Цветное изображение на оттиске как раскрашенное черное

Окончание. Начало в КомпьюАрт № 1’2004

Стефан Стефанов market@aqualon.ru

Цветное изображение, полученное методом минимизации цветных красок за счет черной

Технология цветоделения со скелетной градацией черного

Технология GCR (МЦК)

Роль баланса «по серому» в технологии МЦК

Методика освоения технологии МЦК

Параметры МЦК

Принципы применения технологии МЦК

Направления развития цветового синтеза по принципу МЦК

Превращение цветного изображения оригинала в черно-белое на оттиске

Цветное сканирование для черно-белого вывода на печать

Печать полутоновых черно-белых изображений в четырехкрасочном режиме

Черный цвет = желтая + пурпурная + голубая краска + их баланс «по серому» на оттиске

Цветное изображение, полученное методом минимизации цветных красок за счет черной

Вот что сближает нас, господа. Мы связаны Белым и Черным, с которыми Природе делать нечего. Ей нечего делать с малой толикой краски или чернил. Ей требуется материал поистине безграничный. Но нам — нам нужно совсем немного вещей и по возможности много ума.

Вот почему я восхищаюсь гравером.

Поль Валери

Остановимся на технологиях, в которых количество красок при синтезе на оттиске отдельных оттенков цвета уменьшается и не превышает трех, максимум четырех.

При автотипном воспроизведении на оттиске цветных оригиналов специалисты различают три разновидности четырехкрасочного цветового синтеза: чистый цветовой синтез (ЧЦС), где в формировании светлого оттенка участвуют все три цветные краски и в качестве контурной используется черная; ахроматический трехкрасочный синтез (АС), где цвет формируется двумя цветными и черной красками; смешанный синтез (СМС), где происходят удаление части цветных красок с участков тройного наложения и замена их черной краской. Различие между этими тремя видами цветового синтеза заключается только в способах получения цветового тона на участках тройного наложения краски, так как воспроизведение чистых и бинарных цветов изображения идентично во всех трех случаях.

Все три разновидности четырехкрасочного автотипного цветового синтеза — это частные случаи воспроизведения цветных оригиналов методом цветной триадной автотипной печати по принципу минимизации цветных красок за счет черной (МЦК), причем в случае ЧЦС — минимизация отсутствует, при АС — полная, а в случае СМС — частичная. Большин­ство специалистов высказываются в пользу СМС, поскольку при этом устраняются недостатки, присущие ЧЦС, и возможна корректура цветов за счет вариаций присутствия четвертой, черной краски, что невозможно при АС.

В настоящее время компьютерные технологии внесли много нового в соответствующую терминологию, поэтому для указанных технологий необходимо указать и термины, используемые в специализированном программном обеспечении. Во­первых — это традиционная технология цветоделения со скелетной градацией черного, ЧЦС, традиционный триадный синтез (CMYK). Во­вторых — технология UCR (Under Color Removal), смешанный синтез, технология вычитания из­под черного. И в­третьих — технология GCR (Gray Component Replacement), ахроматический синтез, минимизация цветных красок за счет черной, МКЦ.

Технология цветоделения со скелетной градацией черного

При этой технологии черная краска наносится поверх трех триадных красок (желтой, пурпурной и голубой) в самых темных местах. Главная проблема этой технологии связана с тем, что максимальный уровень краски на самых темных участках оттиска достигает 400%, то есть по 100% для каждой краски. При печати это оборачивается необходимостью тщательно просушивать каждый оттиск или использовать противоотмарочные порошки во избежание отмарывания или перетискивания краски.

Технология UCR

Суть этой технологии состоит в замене в процессе цветоделения трех цветных красок триады, присутствующих в одном элементе цветного оригинала, на эквивалентное количество черной краски.

При печатании цветных, особенно темных, изображений наибольшие сложности возникают в самых темных местах изображения, поэтому целесообразно уменьшить количество триадных красок (CMY) в тех местах, где будет нанесена черная краска, сократив тем самым их суммарное количество. Этот метод в русской технической литературе получил название «вычитание из­под черного цвета» или «уменьшение цветных красок» (термин предложен Ю.В.Кузнецовым). При использовании технологии вычитания из­под черного все тона, состоящие из равного количества триадных красок (так называемые нейтральные, ахроматические тона), печатают черной. Технологию UCR при цветоделении применяют главным образом к темным цветам, что практически не влияет на воспроизведение остальных оттенков.

Технология GCR (МЦК)

Высокоскоростная многокрасочная листовая и рулонная печать создали проблему отмарывания краски. Целесообразным и экономически выгодным решением этой проблемы при репродуцировании цветных изображений оказалось применение технологии минимизации количества цветных печатных красок (термин предложен Н.А.Аватковой в 1986 году) и их эквивалентной замены черной краской в тех местах изображений, где цветовой тон создается за счет тройного наложения цветных красок. При традиционном синтезе цвета все цветные оттенки, а также серые и черные тона получают на оттиске из трех цветных красок с небольшим (до 70%) добавлением черной краски (скелетная черная). Синтез цветного изображения МЦК, при котором каждый цвет воспроизводится черной краской с добавлением минимального числа цветных печатных красок, принято обозначать в англоязычной технической литературе аббревиатурой GCR (Gray Component Replacement).

