Тема лекции №12: Дубликационная теория

Техника цветовоспроизведения усложняется растровым характером изображения в полиграфической технологии, диффузией красок из одного эмульсионного слоя в другой в цветной фотографии и т. д.

Объект воспроизведения, представляющий собой систему наложений красок и заменяющий произвольный при изучении и контроле процесса, называется оригиналом-дубликатом или просто дубликатом (иногда в полиграфии его называют модельным оригиналом). Л. Ф. Артюшин завершил разработку теории его воспроизведения. Она получила название дубликационной теории.

Одно из преимуществ оригинала-дубликата перед произвольным состоит в том, что заранее известно, какими количествами красок образовано его любое поле и какие, следовательно, должна содержать точная репродукция. В то же время любой участок произвольного оригинала, фотографируется и воспроизводится так же, как тождественное ему по цвету поле дубликата. Из этого следует, что все погрешности цветовоспроизведения, выявленные на репродукции дубликата, относятся и к изображению любого оригинала. Если, например, на некотором поле репродукции дубликата будет обнаружен избыток краски, то это значит, что точно такой же избыток искажает и соответствующий цвет изображения какого угодно объекта, воспроизведенного в тех же условиях.

Цвета произвольного оригинала можно разделить на входящие в охват данной триады и выпадающие из него. Цвета, входящие в охват, содержатся в дубликате, а выпадающие из него трансформированы: насыщенные превращены в менее насыщенные; невоспроизводимые по цветовым тонам – в более или менее близкие к цветам реального оригинала. Очевидно, трансформированные цвета – предел возможностей данного метода получения цветного изображения.

Оригинал, выполненный красками субтрактивного синтеза, представляет собой своеобразный колориметр. Сравнивая дубликат с произвольным объектом, можно определить, какие количества красок нужны для воспроизведения цвета объекта, т. е. найти их субтрактивные координаты, причем с учетом побочных явлений при синтезе: взаимного влияния красок, их впитывания в бумагу, мутности.

Разница субтрактивных координат оригинала-дубликата и репродукции – количественная характеристика искажения цвета в данном процессе.

Два участка, имеющие тождественные цвета, фотографируются (а следовательно, и воспроизводится) одинаково, если актиничность отражаемых ими излучений определяется только их цветами, независимо от спектральных составов. Это так называемое условие независимости от спектрального состава было впервые сформулировано Н. Д. Нюбергом. Оно соблюдается в тех случаях, когда кривые отражения полей, имеющих тождественные цвета, независимо от природы объектов, в пределах пропускания каждого из цветоделительных светофильтров, близки между собой. Тогда при фотографировании через эти светофильтры при одинаковых источниках с непрерывным спектром поля тождественных цветов дают равные оптические плотности. Если же в пределах пропускания светофильтров кривые сильно расходятся, условие независимости не соблюдается.

Актиничность а – мера фотографического действия окрашенного излучения. Она представляет собой поверхностную плотность фотоактиничного потока А. Для монохроматического потока и, следовательно, актиничность

,

где S _l – спектральная чувствительность материала; Q – площадь материала; – энергетическая освещенность.

Практически все объекты, воспроизводимые средствами цветной фотографии и полиграфической цветной репродукции, отражают или работают на пропускание, но не испускают собственного света и освещаются от солнца или ламп накаливания, т.е. от источников, спектры которых непрерывны.

Н. Д. Нюберг сформулировал и доказал «теорему о трех точках». По этой теореме кривые спектрального распределения коэффициента отражения полей одинаковых цветов при их освещении от источников с непрерывными спектрами имеют по меньшей мере три точки пересечения. Это означает, что спектральные кривые отражающих объектов, имеющих одинаковые цвета, близки друг другу. Поэтому цветоделение таких объектов дает весьма сходные результаты.

Дубликационная теория позволяет на основании анализа спектральных кривых красок оценивать воспроизведение цветов любого оригинала при условии их синтеза этими красками. Поэтому в дальнейшем будем изучать репродукционные свойства не произвольного оригинала, а дубликата, т. е. красочной системы. Достоинство такого объекта состоит в простоте количественной оценки результатов воспроизведения.

Имеются два дубликата – система красочных клиньев и шкала охвата. Первый из них мало удобен для исследования процесса, так как содержит ограниченное число цветов. На его примере легче понять принципы дубликационной теории, чем на более сложном. Второй дубликат – шкала (таблица) охвата. Она послужила основанием для строгого построения дубликационной теории воспроизведения цветного оригинала.

Градация, вызванная вредным поглощением, называется вредной.

Основное правило цветоделения: краска, обладающая вредным поглощением в зоне, которой управляет данная, при синтезе загрязняется данной, и цвет репродукции искажается. Количесто загрязняющей краски определяется вредным поглощением загрязняемой.

Уточным понятие «невыделяемая краска». Это – та которая не должна выделяться по условиям синтеза, но может выделиться по условиям анализа, что неизбежно для красок, поглощающих в нескольких зонах спектра.

На практике принято говорить о плохой отделяемости одной краски от другой.

