1. Свет и цвет.
2. Цвет в полиграфии.
3. Денситометрия.
4. Колориметрия.

4. Колориметрия.

       Как указывалось в разделе, посвященном цветовым системам, для исчерпывающего описания цвета необходимы три параметра. Колориметрия позволяет нам определить эти параметры и установить существующую между ними зависимость - естественно, если эти цвета можно измерить. Таким образом, существует прямая связь между измерением цвета и колориметрией.

4.1 Измерение цветов.

       Трехкоординатные колориметры и спектрофотометры предназначены для измерения цветов. Они описываются в разделах 4.8 и 4.9.
       Все колориметры работают по принципу человеческого глаза, который видит и воспринимает цвет (см. рисунок).
       Цвет (образец) освещается источником света. Часть света поглощается образцом, в то время как остальная часть отражается. Именно отраженный свет видят наши глаза, поскольку он стимулирует колбочки сетчатки, чувствительные к красному, зеленому и синему цвету (цветовые рецепторы).
       Это стимулирование возбуждает электрические сигналы, которые передаются в мозг через зрительный нерв и идентифицируются в качестве цветов.
       Этот естественный процесс моделируется в колориметрах.
       Для выполнения измерений оттиск освещается. Отраженный свет проходит через одну или несколько линз и достигает датчика. Датчик измеряет свет для каждого цвета и направляет результаты на компьютер. Здесь данные анализируются с помощью алгоритмов, имитирующих действие трех типов колбочек человеческого глаза. Эти алгоритмы задаются CIE для стандартного наблюдателя. Они позволяют получить три стандартизированных цветовых параметра: X, Y и Z. Затем эти параметры преобразуются в координаты для диаграммы цветности CIE или иного цветового пространства (например, CIELAB или CIELUV).

Измерение цветов.
Измерение цветов.

4.2 Стандартные цветовые параметры/Опорный белый.

       Перед измерением цветов необходимо определить стандартные цветовые параметры на основе измеренной отражательной способности и излучения в стандартных условиях. Большинство производителей приборов делают это сами, чтобы не доставлять лишних проблем пользователям. Однако при измерении цветов, как правило, меняются три фактора, которые должен устанавливать пользователь: опорный белый, тип освещения (источник) и наблюдатель.
       Обычно колориметрические параметры основаны на “абсолютном белом”. Калибровка производится по стандартному белому измерительного прибора, который, в свою очередь, калибруется по (теоретическому) абсолютному белому. В отличие от денситометрии измерения относительно бумаги выполняются только в особых случаях.

4.3 Стандартные осветители.

       Без света нет цвета. Тип освещения - один из факторов, влияющих на наше восприятие цвета. Цвет света определяется его спектральным составом.
       Спектральный состав естественного солнечного света зависит от погодных условий, времени года и времени суток.
       Спектральный состав искусственного освещения также меняется. Некоторые лампы излучают красноватый цвет, другие - слегка зеленоватый или синеватый.
       Условия освещения влияют на спектральное отражение и, следовательно, на восприятие цвета. Таким образом, стандартные цветовые параметры должны быть основаны на стандартном источнике света, называемом осветителем.
       В целях стандартизации в диапазоне длин волн от 380 до 780 нанометров определялось спектральное распределение (интенсивность) разных осветителей. На верхнем рисунке показано спектральное распределение для стандартных осветителей А, С, Dso и D65.
       Стандартные осветители С, Dso и D65 напоминают усредненный дневной свет с максимальной интенсивностью излучения в синем диапазоне. На нижнем рисунке показан спектральный состав для D65. Максимальная интенсивность стандартного осветителя А наблюдается в красной области спектра, в связи с чем его излучение кажется красноватым (как вечерний свет и свет ламп накаливания).

Спектральное распределение (интенсивность) разных осветителей.
Спектральное распределение (интенсивность) разных осветителей.

Спектральный состав для D65.
Спектральный состав для D65.

4.4 Стандартные наблюдатели/ Функции спектральных параметров

       Для восприятия красного, зеленого и синего цветов мы пользуемся тремя функциями спектральных параметров. Для людей с нормальным цветовым зрением эти функции практически одинаковы. Поэтому люди по-разному воспринимают только переходные цвета. Например, цвет, который один человек воспринимает как синеватый, другому кажется зеленовато-синим.
       Для измерений цвета необходимо определить теоретически усредненного человека, то есть “стандартного наблюдателя”. В 1920-х годах была проведена серия экспериментов с участием людей с нормальным цветовым зрением. На основании полученных результатов были определены стандартные функции спектральных параметров Х, У и Z, внесенные CIE в 1931 году в ряд национальных и международных стандартов, включая DIN 5033 и ISO/CD 12647. Эксперименты проводились с использованием круглого разделенного экрана (2 градуса) (см. рисунок справа). Это соответствует экрану диаметром 3,5 сантиметра на расстоянии одного метра.
       В 1964 году эксперименты повторили с использованием экрана 10 градусов и результаты стандартизировали, что привело к появлению термина “стандартный наблюдатель при 10 градусах”.

“Стандартный наблюдатель при 10 градусах”.
“Стандартный наблюдатель при 10 градусах”.

Стандартные функции спектральных параметров Х, У и Z.
Стандартные функции спектральных параметров Х, У и Z.

