Хант Р.В.Г. Цветовоспроизведение
Подождите немного. Документ загружается.
28.13 СУБТРАКТИВНЫЙ ТРЕУГОЛЬНИК ЦВЕТНОСТЕЙ
Если оптические плотности красок, измеренные за красным и зеленым фильтрами,
записать в виде отношения к сумме трех зональных оптических плотностей (D
R
, D
G
и D
B
):
rDDDD
gDDDD
=++
=++
RRG B
GRGB
()
()
,
то можно построить диаграмму с осями «g» и «r» (рис. 28.5 [а]), расположенными под
углом 60° друг к другу. Такую диаграмму часто называли субтрактивным треугольни
ком цветностей (Preucil, 1960), в вершинах которого расположены позиции цветно
стей идеальных красок C
O
,M
O
иY
O
(т.е. красок, не имеющих паразитных поглоще
ний). Если оптические плотности красок отвечают требованиям аддитивности и про
порциональности (см. рис. 15.7), то цветность любой краски будет представлена в
этом треугольнике единичной точкой, причем вне зависимости от того, какова толщи
на слоя этой краски на поверхности. Цветности красочных бинаров будут представле
ны точками, лежащими на линии, соединяющей точки цветностей соответствующих
красок.
В субтрактивном треугольнике локусы постоянного коэффициента погрешности
цветового тона и постоянного коэффициента ахроматичности представляют собой
681
ГЛАВА 28 МАСКИРОВАНИЕ
ТАБЛИЦА 28.2 Оптические плотности типичных полиграфических красок, измеренные за красным,
зеленым и синим фильтрами Kodak Wratten 25, 58 и 47
Краска За красным (25) За зеленым (58) За синим (47)
Cyan 1,2 0,37 0,17
Magenta 0,11 1,09 0,56
Yellow 0,01 0,06 0,96
Cyan + Magenta 1,33 1,44 0,67
Magenta + Yellow 0,11 1,22 1,61
Cyan + Yellow 1,29 0,43 1,19
Cyan + Magenta + Yellow 1,31 1,53 1,66
Cyan + Magenta + Yellow + Black 1,6 1,83 1,9
Cyan Magenta Yellow
Коэффициент ахроматичности 14,2 10,1 1
Коэффициент погрешности
цветового тона
19,4 45,9 5,5
прямые линии (рис. 28.5 [b]), что является весьма удобной альтернативой диаграмме
рис. 28.4.
Субтрактивный треугольник цветностей долгое время являлся простейшим графи
ческим методом определения требуемой контрастности масок, использовавшихся для
компенсации паразитных поглощений красками (рис. 28.5 [с]): позиции цветностей
корректируемых красок отмечены точками С,МиY;точкаb
g
(37%) — это отношение
гамма маски, выполненной за зеленым фильтром и использовавшейся при изготовле
нии негативной yellowсепарации, к гамма yellowсепарации; точка g
r
(24%) — это от
ношение гамма маски, выполненной за красным фильтром и использовавшейся при
изготовлении негативной magentaсепарации к гамма magentaсепарации; r
g
, b
r
, r
b
и
g
b
— аналогичные отношения для прочих масок.
28.14 СТАНДАРТНЫЕ КРАСКИ
То, что краски отличаются друг от друга по своим колориметрическим свойствам
влияет не только на цветовой охват воспроизводимых изображений, но также и на оп
тимальные гамма масок. Поскольку коррекция сепараций могла выполняться в одном
месте, а изготовление форм и печать — в другом (подчас даже в другой стране), требо
валась определенная стандартизация колориметрических показателей триадных ко
лорантов.
682
ГЛАВА 28 МАСКИРОВАНИЕ
Рис. 28.4 Коэффициенты искажения цветового тона (углы отклонения от нулевых осей) и ахро
матичности (удаление от окружности к центру) типичных полиграфических триадных красок
(табл. 28.2), а также диапазоны возможных значений у красок разных производителей (закра
шенные области).
