Оценка возможностей расширения цветового охвата печати с использованием черной краски

Министерство образования Российской Федерации Санкт-Петербургский институт Московского государственного университета печати Факультет полиграфических технологий и оборудования Специальность 261 202

Форма обучения интегрированная Кафедра «Технологии полиграфического производства»

Курсовая работа по дисциплине «Технология обработки изобразительной информации»

Тема работы: Оценка возможностей расширения цветового охвата печати с использованием черной краски

Студент Никифорова М.А.

гр. ВТ 5.2

Руководитель Желудев Д.Е.

Реферат

Записка Ключевые слова: цветовой охват, черная краска, расширение цветового диапозона.

Целью курсовой работы по дисциплине «Технология обработки изобразительной информации» является углубление и закрепление теоретических знаний, полученных в области технологий обработки изобразительной информации, развитие способностей анализа информации и принятия определенных, обоснованных технологических решений.

Курсовой проект является завершающей частью курса.

В данном курсовом проекте были рассмотрены основные способы расширения цветового охвата. Главной целью курсового проекта было проведение исследования расширения цветового охвата с использованием черной краски тестовой шкалы i1 RGB 1,5. в результате данного эксперимента было выяснено, что использованием черной краски можно добиться увеличения объема тела цветового охвата более чем на 20%.

1 Цветовой охват и цветовые модели

1.1 Цветовой охват и цветовые пространства

1.2 Цветовые модели

1.2.1 Цветовая модель RGB

1.2.2 Цветовая модель CMYK

1.2.3 Цветовая модель CIELab

2 Расширение цветового охвата

2.1 Расширение цветового охвата с помощью технологии Hi-Fi Color

2.1.1 Технология Pantone Hexachrome

2.1.2 Технология Opaltone

2.1.3 Технология FMsix

2.1.4 Стохастическое растрирование

2.2 Расширение цветового охвата с помощью высокоинтенсивных красок

2.3 Технологии МЦК

2.3.1 Технология цветоделения со скелетной градацией черного (UCR)

2.3.2 Технология GCR

3 Расширение цветового охвата с помощью черной краски

4 Оценка расширения цветового охвата с помощью черной краски Заключение Список использованных источников

В последние годы совершенствование печатной техники и допечатных технологий привело к ситуации, когда умения типографии качественно печатать по «евростандарту» уже недостаточно для привлечения новых клиентов, а иногда и для удержания старых. Заказчиков сегодня интересует что-нибудь новенькое. В такой ситуации стандарты (которые сознательно разрабатывались с учетом возможностей среднестатистического печатного оборудования и красочного производства) становятся препятствием на пути прогресса, поскольку требуется как раз нечто «нестандартное», более высокого качества. Среди основных ограничений существующих стандартов полиграфического производства:

· Недостаточный цветовой охват стандартной офсетной триады. Цвета на фотографиях, экране компьютера или просто «в жизни» зачастую намного ярче и насыщеннее, чем на полиграфическом оттиске. Для решения этой проблемы ранее предлагалось применение так называемой Hi-Fi-печати с использованием более чем четырех красок. Как результат, требовалось цветоделение при помощи специальных программ и шестисемисекционные печатные машины (или дополнительные краскопрогоны), что увеличивало трудоемкость работ и стоимость заказов.

· Малая оптическая плотность черной краски. Стандарты офсетной печати предлагают использовать плотность D=1.8−1.9, тогда как на слайде оптический диапазон составляет D=2.5−4,0. В результате, изображение на полиграфическом оттиске часто заметно бледнее и менее контрастно, чем на фотографии. Для решения этой проблемы используется «глубокий черный» — когда на черную краску для создания теней дополнительно накладываются еще и триадные, но здесь при печати могут возникать проблемы с максимальным краскопереносом (отмарывание) и тени становятся грязными.

В данной работе будут рассмотрены способы расширения цветового охвата и проведена оценка расширения с помощью черной краски.

Также будет проведен эксперимент по расширению цветового охвата с помощью черной краски, путем постепенного добавления последней и измерения полученных результатов посредством программ Photoshop и MathLab. После измерений будет построен соответствующий график, по которому будут сделаны выводы о проделанной работе.

1 Цветовой охват и цветовые модели

Мир, окружающий человека, воспринимается по большей части цветным. Цвет имеет не только информационную, но и эмоциональную составляющую. Человеческий глаз — очень тонкий инструмент, но к сожалению, восприятие цвета субъективно. Очень трудно передать другому человеку свое ощущение цвета. Вместе с тем для многих отраслей производства, в том числе для полиграфии и компьютерных технологий, необходимы более объективные способы описания и обработки цвета.

Цвета образуются в природе по-разному. Источники света (солнце, лампочки, экраны компьютеров и телевизоров) излучают световые волны различной длины, воспринимаемые глазом как белый свет. Попадая на поверхности несветящихся предметов, свет частично поглощается, а частично отражается. Отраженное излучение воспринимается глазом как окраска предметов. Таким образом, цвет объекта возникает в результате излучения или отражения.

Для описания цвета объекта применяются разные модели цвета. Эти модели различаются по принципам описания единого цветового пространства, существующего в объективном мире.

Исходя из этого, воспроизвести во всем диапазоне цветной слайд средствами полиграфической печати изначально трудновыполнимая задача. Одним из способов выхода из этой «безвыходной ситуации» являются системы управления цветом.

1.1 Цветовой охват и цветовые пространства

Диапазон цветов, который может быть воспроизведен, зафиксирован или описан каким-либо способом, называется цветовым охватом. Определенный цветовой охват имеют электронно-лучевые трубки мониторов и полиграфические краски, цветовые модели и, конечно, человеческий глаз, который располагает самым широким диапазоном, значительно более широким, чем может воспроизвести цветная пленка. У цветной пленки диапазон шире, чем у цветного монитора (у него проблемы с чистым голубым и желтыми цветами), который в свою очередь имеет более широкий диапазон (цветовой охват), чем устройства цветной печати (у них проблемы с цветами, составляющие которых имеют очень низкую плотность). Устройства цветной печати также можно выстроить в линейку по цветовому охвату, начиная с простейших струйных принтеров и заканчивая сложнейшими устройствами цифровой печати.