 

4.5 Спектрографическая оценка

       Стандартные цветовые параметры рассчитываются на основе спектра осветителя S(Лям.), измеренной спектральной отражательной способности цвета b(Лям.) и стандартизированных функций спектральных параметров х(Лям.), у(Лям.) и z(Лям.) для стандартного наблюдателя.
       Лямбда в скобках (Лям.) показывает, что результат вычислений зависит от длины волны света X. Сначала функция излучения стандартного осветителя S(Лям.) для каждой длины волны (то есть для каждого присутствующего спектрального цвета) умножается на измеренную отражательную способность
β (Лям.) данного цвета. В результате получается новая кривая, представляющая собой кривую цветового стимула ф(Лям.)
       Далее значения кривой цветового стимула умножаются на соответствующие величины стандартных функций спектральных параметров х(Лям.), у(Лям.) и z(Лям.) В результате получаем три новые кривые.
       И наконец, выполняется интегрирование для определения площадей под кривыми, которые затем умножаются на коэффициент стандартизации для получения стандартных цветовых параметров X, Y и Z, точно описывающих измеренный цвет.

Осветитель

время

Отражательная
способность

время

Кривая светового
стимула

время

Стандартная функция спектральных параметров

и

Интегрирование и коэффициент стандартизации

получаем

Стандартные
цветовые
параметры

Спектрографическая оценка.

4.6 Цветовое различие (АЕ)

       Цветовое различие (АЕ) показывает, как далеко друг от друга находятся два цвета в рамках цветового пространства (например, между оригиналом и напечатанной репродукцией).
       О цветовом пространстве CIE мы рассказали в разделе 1.4, посвященном цветовым системам. Но у этого цветового пространства есть один серьезный недостаток: одинаковые расстояния на диаграмме цветности не соответствуют одинаково воспринимаемым визуальным различиям между разными цветовыми тонами.
       Американец Д.Л.МакАдам изучал этот вопрос в ходе многочисленных экспериментов и создал то, что в настоящее время называется “эллипсами МакАдама”, которые ограничивают на диаграмме цветности участки цвета, неразличимые для наблюдателя. На рисунке они показаны с десятикратным увеличением. Поскольку диаграмма CIE в действительности является трехмерной, на практике эти фигуры представляют собой эллипсоиды. Оказалось, что эти участки значительно различаются по размеру в зависимости от цвета.
       Таким образом, цветовое пространство CIE непригодно для оценки цветовых различий. При его использовании для каждого цветового тона следует задать различные допуски. Для надежного и полезного расчета цветовых различий необходимо цветовое пространство, в котором различие между двумя цветами соответствует воспринимаемой разнице между ними. Две такие системы - CIELAB и CIELUV, которые математическим путем получают из диаграммы цветности CIE.
       В результате преобразования эллипсоиды МакАдама превращаются в сферы практически идентичного размера. Таким образом, числовые различия между цветами соответствуют воспринимаемому различию между ними.
       В 1976 году цветовые пространства CIELAB и CIELUV, которые в настоящее время наиболее широко используются в полиграфии, были приняты в качестве международных стандартов.

Цветовое пространство CIELUB.
Цветовое пространство CIELUB.

Цветовое пространство CIELAB.
Цветовое пространство CIELAB.

       В США используются и другие цветовые пространства, такие как система CMC и цветовое пространство Манзеля.

4.6.1 CIELAB.

       Цветовое пространство CIELAB наиболее часто используется для измерения непрозрачных цветов (например, для разработки формул цветовых смесей и измерения цветов на оттисках). Цвет и насыщенность соответствуют осям а* и b*. Ось а* лежит между -а* (зеленый) и +а* (пурпурный), а ось b* лежит между -b* (синий) и +b* (желтый). Ось светлоты L* лежит между 0 (черный, ниже) и 100 (белый, выше).
       На рисунке ниже показано цветовое пространство CIELAB для непрозрачных цветов. Поскольку оно было получено путем математического преобразования, его конфигурация отличается от диаграммы цветности CIE. Конфигурация индивидуальных уровней светлоты также меняется с L*.

Цветовое пространство CIELAB для непрозрачных цветов.
Цветовое пространство CIELAB для непрозрачных цветов.

       На рисунке ниже показано поперечное сечение цветового пространства CIELAB для непрозрачных цветов при светлоте L*, равной 50. Уменьшенный зеленый и увеличенный синий интервалы четко видны.

Поперечное сечение цветового пространства CIELAB для непрозрачных цветов.
Поперечное сечение цветового пространства CIELAB для непрозрачных цветов.

       L* = 75,3 означает, что это светлый цвет, который расположен между желтым и красным с а* = 51,2 и Ь* = 48,4. В этом примере мы имеем дело со светлым желтовато-красным или оранжевым.
       Вывод: Реальный измеренный цвет не совпадает с заданным эталонным цветом.
       Цветовые различия рассчитываются по следующим формулам:
       ∆L *= L*actual — L*target

∆a* = a*actual — a*target

∆b* = b*actual — b*target

∆E*ab = - ∆L*2 + ∆a*2 + ∆b*2

Весьма целесообразно использовать для этого следующий схематический рисунок.

Пример:   Указанный
заданный цвет
Реальный
Измеренный цвет
L*   70,0 75,3
a*   55,0 51,2
b*   54,0 48,4

 

Цветовые различия.
Цветовые различия.

 

Исходя из различимости, цветовые отклонения классифицируются следующим образом:
Исходя из различимости, цветовые отклонения классифицируются следующим образом:

∆E от 0 до 1 В обычных условиях отклонение неразличимо
∆E от 1 до 2 Очень небольшое отклонение, видимое только натренированным глазом
∆E от 2 до 3,51 Среднее отклонение, различимо также не натренированным глазом
∆E от 3,5 до 5 Очевидное отклонение
∆E свыше 5 Значительное отклонение

Расчеты дают следующие значения:
       ∆L* = 75.3 – 70.0 = 5.3
       ∆a* = 51.2 – 55,0 = – 3.8
       ∆b* = 48.4 – 54,0 = – 5.6
      

       Поскольку выполненное преобразование носит нелинейный характер, диаграмма цветности CIE и цветовое пространство CIELAB не являются взаимозаменяемыми. Однако тот факт, что последнее широко применяется во всем мире, свидетельствует в его пользу.