В 1966 г. Европейский полиграфический комитет (Comite- Europee-n d`Impri
merie — CEI) стандартизировал колориметрические и перцепционные показатели сти
мулов, воспроизводимых голубой, пурпурной и желтой полиграфическими красками,
а также их бинарами (создающими красный, зеленый и синий стимулы) при стандарт
ном D
65
освещении. Плюс к тому были стандартизированы соответствующие допуски
(DD), выраженные в показателях формулы цветовых отличий U
*
V
*
W
*
(см. раздел
8.8).
Стандартные значения колориметрии красок и допуски на возможные их отклоне
ния даны в табл. 28.3. Данные соответствуют толщине слоя в 1 мкм по каждой краске,
нанесенной на белую двухстороннюю мелованную светостойкую бумагу плотностью
не менее 150 г/м
2
, не содержащую оптических отбеливателей и древесной массы
(European Standard C.E.I. 12:66, 1966; British Standard 4160: 1967; European Standard
C.E.I. 13:67, 1967; British Standard 4666: 1971; International Standard Organization,
ISO 2845 и 2846, 1975).
683
ГЛАВА 28 МАСКИРОВАНИЕ
Рис. 28.5 Субтрактивный треугольник цветностей.
ТАБЛИЦА 28.3 Колориметрические координаты (xyY) стимулов, воспроизводимых
CEIстандартными триадными красками, и цветовые координаты этих стимулов (U
*
V
*
W
*
) в
стандартных условиях просмотра
xyYU
*
V
*
W
*
DD
Yellow 0,437 0,494 77,8 19,1 70,9 89,7 2,3
Magenta 0,464 0,232 17,1 112 –12,7 47,4 5
Cyan 0,153 0,196 21,9 –54,5 –50,9 52,9 3
Magenta поверх Yellow 0,613 0,324 16,3 139,8 21,8 46,4 7,3
Cyan поверх Yellow 0,194 0,526 16,5 –69,1 28,1 46,7 5,3
Cyan поверх Magenta 0,179 0,101 2,8 –3,6 –35,4 18,1 8
Краски, отвечающие приведенным стандартам, тем не менее могут иметь самые
разнообразные спектральные коэффициенты поглощения, что в доцифровой период
вело к ощутимым различиям в результатах воспроизведения промежуточных стиму
лов (т.е. не входящих в стандартную шестерку из табл. 28.3). Отметим, что если коло
риметрическую спецификацию красок ограничить одной лишь триадой, то упомяну
тая проблема явила бы себя в полной мере, но поскольку дополнительно специфициро
вали колориметрию триадных бинаров, нежелательный эффект удалось существенно
снизить.
Наконец, отметим, что характер стимулов, воспроизводимых красками при том
или ином освещении, зависит от ряда факторов, в частности, от типа запечатываемой
поверхности (чаще — бумаги), поскольку стимул, ею создаваемый, влияет на спек
тральный состав красочных стимулов. Плюс к тому ощутимое влияние оказывает ве
личина впитывающей способности запечатываемой поверхности и фактура послед
ней. На воспроизводимые стимулы также оказывает влияние толщина красочного
слоя (которая на практике обычно меньше 1 мкм).
28.15 ОБЩАЯ СХЕМА ДОПЕЧАТНЫХ МЕРОПРИЯТИЙ
Вспомним, что маскирование давало ожидаемый эффект только при строгом учете
параметров фактического печатного процесса. Мы говорили также об основных пара
метрах красок (которые следует знать заранее), однако в дополнение к тому нам пред
стоит обсудить такой показатель, как удельный вес краски, переносимой на запечаты
ваемую поверхность, а также такие феномены, как растискивание, трэппинг и смазы
вание.
Растискивание — это эффект роста оптической плотности того или иного участка
оттиска по отношению к предполагаемой оптической плотности, вычисленной из
известной оптической плотности краски с учетом диаметра растровых точек сепа
рации (см. раздел 33.3). Основные факторы, влияющие на растискивание, — это
толщина красочного слоя, физические свойства красок (такие, как вязкость)
и свойства запечатываемой поверхности (такие, как величина светорассеяния, за
висящая от глянцевости/матовости этой поверхности).
684
ГЛАВА 28 МАСКИРОВАНИЕ
Трэппинг — это эффект изменения оптической плотности паттерна растровых кра
сочных точек в зависимости от того, на что легла краска — непосредственно на бу
магу либо же поверх слоя другой краски.
