11.2. Стадии процесса цветовоспроизведения

Общая характеристика стадий. Изложенная выше схе­ма цветовоспроизведения с использованием фотографичес­кой регистрации зональных излучений и последующим вос­произведением записи позволяет разделить процесс на сле­дующие стадии.

1. Выделение составляющих всех цветов оригинала, иначе говоря, зональных световых потоков, отражаемых его полями, т. е. F⁽ⁿ⁾_k = К⁽ⁿ⁾_k К; F⁽ⁿ⁾_з = З⁽ⁿ) З; F⁽ⁿ⁾_c = = С^(/n) С, где п — номер поля. Цель выделения — после­дующая фотографическая регистрация.

Выделенные потоки образуют цветоделенные оптические изображения цветного объекта — красное, зеленое и си­нее. Их получают в фотографическом аппарате, объектив которого последовательно экранируют светофильтром со­ответствующего цвета — красным, зеленым, синим. Эта стадия называется аналитической или цветоделительной.

2. Регистрация выделенных составляющих (цветоде-ленных оптических изображений) — их запись, например, той или иной последовательностью почернений на фотогра­фическом материале. (Пользуются и другими методами ре­гистрации составляющих — записью на магнитной ленте в видеомагнитофонах или на формном материале в электро­гравировальных автоматах и т. д.) Сюда же относятся и преобразования записи — превращение негатива в пози­тив, изготовление печатной формы с негатива или диапо­зитива, преобразование черно-белых изображений в одно­красочные и т. д. Это — градационная, или п е-ре ход на я, стадия. Она завершается получением изображений, подобных модуляторам, показанным на рис. 11.2 и 11.3.

3. Собственно воспроизведение цветов оригинала на основании сделанной ранее записи составляющих. Ина­че — сложение воспроизведенных по фотографической (или иной) записи составляющих K^(/n)K, 3⁽ⁿ⁾3, С⁽ⁿ⁾С и по­лучение множества цветов оригинала. Эта стадия называет­ся синтетической или синтезом изобра­жения. Картина синтеза ясна из рис. 11.2 и 11.3.

Цветоделение. Для выделения составляющих К⁽ⁿ⁾К, 3⁽ⁿ⁾3 и С⁽ⁿ⁾С цветов объекта применяются светофильтры, пропускание каждого из которых должно находиться при­близительно в пределах одной из зон Гюбля. По областям их пропускания они называются зональными, а по назначению — цветоделительными. За ними по­лучают соответственно красное, зеленое и синее оптические изображения объекта. Яркости изображений в идеальном случае (нерассеивающая фотографическая система) про­порциональны зональным составляющим цветов объекта. Строго говоря, в получении таких оптических изображений и состоит цветоделение. Однако к этой стадии часто отно­сят и последующее получение цветоделенных негативов, на которых зафиксированы указанные оптические изображе­ния, хотя, в сущности, этот процесс относится уже к гра­дационной стадии воспроизведения. Негативы, получен­ные последовательной съемкой за светофильтрами, назы­ваются цветоде ленными — краснофильтровым, зеленофильтровым и синефильтровым.

Рис. 11.4 иллюстрирует цветоделение на примере выде­ления и регистрации синих зональных составляющих каж­дого из цветов выбранного выше фрагмента. На схеме а изображены кривые отражения полей оригинала — оран­жевой детали и зелено-голубого фона. Заштрихованы пло­щадки, пропорциональные составляющим, выделяемым си­ним светофильтром. От оригинала б отражаются составляю­щие K^(/n)K, 3⁽ⁿ⁾3, С⁽ⁿ⁾С. Они в соответствии с площадями под кривыми а, взятыми в пределах зон, имеют разные зна­чения, показанные толщинами линий. Синий светофильтр в задерживает составляющие K^(/n)K, 3⁽ⁿ⁾3, а пропускает С⁽ⁿ⁾С. На схеме г — синее оптическое изображение: фон дает на нем .большую освещенность, деталь — меньшую. Подобным же образом можно представить характер зе­лено- и краснофильтрового цветоделенных оптических изображений.

Градационная стадия. В результате фотографической регистрации цветоделенных оптических изображений по­лучают цветоделенные негативы. Их схемы для рассматри­ваемого случая показаны на рис. 11.5. Оптические плот­ности цветоделенных негативов находятся в прямой зави­симости от цветовых составляющих, отражаемых объектом, или, что то же, от зональных освещенностей в цветоделен­ных оптических изображениях. Другими словами, боль­шие составляющие цветов (зональные световые потоки, от­ражаемые объектом) воспроизводятся большими почерне­ниями, и наоборот. Негатив преобразуют в позитив. Тогда большим зональным составляющим, как и в объекте, соот­ветствуют малые плотности изображения. Позитив поэто­му служит дозирующим устройством. Его поля управляют падающими на них излучениями в соответствии с зональ­ным отражением оригинала.