4.6.2 CIELUV.

       Цветовое пространство CIELUV стало еще одной попыткой линеаризации восприятия цветовых различий. Его также получают из стандартной диаграммы цветности CIE, но с использованием других формул. Три координаты этого пространства обозначаются L*, и* и v*.
       Поскольку цветовые пространства CIELUV и CIELAB получают с помощью разных преобразований, их конфигурация различна. Оба пространства используются для непрозрачных цветов.
       На рисунке показано поперечное сечение цветового пространства CIELUV для непрозрачных цветов с величиной освещенности L*, равной 50. Зеленые цвета расположены более глубоко во внутренней части пространства по сравнению с пространством CIELAB, а синяя область имеет относительно большие размеры (см. раздел 4.6.1).

Поперечное сечение цветового пространства CIELUV для непрозрачных цветов с величиной освещенности L*, равной 50.
Поперечное сечение цветового пространства CIELUV для непрозрачных цветов с величиной освещенности L*, равной 50.

Цветовое пространство CIELUV часто применяется для оценки светлых цветов на телевизионных экранах и мониторах компьютеров. Преимущество состоит в том, что его получают в результате линейного преобразования, поэтому связь между цветами в данном случае такая же, как и в основном пространстве CIE (в отличие от CIELAB).

Цветовое пространство CIELUV.
Цветовое пространство CIELUV.

 

4.6.3 CIELCH

CIELCH не является полноправным цветовым пространством. Его особенность — использование цилиндрических координат С (насыщенность как расстояние от центра) и h (цвет в качестве угла) вместо декартовых координат, используемых в цветовых пространствах CIELAB и CIELUV.
       В данном случае расчеты соответствуют расчетам в CIELUV.
       Ниже представлен схематический рисунок с той же измеренной цветовой областью, что и в разделе 4.6.1:

Схематический рисунок с измеренной цветовой областью.
Схематический рисунок с измеренной цветовой областью.

Измеренный цвет:
       L* = 75.3
       С* = 70.5
       h* = 43.4°

Светлота L* не меняется.
      
      

4.6.4 CMC

       CMC — система на основе цветового пространства CIELAB для оценки цветовых различий. Система была создана в Великобритании в 1988 году Комитетом по колориметрическим измерениям общества красильщиков и колористов (CMC). В отличие от CIELAB и CIELUV, система показывает, насколько благоприятно наблюдатель воспринимает цветовые различия, а не как он их различает.
       В основе системы лежит тот факт, что, вообще говоря, цветовые флуктуации рядом с осью светлоты воспринимаются в качестве больших раздражителей, чем отклонения более насыщенных цветов. Верно также, что флуктуации насыщенности воспринимаются с большей терпимостью, чем флуктуации угла цвета.
       На рисунке справа показано, как применяется принцип CMC для оценки цветовых различий в цветовом пространстве CIELAB. Каждый эллипс показывает цвета с приемлемыми отклонениями относительно области, заданной на основе формулы CMC.
       Отчетливо видно, что эллипсы (представляющие допуски в цветовом пространстве CMC) рядом с центральной осью светлоты меньше, чем в областях с высокой насыщенностью. Их форма отражает тот факт, что допустимые отклонения угла цвета меньше, чем допустимые отклонения насыщенности. Они позволяют выполнять гибкую регулировку для оценки отклонений светлоты и цветового тона; эта регулировка осуществляется с помощью двух весовых коэффициентов 1 и с (где 1 — весовой коэффициент светлоты, а с - весовой коэффициент цветового тона, как правило равной 1). В текстильной промышленности часто используются весовые коэффициенты с соотношением 1: с = 2 : 1, что означает, что отклонения светлоты воспринимаются в два раза легче, чем отклонения цветового тона.

Эллипсы, представляющие допуски в цветовом пространстве CMC. Рис. 1.
Эллипсы, представляющие допуски в цветовом пространстве CMC. Рис. 1.

Эллипсы, представляющие допуски в цветовом пространстве CMC. Рис. 2.
Эллипсы, представляющие допуски в цветовом пространстве CMC. Рис. 2.

       Эта зависимость регулируется для каждой области применения. Это означает, что цветовые различия носят только информативный характер и могут сравниваться только с помощью одних и тех же весовых коэффициентов.

4.7 Цветовая сфера Манзеля.

       В 1905 году Альфред Манзель создал систему для количественного и объективного представления цветовых различий в том виде, как они воспринимаются. Он использовал термины цвет, насыщенность и параметр (светлота) для описания свойств цвета. Система включает в себя пять основных цветов: красный, желтый, зеленый, синий и фиолетовый. Это исследование впервые было опубликовано в 1915 году под названием “Каталог цветов Манзеля” для 40 цветовых тонов, получающихся при использовании осветителя С, включая как глянцевые, так и матовые образцы.
       Каждый из пяти основных цветов делится на 100 четно пронумерованных цветовых тонов, каждый из которых, в свою очередь, включает в себя 16 уровней насыщенности и 10 уровней светлоты. На рисунке показано поперечное сечение цветовой сферы Манзеля с 40 цветовыми тонами. Поскольку не все ячейки в каждой сетке заполнены, в результате получается иррегулярное цветовое пространство.
       Координаты Манзеля не могут быть математически преобразованы в координаты CIE.
       Среди других цветовых систем - Атлас цветов DIN (согласно DIN 6164), Natural Colour System (NCS), Система OSA (Американское оптическое общество) и система RAL(RAL-DS).

