Системы контроля цвета

Светлана Фомина

В природе не существует
слишком стройных женщин,
слишком богатых мужчин
и слишком точных систем
цветовоспроизведения.
Рик Уоллес

Как пробуют цвет?

Аналоговая цветопроба

Цифровая цветопроба

Как контролируют цвет?

Оптическая плотность сплошного красочного слоя

Показатель растискивания

Относительный контраст печати

Показатель красковосприятия

Цветовой баланс «по серому»

Отклонение цветового тона и ахроматичность

Спектрофотометры, колориметры и измерение цветов на отпечатках

Спектрофотометрический контроль

И несколько слов о системах…

Денситометры

Пути решения проблем с цветом

Система управления цветом на допечатной стадии в процессе тиражной печати

... А красная ли роза, когда ее никто не видит? Создавая понятие «вещи в себе», Кант вряд ли задумывался над проблемой управления цветом в процессе печати. Нас же этот вопрос интересует в куда большей степени, нежели философские искания. И хотя проблему несоответствия цветовых параметров на разных носителях трудно назвать философской, особенно когда речь идет об отказе заказчика от готового тиража из-за несоответствия цветов на пробном оттиске и готовой продукции, все же оттолкнемся от риторического вопроса: а красная ли роза, когда ее видят все? Тем самым мы подчеркнем важность контроля над цветом в полиграфическом процессе.

Рик Уолес сказал: «В мире цветной компьютерной печати режима WYSIWYG (что видим, то и получаем) не существует. Поставьте рядом десять компьютеров и воспроизведите на экране одно и то же изображение красной розы. Можно почти с уверенностью сказать, что на экранах вы увидите десять оттенков красного цвета. Но с изображением той же розы, напечатанным на бумаге, не совпадет ни одна из картинок на мониторе». Можно реализовать управление цветом и не калибруя монитор, но судить об истинном цвете нужно не по экрану, а по отпечаткам с откалиброванных принтеров и цветопробных систем.

Как пробуют цвет?

Важнейшим моментом во всех подготовительных к печати тиража процессах является печать пробного оттиска, поскольку именно его вы показываете заказчику. Он может быть использован в качестве документа для подтверждения правильности выполнения заказа, а также при разрешении различных конфликтных ситуаций.

До появления цветопробы в ее сегодняшнем виде для контроля качества цветоделенных фотоформ использовали хромоскоп и цветную фольгу.

Различают два вида цветопроб: экранную и на твердом носителе. За экранную цветопробу можно принять изображение на откалиброванном мониторе. Обычно это первичная цветопроба, призванная помочь оператору, занимающемуся цветоделением, правильно выполнить необходимую цветокоррекцию. При такой пробе можно говорить лишь о первоначальной оценке изображения. Цветопробу на твердом носителе можно разделить на три вида: цифровую, аналоговую и пробную печать.

Пробная печать обеспечивает наибольшее соответствие цветопробного оттиска будущему печатному. Это достигается в основном за счет использования тиражных материалов (краски, бумаги). Но по сравнению с цифровой и аналоговой пробная печать более дорога. В этом случае возрастает цена ошибки, допущенной на стадии изготовления фото- и печатных форм.

В настоящее время наиболее популярными являются аналоговая и цифровая цветопробы. Одной из ведущих фирм — производителей этих устройств является фирма DuPont. В начале 80-х годов ею был разработан Eurostandard Cromalin. Торговая марка Cromalin уже стала именем нарицательным в лексике полиграфистов и в настоящее время имеет очень широкую известность на российском рынке систем цветопробы. DuPont Cromalin — это полная технологическая система для изготовления позитивной аналоговой и цифровой цветопроб форматов от А4 до А1, включающая оборудование и расходные материалы.

К слову, с 1998 года начало развиваться совершенно новое направление продукции Cromalin — декоративный Cromalin (Art Cromalin), способный решать ранее невыполнимые задачи. Данное направление разработано для трех основных областей применения: изготовление деколей для керамики и фарфора, изготовление аналоговой цветопробы для флексографской печати путем переноса изображения непосредственно на гибкий запечатываемый материал (полиэтилен, алюминиевую фольгу и др.) и художественное оформление различных поверхностей и предметов. При этом нанести изображение можно на любую поверхность и таким образом украсить стены, машины, бассейны (изображение устойчиво к воде), дома, улицы и все, что вам необходимо.

