Лабораторная работа №4 Исследование основных параметров базового преобразования допечатной стадии

Продолжительность - 4 часа

1. Цель работы

Изучение влияния параметров базового преобразования и метода сжатия цветового содержания оригинала в цветовое пространство печати на показатели тоно- и цветопередачи тоновой репродукции.

2. Содержание работы

Преобразование цветовых значений тестового изображения (оригинала) в количества красок печатного синтеза разными методами в условиях установленного ограничения по предельно допустимому суммарному количеству красок, а также при различных методах генерации черного.

3. Теоретическое обоснование

В классической многокрасочной (триадной) печати автотипный способ позволяет получить всю цветовую палитру, несмотря на то, что микроструктуру растровой иллюстрации образуют всего лишь восемь т.н. базовых цветов (рис.1):

• цвет подложки - незапечатанные участки;

• единичные триадные цвета (голубой, пурпурный, желтый) - однокрасочные слои;

• бинарные цвета (красный, зеленый, синий) - двухкрасочные слои;

• черный - трехкрасочные слои.

Рис.1 Восемь базовых цветов триадного автотипного синтеза

Слитное восприятие микроучастков с тремя одинарными слоями красок и четырьмя комбинациями их взаимных перекрытий обеспечивает ощущение того или иного результирующего цвета.

Цвета одинарных слоев, бинарных и тройного сочетаний образуются субтрактивно, т.е. избирательным поглощением той или иной части спектрального состава освещения. Результирующий цвет растровых участков образуется в результате пространственного смешения в зрительном анализаторе человека разноокрашенных световых потоков, отраженных от указанных восьми элементов, (аддитивный синтез). Специфика автотипного синтеза цвета заключается в том, что все многообразие цветовых значений обеспечивается варьированием количеств трех красок, т.е. запечатываемых ими относительных площадей.

Каждый из восьми указанных цветов характеризуется вполне определенными значениями яркости В, цветового тона и чистоты цвета р и может быть оценен по полям, отпечатанным комбинациями красок.

Одно из основных преобразований изобразительного оригинала, которое формирует основу и во многом определяет качество будущей репродукции, – перевод цветов оригинала в цвета печатного синтеза, т.е. в количества триадных CMYK красок или специальных цветов (в зависимости от выбранной технологии воспроизведения). Этот процесс называется базовым преобразованием допечатной стадии и является основным этапом цветокоррекции. Возможности триадной печати ограничены в отношении цветопередачи. Поэтому, по сути, преобразование цветов – это сжатие цветового охвата оригинала до цветового охвата печати.

В целом процесс цветокоррекции предусматривает:

• учет и компенсацию искажений цветоделительной системы;

• компенсацию искажений, обусловленных неидеальностью свойств печатных красок, в том числе путем введения четвертой черной краски, а иногда и красной, зеленой, фиолетовой и т. д.;

• сжатие цветового охвата оригинала до цветового охвата полиграфического синтеза, т.к. цветовой охват печатных красок, как правило, уступает цветовой гамме изобразительных оригиналов и, в частности, фотографических.

Общей задачей цветокоррекции является обеспечение визуально тождественного воспроизведения иллюстрационного оригинала на оттиске. Степень такого тождества количественно оценивается цветовым различием ΔЕ в равноконтрастной системе Lab МКО. В самом общем случае эта величина измеряется расстоянием между двумя точками этого трехмерного пространства, т. е. диагональю куба, ребра которого образованы разностями координат L, a и b двух сравниваемых цветов.

Эффективность и качество базового преобразования определяется двумя основными факторами. Во-первых, необходимо использование цветового профиля печатной системы (печатная машина-форма-растр-бумага-краска), выбранной для воспроизведения. Профиль ICC - это файл данных, описывающих цветовые характеристики любого периферийного устройства (сканер, цифровая фотокамера, монитор, печатное устройство). Он обеспечивает Систему управления цветом информацией, необходимой для преобразований цветовых значений между различными устройствами через промежуточное аппаратно-независимое цветовое пространство. Этот файл содержит текстовое описание характеристик передачи устройства и числовую информацию, описывающую каким образом необходимо преобразовывать цветовые значения, получаемые на том или ином устройстве. Цветовой профиль ICC выводного устройства содержит следующую информацию:

• характеристики устройства: градационные характеристики, колориметрические характеристики триадных красок и их различных комбинаций;

• характеристики запечатываемого материала (подложки): точка белого, глянец;

• параметры для базового преобразования градационного и цветового содержания оригинала в цветовое пространство печати: условия баланса по-серому, суммарное количество красок, метод генерации черной краски;

• метод сжатия.

Второй фактор – правильный выбор метода сжатия цветового охвата оригинала. Международным консорциумом по цвету (International Color Consortium - ICC) регламентированы четыре метода преобразования (сжатия) цветовых значений:

Международным консорциумом по цвету (ICC) регламентированы четыре метода преобразования (сжатия) цветовых (тоновых) значений:

• Media-Relative Colorimetric (метод относительной колориметрии);

• ICC-Absolute Colorimetric (метод абсолютной колориметрии);

• Saturation (преобразование по насыщенности);

• Perceptual Intent (сжатие по восприятию).