Воспроизводимая гамма зависит от многих факторов, начиная с конструкции конкретного устройства, используемого цветового пространства или модели (CMYK, CMY, RGB) и заканчивая расходными материалами (чернилами для принтеров, красками для печатных машин и т. д.). При этом каждое устройство имеет свой, характерный только для него цветовой охват.

Рисунок 1

На рисунке 1 представлены цветовые охваты фотопленки для слайдов, офсетной листовой печати и офсетной рулонной печати. Из приведенных рисунков видно, что все эти охваты лежат внутри фигуры, похожей на треугольник. Это математически рассчитанное равноконтрастное цветовое пространство с координатами XYZ, которое было предложено в 1931 году Международной комиссией по освещению CIE (Commission Internationale de 1'Edairage) и включает в себя весь видимый человеческим глазом цветовой спектр. Пространство основано на «воображаемых» основных цветах (primary colors). Фактически нет устройства, которое создаст цвета в этом цветовом пространстве. Оно используется как средство преобразования цвета из одного цветового пространства в другое. Основные цвета в этом цветовом пространстве — это абстрактные цвета X, Y и Z. Поэтому в 1976 году пространство CIEXYZ трансформировалось в пространство CIELab, которое в большей мере отвечает условиям субтрактивного синтеза и стало, по сути, стандартным в современных полиграфических системах работы с цветом.

Использующиеся для работы в цветных устройствах (сюда относятся мониторы, цветные принтеры, печатные машины и т. д.) пространства имеют определенные координаты внутри общей системы координат XYZ. При этом цветовые охваты у них значительно отличаются друг от друга. В целом аппаратно-зависимое пространство CMYK гораздо меньше аппаратно-зависимого пространства RGB. На рис. 2 показано перекрытие цветовых пространств офсетной печати (CMYK), монитора (RGB) и слайдовой фотопленки (RGB).

Рисунок 2 — Перекрытие цветовых пространств офсетной печати (в), монитора (б) и слайдовой фотопленки (а)

Хотя модель RGB обладает более широким цветовым охватом, чем CMYK, тем не менее, в CMYK имеются области, не представленные в RGB. Другими словами, существуют некоторые печатаемые цвета, не воспроизводимые на экране монитора (например, чистый голубой). Таких цветов нет в устройствах, работающих на основе сигналов RGB.

Нередко при работе с различными цветными изображениями необходима процедура трансформации изображения из одного цветового пространства в другое. Естественным требованием в этом случае является отсутствие потери информации во время преобразования. Цвета, лежащие за пределами цветового охвата, воспроизводимого устройством назначения, нужно трансформировать таким образом, чтобы они вошли в пределы этого охвата, и при этом насколько возможно сохранили цвета оригинала.

С помощью обычной издательской программы можно обеспечить трансформацию цветов в соответствии с тем цветовым охватом, который присущ конкретному устройству.

Любой цвет или цветное изображение может быть закодировано с помощью 3-х основных моделей: RGB, CMYK и Lab. Цветокоррекция в различных цветовых моделях имеет свои специфические особенности, поэтому в следующем разделе мы рассмотрим сами цветовые пространства.

Таким образом, цветовой охват — это диапазон воспроизводимых каким-либо способом цветов.

Человеческий глаз обладает самым широким цветовым охватом.

Воспроизводимая гамма зависит от используемой цветовой модели.

Для работы в цветных устройствах используются модели, имеющие определенные координаты внутри общей системы координат XYZ.

Существуют цвета, воспроизводимые одной моделью и не видимые другой, поэтому при обработке они трансформируются.

Любой цвет или цветное изображение может быть закодировано с помощью 3-х основных моделей: RGB, CMYK и Lab.

1.2 Цветовые модели

Существует множество различных способов описания цвета, например, точным языком физического эксперимента или формальными математическими построениями. Можно получить репутацию успешного дизайнера, не обладая выдающимся цветовидением, но нельзя стать профессионалом в области предпечатной подготовки, не имея знаний о цветовых моделях.

Цветовая модель — это формальная или физическая система, служащая для объяснения и предсказания спектральных свойств света. Построение адекватной цветовой модели оказалось очень сложной задачей, которая до сих пор не получила исчерпывающего решения. Проблему штурмовали с разных сторон физики, инженеры, искусствоведы, публикации по этой теме занимают не один десяток метров на полках технических библиотек, в обращении находится множество различных цветовых моделей. Но, несмотря на значительные усилия разработчиков, универсальная теория, дающая полное объяснение феномену цвета в различных его проявлениях, еще не построена. Рассмотрим самые популярные модели, нашедшие применение на различных этапах предпечатной подготовки цветных публикаций.

1.2.1 Цветовая модель RGB

Эта модель применима для описания цвета синтезированного в проходящем или прямом (излучаемом) свете. В этой модели цвет складывается из яркостей 3-х его составляющих: краснойRed, зеленой — Green и синей — Blue, поэтому эта модель называется аддитивной (т.к. она основана на аддитивном синтезе цвета). Она представляется в виде трехмерной системы координат. Каждая координата отражает вклад каждой составляющей в результирующий цвет в диапазоне от нуля до максимального значения. В результате получается куб (рис. 3), внутри которого и «находятся» все цвета, образуя цветовое пространство RGB.