Итак…

Аналоговая цветопроба

Цветопроба этого типа применяется, как правило, для контроля качества и выполняется с цветоделенных растрированных форм — негативов или позитивов.

Системы изготовления цветопробы непосредственно с фотоформ производятся несколькими фирмами, среди которых наиболее известными являются DuPont, Kodak, Imation, Agfa.

Преимуществами аналоговой цветопробы можно считать не только небольшое отклонение колометрических характеристик от офсетного оттиска, но и возможность контроля качества готовой фотоформы, а именно: растрирования, векторных элементов, треппинга. Немаловажно и то, что системы аналоговой цветопробы принципиально готовы к переходу на любой иной набор цветов, например Pantone, а также на пигментные пленки для любой смесевой краски, используемой заказчиком.

К недостаткам систем аналоговой цветопробы относятся высокая себестоимость оттиска, встречающееся иногда отсутствие возможности изготовления цветопробы на тиражной бумаге, а также в некоторых системах — невозможность моделирования особенностей печатных процессов (растискивания, свойств тиражной бумаги).

Все эти системы обеспечивают близкое к тиражному качество оттисков и отличаются дополнительными возможностями, предоставляемыми потребителями. Так, например, система Kodak Confirm позволяет получать изображения на тиражной бумаге, а не на специальной основе. Системы Imation Matchprint Agfa и Pressmatch имитируют не только четыре цвета из палитры CMYK, но и ряд цветов из системы Pantone, вплоть до специальных (бронза, серебро). Помимо этого система Imation Matchprint может имитировать различные степени растискивания на будущем оттиске. Качество получаемого изображения, высокая стоимость (как корректировки обнаруженных ошибок, так и самого оттиска) и относительно низкая оперативность предполагают использование аналоговых цветопроб для контроля ответственных материалов и для передачи в печатный процесс.

Цифровая цветопроба

Особенность цифровой цветопробы состоит в том, что она выполняется с помощью печатающих устройств непосредственно с компьютера. В этом случае исключена стадия работы с фототехническим материалом, а также химико-фотографическая обработка. Это особенно актуально при использовании технологии CTP, не предусматривающей использование фотоформ.

В качестве устройств для получения цифровых цветопроб используются принтеры, различные по технологиям перенесения красочного пигмента на основу: принтеры, работающие по принципу термопереноса, сублимационные, струйные, лазерные и принтеры на твердых чернилах.

Как контролируют цвет?

«Только я могу судить о цвете, 
— сказал дальтоник,
 — потому что я беспристрастен».
Веслав Брудзиньски

Во избежание пристрастности в суждениях о цвете и о его качестве,  были созданы элементы систем управления — средства контроля.

Существенную роль в области колориметрии играют колориметрические приборы (спектрофотометры) и денситометры. В последнее время популярны приборы, позволяющие осуществлять и денситометрический, и спектрофотометрический контроль — спектроденситометры. Наиболее весомый вклад в мировое производство средств колориметрической техники сделан фирмами ­GretagMacbeth, X-Rite, Techkon. Именно их продукция сегодня наиболее востребована.

Принцип денситометрического контроля мы рассмотрим на примере денситометра отраженного ­света ­GretagMacbeth D19C и контрольно-измерительной шкалы Gretag­Macbeth.

В денситометре D19C используют поляризационные светофильтры для сопоставления плотности оттисков, отпечатанных «по сырому» и «по сухому», так как неодинаковые свойства их поверхности (сырой оттиск — глянцевый, а сухой — матовый) приводят к тому, что оптическая плотность сухого оттиска оказывается меньше плотности сырого. При использовании поляризационных светофильтров значительно упрощается сравнение цветопробного и тиражного оттисков. Рассмотрим принципы осуществления контроля каждого из основных цветовых показателей путем измерения денситометром D19C элементов оттиска контрольно-измерительной шкалы.

Оптическая плотность сплошного красочного слоя

При настройке печатной машины и в процессе печатания тиража необходимо контролировать толщину красочного слоя, определяющую цвет элемента изображения. Для этого измеряется оптическая плотность элементов контрольных шкал, содержащих сплошной красочный слой.

Показатель растискивания

Растискиванием называют процесс увеличения относительной площади растровых элементов на оттиске по сравнению с их размерами на фотоформе в результате воздействия механических и оптических факторов.

Растискивание может оперативно контролироваться путем измерения растровых полей контрольной шкалы. Регулировка параметров печатания (давление, подача краски) должна в конечном счете обеспечить нормированные значения растискивания по каждой краске, без чего невозможно добиться требуемого качества цветовоспроизведения на оттиске.

