Поліграфічний синтез кольорових зображень (стр. 2 из 3)
, (6)де
– мінімальне, середнє і максимальне з зазначених вище виміряних значень інтегральної оптичної щільності за основними зонами спектра. Ці параметри узагальнює ще одна кількісна характеристика фарби – ефективність кольору 
. (7)Поряд з індикацією самої оптичної щільності значення цих параметрів безпосередньо відображуються дисплеєм сучасного цифрового денситометра.
Колірне охоплення друкарських фарб, як правило, поступається колірній гамі образотворчих оригіналів і, зокрема, фотографічних, оскільки спектральні характеристики кольорових фотоемульсій у зазначеному змісті менш відрізняються від ідеальних.
Ефективність впливу тієї самої кількості фарби на результуючий колір залежить від того, на який шар вона наноситься: на папір або на попередній шар фарби. Цей вплив називається захопленням (сприйняттям) фарби
. (8)Фарба захоплюється на сто відсотків попереднім фарбовим шаром оптичної щільності d1, якщо щільність D3 накладених один на одного шарів дорівнює сумі щільностей d1 і D2 одинарних шарів на чистому папері. На папір і раніше нанесений шар у цьому випадку переходить однакова кількість фарби. Через меншу адгезію захоплення фарбовим шаром, особливо вологим, як правило, нижче ста відсотків. Оскільки товщина кожного наступного фарбового шару в пробілах елементів, надрукованих у попередніх краскопрогонах, виявляється більшою, ніж на самих елементах, незначні коливання в приведенні спричиняють колірний дисбаланс.
Для однозначної оцінки оптичної щільності вологих і висохлих відбитків на практиці використовують денситометри, оснащені поляризаційними фільтрами.
5. Зображення чорної фарби
Використання четвертої чорної фарби додатково до фарб друкарської тріади має такі цілі:
- економію кольорових фарб за рахунок заміни їх чорною;
- збільшення загального контрасту ілюстрації.
На дільницях, що містять растрові елементи всіх кольорових фарб тріадного синтезу, колірний тон визначає лише визначена кількість двох з них. Інша кількість блакитної, пурпурної і жовтої характеризує насиченість і може бути замінена четвертою, чорною фарбою. Мінімізація кількості кольорових фарб шляхом заміни ахроматичної складової тріадного синтезу чорною фарбою одержала назву операції «УЦК» («Удаление Цветной Краски из-под черной» – видалення кольорової фарби з-під чорної) за аналогією з англійським терміном UCR (Under Color Removal). Зміст цієї процедури й одного з її показників – обсягу УЦК схематично пояснюють діаграми на рис. 5. Обсягу «УЦК», який дорівнює 50%, відповідає кількість чорної фарби (рис. 5 б), що дорівнює половині мінімального з їхніх трьох вихідних значень на рис. 5 а. Для граничного «УЦК» обсягом 100% на ілюстрації присутні лише елементи, віддруковані не більш, ніж трьома з чотирьох фарб: двома кольоровими і чорною. Такий синтез одержав умовну назву «бінарний + чорний» і припускає повну відсутність фарб тріади на сірих дільницях зображення.
Рисунок 5 – Варіанти кількості фарб для деякого кольору при обсягах «УЦК»: 0% (а), 50% (б), 100% (в); під час використання п'ятої жовтогарячої фарби (г)
Другим параметром процедури «УЦК» є її діапазон, тобто область тонів оригіналу, в якій забезпечується той або інший обсяг УЦК. Керування цим параметром «УЦК» в зарубіжній літературі та практиці відносять до процедури GCR (Grey Component Replacement), хоча за визначеннями деяких авторів UCR і GCR означають те саме.
Обидва параметри пояснює рис. 6, графіки якого відображають варіанти співвідношення відносних площ точок трифарбового сірого до і після операції «УЦК». Так, графіку 1 відповідають нульові значення обох параметрів «УЦК», коли сірий колір передається в усьому його інтервалі тільки кольоровими фарбами.
Відповідно до графіка 2, обсяг «УЦК» зменшується від 40% до нуля під час переходу від глибоких тіней до ахроматичних тонів середніх значень. У цьому випадку на дільницях ілюстрації з відносною площею точок тріадного синтезу менше 50% чорна фарба також відсутня.
За графіком 3 однаковий і рівний 40% обсяг «УЦК» забезпечується по всьому інтервалу, а за графіком 4 обсяг «УЦК» збільшується від 60% до 100% під час переходу від тіней до середніх тонів. В останньому випадку на сірих дільницях, де відносна площа растрових точок тріадного синтезу змінювалася б від 0% до 50%, кольорові фарби взагалі відсутні, а кольоровим частинам оригіналу відповідає синтез «бінарний + чорний».
Нарешті, за графіком 5, що збігається з віссю абсцис, синтез кольору «бінарний + чорний» і передача ахроматичної складової винятково чорною фарбою мають місце в усьому інтервалі градацій оригіналу. В цьому випадку й обсяг, і діапазон «УЦК» оцінюються 100%.