Рисунок 3 — Цветовая модель RGB

Важно отметить особенные точки и линии этой модели. Начало координат: в этой точке все составляющие равны нулю, излучение отсутствует, т. е. это точка черного цвета. И вторая точка, где все составляющие имеют максимальное значение, дает белый цвет. На линии, соединяющей эти точки (по диагонали), располагаются ахроматические цвета (серые оттенки): от черного цвета до белого. Это происходит потому, что все три составляющих одинаковы и располагаются в диапазоне от нуля до максимального значения. Такой диапазон иначе называют серой или ахроматической осью. В компьютерных технологиях сейчас чаще всего используются 256 градаций (оттенков) серого. Хотя некоторые сканеры имеют возможность распознавать и кодировать при сканировании изображения до 1024 оттенка серого.

Три вершины куба дают чистые исходные цветовые излучения, остальные три отражают двойные смешения исходных излучений. Именно в этой модели кодирует изображение сканер и отображает рисунок экран монитора. На базе этой модели работает телевидение.

Экспериментально и теоретически доказано, что диапазон цветов модели RGB уже, чем множество цветов видимого спектра. Чтобы получить часть спектра, лежащую между синим и зеленым цветами, требуются излучатели с отрицательной интенсивностью красного цвета, которых, конечно же, в природе не существует.

Несомненным достоинством данной модели является то, что она позволяет работать со всеми 16 миллионами цветов.

К недостаткам этой модели можно отнести:

— модель является не интуитивной,

— аппаратная зависимость,

— возможность ошибки представления цветов на экране монитора по отношению к цветам, получаемым в результате цветоделения (перевода в модель CMYK), в основном самых ярких и насыщенных, также возникает проблема с синими цветами.

1.2.2 Цветовая модель CMYK

Все оттенки цвета видимого спектра можно получить и при смешении не излучений, а веществ — красок, лаков, растворов. В полиграфии для создания цветного изображения на оттиске наносят на белую бумагу краски различного цвета. Белый свет, падающий на оттиск, проходит сквозь красочный слой, отражается от поверхности бумаги и снова проходит сквозь красочный слой уже определенного цвета, который визуально воспринимается. Этот цвет называют отражаемым. Отраженные цвета возникают не путем излучения, а получаются из белого света, путем вычитания из него определенного цвета. Отраженные цвета называются также субтрактивными («вычитательными»), поскольку они остаются после вычитания основных, а синтез цвета субтрактивным. Понятно, что в таком случае и основных субтрактивных цветов будет три: голубой, пурпурный и желтый. Эти цвета составляют так называемую полиграфическую триаду печатных красок. При печати с использованием красок этих цветов они поглощают красную, зеленую и синюю зоны спектра белого света и, таким образом, большая часть видимого цветового спектра может быть воспроизведена (репродуцирована) на бумаге при печатании многокрасочного оттиска с использованием трех печатных красок — желтой, пурпурной и голубой. На рис. 4 показаны примеры поведения световых волн различной длины на примере отражения от белого бумажного листа с различными красителями, нанесенными на него.

Рисунок 4 — Поглощение и отражение световых волн При смешениях двух субтрактивных цветов (красок) результирующий цвет затемняется, а при смешении всех трех должен получиться черный цвет. При полном отсутствии краски, надо полагать, получится белый цвет (цвет белой бумаги). В итоге получается, что нулевые значения составляющих дают белый цвет, максимальные их значения должны давать черный цвет, их равные значения — оттенки серого, кроме того, имеются чистые субтрактивные цвета и их двойные сочетания. Это означает, что модель, в которой они описываются, похожа на модель RGB. Абстрактно геометрический образ модели CMYK это тот же «куб», в котором переместилось начало координат.

Проблема заключается в другом, в реальности и чистоте цвета реальных красок. Данная модель описывает реальные полиграфические печатные краски, которые, увы, далеко не так идеальны, как цветные излучения. Они имеют примеси, растворители, связующие и поэтому не могут полностью перекрыть весь видимый цветовой диапазон спектра белого света, а это приводит, в частности, к тому, что смешение трех основных красок, которое должно давать черный цвет, дает какой-то неопределенный темный цвет, точнее темно-коричневый, чем истинно черный цвет. Для компенсации этого недостатка в число основных полиграфических красок была введена черная краска. Ее задача — усилить поглощение света в темных областях, сделать их максимально черными, т. е. увеличить тоновый диапазон печати. Именно она добавила последнюю букву в название модели СМУК, хотя и не совсем обычно: C — Cyan; M — Magenta; Y — Yellow и K — Key color (по одной версии) или blacK (по другой версии).

Таким образом, модели RGB и СМУК, хотя и связаны друг с другом, однако, их взаимные переходы друг в друга (конвертирование) не происходят без потерь. Тем более что цветовой охват у CMYK меньше вследствие более низкой чистоты основных красок по сравнению с охватом основных излучений RGB. Это вызывает необходимость выполнения сложных калибровок всех аппаратных средств издательских компьютерных систем, требующихся для работы с цветом: сканера, монитора, выводного устройства. Так же необходима калибровка (нормализация процесса печатания) полиграфического оборудования — печатной машины.

При печати в CMYK изображение растрируется, то есть представляется в виде совокупности точек цветов C, M, Y и K. На расстоянии точки, расположенные близко друг к другу, сливаются, и создаётся ощущение, что цвета накладываются друг на друга. Глаз смешивает их и таким образом получает необходимый оттенок. Растрирование выделяют амплитудное (наиболее часто используемое, при котором, количество точек неизменно, но различается их размер), частотное (изменяется количество точек, при одинаковом размере) и стохастическое, при котором не наблюдается регулярной структуры расположения точек.

CMYK модель является субтрактивной, т. е. чем больше накладывается краски, тем темнее получается цвет.

Достоинством этой модели является:

— независимость каналов (изменение процента любого из цветов не влияет на остальные),

— это модель для триадной печати, только ее понимают растровые процессоры — RIP выводных устройств.