Цветовая сфера Манзеля.
Цветовая сфера Манзеля.

Поперечное сечение цветовой сферы Манзеля с 40 цветовыми тонами.
Поперечное сечение цветовой сферы Манзеля с 40 цветовыми тонами.

4.8 Трехкоординатная фотометрия.

       Трехкоординатные фотометры похожи на денситометры. Однако вместо трех цветных фильтров для красного, зеленого и синего цветов и “видимого” фильтра в них применяются комбинации фильтров, которые воспроизводят три стандартные функции спектральных параметров х, у и z.
       Абсолютная точность измерений с помощью трехкоординатного фотометра уступает соответствующему показателю для спектрофотометра. Это происходит, главным образом, потому, что прибор не в состоянии точно смоделировать стандартные функции спектральных параметров, а требуемый стандартный источник света не выпускается. Однако эти приборы полезны для определения цветовых различий, то есть для области применения, где абсолютная точность не играет критически важной роли.
       Кроме того, трехкоординатные приборы значительно дешевле спектрофотометров.
       С помощью лампы, излучающей свет, спектральный состав которого близок к спектральному составу света стандартного осветителя, освещается контрольное поле. На примере, показанном на странице 47, измеряется голубой.
       Спектральная отражательная способность измеряется с использованием трех разных фильтров для х, у и z. За фильтром х (красный) измеряется стандартный цветовой параметр X, за фильтром у (зеленый) - стандартный цветовой параметр Y, а за фильтром z (синий) - стандартный цветовой параметр Z. Затем эти стандартные цветовые параметры переводятся в систему, которая линеаризирует воспринимаемые цветовые различия (CIELAB или CIELUV).

4.9 Спектрофотометрия.

       Спектрофотометрия позволяет измерять видимый спектр, например, от 380 до 730 нанометров. Свет, отраженный краской на оттиске, делится на спектральные составляющие, например, с помощью дифракционной решетки, которые улавливаются многочисленными датчиками. Измеренные значения отражательной способности используются для расчета стандартных цветовых параметров X, Y и Z. Это осуществляется на компьютере с помощью стандартных функций спектральных параметров. Поскольку в моделировании этих функций с помощью фильтров нет необходимости, абсолютная точность спектрофотометров очень высока.

Принцип действия трехкоординатного фотометра.
Принцип действия трехкоординатного фотометра.

       Большим преимуществом спектрофотометрии — помимо высокой абсолютной точности измерений - является тот факт, что спектрофотометры позволяют получать стандартные цветовые параметры для всех стандартных осветителей и наблюдателей при условии сохранения соответствующих параметров. Они также дают возможность рассчитывать оптическую плотность для любых требуемых стандартных фильтров.
       Производители красок должны изготавливать свою продукцию в точном соответствии со спецификациями. Это очень важно для получения стандартных цветов (согласно DIN ISO 2846-1), а также для всех цветов HKS и специальных цветов. Это достигается путем измерения образца с помощью спектрофотометра и последующего применения соответствующей программы составления рецептур для расчета соотношений компонентов краски.
       Раньше оптимально использовать спектрофотометры в типографиях было невозможно. Они дорого стоили и были неудобными в применении. Кроме того, результаты проводившихся измерений невозможно было непосредственно применить для триадных цветов. Поэтому они, как правило, использовались для разовых процедур измерения специальных цветов и для проверки материалов (например, подложек и красок). В процессе контроля качества они не играли никакой роли.

4.10 Спектральный контроль качества с помощью Heidelberg.

       На выставке drupa в 1990 году компания Heidelberg стала первым производителем, продемонстрировавшим систему спектральных измерений для офсетной печати СРС 21, которая могла непосредственно взаимодействовать с печатной машиной через автоматическую дистанционную систему управления накатом краски СРС™ 1. На выставке IPEX 98 к ней добавилась система спектрального измерения изображений Prinect img/Image Control. На выставке IPEX 2002 СРС 21 была заменена Prinect Axis Control.
       На выставке IPEX 2006 компания Heidelberg представила первую в мире систему, выполняющую измерения “в линию” на печатной машине - Prinect® Inpress Control.
       Измерительная головка перемещается по цветовой контрольной шкале и/или напечатанному изображению и осуществляет спектральные измерения всех контрольных элементов или элементов изображения. Это выполняется по желанию с помощью стандартных осветителей А, С, D50 или D65 для стандартного наблюдателя 2° или 10°. Принцип действия спектрофотометра показан на рисунке внизу. Вначале источник света направляется на печатный образец через кольцевой отражатель с углом 45°. Свет, отраженный под углом 0°, передается от измерительной головки на спектрофотометр через отклоняющее зеркало и оптоволоконный кабель. Там он расщепляется на спектральные цвета дифракционной решеткой (действующей подобно призме).
       После этого фотодиоды измеряют распределение излучения по всему видимому спектру (от 380 до 730 нанометров) и передают результаты на компьютер. Там измеренные значения оцениваются с точки зрения колориметрии и выводятся в качестве стандартных цветовых параметров X, А и Z, а также в качестве компонентов стандартных цветовых параметров х, у и Y.
       После сравнения результатов измерений с ранее введенными заданными параметрами система дает рекомендации по регулировке для различных цветов и передает их на пульт управления Prinect® CP2000 Center®. Здесь данные преобразуются в точные значения для управления сервоприводами красочных зон и передаются на приводы.

Спектральный контроль качества с помощью Heidelberg.
Спектральный контроль качества с помощью Heidelberg.

4.11 Цветовые контрольные шкалы.