Смазывание — это направленное искажение формы растровых точек, вызванное на
тиском печатной формы.
С учетом перечисленных факторов допечатные мероприятия состояли из следую
щих технологических этапов:
1. Определение оптимального значения удельного веса краски, что всегда являлось
компромиссом между высоким качеством изображений, получаемым при высоком
удельном весе, и устойчивой работой печатной машины — при малом.
2. Определение оптимальной полутоновой контрастности сепарированных негати
вов (т.е. обеспечивающей полную ахроматичность всех элементов изображения, кото
рые должны были воспроизводиться серыми) путем печати серии околонейтральных
патчей различной оптической плотности (с учетом эффектов растискивания и трэп
пинга). Напомним, что при этом изза наличия паразитных поглощений полутоновая
контрастность cyanсепарации оказывалась выше, чем у сепарации magenta, а у той,
и у другой — выше, чем у yellowсепарации.
3. Тонопередача серой шкалы регулировалась специальными методами, в частно
сти по трем контрольным точкам (Kodak ThreeAimPoint; см раздел 28.11). При этом,
как правило, происходила некоторая компрессия динамического диапазона ориги
нального изображения в априори меньший динамический диапазон цветорепродук
ционной системы.
4. Подбор цветокорректирующих масок, если говорить о традиционных методах
маскирования, ограничивался одной из описанных ранее стандартных процедур.
28.16 ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ КРАСКИ
В высококачественной печати наряду с триадными иногда применяются дополни
тельные краски. Краски эти могут быть «золотыми» и «серебряными», то есть придаю
щими поверхности блеск, ассоциируемый наблюдателем соответственно с золотом или
серебром. Это могут быть также краски, воспроизводящие стимул точно заданного цве
та (в данных условиях освещения), например фирменного цвета той или иной компании
(если воспроизведение такого стимула обычными триадными средствами невозможно
или сильно затруднено). Еще одной областью применения дополнительных красок яв
ляется репродуцирование оригинальных живописных полотен, отдельные элементы
которых могут оказаться вне цветового охвата традиционной триадной печати.
В свое время было показано (Paul, 1944), что лучшими дополнительными краска
ми, существенно расширяющими цветовой охват репродукции, являются:
— оранжевая (дает стимулы больших светлоты и полноты цвета, чем смесь yellow
и magenta);
— синезеленая (дает стимулы больших светлоты и полноты цвета, чем смесь cyan
и yellow);
— фиолетовая (дает стимулы больших светлоты и полноты цвета, чем смесь cyan
и magenta).
Отметим также, что для применения экстратриадных красочных комплектов при
ходилось разрабатывать специальные алгоритмы подбора растровых процентовок по
685
ГЛАВА 28 МАСКИРОВАНИЕ
каждой краске, поскольку в данном случае в трех колориметрических уравнениях по
лучалось больше трех неизвестных (см. также MacDonald, Deane и Rughani, 1994).
ПРЕДМЕТНЫЕ ССЫЛКИ
British Standard 4160: 1967, Inks for letterpress three or fourcolour printing (1967).
British Standard 4666: 1971, Inks for offset three or fourcolour printing (1971).
Clapper, F.R., Tech. Assoc. Graphic Arts, 14, 107 (1962).
Clapper, F.R., J. Phot. Sci., 12, 28 (1964).
Clark, W., Penrose Annual, 46, 125 (1952).
European Standard C.E.I. 12: 66, European range of primary colours for letterpress
printing (1966).
European Standard C.E.I. 13: 67, Gamme europen d’encres d’imprimerie pour l’offset
(1967).
Gresham, D.C., Phot. J., 92B, 91 (1952 a).
Gresham, D.C., Penrose Annual, 46, 77 (1952 b).
Gresham, D.C., Penrose Annual, 50, 102 (1956).
International Standards Organization, Sets of printing inks for letterpress and offset
printing colorimetric characteristics, ISO 2845 and 2846 (1975).
Hartsuch, P.J., Tech. Assoc. Graphic Arts., 10, 29 (1958).