Недостатками этой модели являются:

— узкий цветовой охват, обусловлен несовершенством пигментов и отражающими свойствами бумаги,

— не совсем точное отображение цветов CMYK на мониторе.

— больший объем памяти по сравнению с моделью RGB.

1.2.3 Цветовая модель CIE Lab

Данная модель была создана Международной комиссией по освещению (CIE) с целью преодоления существенных недостатков вышеизложенных моделей, в частности, она призвана стать аппаратно независимой моделью и определять цвета без учета индивидуальных особенностей (профиля) устройства (монитора, принтера, печатной машины и пр.). Модель имеет широкий цветовой охват и не привязана ни к одному из устройств репродукции цвета. В этой модели любой цвет определяется светлотой (Luminance) и двумя хроматическими компонентами: параметром а, который изменяется в диапазоне от зеленого до красного, и параметром в, изменяющимся в диапазоне от синего до желтого. В природе не существует излучателей, которые могли бы воспроизвести диапазон цветовых значений хроматических координат, а и Ь, поэтому модель применяется в теоретических исследованиях, при обменах информацией о цвете и для синтеза цвета в компьютерных программах. Геометрический образ модели CIE Lab представлен на рис. 5.

Рисунок 5 — Цветовое пространство CIE Lab

Эта модель наиболее точно описывает параметры цвета, так как обладает самым широким охватом.

График модели Lab (рис. 6) позволяет определить цветовой охват любого устройства или модели, работающей по принципу сложения цветов. Если отметить три цвета на графике и соединить их прямыми линиями, то получится рисунок цветового охвата устройства, которое использует эти цвета как координаты. Более того, внутри графика Lab располагаются графики охватов любых моделей и устройств, основанных на принципе вычитания цветов: печатающих машин, принтеров и др.

Рисунок 6 — Цветовые охваты устройств и носителей

В отличие от цветовых пространств RGB или CMYK, которые являются, по сути, набором аппаратных данных для воспроизведения цвета на бумаге или на экране монитора (цвет может зависеть от типа печатной машины, марки красок, влажности воздуха в цеху или производителя монитора и его настроек), Lab однозначно определяет цвет. Поэтому Lab нашел широкое применение в программном обеспечении для обработки изображений в качестве промежуточного цветового пространства, через которое происходит конвертирование данных между другими цветовыми пространствами (например, из RGB сканера в CMYK печатного процесса). При этом особые свойства Lab сделали редактирование в этом пространстве мощным инструментом цветокоррекции.

Благодаря характеру определения цвета в Lab появляется возможность отдельно воздействовать на яркость, контраст изображения и на его цвет. Во многих случаях это позволяет ускорить обработку изображений, например, при допечатной подготовке. Lab предоставляет возможность избирательного воздействия на отдельные цвета в изображении, усилиения цветового контраста.

Достоинством данной модели является то, что в ней информация о цвете и яркости разделены и являются независимыми. Это дает возможность изменять тоновые градационные характеристики изображения не затрагивая цветовые.

Недостатками можно считать высокую концентрацию цветовой информации в середине осей a и b, что затрудняет тонкую коррекцию цвета с помощью градационных кривых, формулы, содержащие кубические корни, которые чрезвычайно сложны для вычисления при преобразовании в пространство Lab, неприменимость для редактирования фотографий с высоким динамическим диапазоном яркости, а также для редактирования сцен, в которых присутствуют несколько источников света, ни один из которых не может считаться основным.

В данной главе были рассмотрены основные цветовые пространства и описаны цветовые охваты данных цветовых моделей.

На основании всего вышеизложенного можно сказать, что цветовая модель — термин, обозначающий абстрактную модель описания представления цветов в виде рядов чисел, обычно из трёх или четырёх значений, называемых цветовыми компонентами или цветовыми координатами. Вместе с методом описания этих данных (например, определение условий воспроизведения и/или просмотра — то есть задание способа реализации), множество цветов цветовой модели определяет цветовое пространство.

2 Расширение цветового охвата

Для того чтобы повысить насыщенность цветного изображения на оттиске, полученном методом офсетной печати, и расширить таким образом цветовой охват, некоторые авторы предлагают использовать для синтеза цвета с целью увеличения числа красок дублирование основных двухзональных красок, применяемых в трехцветной печати. Так, вместо одной желтой, одной голубой и одной пурпурной красок рекомендуют использовать две желтые, две голубые и две пурпурные. По ряду причин наиболее целесообразно применять разносветлые и разнонасыщенные краски, например голубую (более светлую и менее насыщенную), желтую (менее светлую и более насыщенную) и пурпурную (более светлую и менее насыщенную). Подобные пары красок, кроме различия по светлоте и насыщенности, могут иметь и некоторые различия в цветовом тоне. Опытные данные дублирования желтой краски не дали значительного эффекта — оказалось возможным дублирование только двух красок. Шестикрасочный цветовой синтез в офсетном репродуцировании получил значительное распространение в 40−50-х годах. По сравнению с четырехкрасочным синтезом шестикрасочный не только расширяет цветовое многообразие (охват) офсетных репродукций, но и облегчает регулирование градации и стабилизирует процесс печатания. Если вдуматься и провести аналогию, то получается, что при такой технологии шестикрасочной печати, мы печатаем дуплексом, используя две краски, два цветоделенных изображения (для голубой и пурпурной красок), а остальные два цветоделенных изображений печатаем черной и желтой краской. Технологии для расширения цветового охвата Нexachrome и Hi-Fi Сolor применялись в отечественной полиграфии еще в 50-х годах прошлого века. К новым технологиям цветоделения и печати, которые расширяют цветовой охват воспроизводимых на оттиске изображений, можно отнести Hi-Fi color, CMYK + Pantone, CMYK + Pantone + лак и стохастическое растрирование при цветоделении.