       Компания Heidelberg предлагает библиотеку цифровых контрольных элементов (DIPCO) для всех продуктов Prinect, используемых для контроля наката краски и цвета и управления ими. Этот объемный пакет включает в себя все цифровые элементы, необходимые для проверки и контроля результатов, получаемых на каждой стадии процесса, от допечатной подготовки до печати. Колориметрические системы Prinect Axis Control и Prinect img/Image Control от Heidelberg измеряют и оценивают все цветовые контрольные шкалы из пакета DIPCO при условии их соответствия красочным зонам печатных машин Heidelberg. Результаты измерений каждого элемента цветовой контрольной шкалы сравниваются с сохраненными контрольными значениями. На основе сравнения колориметрические системы Heidelberg определяют рекомендации по регулировке для индивидуальных красочных зон в каждой печатной секции.
       Как располагать цветовые контрольные шкалы.
       — Не размещайте их диагонально на листе. Они должны располагаться параллельно краю листа.
       — Размещайте шкалу таким образом, чтобы она была центрирована по листу.
       — Размещайте все части шкалы в один ряд без пробелов.
       — Выбирайте правильную шкалу для задания (только триадные цвета, триадные и специальные цвета, только специальные цвета).
       — Выбирайте правильную шкалу для последующих измерений и контроля с помощью колориметрических систем.
       - Контроль плашек/серых полей: используйте 4GS, 6GS, 6GS99 или 8 GS
       - Контроль плашек: используйте 6S или 6S+
       — Выбирайте правильную шкалу для оценки растровых полей:
       70%: шкалы Prinect
       40% и 80%: шкалы Prinect/FOGRA
       — Не нарезайте шкалы таким образом, чтобы размер полей был меньше 6 мм. в длину и 5 мм. в ширину.
       — Располагайте шкалы так, чтобы они отсутствовали в тех местах, где лист удерживается захватами.
       — Шкалы могут располагаться у переднего или заднего края или посередине листа.
       — При работе с системой Prinect img/Image Control не располагайте шкалы вплотную к печатному изображению (расстояние должно составлять около 1 мм).
       Размер индивидуальных полей на шкалах составляет 6 мм в длину и 5 мм в ширину. Ширина красочных зон на всех печатных машинах Speedmaster® равна 32,5 мм, поэтому этого расстояния достаточно для размещения 13 полей в двух красочных зонах.
      

Цветовая контрольная шкала.

4.12 Контроль цвета от Heidelberg.

4.12.1 Системы измерения и контроля цвета от Heidelberg.

       Prinect Axis Control измеряет цветовые контрольные шкалы по одной оси, что объясняет название системы. Измерения выполняются на пульте управления печатной машины.
       Prinect img/Image Control измеряет все изображение, после чего управляет накатом краски, что также объясняет ее название. Измерения выполняются на отдельном пульте.
       Prinect Inpress Control измеряет цветовые контрольные шкалы в печатной машине и контролирует накат краски “в линию”.

Prinect Axis Control.
Prinect Axis Control.

4.12.2 Методы колориметрического контроля

Системы измерения и контроля цвета от Heidelberg позволяют вам выбрать один из трех режимов контроля:
       — колориметрический на основе плашечных полей,
       — колориметрический на основе серых полей*,
       — колориметрический на основе измерений по всему изображению* *.
       Вначале были доступны лишь два режима колориметрического контроля: контроль плашек с помощью цветовой контрольной шкалы (для триадных и специальных цветов) и контроль серых полей с помощью автотипичного серого поля (CMY) и дополнительных сплошных и растровых полей для хроматических цветов CMY. Компания Heidelberg разработала еще один режим, основанный на измерении самого печатного изображения. Система Prinect img/Image Control от Heidelberg является первой в мире системой, выполняющей измерения по всему печатному изображению и контролирующей красочной зоны на основании полученных данных. Это идеальный способ убедиться в высоком качестве получаемого продукта.

Prinect img/Image Control.
Prinect img/Image Control.

       Все три режима контроля предусматривают использование контрольных колориметрических параметров. Красочные зоны регулируются для приведения результатов печати в оптимальное соответствие с контрольными параметрами. Другими словами, главная цель - добиться идеального цветового соответствия между оттисками, полученными на печатной машине, и контрольными оттисками. Колориметрический подход с использованием колориметрических систем от Heidelberg означает применение технологии, моделирующей восприятие цвета человеческим глазом. Это позволяет свести к минимуму обнаруживаемые цветовые расхождения между подписанным к печати оттиском и оттисками, полученными на печатной машине.

Prinect Inpress Control.
Prinect Inpress Control.

4.12.3 Предварительные условия для измерения и контроля на печатных машинах.

       Перед тем как ознакомиться с работой различных колориметрических систем, важно описать наиболее значимые предварительные условия, которые необходимо выполнять для обеспечения надежности измерений и контроля. Основное внимание уделяется предварительной настройке регулировочных винтов красочного ящика и заправке красочного аппарата. Способ предварительной настройки зависит в основном от площади запечатки и параметров материала(характеристические кривые, сохраняемые в системе управления печатной машины). В идеале параметры площади запечатки устанавливаются на основе данных CIP4 PPF, поступающих из отделения допечатной подготовки и передаваемых на печатную машину или в онлайновом режиме, или с помощью карты памяти. Цель предварительной настройки красочных зон - получение цветов, максимально соответствующих заданным параметрам, с самого начала. В каждой зоне каждого красочного аппарата производится установка винтов красочного ящика и ширины красочной полосы. Для этого параметры площади запечатки с помощью характеристических кривых преобразуются в параметры предварительной настройки. Таким образом, дукторные валики подают в точности столько краски, сколько может захватить материал. Часто недооцениваемым фактором является заправка красочного аппарата. Перед печатью первого оттиска в красочный аппарат поступает краска, которая в дальнейшем окажется на оттисках во время производственной эксплуатации при стабильных условиях. Лучше всего, если цвета уже на первом оттиске будут очень близки к заданным. Как показывает опыт, чем больше отклонения от контрольных параметров, тем больше регулировок приходится выполнять. Но при изначальной хорошей настройке наката краски нет необходимости в его регулировке. В начале печати описанные здесь шаги определяют точку, в которой вы можете приступить к контролю и измерению цвета.
       *Не с помощью Prinect Inpress Control
       **Только с помощью Prinect img/Image Control

