontelli）开发出来了，威廉和查尔斯分属幽灵公司（Doppelganger）和鲍林格林州立大学。

值得一提的是，威廉和查尔斯这两位专家并非籍籍无名，他们也是ISO 20654中间SCTV专色校准方法的开发者，由此衍生的CTV校准也被并入到新版ISO 10128中作为TVI的一个分支。他们从2009年开始就进行了大量的校准实践并取得了巨大的成功，并在2018年的《TAGA Proceedings》杂志上进行了公开发表，他们称这种校准方法为Optimal色彩优化校准方法，于2023年被纳入到ISO 10128标准中，作为第4种色彩校准方法。

有 关 O p t i m a l 校 准 方 法 的 论 述 ， 在 I S O 1028:2023标准白皮书上只作了简单的描述，人们并不能清楚地了解其校准原理和步骤，必须查阅2018 TAGA Proceedings（www.taga.org）文献才能得到详细的论述。

2.Optimal校准方法的建模公式

ISO 12647定义的TVI曲线和G7定义的NPDC曲线都是完美的曲线，非常平滑，并且分别都有相应的多项式函数来准确地描述这些曲线。此外，G7定义的灰平衡曲线是线性的，而实践证明，这在实际印刷条件下是不太可能达到的，实际的印刷数据总会有些波动，曲线只能是接近平滑。

相似的，Optimal色彩优化校准方法同样也运用了多项式来建模，但选择的是伯恩斯坦（bernstein）多项式。对于平版胶印来说，一般选择的是3阶到6阶函数，就可以取得较好的结果。阶数也叫度数，阶数越多，曲线越精细，校准结果越精确，但曲线的平滑度会降低。

图1 伯恩斯坦多项式函数

例如，参数为[0,0.5,0.2,1.5]的伯恩斯坦多项式函数为其伯恩斯坦函数如图1所示，伯恩斯坦多项式曲线如图2所示。

图2 伯恩斯坦多项式曲线

对于固定的测量色彩数据集，也可以获得其对应的CMYK曲线，但不同于TVI曲线和NPDC曲线，都没有明确的意义。TVI曲线中数字表示网点，NPDC中数字表示密度，但该函数获得的曲线，笔者认为并没有对应的实际意义，既不能代表密度，也不能代表网点，只是一组纯数学函数。

3.Optimal校准方法的原理

整个色彩校准的过程就是确认多项式函数的过程，如上文所举例的参数为[0,0.5,0.2,1.5]的伯恩斯坦多项式，目的当然是最大程度地减小印刷数据集和目标数据集之间的色差，最后的结果是创建出一组Optimal校正曲线。具体的优化过程比较难理解，对于大多数应用该校准技术的人来说，并不需要理解和学习背后的优化技术，这是软件设计人员需要研究的问题。

我们的目标曲线是非线性的，因此一般会采用“非线性最小二乘法”来解决这个问题，采用的优化方法是高斯牛顿法，即矩阵数学描述的方法。首先在线性曲线基础上正常出第一版，然后测量色表得到Lab值，然后与指定的色彩目标特性文件Lab之间的色差联系起来，一旦计算得出矩阵，曲线的参数就可以通过求解正态方程来确定，反复运算该过程，就可以使得两者之间的色差最小化。一般来说，通过5次迭代循环计算，就可以完成优化过程，这一过程看似复杂，但通过软件运算，大约一两秒钟就完成了。实际应用中，还会考虑到某些加权参数，以此来应对不同印刷方式的特点。

4.Optimal校准方法的样本

任何校准技术都需要考虑校准样本（即图表）的选择，比如TVI校准法的样本是CMYK的0～100的单通道阶调，G7 Grayscale的样本是P2P色表中CMY叠印的灰色阶调和单黑K色阶调，G7 ColorSpace的样本则是TC1617整个色表，PressSIGN（印刷质量评分软件）打分的样本一般是色带所包含的几个色块，而Optimal

的样本是由用户所决定的，而且推荐选择实际印刷样张用到的一些色彩色块。当然，支持Optimal校准方法的PressCal软件也推荐了自己的样本，即PressCalPTS色表（如图3所示）。

图3 PressCalPTS色表

需要提醒的是，样本的选择与校准结果和其评价方法有着直接的因果关系。比如目标是做PSO认证，那就应该选择CMYK单通道阶调作为样本；如果是做G7认证，就应该选择CMY三色灰和K色阶调来作样本；如果是数码打样校准，就应该选择ECI 2002或IT8.7-4/5色表来作为样本。

5.Optimal校准方法的过程

目前笔者所知的支持Optimal校准方法的工具只有官网推荐的PressCal软件，且该软件仅有Mac OS版本。而它也不是我们常见的用户窗口界面软件，有点类似代码版本的Curve，而且是利用Perl脚本语言写成的，需要输入命令行，输入特定的参数或快捷键来完成运算过程。