Относительный контраст печати

С помощью этого параметра оперативно определяют качество воспроизведения деталей в тенях изображений. Денситометром измеряют 80-процентное поле оттиска шкалы и сопоставляют его с измеренной плотностью сплошного красочного слоя. Нулевое значение контраста свидетельствует о полном затекании краской пробела на 80-процентном растровом поле, что, в свою очередь, означает «потерю» всех деталей в темной части изображения. В ходе подготовительных операций к печатанию тиража в качестве контрольного выбирают то значение относительного контраста, которое, с одной стороны, обеспечивает требуемое качество воспроизведения теней на изображении, а с другой — пропечатку мелких растровых элементов.

Показатель красковосприятия

При многокрасочной печати необходимо контролировать переход краски на краску — красковосприятие, поскольку при печати «сырое по сырому» вторая и последующая краски ложатся на запечатанную поверхность в меньшем количестве, чем на бумагу или на сухую краску. С помощью денситометра показатель красковосприятия определяют как отношение оптической плотности второго красочного слоя, перешедшего на первый, к оптической плотности этого же слоя на чистой бумаге. Низкое значение показателя красковосприятия сигнализирует об ухудшении цветовых характеристик оттиска из-за уменьшения цветового охвата, что, в свою очередь, является следствием нарушения взаимодействия одного красочного слоя с другим.

Цветовой баланс «по серому»

Цветовой баланс «по серому» определяют по элементу тройного наложения желтой, пурпурной и голубой красок. Визуально он должен выглядеть серым, схожим с 80% элементом, отпечатанным на шкале черной краской. Явный цветовой оттенок поля свидетельствует о неодинаковом растискивании по отдельным краскам или об отклонении их толщины от нормы. Более точную оценку баланса «по серому» получают с помощью спектрофотометра.

Отклонение цветового тона и ахроматичность

У триадных краскок неидеальный характер процесса отражения (поглощения): каждая краска поглощает излучение не только в зоне спектра, соответствующей ее дополнительному цвету (голубая поглощает в красной зоне, пурпурная — в зеленой, желтая — в синей), но и в двух других, хотя, в меньшей степени. Денситометр позволяет определить качество печатных красок по двум показателям: отклонению цветового тона и ахроматичности.

Денситометр для пленок X-Rite 361T для позитивных и негативных черно-белых пленок измеряет оптическую плотность в диапазоне 0,00-6,00 D с точностью до 0,01 D в видимом и УФ-диапазоне. X-Rite 361T позволяет также измерять площадь точки (dot area). Эта информация передается в Macin­tosh.

Портативные спектроденситометры серии 500 от X-Rite также использует наиболее современную технологию контроля цвета. Старшие модели этой серии — 528 и 530 — позволяют производить колориметрические измерения специальных цветов, бумаги и смесевых красок.

У денситометров Techkon нет подвижных механических частей. Поэтому они износоустойчивы, прочны и невосприимчивы к механическим воздействиям.

Денситометры Techkon, как и современные модели других производителей, покрывают весь диапазон применяемых в денситометрии измерений. Измерения оптической плотности, разности плотностей, серого и цветового баланса, контрастности печати, суммарной площади и приращения растровых точек выполняются нажатием кнопки. Такие специальные типы измерений, как красочный перенос, искажение оттенка и загрязненность краски, располагаются на втором операционном уровне и не затрудняют проведение стандартных измерений.

Спектроденситометр ­Tech­konSD620 для измерений в отраженном свете имеет встроенный поляризационный фильтр и измеряет триадные и смесевые цвета, оттиски и печатные формы.

Спектрофотометры, колориметры и измерение цветов на отпечатках

Колориметры и спек­тро­фотометры — это два типа устройств, которые объективно измеря­ют цвет запечатанного листа или реального предмета.

В принципе, оба устройства делают одну и ту же работу. Колориметры обычно более простые и, следовательно, менее дорогие устройства. Но они менее точны, чем спектрофотометры. Однако технический прогресс не стоит на месте и ситуация меняется: многие современные колориметры по точности приближаются к ранним моделям спектрофотометров. Однако для измерения цвета в промышленных масштабах все же целесообразно применение спектрофотометров.