Процесс колориметрического контроля. Как релевантные параметры, так и рекомендации по регулировке получаются непосредственно на основе спектра измеренного цвета.
Процесс колориметрического контроля. Как релевантные параметры, так и рекомендации по регулировке получаются непосредственно на основе спектра измеренного цвета.

4.12.4 Как функционируют системы контроля и измерения цвета от Heidelberg.

       Компания Heidelberg использует спектрофотометры во всех современных системах измерения цвета, вне зависимости от того, определяют ли они оптическую плотность краски или параметры L*a*b*. Во время измерений генерируемые спектры передаются на встроенный компьютер, где на их основе специальное программное обеспечение рассчитывает требуемые параметры. Спектральные цветовые параметры являются основой колориметрического контроля, другими словами, рекомендации по регулировке красочных зон определяются непосредственно, а не через оптическую плотность. В целях контроля чрезвычайно важно сохранять спектральные параметры в измерительном приборе в качестве контрольных или заданных значений. В случае цветов Pantone и HKS этому требованию удовлетворяет все оборудование Heidelberg. Спектральные параметры не сохраняются для триадных красок (4С), высоко пигментированных и прочих красок. Это объясняется двумя причинами: большим количеством марок и типов краски, используемых на практике, а также тем фактом, что цвета триадных красок зачастую значительно различаются. Это заставляет оператора печатной машины определять спектральные параметры таких красок путем измерения (плашечного) печатного образца для установления новой заданной цветовой области. Процедура занимает лишь несколько минут, а ее преимущество заключается в генерировании заданных параметров, которые вполне реально достигнуть с помощью краски, применяемой в типографии. Контроль качества путем контроля отклонений цвета также осуществим на практике, например для различных партий краски.

4.12.5 Определение заданных параметров: практический пример.

       Допустим, вы хотите печатать в соответствии со стандартом Media Standard Print 2004 (MedienStandard Druck 2004). Этот стандарт задает растискивание, а также колориметрические контрольные параметры, выраженные в виде координат CIE-L*a*b*. Из-за влияния различных факторов CIE-L*a*b* невозможно подобрать абсолютно точно, поэтому задаются также допуски для индивидуальных триадных цветов в производственных условиях. Оператору печатной машины важно знать, насколько точно он может обеспечить соответствие контрольных значений краскам, которые он использует на практике.
       Существуют два практических подхода для определения достижимого заданного параметра (= стандарт тиража).
       Сделайте серию оттисков от легкого наката до сверх насыщенного цвета. Оттиск, на котором цвет максимально соответствует заданному параметру в пределах допустимых допусков, пригоден для использования в качестве стандарта для системы измерения.
       Обратитесь к производителю краски с просьбой подготовить лабораторный пробный оттиск на бумаге, которая будет использоваться для задания. Просканируйте его и используйте как стандарт для системы измерения.

Схема преобразования спектральных параметров в управляющие сигналы.
Схема преобразования спектральных параметров в управляющие сигналы.

4.12.6 Контроль и измерения “в линию”.

       После определения заданных параметров можно начинать измерения по тиражу. Первый оттиск дает первые реально измеренные параметры, которые — как уже говорилось выше - не должны слишком сильно отличаться от заданных параметров. Основная цель сейчас - регулировка красочных зон, а следовательно, толщины красочного слоя для достижения заданных параметров за минимальное число шагов.
       На первый взгляд такой подход может показаться простым, однако он основан на сложной цветовой модели, которая описывает, как изменение толщины красочного слоя влияет на цвет применяемой краски. Сама по себе колориметрия может лишь показать местоположение достигнутого на данный момент цвета в цветовом пространстве (реальный измеренный параметр), а также куда нам необходимо его нанести (заданный или контрольный параметр). Однако колориметрия не говорит нам, как этого добиться. Но это и не является ее задачей. Итак, для чего нужна цветовая модель? Ее можно использовать для того, чтобы выяснить, как изменится цвет, если, например, толщина красочного слоя увеличится на 5%. Мы знаем, что если толщина слоя на бумаге меняется из-за нанесения большего или меньшего количества краски, внешний вид оттиска также меняется в определенной степени. Представим себе серию оттисков от очень легкого наката до полностью насыщенного цвета в цветовом пространстве CIE-L*a*b*. Они расположены вдоль линии, которая меняется не только по светлоте, но и по положению относительно осей а и Ь. Эта линия называется “линией цвета”. При использовании плашек для контроля наката краски достигаемые цветовые тоны определяются содержанием пигментов краски, интенсивностью цвета и меняющейся толщиной красочного слоя. Эту цветовую модель можно применять в нашем примере для расчета толщины слоя, обеспечивающего максимальное соответствие заданному параметру, а также для определения местоположения заданного параметра в цветовом пространстве.

Оператор сразу видит, где необходима коррекция наката краски - черная линия показывает контрольные цвета. Полосы показывают рекомендуемые регулировки для каждой красочной зоны, выраженные в процентах.
Оператор сразу видит, где необходима коррекция наката краски - черная линия показывает контрольные цвета. Полосы показывают рекомендуемые регулировки для каждой красочной зоны, выраженные в процентах.