Каждый из них представляет тот или иной вариант тождественного подхода к решению градационной задачи. Так, преобразование по восприятию подразумевает сохранение рисунка равномерным сжатием его контрастов во всем градационном диапазоне. Целесообразно использовать при репродуцировании фотографий, слайдов, рисунков и т.п. Преобразование методом относительной колориметрии предполагает передачу без искажений значений тона оригинала, которые не выпадают из эффективного интервала печати (пересчет осуществляется относительно точки белого стандартной среды – пространства соединения профилей). Преобразование методом абсолютной колориметрии предполагает передачу без искажений значений тона оригинала, которые не выпадают из эффективного интервала печати (пересчет осуществляется относительно точки белого выходной среды, т.е. с учетом цветности запечатываемого материала). Преобразование по насыщенности – равномерное сжатие цветовых контрастов с сохранением выраженности (насыщенности) чистых цветов. Целесообразно использовать для изображений, содержащих такие объекты, как карты или диаграммы.

Значительное влияние на качество растровой репродукции оказывает выбор параметров базового преобразования, в частности метод генерации черной краски.

Использование четвертой, черной, краски дополнительно к краскам печатной триады имеет следующие цели:

• передачу контурного изображения, полученного в результате процедуры нерезкого маскирования;

• экономию цветных красок за счет замены их черной в объеме, допускаемом величиной ахроматической составляющей трехкрасочного синтеза;

• увеличение общего контраста иллюстрации за счет расширения интервала оптических плотностей ахроматических цветов.

Соответственно этим целям формально могут быть получены три дополнительных печатных формы, каждая из которых обеспечит свой эффект. На практике все эти изображения объединяет в необходимом соотношении одна, четвертая печатная форма.

Н а участках, содержащих растровые элементы всех цветных красок триадного синтеза, цветовой тон определяют, в принципе, лишь определенные количества двух из них. Остальное количество голубой, пурпурной и желтой характеризует насыщенность и может быть заменено четвертой, черной краской (рис. 2). Минимизация количества цветных красок путем замены ахроматической составляющей триадного синтеза черной краской получила в отечественной литературе название операции УЦК (удаление цветной краски из-под черной) по аналогии с английским термином UCR (Under Color Removal).

Рис.2 Варианты соотношений количеств красок для некоторого цвета при объемах УЦК: 0% (а), 50% (б), 100% (в); при использовании пятой красной (оранжевой) краски (г)

Вторым параметром управления процедурой УЦК является диапазон тонов оригинала, в котором обеспечивается тот или иной объем УЦК. Управлению этим параметром УЦК в зарубежной литературе и практике созвучна процедура GCR (Grey Component Replacement). UCR и GCR можно трактовать как регулировки по двум измерениям единой по существу процедуры, т. е. по объему замены трехкрасочного ахроматического черной и градационному диапазону, в котором реализуется эта замена в том или ином ее объеме.

В способах многокрасочной скоростной печати «по сырому» суммарная относительная площадь печатных элементов всех красок ограничена возможностью возникновения отмарывания. По разным источникам это ограничение, зависящее от эффективности закрепления краски в том или ином печатном процессе, находится в пределах 250–350%. С учетом ограничения, например, в 250% черный цвет тоновой иллюстрации можно получить растровыми точками черной краски площадью около 100% и печатными элементами трех цветных красок с площадью порядка 50% по каждой. Результирующая оптическая плотность черного на данном участке будет такой же или даже несколько выше, чем при печати «по сухому» только тремя цветными сплошными красочными слоями (300%), т. е. в отсутствие указанных ограничений. В любом случае, даже простое добавление черной краски в самых темных участках изображения позволяет усилить его общий контраст, хотя это и чревато ухудшением передачи темно-коричневых оттенков. В указанной роли применение четвертой, черной краски отчасти решает важную проблему расширения цветового охвата многокрасочной печати по ахроматической составляющей.

Роль черной краски учитывалась выше как вспомогательная, обеспечивающая некоторый дополнительный зрительный, технологический или технико-экономический эффект. Однако вполне правомерен и несколько противоположный порядок рассмотрения, в котором эта краска является как бы основной, а цветные лишь в необходимой мере «раскрашивают» изображение. Их использование минимизировалось при этом не только на ахроматических участках, но также на контурах, мелких деталях, в тенях и т. д., другими словами, везде, где требование передачи ступеней яркости преобладает над точностью воспроизведения цветовых оттенков. Но тогда, в режиме воспроизведения «бинарный + черный», интервал оптических плотностей или контраст серой тоновой шкалы определяется свойствами лишь черной краски. Общий контраст шкалы и, соответственно, число ее различимых ступеней могут быть существенно выше, если в трех других краскопрогонах в соотношении, обеспечивающем баланс серого, добавить элементы трех цветных красок. Такой способ повышения общего контраста и числа воспроизводимых деталей яркости не затратен и для черно-белой репродукции, если она оказывается в издании на одном печатном листе с его многокрасочными иллюстрациями. В офсетной печати, например, добавление трех цветных красочных слоев к черному позволяет расширить интервал оптических плотностей приблизительно на 0,4 ед. Такой подход к увеличению интенсивности черного получил в зарубежной литературе название процедуры UCA - Under Color Addition (по аналогии с УЦК назовем ее добавлением цветных красок к черной - ДЦК).

Преобразование цветового содержания изобразительного оригинала в цветовое пространство печати может проводиться с использованием различных установок параметров (суммарное количество красок, максимальное количество и метод генерации черного). В качестве критериев выбора этих параметров, на основании всего вышеизложенного, могут быть предложены:

• обеспечение максимального интервала оптических плотностей и светлот (контраста изображения);

• обеспечение плавности тонопередачи и максимальной контурной емкости печати (максимального числа воспроизводимых равноконтрастных градаций тона).