2.1 Расширение цветового охвата с помощью технологии Hi-Fi Color

Технология многокрасочного цветоделения Hi-Fi (High Fidelity) Color — давно устоявшийся термин для описания растровой печати.

В основе цветоделения Hi-Fi — расширение стандартного триадного комплекта до 6−7-ми цветов с целью увеличения цветового охвата. Помимо известных коммерческих технологий (Hexachrome, Opaltone, FMsix), есть и ряд нестандартных разработок. Все они нацелены на преодоление характерных для триадной печати ограничений, особенно в отношении смесевых цветов, за счёт расширения цветового охвата и увеличения оптической плотности плашек.

Основным преимуществом данной технологии с точки зрения расширения охвата является исключение необходимости в смесевых красках.

Но даже намного превышающий возможности триадного процесса цветовой охват систем Hi-Fi не отвечает всем требованиям печати смесевых оттенков. И 7 красок не снимут потребность в специально заказываемых цветах и смывках форм, если клиент не вписывается в доступную цветовую гамму.

При многокрасочной печати традиционным растром нельзя забывать и об углах растрирования. Вместо традиционного комплекта — 6 или 7 форм, тогда как углов цветоделения всего 4. Поэтому угол для красного или оранжевого тот же, что и для голубого: при печати красной краской голубая не нужна, и наоборот. Угол зелёного тот же, что и для пурпурного. Синему присваивается угол чёрного, но не жёлтого, дабы сохранить 30є сдвиг между цветами. Не стоит забывать и про частотно-модулированный растр. Также существует проблема с цветопробой — вариантов для работы с расширенным цветовым охватом не так много.

Так программа для работы с цветом Hi-Fi — InkWizard предусматривает исключение из обработки не подлежащих цветоделению отдельных объектов и позволяет изготовить цветоделённые формы для любой комбинации красок на любом выводном устройстве.

2.1.1 Технология Pantone Hexachrome

Hexachrome — это шестицветный процесс высокоточной печати, разработанный фирмой Pantone Inc, значительно увеличивающий цветовой охват по сравнению с традиционной четырехцветной печатью. Этот процесс, самое значительное достижение в полиграфии за последние 35 лет, подразумевает использование расширенного набора красок, включающего в себя PANTONE Hexachrome CMYK плюс PANTONE Hexachrome Orange (оранжевый цвет) и PANTONE Hexachrome Green (зеленый цвет). Система Hexachrome обеспечивает более яркую и реалистичную печать, больший выбор цветов, возможность воспроизводить более 97% цветов PANTONE, в то время как традиционная CMYK печать воспроизводит только 40−50%. Такой расширенный охват означает, что фотографии, рисунки, иллюстрации будут напечатаны с недостижимым ранее качеством, точностью цвета и реализмом.

Цветовой охват системы Hexachrome гораздо шире чем у CMYK и почти не уступает RGB. По сравнению с традиционной четырехцветной печатью, Hexachrome воспроизводит более широкий диапазон цветов, даёт возможность увидеть напечатанными любые художественные проекты потому, что при печати в системе Hexachrome воспроизводятся все те же цвета, что и на высококачественном компьютерном мониторе.

При печати по системе Hexachrome существует важная особенность, она состоит в том, что цветоделение выполняется с использованием стохастического растрирования, в результате при печати становятся видны очень мелкие детали изображения, а оттиск скорее напоминает качественную фотографию, без ярко выраженных розеток растра. Эти способы все вместе или CMYK печать с применением стохастического растрирования позволяют выполнять работы практически любой сложности для заказчиков с самыми высокими требованиями.

Огромный опыт работы компании над цветовыми стандартами сделал технологию самой известной из систем Hi-Fi Color.

2.1.2 Технология Opaltone

7-красочную систему, разработанную австралийской Opaltone Graphic Solutions, анонсировали в 1998 г.: стандартные CMYK плюс красный, зелёный и синий. Идея изобретения М. Бернаскони проста: он предложил устранить принципиальную погрешность триадного репродуцирования — необходимость сжатия тонового диапазона оригинала, а дополнительные цвета использовать для сохранения на репродукции исходных плотностей оригинала везде, где это необходимо и где состав дополнительных цветов допускает такую возможность. Суть данного изобретения в том, что цветоделение выполняется с помощью барабанного сканера за два прохода. При первом проходе формируются цветоделение CMYK, при втором — RGB. Вычитания смесевых компонентов красного, зеленого и синего, заменяемых соответствующими красками с RGB-сепараций, в изобретении предусмотрено не было. Вместо этого предлагается изменить при втором проходе настройки «белой» и «черной» точек сканера, чтобы увеличить динамический диапазон печатного изображения до 3D (каким образом удастся добиться подобного значения оптической плотности оттиска, в патенте не объясняется).

OMS является наиболее естественным способом расширения цветового охвата триады, так как механизм введения дополнительных красок в этом случае аналогичен добавлению черного к CMY: красная краска добавляется в местах наложения пурпурного и желтого, заменяя определенную их долю, зеленая — голубого и желтого, синяя — голубого и пурпурного. Соответственно имеется принципиальная возможность использования хорошо отработанных, проверенных временем алгоритмов цветоделения. Хотя пока в разработанном Opaltone программном обеспечении используется только алгоритм формирования так называемой скелетной структуры, предусматривающий минимальное добавление цветов RGB. Программа для семикрасочного цветоделения OMS поставляется в виде plug-in к Photoshop версий 6.0 и выше.

Двумя чрезвычайно важными достоинствами OMS являются применение стандартных триадных красок и возможность добавления только одной или двух дополнительных красок по выбору. Это позволяет сделать внедрение технологии OMS в производственный процесс предельно простым и дешевым. Второе преимущество особенно важно с точки зрения использования технологии OMS в офсете, так как, в отличие от печатных машин флексографской и глубокой печати, офсетные машины редко оснащаются более чем шестью секциями.