4.12.7 Как нам помогает колориметрия.

       На практике это означает, что оператор сразу видит, может ли он добиться требуемых цветовых результатов. При оптимальной настройке всех параметров печатного процесса он может этого достигнуть. Если условия печати меняются, например приводя к потемнению хроматических цветов по тиражу, цвета могут значительно отклоняться от заданных. В этом случае колориметрия может оказать большую помощь, показывая, возможно ли и дальше достигать требуемых цветовых результатов с учетом указанных допусков в данных условиях или вам необходимо предпринять такие шаги, как, например, смывка красочных валиков. При использовании краски, для которой не сохранен заданный параметр, колориметрическая система показывает также, начиная с самого первого оттиска, возможно ли устойчивое воспроизведение цветов в рамках данных допусков. Например, так бывает при работе с новой маркой или типом краски и с ранее сохраненным контрольным параметром. В этой ситуации проявляется одна из самых важных функций колориметрической системы: способность определять и отображать минимальные цветовые отклонения (АЕ0). Возможно также, что разные партии одного и того же типа краски позволяют вам добиться того же CIE-L*a*b*, но с разной оптической плотностью. Если вы печатаете только на основе контрольных значений плотности, внешний вид оттисков может меняться. Именно поэтому в стандарте ISO не указаны контрольные значения оптической плотности.

Колориметрический контроль всегда позволяет получить два параметра: различие (∆Е) по отношению к заданному цвету, которое следует устранить, чтобы добиться максимально возможного соответствия контрольному параметру, и остаточное отклонение (∆Е0) между реальным и контрольным параметрами, которое невозможно устранить. Линия цвета показана красным цветом.
Колориметрический контроль всегда позволяет получить два параметра: различие (∆Е) по отношению к заданному цвету, которое следует устранить, чтобы добиться максимально возможного соответствия контрольному параметру, и остаточное отклонение (∆Е0) между реальным и контрольным параметрами, которое невозможно устранить. Линия цвета показана красным цветом.

ProzessStandard Offsetdruck (Немецкий стандарт для офсетной печати)
Немецкой федерации полиграфической промышленности (bvdm)
Линиатура 60 линий/см.
Растровый угол Номинальная разность углов между C, M, K = 60°
(цепеобразующие точки растра), = 30° (круглые или
Квадратные точки) Y = 15° или 135°
Форма растровых точек Цветовая контрольная шкала: круглые точки,
Изображение; цепеобразующие точки растра,
1-е нанесение точки ≥40%, 2-е нанесение точки ≤ 60%
Общая площадь
запечатки
≤ 340%  
Баланс по серому Голубой Пурпурный Желтый
Четвертные тоны 25 % 18 % 18 %
Средние тоны 50 % 40 % 40 %
Трехчетвертные тоны 75 % 64 % 64 %

4.12.8 Резюме.

       Основное достоинство колориметрического контроля заключается в том, что он позволяет вам стабильно и с максимальным соответствием воспроизводить в ходе печати визуальные характеристики оригинала, своевременно оповещая вас о слишком больших отклонениях. Колориметрическая оценка осуществляется по принципу восприятия цвета человеческим глазом, однако ее преимущество состоит в том, что она свободна от субъективных впечатлений, не подвержена влиянию меняющихся окружающих условий, а следовательно, предоставляет в ваше распоряжение объективную информацию. Данные измерений сохраняются, документируются и используются для контроля качества. Кроме того, возможна автоматическая оценка результатов измерений с помощью программы Quality Monitor от Heidelberg, которая является составной частью двух продуктов Prinect: Prinect® Profile Toolbox и Prinect® Calibration Toolbox.

4.13 Стандартизация печати.

       Представленные ниже стандарты полиграфии играют ключевую роль в процессе печати.

Краски, соответствующие ISO.
       Еврошкала, изначально заданная DIN 16539 в 1975 году, с тех пор была усовершенствована. В 1996 году с помощью ISO 2846 был внедрен общий технологический стандарт, который включал в себя концепции стандартов США SWOP и Японии TOYO. Часть 1 этого стандарта устанавливает допуски колориметрических характеристик и значения прозрачности триадных красок для четырехкрасочной и рулонной офсетной печати, которые не могут быть превышены при изготовлении пробных оттисков на бумаге АРСО при заданной контрольной толщине красочного слоя. Однако цветовые параметры, заданные в этом стандарте, являются обязательными только для производителей красок, но не для печатников.

ISO 12647-2 и ProzessStandard Offsetdruck (Немецкий стандарт для офсетной печати).
       В 1981 году Немецкая федерация полиграфической промышленности (bvdm) выпустила свою первую публикацию о стандартизации листовой офсетной печати. Накопленный практический опыт и результаты научных исследований нашли отражение в международном стандарте ISO 12647-2 “Технологический контроль производства растровых цветоделенных изображений, пробных изображений и тиражных оттисков”. В ноябре 2004 года вышла новая редакция ISO 12647. ISO 12647-2 предоставил основу для создания ProzessStandard Offsetdruck (Немецкий стандарт для офсетной печати), который bvdm издала в 2003 году. Этот стандарт можно заказать в bvdm (193 страницы А4 с приложениями). Поскольку сфера действия этого стандарта значительно шире сферы действия ISO 12647-2, многие полиграфические компании в Германии и других странах используют его в качестве основы для достижения точного воспроизведения цвета.

