Тема лекции №4: измерение цвета

Основы метрологии цвета. Наука об измерениях называется метрологией. Техника – полиграфия, кинематография, репрография [(от репродукция и … графия), термин, применяемый для определения процессов точного воспроизведения документов и размножения (небольшим тиражом) полученных копий] – производит репродукции [(от ре… и лат. produco – произвожу), 1) воспроизведение. 2) Воспроизведение полиграфическими или другими средствами произведения изобразительного искусства (картина, рисунок, фотоснимок и т.п.). 3) (Психол.) воспроизведение удержанного в памяти. 4) (Биол.) воспроизведение организмами себе подобных; то же, что размножения ] цветных объектов. Практикам необходимо владеть методами цветовых измерений. Учение об измерении цвета называется метрологией цвета или колориметрией.

Колориметрия использует два способа количественного описания цветов. 1) Определение их цветовых координат и тем самым – строгих численных характеристик, по которым их можно не только описать, но и воспроизвести. Системы измерения цвета называются колориметрическими. 2) Нахождение в некотором наборе эталонных цветов образца, тождественного данному. Совокупность образцов составляет систему, называемую системой спецификации.

Для измерения цвета пользуются приборами, называемыми колориметрами.

Совокупность нормированных условий измерения цвета составляет колориметрическую систему. Нормируют цветности основных, уровень яркости, единицы количеств основных, размеры фотометрического поля – все эти факторы определяют значения цветовых координат измеряемого цвета.

Тройка линейно независимых цветов называется триадой. Предлагались разные триады основных. Известно, что с помощью аддитивной системы с использованием красного, зеленого и синего цвета можно создать миллионы оттенков. Для того, чтобы подобрать необходимый цвет, нужно точно определить количество каждого из этих цветов. Цвета этих излучений получили название цветов R, G, B, [Red – красный, green – зеленый, blue – синий (англ.)], а колориметрическая система, использующая их в качестве основных, – системы RGB.

Система RGB – это отличная от системы Манселла модель цветового пространства, иной метод обработки и синтеза цветов, но задача остается одной и той же: сформировать у наблюдателя ощущение точной цветопередачи.

Известно, что с помощью аддитивной системы с использованием красного, зеленого и синего цвета можно создать миллионы оттенков. Для того, чтобы подобрать необходимый цвет, нужно точно определить количество каждого из этих цветов.

Электронно-лучевая трубка компьютерного монитора – наиболее распространенный пример аддитивной системы RGB.В компьютере цифровые данные RGBобычно представлены посредством 8-битового кодирования, с помощью которого описываются относительные количества каждой из основных составляющих. Таким образом, три основных цвета кодируются 24 битами. Каждый цвет имеет свои значения в диапазоне от 0 до 255. Изображения такого типа называют RGB -изображениями или RGB- файлами. Такие изображения чаще всего совмещаются с системами, использующимися в мониторах компьютеров и на телевидении.

Одновременно с этой системы была принята другая, основные цвета которой выбраны сверхнасыщенными, – XYZ. Ее составили воображаемые цвета, более насыщенные, чем спектральные. Поскольку таких сверхнасыщенных цветов в природе нет, их обозначили символами неизвестных величин XYZ. Основанная на их применении колориметрическая система получила название XYZ.

Система СМYК. Если по какой-либо причине репродуцирование цветов с использованием аддитивной системы RGBзатруднительно – можно применять субтрактивную систему СМYК, которую фотографы, печатники и художники ежедневно используют для формирования цветов и оттенков на бумаге или другой белой поверхности. Для качественного репродуцирования оригинальных оттенков необходимо выдерживать ряд необходимых параметров.

В результате печатные краски поглощают свою долю света, падающего на бумагу. Остаются RGB - изображения, которые видит человек. В полиграфии используются основные краски – голубая, пурпурная, желтая и черная. В последнее время их принято обозначать первыми буквами английских слов C yan, M agenta, Y ellow, K ey color (по некоторым версиям bla K), т. е. СМYК. Вычисление правильных соотношений компонентов в системе СМYК – неотъемлемая часть процесса репродуцирования.

При определении красок в репродукционном процессе в большинстве систем используются RGB- фильтры. Они позволяют заменить или смоделировать зрительное ощущение, соответствующее восприятию изображения человеком. Этот этап называется цветоделением. В цветной репродукции результат записи после применения RGB -светофильтров еще называют цветоделенным изображением.

В репродукционном процессе результат записи, в котором содержатся данные о необходимом текущем содержании СМY-красок (и К – черной краски), которые необходимо нанести на бумагу, называется цветоделением. На этом этапе цветоделенные фотоформы обычно представляют собой совокупность растровых точек. Современные технологии позволяют миновать этап изготовления фотоформ, при этом результаты цветоделения записываются непосредственно на формные пластины.