MacDonald, L.W., Deane, J.M., and Rughani, D.N., J. Photogr. Sci., 42, 97 (1994).
Paul, A., private communication (1994).
Pollak, F., J. Phot. Sci., 3, 112 (1955).
Pollak, F., J. Phot. Sci., 49, 65 (1956).
Preucil, F., Research Progress, No. 38, Lithographic Technical Foundation, Chicago
(1957).
Preucil, F., Tech. Assoc. Graphic Arts, 12, 151 (1960).
Staehle, H.C., Tech. Assoc. Graphic Arts, 4, 143 (1952).
Yule, J.A.C., Tech. Assoc. Graphic Arts, 5, 94 (1953).
Yule, J.A.C., Principles of Color Reproduction, Wiley, New York (1967).
ГЛАВА 28 МАСКИРОВАНИЕ
29 СЕПАРИРУЮЩЕЕ
СКАНИРОВАНИЕ
29.1 ВВЕДЕНИЕ
Б
урное развитие электронновычислительной техники и появление возможно
сти оперировать электрическими сигналами при выполнении разного рода ма
тематических расчетов привели к тому, что в полиграфии появились электроннооп
тические устройства, именуемые сканерами. Сканеры позволили поточечно преобра
зовывать визуальную информацию, заложенную в изображение, в набор электриче
ских сигналов, а после — реконструировать это изображение в той или иной форме, в
частности в виде трихроматических сепараций. То есть т.н. сепарирующие сканеры вы
ступили в роли промежуточной электроннооптической инстанции между оригина
лом и его печатной репродукцией.
На электронном этапе цветорепродукционного процесса сепарирующие сканеры
с ничем не ограничиваемой гибкостью исполняли процедуры, эквивалентные тоновой
коррекции изображения и его маскированию, и могли использоваться для изготовле
ния полностью откорректированных контонных и полутоновых сепараций (последние
выполнялись путем экспонирования через контактный растр либо с помощью цифро
вых электронных систем, способных отрисовывать растровые точки высокого разре
шения).
Как и в телевидении, для конверсии оригинального изображения в набор электри
ческих сигналов требовалось преобразовать это изображение из двухмерного массива
данных в одномерный. Нетрудно догадаться, что сие практичнее всего было выпол
нять путем развертки последовательных строк.
К счастью, полиграфия не требует сканирования со скоростями цветного телевиде
ния, но, вместе с тем, она нуждается в много большем разрешении изображений, изза
чего процесс сканирования занимает минуты (а порой и часы). Количество строк при
этом обычно варьирует в пределах от 200 до 1000 на дюйм.
Первые сканеры были сконструированы на основе изобретений американских ис
следователей Гарди и Вурцбурга (Hardy и Wurzburg, 1948), а также Мюррея и Морса
(Murray и Morse, 1941). Сканер Гарди — Вурцбурга выпустила фирма Interchemical
Corporation, а в дальнейшем его производила компания Radio Corporation of America.
Сканер Мюррея — Морса в своих ранних модификациях выпускался Eastman Kodak
Company, в дальнейшем — Time Incorporated, а также ее дочерней компанией Printing
Developments Incorporated (PDI).
Итак, с целью исторической ретроспекции вопроса мы вначале расскажем о скане
рах Гарди — Вурцбурга и Мюррея — Морса, после чего перейдем к обсуждению более
поздних и более совершенных методов сепарирующего сканирования изображений.
29.2 СКАНЕРЫ ГАРДИ — ВУРЦБУРГА
В своем оригинальном исполнении сканер Гарди — Вурцбурга выдавал растриро
ванные листовые сепарации, с которых изготавливались печатные формы. Однако
687
позднее акцент сделали на получении сепараций непрерывного тона. В обоих случаях
листовые пленки были полностью компенсированными (в плане устранения тональ
ных и хроматических искажений, вносимых в оттиск запечатываемой поверхностью и
красками), т.е. не требовали никаких дополнительных манипуляций.