Цвета объектов природы или оригиналов репродукцируются так же, как и соответствующие поля красочных клиньев. Поэтому поля произвольных объектов, требующие для воспроизведения только желтой краски, получаются оранжевыми, а только голубой – синеватыми. Если для воспроизведения того или иного участка объекта требуется не одна краска, а несколько, то его цвет будет искажен пропорционально вкладу каждой из них. Поэтому соотношения полученные при рассмотрении частного объекта – дубликата, имеют общий характер.

Вследствие вредного поглощения краски, создающего помеху при синтезе, которую традиционно называют цветоделительным искажением, соответствующая зональная плотность репродукции становится большей, чем в оригинале.

Условие точного цветоделения в реальном процессе цветовоспроизведения применительно к оригиналу-дубликату выглядит следующим образом: плотности цветоделенного негатива должны зависеть от количеств выделяемой и не зависеть от количеств невыделяемых красок.

Для оценки цветоделения в отношении данных красок произвольный оригинал необходимо подвергать цветоделительной съемке совместно с дубликатом; в простейшем случае дубликатом могут быть несколько полей, сделанных красками синтеза. Это позволяет, в частности, оценивать цветоделительные искажения на участках негативов произвольного оригинала по результатам цветоделения дубликата. Он, таким образом, используется для определения субтрактивных координат тех или иных цветов произвольного оригинала.

Цветоделительные искажения можно выражать не только графически, но и численно, например отношением тангенсов углов наклона графиков отделяемости или величиной, искажающей разности DD^Б–j, где индекс указывает разность оптических плотностей, измеренных на цветоделенном негативе: Б – белого поля (бумаги, свободной от краски), дающего на негативе максимальную плотность, и j – поля, образованного краской, которая дает цветоделительные искажения (при идеальным цветоделении под данные краски она бы не выделялась).

Численное значение рассматриваемой величины DD^Б–j может быть получено как в результате непосредственного измерения оптических плотностей цветоделенного негатива, так и прочитано по графику отделяемости. Оптическая плотность негативного изображения белого поля выражается на этом графике ординатой , взятой при нулевой плотности оригинала (за которую, как известно, принимается оптическая плотность бумаги).

Значение искажающей разности для некоторого поля п оригинала-дубликата:

.

Чем разность DD^Б–j меньше, тем желтая краска лучше отделяется от пурпурной.

Цветоделительная ретушь. Ее техника проста: нужно закрыть вредные изображения на желтом и пурпурном негативах, где они расположены отдельно от полезных – цветоделительные искажения очевидны. Если же оригинал произволный, ретушь цветоделенных негативов значительно сложнее и требует от исполнителя высокой квалификации. Однако работа облегчается применением дубликата («атласа ретушера»). Объем ретуши, который потребовался бы для приведения цветов репродукции к цветам оригинала, в случае дубликата известен: он выражается разностью количеств краски на участках репродукции и оригинала. Тем самым становится известным и характер ретуши негативов произвольного оригинала, поскольку тождественные цвета воспроизводятся одинаково. Например, негативное изображение малины нужно корректировать так же, как и соответствующее ей по цвету поле негатива пурпурного клина.

Шкала охвата. При исследовании процесса цветовоспроизведения в качестве оригинала-дубликата выбирают шкалу (таблицу) охвата. Она содержит большое число цветов, и не только одинарные, но и двойные, а также тройные красочные наложения и служит универсальным оригиналом-дубликатом.

Шкала представляет собой три однокрасочных ступенчатых клина, образованных красками изучаемой триады и совмещенных на подложке. Клинья соединены в шкалу тем способом, который используется в данном процессе цветовоспроизведения. В практике применяют 5–10-польные клинья.

Поля и ряды шкалы носят следующие названия.

Изохромными по данной краске называются поля, содержащие ее постоянные количества.

Поля шкалы, образованные только одной краской, но взятой в разных поверхностных концентрациях, образуют чистый ряд.

Поля, содержащие одну краску в переменных количествах при постоянной и наибольшей поверхностной концентрации другой, составляют полноцветный ряд шкалы охвата.

Если переменное количество одной из красок сочетается с постоянными и наибольшими количествами двух других, то такой ряд (дополняющий чистый до черного) называется дополнительным.

Совокупность полей, каждое из которых содержит одинаковые количества всех трех красок, составляет псевдосерый ряд, обычно называемый просто серым или условно серым.

Оригиналы клиньев, их негативы, диапозитивы, а при полиграфическом воспроизведении – шкалы и печатные формы называются модельными.

Мера количества краски. Одним из условий точного воспроизведения цветов оригинала служит строгая согласованность (сбалансированность) частичных изображений по градации – контрасту, количеством красок, степени проработки теневых и световых деталей. Если это условие не соблюдено, то хроматические цвета при воспроизведении искажаются по цветовому тону, а ахроматические приобретают тот или иной тон.

В основе представлений о балансе находится понятие о мере количества краски. Не установив указанную меру, нельзя сделать заключение о соотношении количеств красок, например желтой и голубой.

В теории цветовоспроизведения принято устанавливать количество краски по ее вкладу в образование нейтрального по цвету поля.