В OMS используются стандартные углы растрирования. Одинаковые углы наклона растровой структуры имеют две пары дополнительных цветов: красный и голубой; зеленый и пурпурный (напомним, что алгоритм цветоделения практически исключает одновременное использование красок дополнительных цветов), а также синий и черный цвета. Присваивать одинаковые углы наклона растра синему и желтому цветам не стали ввиду того, что угол наклона желтого отличается от углов голубой и пурпурной красок только на 15о.

Отличительной особенностью технологии Opaltone является то, что для ее реализации используется «стандартный» цветокорректор (его сканирующая часть), без каких-либо аппаратных модификаций и даже без дополнительных программ — результатов добиваются только изменением управляющих таблиц.

Для расширения цветового охвата иллюстраций при сохранении естественности репродукций (воспроизведение памятных цветов, объем и проработка деталей изображения) Opaltone считается лучшей технологией многоцветного синтеза. «Автоматическое» цветоделение и использование стандартных триадных красок в качестве основных цветов синтеза выгодно отличают ее от того же Hexachrome.

2.1.3 Технология FMsix

Анализ рассмотренных выше технологий показал, что необходимо искать решение, подобное Hexachrome и Opaltone. Чаще всего обе эти технологии применяют стохастическое растрирование. Это растрирование, как известно, с внедрением устройств CTP стало широко доступным благодаря тому, что при записи печатных форм больше не возникает проблем, которые были свойственны копировальным процессам. Однако технология Hexachrome имеет ограничения в воспроизведении синих цветов, а технология Opaltone основана на 7-красочном процессе печати (CMYK+RGB), что требовало замены всего парка 6-красочных на 7-красочные печатные машины. Это и долго по времени и требует значительных инвестиций.

В результате была создана технология FMsix, которая воспроизводит 85% смесевых красок (более 17 000 цветов) при помощи комбинаций красок CMYK + FMsix Orange + FMsix Blue (90% от всех воспроизводимых цветов) или комбинаций красок CMYK + FMsix Orange + FMsix Green (10% от всех воспроизводимых цветов). Не воспроизводятся лишь флуоресцентные и металлизированные цвета.

Она разрабатывалась с целью заменить использование многочисленных дополнительных красок всего лишь двумя — специальными оранжевой и синей красками (в некоторых случаях зеленой), разработанных компанией SunChemical-Coates Lorilleux.

Технологический менеджер проекта Мартин Алдерлифсте (Martin Alderliefste) утверждает, что в сочетании с традиционной комбинацией СMYK-красок они позволяют воспроизвести практически все участки видимого спектра.

Растровые изображения печатаются CMYK, смесевые оттенки переводятся в подходящую 6-цветную комбинацию. Стохастическое растрирование (FM), в т. ч. используемое при печати смесевых оттенков, исключает муар и наложение цветов. По информации разработчика, FMsix обеспечивает не только преимущества расширенного цветового охвата, но и упрощает цветоделение.

Принцип работы FMsix в допечатных процессах следующий:

— файлы подготавливают как обычно, т. е. делают обычную цветокорректуру/ цветоделение для иллюстраций и указывают, какие дополнительные элементы, какими смесевыми красками должны воспроизводиться;

— файлы в автоматическом режиме на устройстве RIP растрируются так, что иллюстрации выводятся для четырех красок CMYK, а смесевые краски максимум для шести красок (CMYK + FMsix Orange + FMsix Blue или CMYK + FMsix Orange + FMsix Green).

Технология FMsix может использоваться с любым печатным оборудованием, которое имеет 6 печатных секций, и основана на 4 основных принципах:

— использование алгоритмов частотно-модулированного растрирования;

— использование четырех стандартных (CMYK) и трех специальных FMsix-красок (но не более 6 красок одновременно);

— хранение растровой и векторной информации отдельно друг от друга;

— необходимость придерживаться определенных норм и правил с целью получения стабильного высокого качества продукции.

Реальная экономия материалов при использовании данной технологии составляет 3−6% в год от общей стоимости, включая материалы.

2.1.4 Стохастическое растрирование

Данная технология предполагает создание полутонов изображения на оттиске за счет изменения густоты (частоты) расположения одинаковых по размеру и форме растровых элементов при получении полутонов изображения на фотоформе (печатной форме). Технология разработана специально для повышения качества передачи мелких деталей изображения на оттиске и снятия проблемы муара на многокрасочных оттисках, что особенно важно в случае использования технологии Hi-Fi Color и при сканировании растровых изображений.

Стохастическое растрирование незаменимо, когда необходима качественная печать альбомов и фирменных каталогов, например мебели, изделий из кожи или дерева, оформления интерьера, модной одежды, где требуется воспроизведение тонких фактур материала.

Технология стохастического растрирования относится к технологии растрирования с использованием растров с нерегулярной структурой. Такая структура образуется электронным путем с помощью аппаратных и программных средств. Полутона создаются за счет изменения частоты растровой структуры, то есть изменения количества элементов на единицу площади изображения в зависимости от градационного уровня.

При этом множество мелких точек заменяет большие точки, получаемые при традиционном растрировании.

Стохастическое распределение растровых точек обладает следующими преимуществами:

— хорошее воспроизведение полутона благодаря отсутствию видимой растровой структуры;

— нет необходимости в повороте растровой структуры при многокрасочной печати;

— на оттиске не возникают дополнительные низкочастотные структуры в виде розеток и муара;

— не происходит наложения двух периодических структур при сканировании оригиналов — полиграфических оттисков, а следовательно, меньше вероятность возникновения муара.

Самыми важными параметрами при стохастическом растрировании являются размер и форма растровой точки печатающего элемента. Если размер точки слишком велик, то растровая структура видна на оттиске; если же размер точки слишком мал, то появляются проблемы при копировании фотоформы на формную пластину, а при печати возникают трудности в создании на оттиске мелкой, насыщенной по красочности растровой точки, что особенно проблематично для немелованных и тисненных бумаг.