Метод Гарди — Вурцбурга в его трактовке Interchemical Corporation показан на
рис. 29.1 (Allen, 1958 [a] и 1958 [b]): на специальной каретке монтировались четыре
листовых фотопленки, три из которых представляли собой контонные позитивные
(или негативные) сепарации репродуцируемого оригинала, выполненные традицион
ным фотооптическим способом (А), а четвертая — лист неэкспонированной черно
белой фотопленки. Каретка двигалась впередназад с амплитудой, равной ширине се
параций, слегка смещаясь при этом вдоль их длинной стороны. В итоге вся поверх
ность изображений покрывалась матрицей параллельных строк.
Над сепарациями были неподвижно закреплены три прожектора, фокусировав
шие на поверхности пленок световую точку. Прожекторы были так расположены от
носительно пленок, что светили строго в одну и ту же пространственную позицию
«своей» сепарации, которая соответствовала одному и тому же пространственному
участку оригинала.
Кривые эффективной спектральной чувствительности фотопленок были отрегули
рованы так, что полностью совпадали с трихроматическими кривыми Стандартного
наблюдателя
x()l
,
y()l
,
z()l
, благодаря чему коэффициенты пропускания сепараций в
каждой точке несли в себе информацию о трехстимульных значениях оригинала
(X
p
Y
p
Z
p
) в этих точках. Свет, прошедший через сепарации, падал на три фотоэлемента,
откликавшиеся, в свою очередь, тремя сигналами, конвертирующими информацию об
X
p
Y
p
и Z
p
в электронную форму. Сигналы отклика фотоэлементов поступали в схему
(В), куда заранее были вшиты XYZзначения восьми стимулов, возникающих под
688
ГЛАВА 29 СЕПАРИРУЮЩЕЕ СКАНИРОВАНИЕ
B
C
A
D
Рис. 29.1 Планшетномеханический сканер Interchemical Corporation, работавший по принци
пу Гарди — Вурцбурга и производивший откорректированные полутоновые и контонные сепа
рации.
стандартным освещением при восьми возможных вариантах наложения растровых
красочных точек оттиска (X
1
Y
1
Z
1
... X
8
Y
8
Z
8
).
Количества краски, необходимые для воспроизведения стимула с трехстимульны
ми значениями X
p
Y
p
Z
p
, рассчитывались по уравнениям Нойгебауера в показателях со
ответствующих cmyзначений (см. раздел 26.7).
Сепарации экспонировались последовательно, т.е. когда требовалось проэкспони
ровать, к примеру, cyanсепарацию, расчетные сзначения поступали во вторую схему
(С), благодаря чему экспонирующий свет, испускаемый Dпрожектором, модулиро
вался так, что на неэкспонированной пластине получалось требуемое изображение.
29.2.1 Последовательность операций
Последовательность действий при получении репродукции была следующей:
1. Оригинал без всяких масок перефотографировался на чернобелые листовые
пленки, эффективные спектральные чувствительности которых были эквивалентны
x()l
,
y()l
,
z()l
кривым (или любой их линейной комбинации, поскольку электронные
схемы сканера легко выполняли линейный переход к этим кривым).
2. Экспонированные листы проявлялись, а с полученных сепарированных контон
ных негативов получали три сепарированных позитива (также непрерывного тона).
3. Позитивы монтировались на каретке сканера, сканировались, данные с фотоэле
ментов по мере сканирования поступали в Всхему, где рассчитывались сзначения.
Последние поступали в Ссхему, управлявшую интенсивностью Dпрожектора, экспо
нировавшего соответствующую сепарацию.
4. Аналогичным путем вычислялись mзначения и экспонировалась mсепарация.
5. То же по yсепарации.
6. Экспонированные сепарации проявлялись.
7. Изготавливались растрированные печатные формы.
29.2.2 Обеспечение уровня колориметрической точности
Уровень колориметрического репродуцирования оригинала с помощью сканера
Гарди — Вурцбурга достигался при следующих условиях:
1. Коэффициенты пропускания позитивных сепараций по каждой точке должны
были быть пропорциональны трехстимульным значениям оригинала (X
p
Y
p
Z
p
) по этим
же точкам (или линейной комбинации этих значений).