Тип бумаги 1
L*/a*/b*
2
L*/a*/b*
3
L*/a*/b*
4
L*/a*/b*
5
L*/a*/b*
  На черном
Черный 16/0/0 16/0/0 20/0/0 31/1/1 31/1/2
Голубой 54/-36/-49 54/-36/-49 55/-36/-44 58/-25/-43 59/-27/-36
Пурпурный 46/72/-5 46/72/-5 46/70/-3 54/58/-2 52/57/2
Желтый 88/-6/90 88/-6/90 84/-5/88 86/-4/7Б 86/-3/77
Красный 47/66/50 47/66/50 45/65/46 52/55/30 51/55/34
Зеленый 49/-66/33 49/-66/33 48/-64/31 52/-46/16 49/-44/16
Синий 20/25/-48 20/25/-48 21/22/-46 36/12/-32 33/12/-29
  На материале
Черный 16/0/0 16/0/0 20/0/0 31/1/1 31/1/3
Голубой 55/-37/-50 55/-37/-50 58/-38/-44 60/-26/-44 60/-28/-36
Пурпурный 48/74/-3 48/74/-3 49/75/0 56/61/-1 54/60/4
Желтый 91/-5/93 91/-5/93 8Э/-4/94 8Э/-4/78 89/-3/81
Красный 49/69/52 49/69/52 49/70/51 54/58/32 53/58/37
Зеленый 5O/-68/33 50/-68/33 51/-67/33 53/-47/17 50/-46/17
Синий 20/25/-49 20/25/-49 22/23/-47 37/13/-33 34/12/-29
Типы бумаги 1 2 3 4 5
  115г/м2 115 г/м2 65 г/м2 115 г/м2 115г/м2
  Глянцевая Матовая Легкомелованная Немелованная Немелованная
  Мелованная Для художественных
репродукций
Рулонный офсет Белая офсет Желтая офсет
  Для художественных
репродукций
       
L* a* b* контрольные параметры для пяти типов бумаги.

 

 

AF (%) Растискивание ∆А (%) для типа бумаги
  1 + 2 3 4 + 5
40 09 – 13 – 17 12 – 16 – 20 15 – 19 – 23
50 10 – 14 – 18 13 – 17 – 21 16 – 20 – 24
70 10 – 13 – 16 12 – 15 – 18 13 – 16 – 19
75 09 – 12 – 15 10 – 13 – 16 11 – 14 – 17
80 08 – 11 – 14 08 – 11 – 14 09 – 12 – 15
Контрольные значения растискивания для пяти типов бумаги.

 

 

Media Standard Print
Спецификации и допуски для цифрового получения цветопроб
∆E
Среднее значение ∆Е для всех цветовых различий L* a* b*
Цветовых полей
4
Максимальное значение ∆Е для всех цветовых различий L* a* b*
Цветовых полей
10
Допуск для основных цветов 5
Максимальное отклонение для материала 3
Спецификации и допуски для цифрового получения цветопроб.

 

 

       Стандарт Media Standard Print (MedienStandard Druck) впервые увидел свет в 2004 году по инициативе Немецкой федерации полиграфической промышленности (bvdm). Наряду с техническими указаниями по цифровым данным для печати, основанными на ISO 12647, он установил спецификации и допуски для цифрового получения цветопроб. В стандарте заданы правила для агентств, предприятий допечатной подготовки и полиграфических компаний, составляющие основу для усовершенствования коммуникаций и оптимизации рабочих потоков. В 2004 году появилось переработанное издание стандарта Media Standard Print. В нем впервые устанавливались следующие правила:
       — Цветопроба должна имитировать одно из пяти контрольных условий печати, заданных в стандарте Prozess-Standard Offsetdruck (Немецкийстандарт для офсетной печати).
       — Цветопроба должна включать в себя текстовую строку с именем файла, датой выпуска и использовавшимися настройками управления цветом.
       — Необходимо прилагать клинUGRA/FOGRA.
       — Необходимо задавать условия для измерений и оценки.

4.14 Преимущества использования колориметрии в офсетной печати.

       В заключение приводим обзор основных преимуществ использования колориметрии в офсетной печати.
       — Результаты измерения очень близкик параметрам визуального восприятия цветов.
       — Колориметрия представляет собойне зависящий от процесса методоценки цвета, который можно использовать для всего печатного процесса от допечатной подготовки ивсех способов изготовления цвето-проб до заключительного контролякачества конечного продукта.
       — Контрольные колориметрические параметры могут быть выражены в цифрах. Возможна связь с отделением допечатной подготовки.
       — Контрольные колориметрические параметры могут быть получены на основе образцов.
       — Колориметрия - единственный способ объективной оценки.
       — Колориметрия обеспечивает возможность контроля цвета изображения (например, с помощью серых полей)без калибровки индивидуальных цветов и сохранения таблиц пересчета.
       — Все цвета, включая очень светлые специальные цвета, могут правильно
       и надежно контролироваться с помощью колориметрии.
       — С помощью спектральных измерений точно определяется растаскивание, в том числе и для специальныхцветов.
       — Контроль производственного процесса более надежен, поскольку возможно количественное определениеи учет изменения материала, отмарывания и метамерии.
       — Возможен правильный контроль печати полутоновых оттисков в болеечем четыре краски.
       — Более эффективное описание и документирование качества печати.
       — Измерение отклонения цвета вне зависимости от цветового тона: АЕ.
       — Спектральные измерения позволяют создавать более качественные цветовые модели.
       — Колориметрия позволяет полиграфии идти в ногу с другими отраслями промышленности, в которых вопросы, связанные с цветом, также играют важную роль.
       — Денситометрия - составная часть спектральной колориметрии.
       — Возможно также сравнение фрагментов печатного изображения с оригиналами.
      

1. Свет и цвет.
2. Цвет в полиграфии.
3. Денситометрия.
4. Колориметрия.




Дата последнего изменения:
Tuesday, 01-Nov-2016 21:07:22 MSK