Спектрофотометрический контроль

Органы зрения человека включают три группы светочувствительных рецепторов. Первая группа имеет чувствительность к синей зоне спектра видимого излучения, вторая — к зеленой, третья — к красной. Поэтому, в отличие от большинства известных нам величин, значения которых выражаются одним числом (метров, секунд и т.п.), результат измерения цвета представляется набором трех чисел, то есть цвет — величина трехмерная. Приборы для измерения цвета еще совсем недавно были очень дороги, сложны в эксплуатации, а сравнительно большое время, необходимое для измерения, не позволяло эффективно использовать их в производственных условиях. Фирма GretagMacbeth одной из первых в мире освоила выпуск портативных спектрофотометров — цветоизмерительных приборов, предназначенных для непосредственного использования в полиграфическом производстве.

Современные спектрофотометры SpectroEye и Spectrolino дают возможность быстро и с высокой точностью измерять цвет в различных колориметрических системах, ставших сегодня международными стандартами: XYZ, ХyY, Lab, LCh и др. SpectroEye представляет собой портативный прибор, который может работать как в автономном режиме, так и совместно с компьютером. Spectro­lino конструктивно выполнен в виде измерительной приставки, сопряженной с компьютером, при этом измеренные данные обрабатываются посредством программного обеспечения GretagMacbeth — KeyWizard, Color Quality.

Кроме того, эти приборы определяют ряд денситометрических показателей: оптическую плотность, показатель растискивания и т.п. Так, по желанию заказчика в функциональный состав спектрофотометра SpectroEye могут быть включены функции денситометра D19C. При этом в отличие от последнего, ориентированного на технологию триадной печати, область применения прибора SpectroEye не зависит от используемого ассортимента красок. Совершенно незаменим спектрофотометр при производстве высококачественной упаковки и этикетки, печатание которых осуществляется с применением как триадных, так и специальных красок (Pantone и др.).

Очень часто на практике необходимо определить цветовое соответствие тиражной продукции и цветопробы. Спектрофотометры позволяют количественно оценить цветовое различие <2206>Е между оттиском и цветопробой, измерив цветовые координаты в системе Lab.

Такой подход позволяет точно определить технологический режим печатания (подачу краски, давление и т.д.) и отпечатать тираж с минимальными потерями бумаги и краски.

Компания X-Rite также использует спектрофотометрию как наиболее точный способ измерения характеристик цвета. Применяя этот способ измерения, можно оперировать точными определениями цвета, например: «калибровано», «охарактеризовано», «установлено», «специфицировано» и «независимо от материала». Например, спектрофотометр Digital Swatchbook создан компанией X-Rite специально для репростудий. Он позволяет измерять и анализировать цвет, определять CMYK-эквивалент и пересылать данные в компьютер. Входящий в комплект программный продукт X-Rite ColorShop дает возможность создать для различных устройств собственные профили.

Микропроцессор Digital Swatchbook позволяет быстро собрать информацию о спектре, цвете и плотности по 31 позиции. За две секунды прибор анализирует информацию и пересылает ее в компьютер.

Система X-Rite Autoscan spectrophotometer DTP 41 — еще один быстрый, точный и надежный прибор, обеспечивающий постоянный контроль всего процесса печати. DTP 41 — автоматизированное устройство, позволяющее достичь быстрых и точных результатов. За пять минут он может считать 480 цветовых сегментов. Модификация DTP 41/T создана для измерения как в отраженном, так и в проходящем свете.

DTP 41 можно использовать вместе не только с калибровочными программами, но и с программами управления цветом, установленными на компьютерах разных платформ.

И несколько слов о системах…

Очень часто в литературе о цвете можно встретить термин «стандартный наблюдатель». Он подразделяется на «наблюдателя» 1931 года и «наблюдателя» 1964 года. Под этими терминами понимаются спектральные характеристики фоторецепторов глаза, которые были получены в ходе экспериментов, проведенных Международной комиссией по освещению CIE в 1931 и 1964 годах. Эти данные были положены в основу науки колориметрии. Естественно, что на цветовосприятие оказывает существенное влияние и цвет, который освещает рассматриваемый образец. Далеко не все равно, под каким источником света расценивать образец. Существует три типа стандартных источников: тип А (лампа накаливания желтого цвета, где энергия синего и зеленого цветов мала), усредненный дневной свет и рассеянный дневной свет. Один и тот же цвет под этими источниками будет восприниматься по-разному. В качестве стандарта не случайно применяют такие источники света, которые имеют более равномерные спектральные характеристики, равномерный спектр испускания. В полиграфии сейчас огромное внимание уделяется стандартным источникам света и просмотровым устройствам, которые оснащены стандартными источниками света.