2. Результирующие растровые розетки оттиска должны были воспроизводить не
больше и не меньше восьми цветовых стимулов, причем в требуемых колориметриче
ских количествах. Однако же впоследствии американские исследователи Клаппер и
Юл (Clapper и Yule, 1953) показали, что переотражения света между слоями краски и
волокнами бумаги создают дополнительные стимулы, что несколько дискредитирует
простую восьмистимульную теорию (см. раздел 26.7). Нелинейности, вносимые в про
цесс на стадии изготовления печатных форм, было довольно трудно оценить и учесть,
и добивались сего путем внесения поправок на электронном этапе работы.
3. Система «бумага — краски — освещение» должна была воспроизводить стимулы
с трехстимульными значениями, посылаемыми из электронной схемы сканера. Безус
ловно, некоторые стимулы, создаваемые оригиналом при том или ином освещении,
могли выходить за границы охвата печати, но это ограничение свойственно всем систе
мам, воспроизводящим отражающие оттиски: как было показано в разделе 13.10,
689
ГЛАВА 29 СЕПАРИРУЮЩЕЕ СКАНИРОВАНИЕ
обычный динамический диапазон отражающих отпечатков составляет порядка 35:1,
то есть 1.55D, а в некоторых случаях он едва превышает 1.0D.
1
***
В версии метода Гарди — Вурцбурга от Radio Corporation of America (RCA) сепара
ции оставались неподвижны и экспонировались светящейся точкой электроннолуче
вых трубок (Rydz и Marquart, 1954).
Отметим также, что независимо от варианта интерпретации метода для получения
корректной цветовой репродукции оригинала наряду с трихроматическими сепара
циями требовалось изготовление сепарации black (Rydz и Marquart, 1955).
В заключение раздела стоит сказать, что знакомство с давно устаревшими и неис
пользуемыми сегодня сканерами дает крайне важный исторический экскурс: несмот
ря на множество технологических неудобств, цветовые репродукции, выполненные с
помощью этих аппаратов, отличались высочайшим качеством (Haynes, 1952; Ohler,
1955).
29.3 PDI+СКАНЕРЫ
PDIсканер, разработанный компанией Printing Developments Incorporated на ос
нове идеи Мюррея — Морса (одно время распространялся под торговой маркой
TimeLife Springdale), был аналогичен сканеру Гарди — Вурцбурга тем, что дробил
оригинальное изображение на серию строк, конвертировал модуляции яркости скани
рующего луча в набор электрических сигналов, выполнял с последними корректирую
щие операции, а затем экспонировал сепарации. Однако же по всем остальным пара
метрам аппарат принципиально отличался:
— вопервых, он сканировал цветные слайдоригиналы, а не чернобелые сепара
ции;
— вовторых, оригинал находился не на плоскости, а был накатан на стеклянный
барабан;
— втретьих, корректирующие функции строились на теории маскирования, а не
на уравнениях Нойгебауера;
— вчетвертых, сепарации экспонировались одновременно, а не последовательно
(Bishop, 1951).
Основные узлы PDIсканера схематично показаны на рис. 29.2. Длинный барабан,
прозрачный на одном из концов, медленно вращался вдоль своей оси. Репродуцируе
мый оригинал был расположен по дуге прозрачного участка барабана, а на непрозрач
ном были накатаны листы экспонируемых сепараций. Изнутри барабана в его про
зрачной части на оригинал фокусировалась световая точка весьма малого диаметра, и
после прохода света через оригинальное изображение поток делился на три луча, про
ходивших, в свою очередь, через красный, зеленый и синий фильтры и падавших по
сле этого на фотоэлементы. По мере вращения барабана и его движения вдоль своей
оси, световая точка нарезала плотную спираль, покрывавшую в итоге всю поверхность
оригинала.
Три фотоэлемента выдавали электрические сигналы, пропорциональные коэффи
690
ГЛАВА 29 СЕПАРИРУЮЩЕЕ СКАНИРОВАНИЕ
1
Напомним, что автор приводит цифры, получаемые путем теледенситометрии, т.е. измере
ния, выполняемого с учетом паразитной просмотровой подсветки (что не находит применения
в полиграфическом производстве, но имеет высокую научную ценность). — Прим. пер.