整个校准过程一般分为以下4个步骤：

1）定义目标ICC配置文件：采用profiler_path命令，软件已内置了常见的ICC配置文件，用户也可以添加本地ICC到相关路径，或直接选择自己的ICC文件路径。

2）选择测量数据：采用press_path命令，支持mxf或txt格式，将文件拖到软件界面的对应命令行，也可以自动识别路径。

3）选择校准的样本和方法：采用select命令，需要查阅软件使用手册才能明白样本的选择该如何输入，比如all代表所有色块；g7代表G7定义的CMY叠印的灰色；k代表G7的黑色阶调；nosub为no substrate缩写，代表不包括纸白色块等。

4）生成曲线：曲线格式命令为output，支持的格式非常丰富，包括text、CGATS格式，Device-link，Photoshop曲线，Prinergy等，运行命令则是快捷键command＋R。

6.Optimal校准方法的应用场景PressCal软件的功能类似于Curve4/Curve+，只是界面看起来会更加类似程序员版本或是原始开发版本。然而支持的校准方法更多，应用场景更广，不但支持Optimal方法，还支持TVI、SCTV（CTV）、G7等方法，并且还可以自定义目标，可以直接选用当前的测试色表来进行数据优化，这是Curve4软件所不具备的。笔者认为，这才是Optimal真正可以发挥其优势的地方。

不便的是，PressCal软件是脚本语言编写，对很多新手不友好，需要查阅英文版本的使用手册，了解相关命令，如样本的选择、曲线格式的输出等，才能很好地应用，并且只有Mac OS版本，不利于软件和方法的推广和普及。

该软件也有类似于Curve4的VPR功能（一种虚拟印刷功能），但遗憾的是输出结果是保持Lab不变而只修改CMYK数值，虽然可用于制作ICC色彩配置文件，却不能使用Curve4或PressSIGN等软件来直接评估其VPR模拟后的数据，这给数据评估带来了些许麻烦，期待后续的版本能完善这一功能。

Optimal 校准方法与其他方法的对比

1.与G7校准方法对比

理论上看，Optimal的校准结果会优于TVI和G7，但受限于其仍是曲线校准方法，结果并不会比Device-Link更好，属于比上不足、比下有余的一种方式。

经过我们的实际测试，也验证了这一结论，但不同于官方宣传的是，Optimal校准结果与G7差异并不大。由图4可知，经过Optimal校正后，颜色误差比G7还要小。毕竟P2P25/51图表的设计非常科学，采集了实际的灰平衡印刷数据，基于实际数据的校准，总不会比理论的数学优化方法差。

我们采用Optimal校准方法，对胶印的实际印刷数据进行曲线校准和VPR模拟，也可以通过G7认证，原因是我们采用了基于G7技术的GRACoL的ICC作为目标，因此这倒也并不奇怪。但验证了Optimal方法是实际可行的，因此才被ISO 10128标准所接纳。Optimal与G7校准的结果对比（胶版纸）如表1所示。

如果采用Fogra的ICC作为标准，其结果也大致符合PSO认证的标准，当然，PressCal软件可以直接选择ISO的TVI曲线作为校准的标准。至于对G7和TVI的支持及校准结果的对比，则是PressCal软件和其计算方法评估的范畴了，不是本文所介绍的Optimal的重点所在。

2.与其他常用校准方法对比

Optimal优化方法是一种不错的方法，获得了ISO委员会的认可，其校准原理类似于Device-link，都是以获得最小色差作为目标，不同的是采用Device-Link的四维循环运算，输出结果却依然是传统曲线。以4条曲线能近似获得循环计算迭代优化的结果，因此可以说，Optimal是一种介于曲线调整和Device-link之间的方法。ISO 10128不同校准方法的对比如表2所示。

Optimal应用的灵活性很高，可以基于任何样本、任何目标来进行色彩校准，而不必局限于CMYK的阶调或P2P的色表格式，也不必局限于类似Fogra或GRACoL等国际标准的ICC目标文件，这才是Optimal的最大优势。

结语

就色彩校准方法的应用前景来说，TVI方法则最简单易用，并且有Fogra组织的不断开发和全力支持；G7方法有Idealliance（国际数字企业联盟）的大力推广并升级创新到G7+，也有众多国际知名品牌买家的站队背书，长盛不衰；Device-Link则在数字印刷领域已经普遍占据一席之地，很多软件开发商也推出了成熟的色彩系统产品；而对于刚刚纳入新版ISO 10128的Optimal校准方法，目前支持Optimal的工具只有PressCal这一脚本语言的开源软件，其对于科研和技术开发人员来说是有益的，但对于印刷业的多数实操人员来说并不友好。

由于目前尚没有明确的机构和厂商来做对标推广，虽然Optimal技术本身有自己的优势，但实际应用则只能依靠行业技术人员的主观选择，希望未来有机构能够慧眼识珠，将其发扬光大，并尽快找到其对应的应用领域。