Сравнивая негативы, изображенные на рис. 11.5, с мо­дуляторами на рис. 11.2, нетрудно убедиться, что модуля­торы можно изготовить обычным копированием цветоде­ленных негативов.

При получении изображений под аддитивный синтез градационная стадия заканчивается на изготовлении таких позитивов (они называются цветоделенными). Если устано­вить цветоделенные диапозитивы в проекционных фона­рях, дающих зональные излучения, то поля изображений будут дозировать зональные излучения подобно полям объекта (рис. 11.2).

Чтобы провести субтрактивный синтез, необходимо превратить черно-белые позитивы в однокрасочные. Позитив, на котором зарегистрирована красная составляющая, воспроизводится голубой краской, потому что именно она управляет красным излучением, зарегистрированным на соответствующем негативе (см. с. 58). Зеленофильтровый позитив превращают в пурпурный, а синефильтровый — в желтый. При субтрактивном синтезе зональные излуче-

Рис. 11.4. Цветоделение через синий светофильтр:

а — кривые отражения детали и фона фрагмента; б — фрагмент: СдС, СфС, ЗдЗ, ЗфЗ, КдК, КФК — зональные составляющие цветов (в соответствии с кривыми отра­жения); о — синий светофильтр; г — цветоделенное оптическое изоб­ражение; выделены составляющие СдС и СфС

Рис. 11.5. Цветоделенные нега­тивы фрагмента: с — с!жефнльтровый; з — зелено-фильтровый; к — красмофильтро-иый

Рис. 11.6. Схема субтрактив-ного синтеза в отраженном свете наложением однокрасоч­ных изображений на бумагу.

ния дозируются не серыми полями, как в аддитивном, а од­нокрасочными. Пути превращения серых позитивов в од­нокрасочные зависят от техники воспроизведения (цвет­ная фотография, полиграфия и т. д.). Однокрасочные изображения называют частичными.

Градационные свойства всех трех частичных изображе­ний должны быть согласованы. Если это требование нару­шено, то одна или две цветовых составляющих будут пре­обладать над остальными. В сторону, указываемую ими, сместятся цвета изображения, например будут иметь красноватый оттенок. При несогласовании контрастности ис­кажения направлены в разные стороны, например света оказываются красноватыми, а тени — синеватыми. Сте­пень согласованности частичных изображений называет­ся б а л а н с о м. О балансе судят по характеру воспроиз­ведения серой шкалы, которая фотографируется вместе с оригиналом. На репродукции она получается серой, если баланс достигнут.

Синтез. Эта часть процесса состоит в смешении цвето­вых составляющих, записанных ранее, и получении в ре­зультате этого цветов-копий, а в целом — репродукции оригинала в виде фотографического позитива, цветного изображения на экране или оттиска с печатной формы.

Аддитивно синтезируемые цвета можно представить че­рез оптические плотности модуляторов. Как было показано выше (уравнения 11.1), коэффициенты их пропускания — цветовые координаты синтезируемых цветов.

Следовательно, аддитивно синтезируемый цвет каждого поля выражается уравнением

диапозитивов (модуляторов) в зонах спектра; п — номер поля.

Рассмотрим теперь количественные соотношения иде­ального субтрактивного синтеза (рис. 11.3). Степень по­глощения света идеальной краской определяется ее зональ­ной плотностью D^j_i=lgF_0i/F_i. Следовательно, коэффициенты пропускания красок в общем случае равны τ_i = 10-D^j_i , где верхним индексом / обозначается краска, а нижним i — зона, в которой измерена плотность краски. Для идеальных красок плотность отличается от нуля только в зоне, управ­ляемой краской. Реальные же краски, как мы увидим позд­нее, имеют плотности во всех зонах спектра.

В соответствии со сказанным для желтой краски можно записать: τ^ж_с = 10-D^j_i, для пурпурной τ^п_з = 10 -D^п_з и для голубой τ^г_к = 10-D^г_к. Исходя из этого любой цвет Ц⁽ⁿ⁾ репродукции, субтрактивно синтезированный идеальными красками, выражается уравнением

Следовательно, идеальный субтрактивный синтез под­чиняется тем же соотношениям, что и аддитивный. В реаль­ном же случае (см. гл. 12) синтез значительно усложня­ется.

В полиграфии и в цветной фотографии применяется син­тез красками, наложенными на бумагу. При этом изобра­жение рассматривается в отраженном свете. Такой случай принципиально тождествен описанному выше (рис. 11.2). На рис 11.6 показано поле, образованное наложением красок на бумагу. Для наглядности красочные слои пока­заны не совмещенными, а расположенными на некотором расстоянии друг от друга и от подложки. При идеальном синтезе эта схема отличается от изображенной на рис. 11.3 только тем, что луч проходит через слои и затем, отразив­шись от подложки, проходит через них во второй раз. Путь луча в красочных слоях, таким образом, удваивается. По­скольку D — xcl, удвоение пути равноценно увеличению оптических плотностей краски по сравнению с измеренны­ми в проходящем свете в два раза.