При нанесении цветных печатных красок СМY на один участок изображения, теоретически можно увидеть черный цвет как сумму всех нанесенных цветов, однако реально виден черно-коричневый. Причина в том, что все краски и другие красящие вещества не являются идеальными субтрактивными светофильтрами.

Суть состоит в том, что печатные краски имеют нежелательные поглощения в зонах, где они, теоретически, должны были бы пропускать свет, и наоборот. В этом и заключается основная причина цветовых искажений, а также того, что идеально черный цвет не может быть воспроизведен с помощью системы СМY. Черная краска используется вместе с красками СМY для того, чтобы компенсировать данные недостатки. Чёрные печатные краски еще применяются для увеличения плотности тёмных участков изображения, при этом не нужно вводить дополнительные краски, но это может вызвать некоторые проблемы при печати.

Система CIELAB. В 1931 г. Международная комиссия по освещению (МКО) обозначила четыре основные проблемы:

– не полностью изучена вся природа цветов и оттенков, несмотря на то, что уже существуют достижения в данной области;

– практически невозможно отразить на бумаге и мониторе цвет так, чтобы он воспринимался человеком как цвет естественного объекта;

– чрезвычайно сложно, даже с помощью компьютера, передать, рассчитать и сохранить информацию об объекте;

– системы RGB и СМYК, созданные для репродуцирования цветов оригинала, имеют свои преимущества и недостатки.

Необходимо отметить, что Международная комиссия по освещению является методологической организацией, которая, в основном, занимается тем, что обозначает круг проблем, связанных со спецификацией цветов, их взаимосвязью и репродуцированием.

Hi-Fi технология. Возможности воспроизведения цветов RGB с помощью четырех красок ограничены. Чаще всего полученные цвета не оправдывают ожидания заказчика. Иногда проблема заключается в цветовом тоне, в насыщенности или яркости красок. В этом случае необходимо использование Hi-Fi технологии. При его создании используют более четырёх цветных красок, что позволяет получить лучшие результаты.

В 1987 г. один из исследователей цвета Гарольд Крупперз для расширения цветового охвата предложил использовать семь красок (красную, зеленую и синюю наряду с голубой, пурпурный, желтый и черной). Этот метод позволяет использовать традиционное растрирование, так как при применении этого способа определённый цвет создаётся с помощью не более чем трёх печатных красок.

В 1990г. компания «Linotype-Hell» на выставке Drupa продемонстрировала печать с использованием семи цветных красок, а в 1992 г. Миллз Дейвис и Дон Карли учредили проект под названием «Davis Hi-Fi Project».

В рамках этого проекта было создано программное обеспечение для цветоделения под краски Hi-Fi репродукции, внедрен стохастический (то же, что случайный, вероятностный; от греч. stochastikos – умеющий угадывать) метод растрирования, произошло развитие печати без увлажнения. Все это вызвало большой интерес к проекту Hi-Fi Project.

Технология Hi-Fi была впервые использована для репродуцирования произведений искусства. Изображения вводились как в системе RGB, так и в системе СМY, но очень важным при этом оставалось получение точной цифровой информации о цветоделениях, так как цветовая коррекция множества цветоделённых изображений очень сложна. Лучше всего производить ввод изображения в системе RGB. Возможна также цветовая коррекция непосредственно перед цветоделением. Цветоделение оригинала выполняется с помощью специальных компьютерных программ. Существует три основных способа получения цветоделения Hi-Fi репродукции:

– увеличение цветового охвата при использовании более чистых красок СМYК;

– использование системы СМYК и специальных цветных красок;

– пантонная печать.

Кратко обсудим их. Технология Big Gamut СМYК (технология увеличения цветового охвата СМYК) допускает различные методы. Один из них заключается в использовании дополнительных печатных пластин СМY для печати «точка в точку» относительно основных печатных форм СМY.

Технология СМYК + Special process (СМYК + специальная технология). Здесь используется семикрасочное цветоделение СМYК + RGB. Как и в случае технологии Big Gamut СМYК этот способ обладает преимуществами печати в семь красок.

Технологии Pantone (от греч. pаn, род. п. раntos – всё) обладают преимуществами, которые в США базируются на использовании печати в более чем шесть красок, то есть в семь или восемь красок. Эти технологии можно рассматривать как развитие технологий Hi-Fi. Пантонная печать обладает преимуществами перед другими методами, поскольку здесь больше цветов: три краски СМY плюс оранжевая, зеленая и черная, что позволяет расширить цветовой охват и повысить насыщенность цветов. Такая печать наиболее широко используется в США.

Основная литература 1[61-64; 67-68]; 2[19; 21-22; 31-33]

Контрольные вопросы:

1 Метрология цвета или колориметрия

2 Колориметрические системы

3 Системa RGB

4 Системa XYZ

5 Субтрактивная система СМYК

6 Система CIELAB

7 Hi-Fi технология

Дата добавления: 2014-12-08