Рисунок6 – Зміна відносних площ друкарських елементів ахроматичної складової тріадного синтезу при різних обсягах і діапазонах операції «УЦК»:
1 – при нульовому обсязі «УЦК» по всьому градаційному діапазону; 2 – при обсязі «УЦК» 40%, що знижується до нуля, в інтервалі значень вихідної тріадної ахроматичної складової 100% – 50%; 3 – при обсязі «УЦК» 40% однаковому у всьому діапазоні; 4– при обсязі «УЦК» 100% у вихідному інтервалі 0% – 50% (синтез «бінарний + чорний») і знижується до 60% в інтервалі 50% – 100%; 5 – при обсязі «УЦК» 100% в усьому інтервалі вихідних значень
У способах швидкісного друку «по вологому» сумарна відносна площа друкарських елементів трьох кольорових фарб не може складати 300% через відмарування. Подібне обмеження для всіх чотирьох фарб з урахуванням ефективності їхнього закріплення на папері в друкарському процесі знаходиться в межах 250% – 350%. Трохи виправити положення дозволяє четверта форма чорної фарби з друкарськими елементами лише в тінях зображення, хоча такий спосіб посилення загального контрасту здатний викликати менш точну передачу темно-коричневих відтінків.
Роль чорної фарби враховувалася вище як допоміжна, що забезпечує деякий додатковий зоровий, технологічний або техніко–економічний ефект. Однак цілком можливий протилежний порядок розгляду, в якому ця фарба є як би основною, а кольорові лише «розфарбовують» зображення. Їхнє використання мінімізується при цьому не тільки на ахроматичних дільницях, але також на контурах, дрібних деталях, у тінях, скрізь, де вимога передачі ступеней яскравості переважає над точністю відтворення колірних відтінків. Розподіл за шкалою додаткового, трифарбового ахроматичного може бути таким, що в тінях до 95 або 100% відносної площі растрових елементів чорної фарби кольорові елементи будуть додані з сумарною відносною площею, яка з урахуванням згаданих раніше обмежень складе 140 – 150% (рис. 7). Площі кольорових і чорних точок можуть монотонно зростати по всьому інтервалу шкали, як пояснює графік на рис. 7.
Рисунок 7 – Використання нейтральної суміші фарб тріади для підвищення контрасту ахроматичних кольорів у чотирифарбовому друці
Такий підхід до збільшення інтенсивності чорного одержав у зарубіжній літературі назву процедури UCA – Under Color Addition (за аналогією з «УЦК» назвемо її додаванням кольорових фарб до чорного («Дополнение Цветной Краской») – «ДЦК»).
6. Формування градації нейтрально сірих тонів сполученням кольорових і чорних зображень
Зменшення кількості чорної фарби може компенсуватися збільшенням кількості хроматичних і навпаки. Серед можливої кількості чорної фарби для кожного кольору існує деяка максимальна кількість, перевищення якої не дозволяє одержати точного відтворення ні за якої кількості кольорових фарб. Цю максимально припустиму кількість фарби вигідно використовувати як міру для оцінки реальних чорних зображень. Схема утворення гранично чорного зображення наведена на рис. 8.
Рисунок 8 – Схема утворення гранично чорного зображення: а) криві поглинання трьох фарб субтрактивного синтезу й їхньої суміші; б) криві спектрального поглинання: 1 – нейтрально сірого зразка; 2 – суміші трьох барвників (Ж, П, Г), які утворять нейтрально сіре поле; в) криві спектрального поглинання: 1 – гранично чорного зображення, 2 – пурпурної і 3 – блакитної, утворюючих у суміші з гранично чорним зображенням необхідну криву спектрального розподілу оригінального зразка
Криві спектрального поглинання трьох типових барвників субтрактивного синтезу й їхня сумарна дія (жовтий барвник додається в найменшій кількості) наведені на рис. 8 (а).
Нанесення трьох фарб (Ж, П, Г) у кількості, що наведена на рис. 8 (б), призводить до утворення нейтрально сірого поля з кривою спектрального поглинання 2, що приблизно можна замінити щільністю нейтрально сірого зразка.
На рис. 8 (в) показано, як шляхом додавання кривих спектрального поглинання гранично чорного зображення 1, пурпурної 2 і блакитної 3 отримуємо необхідну криву спектрального розподілу оригінального зразка
Треба відзначити, що такий розподіл кольорових зображень не завжди найкращий у відношенні збереження безперервності колірних переходів. Тому замість вище зазначеного гранично чорного зображення використовують менш контрастне.
За даними експериментальних досліджень для офсетного друку оптична щільність нейтрально сірого зображення D, сформованого за допомогою трьох кольорових фарб з оптичною щільністю D1 і чорної фарби з оптичною щільністю D2, визначається за такою приблизною формулою: