Поліграфічний синтез кольорових зображень (стр. 1 из 3)
Поліграфічний синтез кольорових зображень
1. Загальна схема процесу перетворення кольорового зображення в репродукційній системі
Якщо розглядати процес виготовлення кольорової репродукції з погляду основних етапів її формування, то незалежно від технології переробки образотворчої інформації його можна розділити на три послідовні стадії: аналітичну, перехідну або градаційну і синтетичну.
Перша стадія – аналітична, яка зветься кольороподільною, полягає в тому, що модульований оригіналом світловий потік розділяється на три частини відповідно до трьох зон спектра: синьої, зеленої та червоної. Це відбувається або у фотоапараті, де оригінал послідовно експонується крізь три світлофільтри: синій, зелений і червоний на фотографічний матеріал відповідної чутливості, або в сканері, де отримані сигнали реєструються за допомогою фотоелектричних приймачів.
Внаслідок кольороподілення одержують три кольороподілених зображення – відповідно для жовтої, пурпурної і блакитної фарб. Щоб отримати друкарський відбиток, необхідно мати три друкарських форми, за допомогою яких друкарські елементи відновлять кольори оригіналу різною кількістю основних фарб. Кількість тієї або іншої фарби визначається розміром растрового елемента.
На аналітичній стадії здійснюють різні перетворення зображення для виправлення недоліків подальших процесів і одержання оптимального кінцевого результату: масштабування, корекцію зображення (вилучення небажаних деталей, згладжування контурів, додавання або усунення елементів зображення та ін.), кольорокорекцію та растрування.
Друга частина процесу відтворення кольорового зображення зветься перехідною або градаційною і полягає в тому, що з отриманих під час кольороподілення фотоформ послідовно виготовляється ряд проміжних допоміжних тонових і растрових негативів і діапозитивів. У кінці цієї стадії здійснюють копіювання на формному матеріалі растрової копії й одержують друкарські форми.
Процеси градаційної стадії мають менше можливостей впливу на кольоровий відбиток і не можуть істотно змінювати співвідношення щільностей, отриманих у результаті кольороподілення. Як правило, всі градаційні перетворення мають нормативний характер і їхнє виконання вимагає чіткого дотримання технологічних інструкцій.
Третя частина – синтез кольору друкарськими засобами. Його результати залежать від перетворень образотворчої інформації, здійснених на попередніх стадіях, а також від оптичних і колірних характеристик паперу і тріади друкарських фарб, способу і технологічних параметрів друкарського процесу. Узагальненою характеристикою умов кольорового синтезу є кольоровий охват фарб. Перед здійсненням тиражного друку необхідно перевірити якість проведених перетворень шляхом синтезу кольорової репродукції за допомогою пробного друку.
2. Автотипний синтез кольору
Відповідно до трикомпонентної теорії колір будь-якого відтінку може бути отриманий змішуванням деяких трьох основних. У моніторі, наприклад, усе різноманіття кольорів забезпечується адитивним змішуванням варіацій інтенсивностей випромінювань червоного, зеленого і синього (Ч3С) люмінофорів.
Субтрактивний синтез багатофарбового поліграфічного друку використовує блакитну, пурпурну і жовту (ГПЖ) фарби, що послідовно (якщо друкарські елементи кольороподільних зображень перекривають один одного) або одночасно (якщо елементи розташовані на відбитку поруч) поглинають із зовнішнього освітлення відповідно червону, зелену і синю спектральні складові.
Якщо в однофарбовому друці автотипним способом передаються лише градації яскравості, то на багатофарбовій репродукції відносні площі елементів, віддрукованих блакитною, пурпурною і жовтою фарбами визначають ще і колірний тон, а також чистоту кольору. Автотипний метод дозволяє передати всю колірну палітру, незважаючи на те, що, як ілюструє рис. 1, мікроструктуру растрової ілюстрації утворюють усього лише вісім (назвемо них базовими) кольорів:
· колір підкладки (паперу);
· блакитний, пурпурний і жовтий кольори одинарних шарів фарб;
· червоний, зелений і синій кольори їхніх подвійних накладень;
· чорний колір потрійного накладення.