Бизнес не отстает от научной мысли, и  на Западе сейчас существует довольно большое количество фирм — изготовителей колориметрических устройств для нужд полиграфии, переквалифицировавшихся с производства просмотровых устройств для текстильной промышленности.

Знание характеристик фоторецепторов, источника цвета и характеристик отражения объекта дает нам возможность определять однозначную характеристику цвета в координатах XYZ (первая колориметрическая система, которая была стандартизирована в 1931 году). Система имеет существенный недостаток — неравноконтрастность. Данной системе не соответствует адекватная зрительная оценка, что является ее узким местом. Именно поэтому она не получила широкого применения в полиграфии. На основе XYZ была построена равноконтрастная система Lab, которая лишена указанного недостатка. В большей степени Lab учитывает специфику зрительного восприятия. На допечатной стадии полиграфического производства Lab является основой для выполнения всех операций. Все спектрофотометры для нужд полиграфии измеряют цвет в этой системе. Равноконтрастной является не только данная система,  — на основе XYZ построены еще некоторые равноконтрастные системы: Luv, xyY (для Photoshop ниже пятой версии).

Мы привыкли качественно описывать цвет тремя понятиями: яркость, насыщенность и цветовой тон, который определяет, к какой части спектра относится рассматриваемый цвет. Эти понятия объединены в систему LCH, где L — светлота, С — насыщенность, Н — цветовой тон.

Бытует мнение, что цвет не зависит от спектрального состава образцов. Очень распространены ситуации, когда два цвета при источнике <2206>50, например, воспринимаются одинаково, а при другом источнике цвета — по-разному. Если цвета двух объектов идентичны при освещении одним светом, но различны под другим, то говорят, что они являются метамерной парой. Для того чтобы исключить этот факт, применяются просмотровые устройства.

Принцип работы измерительного устройства — спектрофотометра — основан на регистрации отраженного цветового потока. Основной узел спектрофотометра — источник света, которым мы освещаем образец. Он должен испускать белый свет. Падающий свет отражается от объекта, проходит разложение при помощи дифракционной решетки, которая разлагает отраженный свет в спектр и далее регистрируется фотоприемником. Далее по известным характеристикам источника света и фоторецептора встроенное в прибор микропроцессорное устройство осуществляет вычисление координат цвета за считанные секунды.

Принцип действия прибора отраженного света — денситометра — достаточно прост: свет, отраженный от образца, регистрируется в устройстве; далее, после аналого-цифро­вого преобразования, прибор показывает значение оптической плотности. Денситометр устроен таким образом, что его измерительные каналы рассчитаны на регистрацию определенной отраженной части спектра; если посмотреть на спектральные характеристики спектральных красок — YCM, то становится понятно, что голубая краска поглощает красный, пурпурная — зеленый, желтая — синий. Поэтому характеристику можно определять только в конкретной зоне спектра. Голубая измеряется за красным фильтром, пурпурная — за зеленым, а желтая — за синим. На те приборы, которые существовали 20 лет назад, печатник перед началом измерения должен поставить определенный фильтр. Сейчас приборы делают это сами.

Как при выборе прибора, так и при измерении спектральных характеристик важно учитывать, что спектральный диа­пазон, за которым прибор видит краску, стандартизирован различными видами стандартов — европейским и американским. Это вносит путаницу при сопоставлении результатов измерений. Системы подразумевают совершенно конкретную характеристику, за которой прибор видит красочный слой. Если мерить один образец денситометрами, по-разному стандартизированными, то показания приборов будут сильно различаться. Последствий этого на практике немало. Так, одна из типографий пользовалась нормативной базой для европейского стандарта, а эксплуатировала прибор, который соответствовал американскому стандарту. По желтой краске было рекомендовано значение 1,4 оптической плотности. В приборе же это соответствовало единице. В результате оттиск приобрел неожиданный оттенок. Таким образом, одной и той же толщине соответствуют разные значения плотности. Причем отклонения могут быть как незначительные, так и существенные.

Рекомендуемые нормативные базы должны соответствовать данному типу прибора. Единственное, что смягчает последствия несоответствий систем, это то, что черная краска для всех видов цветофильтров совершенно одинакова. Однако в современном мире цветной печати это мало чем может помочь…

КомпьюАрт 1'2002