Основная сложность использования технологий Hi-Fi Color, CMYK+ Pantone и печати с использованием печатных форм со стохастическим растрированием в офсетной печати заключается в необходимости стабилизации баланса «краска-вода» на протяжении печати всего тиража и равномерного нанесения нужного количества краски на печатающие элементы формы. Для этого офсетная печатная машина должна иметь высококачественный красочный аппарат и нормализованное увлажнение (требуются охлаждение, циркуляция и постоянный рН-уровень увлажняющего раствора) для стабилизации баланса «краска-вода». Данная технология предполагает создание полутонов изображения на оттиске за счет изменения густоты (частоты) расположения одинаковых по размеру и форме растровых элементов при получении полутонов изображения на фотоформе (печатной форме). Технология разработана специально для повышения качества передачи мелких деталей изображения на оттиске и снятия проблемы муара на многокрасочных оттисках, что особенно важно в случае использования технологии Hi-Fi Color и при сканировании растровых изображений.

Таким образом, можно сказать, что в ближайшее время приоритетным направлением в полиграфии будут новые технологии, которые на основе стабильно работающего производства позволят сократить расходы типографий и привлечь новых заказчиков. Новые технологии — это не новые расходные материалы. Это — новый подход к стабилизации офсетного печатного процесса, это — сокращение издержек производства, это — удовлетворение требований заказчиков.

Однако существует еще ряд способов расширения охвата, которые будут рассматриваться в следующем пункте курсовой работы.

2.2 Расширение цветового охвата с помощью высокоинтенсивных красок

Высокоинтенсивные краски предлагают альтернативное и более простое решение: для получения более широкого цветового охвата и глубоких теней нужно просто печатать с более высокими красочными плотностями. Поскольку частицы пигмента высокоинтенсивных красок имеют меньший размер, а связующее обеспечивает лучшую дисперсию, появляется возможность получать более высокие оптические плотности при той же толщине красочного слоя или наоборот, получать привычные «стандартные» плотности с меньшей толщиной красочного слоя (меньшим растискиванием и более коротким временем сушки).

Существуют два типа высокоинтенсивных офсетных красок. Краски первого типа соответствуют «привычному» стандарту (ISO 2846−1) и допускают возможность печати как по «евростандарту» (ISO 12 647−2) с обычными плотностями, так и с расширенным цветовым охватом с повышенными плотностями, рекомендованными производителем (табл.1).

Табл. 1. Марки высокоинтенсивных офсетных красок

К таким краскам относятся Aniva и NovaArt, а так же HICOS.

Краски второго типа изначально созданы для печати с максимально возможным цветовым охватом и имеют более «чистые» цвета пигментов, чем заданные спецификацией ISO 2846−1. Они не подходят для печати по «евростандарту», что несколько сужает круг их применения, зато они дают максимальный эффект. На сегодняшний день к краскам второго типа относится, пожалуй, только Novaspace.

При использовании высокоинтенсивных красок возникает одна, но немаловажная проблема: если цветовой охват красок существенно шире стандартного ISO 12 647−2, то для сохранения реалистичности памятных цветов необходимо специальное цветоделение (пусть не на 6−7 красок, а всего на 4). С красками первого типа в этом плане ситуация проще. Поскольку при печати на обычных плотностях краски соответствуют стандарту, производители рекомендуют для повышения яркости и насыщенности отпечатка постепенно поднимать плотности печати до рекомендуемых ими значений, уделяя внимание критичным к цветовоспроизведению элементам, и вовремя остановиться, если возникнут проблемы. При этом на некоторое несоответствие цветопробе нужно закрыть глаза: в конце концов, идет погоня за яркой и броской картинкой, а не за тусклой, хотя и соответствующей стандарту. Тем не менее, даже в этом случае стоит использовать нестандартное цветоделение при помощи специально созданных ICC-профилей. Это должно решить проблему изготовления цветопроб и облегчить процесс допечатной подготовки. При работе с красками второго типа использования специальных профилей для цветоделения избежать уже не удастся. На сегодняшний день готовые наборы ICC-профилей поставляются производителями только для двух красок— Aniva и Novaspace. Впрочем, качество и «эталонность» этих профилей весьма условная (как в случае с любыми другими ICC-профилями печатных устройств): если растискивание печатной машины отличается от той, для которой были сделаны профили, на 3−5%, то результат будет соответствовать желаемому очень приблизительно…

2.3 Технологии МЦК

Также стоит сказать несколько слов о технологиях МЦК, позволяющей расширить цветовой охват печати за счет использования печатных красок с узкозональными спектральными характеристиками.

При автотипном воспроизведении на оттиске цветных оригиналов специалисты различают три разновидности четырехкрасочного цветового синтеза: чистый цветовой синтез (ЧЦС), где в формировании светлого оттенка участвуют все три цветные краски и в качестве контурной используется черная; ахроматический трехкрасочный синтез (АС), где цвет формируется двумя цветными и черной красками; смешанный синтез (СМС), где происходят удаление части цветных красок с участков тройного наложения и замена их черной краской. Различие между этими тремя видами цветового синтеза заключается только в способах получения цветового тона на участках тройного наложения краски, так как воспроизведение чистых и бинарных цветов изображения идентично во всех трех случаях.

Все три разновидности четырехкрасочного автотипного цветового синтеза — это частные случаи воспроизведения цветных оригиналов методом цветной триадной автотипной печати по принципу минимизации цветных красок за счет черной (МЦК), причем в случае ЧЦС — минимизация отсутствует, при АС — полная, а в случае СМС — частичная. Большинство специалистов высказываются в пользу СМС, поскольку при этом устраняются недостатки, присущие ЧЦС, и возможна корректура цветов за счет вариаций присутствия четвертой, черной краски, что невозможно при АС.