Мера количества краски, определяемая ее «вкладом в серое», зависит от типа анализатора. Иными словами, для изображения, предназначенного для рассматривания, существует одна мера краски, а для изображения, которое изготовлено для последующего копирования, – другая.

В качестве меры, отвечающей представлениям о «вкладе в серое», принята эффективная плотность , определяемая как логарифмированное отношение эффективного потока , падающего на окрашенную поверхность, к эффективному потоку , отраженному ею:

Эффективным потоком называется произведение чувст­вительности приемника S_λ. на падающий на него поток из­лучения Ф_0λ:

или интегральный эффективный поток:

где s (λ) – функция спектральной чувствительности прием­ника;

Ф₀ (λ) – функция спектрального распределения мощ­ности излучения.

Эффективный поток служит мерой реакции приемника, в отношении которого он определен. Реакция остается по­стоянной при постоянстве эффективного потока. Факторы S_λ и Ф_оλ взаимозаместимы.

Интегральное значение эффективной плотности определяется выражением:

где р (λ) – функция спектрального распределения коэф­фициента отражения краски; s_i (λ) – функция спектраль­ной чувствительности i-того (т. е. красного, зеленого или синего) приемника данного анализатора.

Функции S_i (λ) определяют тип оптической плотности. Если это функции (кривые) основных возбуждений или ли­нейно связанные с ними функции сложения той или иной ко­лориметрической системы, то соответствующая эффектив­ная плотность называется колориметрической D^кол. Если это кривые спектральной чувствительности приемников цветофотографического материала (сине-, зе­лено- и красночувствительных слоев позитивной пленки), то эффективная плотность называется копировальной D^коп.

Уравнения цветовоспроизведения и цветоделения. Полным и наглядным описанием процессов цветоделе­ния и цветовоспроизведения являются системы уравнений. Одна из них — уравнения цветовоспроизведения — харак­теризует конечный результат процесса, показывая, каки­ми количествами красок воспроизводятся поля каждой из однокрасочных шкал оригинала. Уравнения цветоделения дают представление о цветоделительных свойствах красок триады. Они выражают связь между количествами красок на каждой из шкал оригинала и их эффективными в отноше­нии данного фотографического приемника плотностями.

В результате наложения выделяемые краски «загрязняют­ся» теми, которые не должны быть выделены. Степень «за­грязнения» можно описать системой уравнений, которые на­зываются уравнениями цветовоспроизведения.

Плотность любого поля репродукции для красок, подчиняющихся закону Бугера–Ламберта–Бера, есть сумма плотностей составляющих его частичных по­лей – желтого, пурпурного и голубого. Следовательно, за­менив для частичных полей общий индекс / конкретными индексами – ж, п и г, запишем для каждого поля репро­дукции:

Оптические плотности красок, подчиняющихся закону Бугера–Ламберта–Бера, пропорциональны поверхност­ным концентрациям D = xс_п.

Поверхностную концентрацию с_ц принято нормировать, т. е. выражать в относительных единицах. Один из способов нормирования состоит в том, что за единицу поверхностной концентрации краски принимают такое ее количество, при­ходящееся на 1 м², которое в смеси с соответствующими ко­личествами двух других красок обеспечивает образование серого поля, имеющего оптическую плотность, равную еди­нице. Измеренная таким образом концентрация называет­ся приведенной к серому. Оптическая плот­ность красок, подчиняющихся закону Бугера—Ламберта— Бера, связана с приведенной к серому концентрацией С соотношением

где коэффициент δ показывает, какая оптическая плотность приходится на единицу приведенной концентрации. Коэф­фициент δ – D: С называется приведенным по­казателем поглощения или удельной (приходящейся на единицу приведенной концентрации) плотностью.

Так как любая реальная краска поглощает в трех зонах спектра, то все три ее зональные эффективные плотности пропорциональны приведенной концентрации:

D^эф_і = δ^j_iC^j.

Значения коэффициентов δ^j_iзависят от зональных свойств красок, эффективные плотности которых в зонах выделения больше, чем в зонах вредного поглощения.

Уравнения цветоделения описывают эф­фективные в отношении цветоделительных приемников плот­ности оригинала в зависимости от приведенных концентра­ций красок на его полях. Эти плотности, в числе других факторов, определяют градацию каждого из частичных изо­бражений, которая выражается уравнениями цветовоспро­изведения. Следовательно, между уравнениями цветоделе­ния (свойствами оригинала) и уравнениями цветовоспроиз­ведения (свойствами частичных изображений) существует зависимость, подчиняющаяся соотношениям теории града­ционного воспроизведения, рассматриваемой в курсе теории фотографических процессов.

Основная литература: 1[178-211]

Контрольные вопросы:

1 Оригинал-дубликат

2 Модельный оригинал

3 Дубликационная теория

4 Актиничность

5 Условие независимости от спектрального состава

6 Вредная градация

7 Основное правило цветоделения

8 Невыделяемая краска

9 Цветоделительное искажение

10 Цветоделительная ретушь

11 Шкала охвата

12 Мера количества краски.

13 Уравнения цветовоспроизведения и цветоделения

Дата добавления: 2014-12-08