第三章 研究方法
第三節 色塊的拍攝與校正
在拍攝點矩陣全像片與印刷品之前，要先確保數位相機的顏色的準確性，因 為每一台數位相機都有各自的測光以及顏色的校正系統，利用灰卡測光可以找出 適合此相機的進光量，而 ColorChecker(如圖 3-7(b))則可以利用已知的數據資料 來找出各種不同色溫下正確的顏色表現。
ColorCheckerSG 為色彩較鮮艷的顏色，如圖 3-4 所示，而在 CIE-Lab 色度 空間中，彩度越高的顏色會在色域體積的最外側，所以可以將此140 個色塊模擬 印刷品能呈現的色彩範圍，本實驗先在鎢絲燈光源(色溫為 2920K)下拍攝 ColorCheckerSG 反射率，並計算出色塊的 L、a、b 值描繪於 CIE 色彩空間中，
作為印刷品的色域空間。
本研究的相機色彩校正與色域繪製的流程如圖3-5 所示。
圖3-4 色彩導表 ColorCheckerSG
圖3-5 印刷色域繪製流程圖
灰卡為自然界影像中所代表的 18%的灰度值(如圖 3-6)，在數位的影像中 18%
的灰換算成灰階值為0.18 * 255 ≒ 46，為了找出相機的正確光圈與快門值，本實 驗利用光圈先決的方式，找出在鹵素燈(鎢絲燈)光下光圈 5.6 下對應的快門值 1/6 秒，拍攝出來的灰卡灰階值為 46，所以測光的結果本實驗的數位相機需在快門 0.1667 秒拍攝。
圖3-6 鹵素燈光下拍攝的灰卡
數位相機的色彩校正方面，本研究以 ColorCheckerSG 做為印刷品的色域，
色彩的標準是測量ColorChecker24 色物體反射率計算 (如圖 3-7(a))的正確顏色來 校正數位相機的色彩，並測量拍攝光源(鎢絲燈)的光源能量分布，找出在鹵素光 下正確的色彩顏色。在拍攝方面是於鹵素燈光下以5.6 光圈與 1/6 的快門，拍攝 ColorChecker24 色 塊 ( 如 圖 3-7(b)) 做 為 數 位 相 機 未 校 正 前 的 顏 色 ， 再 以 profilemaker 擷取拍攝影像的 RGB 值，利用計算出來的正確顏色 Rr、Gr、Br，與 拍攝到的Ro、Go、Bo，做二次迴歸計算，找出兩者之間的轉換關係式。
(a) (b) 圖 3-7 (a)計算鹵素光下的色塊顏色 (b)鹵素光下拍攝的 ColorChecker
利用圖 3-7(a)、3-7(b)中色塊的 RGB 數值，可以整理如表 3-1，色塊位置的
對應圖如圖4-1 所示。
表3-1 ColorChecker 的 RGB 數值
計算的24 色顏色 拍攝的24 色顏色
R G B R G B R*R G*G B*B R*G G*B R*B A1 147 71 22 88.93 26.11 3.68 7909 681.7 13.54 2322 96.08 327.3 B1 250 136 61 175.9 73.63 28.19 30941 5421 794.7 12952 2076 4959 C1 134 115 89 77.23 59.92 46.71 5964 3590 2182 4628 2799 3607 D1 122 96 19 63.73 44.58 2.74 4062 1987 7.508 2841 122.1 174.6 E1 178 122 101 114.3 64.53 58.9 13067 4164 3469 7376 3801 6733 F1 171 173 92 98.34 113.9 67.43 9671 12978 4547 11203 7682 6631
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A4 255 222 131 202 152.7 94.58 40804 23317 8945 30845 14442 19105 B4 255 185 108 170.3 121.3 69.5 28999 14723 4830 20663 8433 11835 C4 212 148 86 133.4 88.07 44.68 17785 7756 1996 11745 3935 5959 D4 164 114 65 90.32 54.09 19.55 8158 2926 382.2 4885 1057 1766 E4 114 78 43 46.53 26.83 12.32 2165 719.8 151.8 1248 330.5 573.2 F4 69 46 24 20.13 12.63 7.7 405.2 159.5 59.29 254.2 97.25 155
相機的色彩校正矩陣如公式(3-1)，其中 R0、G0、B0為拍攝得到的RGB 值，
1.9565 0.4905 0.5013 0.1928 1.6610 -0.5762 0.4009 0.0080 2.4478 -0.0038 -0.0019 -0.0022 -0.0018 -0.0048 0.0001 -0.0118 0.0027 -0.0118
0.0010 0.0011 0.0021 0.0057 -0.0006 0.0001 -0.0013 0.0000 0.0000
由此係數矩陣我們可以將拍攝而得到的一組R、G、B 數據轉換出在該拍攝 環境色溫下正確的數值，以校正 ColorCheckerSG 的顏色達到校正數位相機色彩 的目的，確保相機拍攝出的顏色與物體實際的顏色色差在人眼可接受的範圍之
內。
利用ColorChecker 24 色計算出的係數矩陣校正 ColorCheckerSG 後，以 Hp deskjet670i 噴墨列印，並以 Jeti 4001 反射譜量測儀測量每個色塊的 XYZ 值，藉 此找出噴墨印刷的色域。圖3-8 為在鹵素燈光下拍攝的 ColorCheckerSG。
圖3-8 鹵素燈光下色彩導表 Digital ColorCheckerSG
點矩陣全像的色域測量部分則是以紅色、黃色、綠色、青色、藍色、洋紅色 六個不同顏色色塊模擬點矩陣全像色域，全像片設計方式是以灰階和彩圖檔的設 計來製作點距陣全像片，灰階圖檔的部份則皆為 128 的灰階值(如圖 3-9)，換算 成觀測角度(128/255)*180-90 = 0 度角，所以測量時 Jeti 1201 擺放的位置要與點 矩陣全像片垂直。彩圖的部份紅色的 RGB 值為(255,0,0)、黃色的 RGB 值為 (255,255,0)、綠色的 RGB 值為(0,255,0)、青色的 RGB 值為(0,255,255) (如圖 3-10)、
藍色的 RGB 值為(0,0,255)、洋紅色為(255,0,255) ，測量後可在色域圖中找出六 個點，代表點矩陣全像所能表現的顏色範圍外圍的角點。
圖 3-9 全像片色塊灰階圖(華錦光電科技提供)
圖 3-10 全像片色塊彩圖(華錦光電科技提供)