При внедрении технологии МЦК в начальной стадии всегда возникает вопрос, какова должна быть степень уменьшения количества цветных красок на оттиске. В зависимости от решаемых задач практикуется уменьшение цветных красок на 30−60%.

Технологические преимущества технологии МЦК:

— колебания величины растискивания точек менее критичны для воспроизведения цвета, так как на большинстве цветных оттисков большая часть цветных красок заменена черной,

— суммарная толщина красочных слоев не превышает на офсетном оттиске 3 мкм вместо 4 мкм при обычной технологии, вследствие чего уменьшается вероятность отмарывания и перетискивания,

— соблюдается стабильность баланса «по серому»,

— уменьшается муар, характерный для коричневых тонов, созданных четырьмя красками, так как коричневые оттенки создаются из двух цветных и из черной красок,

— расширяется цветовой охват за счет использования печатных красок с узкозональными спектральными характеристиками (краски, у которых отсутствует черная составляющая цвета),

— сохраняется стабильность цветового тона изображения в тираже, поскольку зачерненные цвета дают изменения только по светлоте, в то время как при зачернении цвета третьей цветной краской происходит сдвиг цветового тона в процессе печати,

— эффект метамерии (видимые различия при освещении оттиска различными источниками света) сводится к минимуму, так как черной краске метамерия не свой­ственна,

— проблемы с приводкой красок в процессе печатания уменьшаются, поскольку черное преобладает и покрывает большинство контуров и областей изображений,

— проблема перехода («захватывания») краски в процессе многокрасочного печатания частично снимается, так как при синтезе темных тонов общее количество цветных красок минимально,

— возможно использование более тонких бумаг, поскольку количество краски на оттиске бывает меньше,

— облегчаются контроль и управление воспроизведением цвета.

2.3.1 Технология цветоделения со скелетной градацией черного (UCR)

При этой технологии черная краска наносится поверх трех триадных красок (желтой, пурпурной и голубой) в самых темных местах. Главная проблема этой технологии связана с тем, что максимальный уровень краски на самых темных участках оттиска достигает 400%, то есть по 100% для каждой краски. При печати это оборачивается необходимостью тщательно просушивать каждый оттиск или использовать противоотмарочные порошки во избежание отмарывания или перетискивания краски.

Суть этой технологии состоит в замене в процессе цветоделения трех цветных красок триады, присутствующих в одном элементе цветного оригинала, на эквивалентное количество черной краски.

При печатании цветных, особенно темных, изображений наибольшие сложности возникают в самых темных местах изображения, поэтому целесообразно уменьшить количество триадных красок (CMY) в тех местах, где будет нанесена черная краска, сократив тем самым их суммарное количество. Этот метод в русской технической литературе получил название «вычитание из-под черного цвета» или «уменьшение цветных красок» (термин предложен Ю.В.Кузнецовым). При использовании технологии вычитания из-под черного все тона, состоящие из равного количества триадных красок (так называемые нейтральные, ахроматические тона), печатают черной. Технологию UCR при цветоделении применяют главным образом к темным цветам, что практически не влияет на воспроизведение остальных оттенков.

2.3.2 Технология GCR

Технология минимизации количества цветных печатных красок (термин предложен Н. А. Аватковой в 1986 году) и их эквивалентной замены черной краской в тех местах изображений, где цветовой тон создается за счет тройного наложения цветных красок. При традиционном синтезе цвета все цветные оттенки, а также серые и черные тона получают на оттиске из трех цветных красок с небольшим (до 70%) добавлением черной краски (скелетная черная). Синтез цветного изображения МЦК, при котором каждый цвет воспроизводится черной краской с добавлением минимального числа цветных печатных красок, принято обозначать в англоязычной технической литературе аббревиатурой GCR (Gray Component Replacement).

Сущность этой технологии состоит в том, что черная составляющая присутствует практически во всех оттенках цветного изображения (за исключением чистых цветов), а не только в темных нейтральных тонах. В системе GCR оттенки создаются только тремя или меньшим количеством красок, причем одна из них — всегда черная. При таком способе цветоделения максимальный уровень краски не превышает 300%.

Следует отметить, что на практике метод GCR с максимальным использованием черной краски обычно не применяется. Как правило, к трем краскам — двум цветным и черной — все же добавляется немного четвертого цвета, однако этого оказывается вполне достаточно для получения высококачественного изображения. Такая модификация метода носит название Under Color Addition (UCA).

Сегодня полиграфисты перешли к современным вариантам МЦК, то есть к технологии Hi-Ficolor. Следует подчеркнуть, что при использовании технологии Hi-Fi­color необходимо применять чистые и как можно более насыщенные печатные краски и минимизировать количество цветных красок за счет черной. В этом случае исчезает проблема муара, о которой так много говорят сторонники частотного растрирования, так как любой цвет на оттиске создается одной, двумя или максимум тремя красками. При правильном выборе углов наклона регулярных растровых структур муар не появляется, но зато ярко проявляются все сильные стороны регулярных растровых структур.

Внедрение на предприятиях технологии HiFicolor для воспроизведения цветных оригиналов с применением способа МЦК — это самое перспективное и экономически выгодное решение, ведущее к повышению качества печатной продукции, к снижению ее себестоимости (благодаря нормализации процесса печати и экономии цветных красок) и к повышению производительности печатного оборудования.

Подводя итоги, можно сказать, что на данный момент существуют и активно применяются технологии исключающие применение смесевых красок, однако, при этом следует учитывать углы растрирования и частоту растра. Также при расширении охвата часто используют технологию МVWR с использованием узкозональных красок, что позволяет значительно снизить растискивание, отмарывание, перетискивание, муар, но самое главное увеличить цветовой охват, сохраняя стабильность цветового тона в тираже.