Рисунок 1 – Вісім базових кольорів тріадного автотипного синтезу на одиничній площі відбитка
Від одиничної частини відбитка до спостерігача надходить або один відбитий світловий потік результуючого кольору, або кілька різнофарбових потоків (рис. 2). В останньому випадку має місце згадане вище адитивне просторове змішування кольору вже в зоровому аналізаторі. Тому, незважаючи на те, що всі базові кольори отримані субтрактивно, механізм утворення результуючого колірного відчуття більш складний у силу цієї специфіки автотипного синтезу.
Рисунок 2 – Відчуття кольору виникає в результаті злитного сприйняття відбиваних різнозафарбованих світлових потоків, і від одного, пофарбованого в результуючий колір, з урахуванням спектральних складових освітлення
Отже, світлову реакцію рецепторів зорової системи людини на випромінювання
, відбите від деякої поверхні, можна в загальному вигляді навести виразом 
, (1)де
– спектральна чутливість рецептора; 
– спектральний коефіцієнт відбивання зразка; L – постійний коефіцієнт. Отже, сприймана оком інформація про колір визначається трьома компонентами: характером освітлення, чутливістю зорової системи і спектральним коефіцієнтом відбивання задрукованої поверхні.3. Рівняння Нейгебауера
Колір одиничної частини відбитка залежить від значень відносних площ, задрукованих кожним з основних кольорів, і в загальному випадку описується рівнянням Нюберга-Нейгебауера
(2)де
– візуальний коефіцієнт відбивання автотипної частини відбитка; 
– спектральні коефіцієнти відбивання восьми колірних складових Нейгебауера. Вони показані на рис. 3. 
Рисунок 3 – Спектральні коефіцієнти відбивання восьми базових кольорів
Площі s, зайняті кожним з базових кольорів на різних дільницях, можуть істотно відрізнятися. Так, якщо точки трьох фарб однакові і точно накладаються одна на одну, то колір визначається лише першим і останнім доданками виразу (2). Якщо ж ці елементи не перекриваються, то не приймаються до уваги чотири останні члени цієї суми.
Більш коректно колір описується аналогічними рівняннями, де кількість S базових кольорів виражено імовірностями їхнього утворення через відносні площі растрових точок трьох фарб SГ, SП, SЖ.
(3)Наведені формули можна використовувати для знаходження зональних щільностей або для визначення кольорових координат, наприклад, у системі (X, Y, Z)
(4)Рівняння Нейгебауера широко використовуються в поліграфії для визначення характеристик кольорової репродукції. Однак ці рівняння справедливі лише для опису ідеалізованого растрового синтезу. В реальних процесах внаслідок розтискування растрових точок, поглинання фарби папером і неповним переходом фарб на попередньо зафарбовані поверхні, закономірності кольоровідтворення істотно відрізняються від описаних цими рівняннями.
4. Друкарські фарби
Загальні ідеї тріадного поліграфічного синтезу кольору зручно ілюструвати, прийнявши допущення, практично прийнятні лише для так званих ідеальних фарб, що характеризуються П-подібними спектральними кривими (рис. 4а) та рівномірно поглинають світлову енергію в одній зоні спектра і відбивають її в двох інших.
Колірні значення, одержані такими фарбами, підкоряються виразу (2) незалежно від того, в якій послідовності накладені блакитна, пурпурна і жовта фарби й в якому ступені різнофарбові елементи перекривають один одного.
Відносні поглинання реальних фарб (рис. 4 в) нерівномірно розподілені за основними зонами всередині них. Якщо в одній із зон вони є корисними, то в двох інших, де за самим змістом субтрактивного синтезу їх не має бути – шкідливими.
Для кількісної оцінки реальну фарбу зручно розглядати як суміш трьох ідеальних. Такий підхід дозволяє порівнювати спектральну чистоту фарб. З цією метою зразки вимірюють денситометром за трьома широкосмуговими зональними фільтрами, одержуючи східчасту криву поглинання з трьома значеннями DK, D3, Dc (рис. 4в). За цими значеннями визначають дві характеристики: колірне зрушення Н – відхилення колірного тону у відношенні ідеальної фарби
Рисунок 4 – Спектральні поглинання ідеальних фарб (а); їхніх попарних накладень (б); реальних поліграфічних фарб (в) і їхніх триступінчастих інтерпретацій (….) за широкосмуговими спектрозональними фільтрами
(5)і ахроматичність G («сірість») – ступінь забруднення нейтральним, сірим кольором