Сущность этой технологии состоит в том, что черная составляющая присутствует практически во всех оттенках цветного изображения (за исключением чистых цветов), а не только в темных нейтральных тонах. В системе GCR оттенки создаются только тремя или меньшим количеством красок, причем одна из них — всегда черная. При таком способе цветоделения максимальный уровень краски не превышает 300%. Следует отметить, что на практике метод GCR с максимальным использованием черной краски обычно не применяется. Как правило, к трем краскам — двум цветным и черной — все же добавляется немного четвертого цвета, однако этого оказывается вполне достаточно для получения высококачественного изображения. Такая модификация метода носит название Under Color Addition (UCA). Программные средства компьютерных издательских систем позволяют выбрать различные варианты технологии МЦК или создать иную кривую генерации черного цвета.

Необходимо подчеркнуть, что технологию МЦК не следует применять ко всем оригиналам. Она используется для облегчения процесса печати, особенно на многокрасочных печатных машинах, то есть в режиме «по сырому», когда возможно отмарывание, ухудшающее качество оттисков и ограничивающее производительность машины. Практика показывает, что отмарывание возникает при большой толщине красочного слоя, наносимого на невпитывающие или плоховпитывающие материалы. Так, в случае использования традиционной технологии цветоделения толщина красочного слоя при воспроизведении изображений, содержащих большое количество черных, оливковых и коричневых тонов, достигает 4 мкм. При нанесении красочного слоя такой толщины в режиме «по сырому» на мелованную бумагу отмарывание будет практически неизбежным.

При внедрении технологии МЦК в начальной стадии всегда возникает вопрос, какова должна быть степень уменьшения количества цветных красок на оттиске. В зависимости от решаемых задач практикуется уменьшение цветных красок на 30­60%.

Технология МЦК имеет немало различных преимуществ, в част­ности:

• экономические преимущества технологии МЦК:

– уменьшение расхода цветных красок (до 30%),

– сокращение времени приводки и приправки, уменьшение отходов бумаги (быстрее устанавливаются насыщенность цвета и баланс «по серому»),

– уменьшение расходов энергии на сушку, благодаря уменьшению количества краски на оттиске;

• технологические преимущества технологии МЦК:

– колебания величины растискивания точек менее критичны для воспроизведения цвета, так как на большинстве цветных оттисков большая часть цветных красок заменена черной,

– суммарная толщина красочных слоев не превышает на офсетном оттиске 3 мкм вместо 4 мкм при обычной технологии, вследствие чего уменьшается вероятность отмарывания и перетискивания,

– соблюдается стабильность баланса «по серому»,

– уменьшается муар, характерный для коричневых тонов, созданных четырьмя красками, так как коричневые оттенки создаются из двух цветных и из черной красок,

– расширяется цветовой охват за счет использования печатных красок с узкозональными спектральными характеристиками (краски, у которых отсутствует черная составляющая цвета),

– сохраняется стабильность цветового тона изображения в тираже, поскольку зачерненные цвета дают изменения только по светлоте, в то время как при зачернении цвета третьей цветной краской происходит сдвиг цветового тона в процессе печати,

– эффект метамерии (видимые различия при освещении оттиска различными источниками света) сводится к минимуму, так как черной краске метамерия не свой­ственна,

– проблемы с приводкой красок в процессе печатания уменьшаются, поскольку черное преобладает и покрывает большинство контуров и областей изображений,

– проблема перехода («захватывания») краски в процессе многокрасочного печатания частично снимается, так как при синтезе темных тонов общее количество цветных красок минимально,

– возможно использование более тонких бумаг, поскольку количество краски на оттиске бывает меньше,

– облегчаются контроль и управление воспроизведением цвета.

Роль баланса «по серому» в технологии МЦК

Широкое распространение компьютерных издательских систем создает базу для расширения и максимального использования возможностей технологии репродуцирования цветных изображений с применением технологии МЦК, способствует решению экономических проблем и повышает качество высокоскоростной цветной листовой и рулонной печати.

При цветоделении по технологии МЦК значительную роль играет настройка баланса количества цветных красок. Три цветные краски в серых, черных и зачерненных цветных тонах уменьшаются в соответствии с балансом «по серому». Неправильный баланс может привести к цветовым искажениям на оттиске, что особенно проявляется при репродуцировании пейзажных и видовых сюжетов натурной съемки, а также при репродукции произведений изобразительного искусства.

Соотношения количества красок (величин растровых элементов), необходимые для сохранения баланса «по серому», заложены в программах для цветоделения, а также в трехкрасочном поле шкал, применяемых для контроля пробной и тиражной цветной триадной печати. На оттисках поле шкалы должно быть серым — это свидетельствует о правильном балансе подачи красок при печати.

Методика освоения технологии МЦК

Для освоения технологии МЦК рекомендуется начать с воспроизведения триадными цветами черно­белого полутонового оригинала. Когда проводят цветоделение, градационную и цветовую коррекцию, то с черно­белым изображением оригинала работают так же, как с цветным. Главное при воспроизведении такого изображения — соблюдение баланса «по серому». Растрирование, изготовление фотоформ и печатных форм выполняется в обычном режиме. Печать проводят четырьмя красками CMYK с соблюдением норм печати и требований к многокрасочному печатному процессу. Контроль и оценку качества печати проводят только по контрольным шкалам. Полученные пробные оттиски анализируются всеми участниками производственного процесса. оценка пробных оттисков проводиться сопоставлением изображений оригинала и репродукции с анализом растровых фотоформ и печатных форм.

Цветоделение по алгоритму GCR (МЦК) с различным уровнем вычитания (установки цветоделения в программе Photoshop)

Перечислим типичные ошибки и проблемы, которые позволяет выявить указанный тест:

1) несоблюдение баланса «по серому» при изготовлении цветоделенных форм и норм подачи красок при печати оттисков ведет к получению на оттиске изображения с цветовым оттенком, например коричневым, оливковым или зеленоватым;

2) несоблюдение баланса «печатная краска — увлажняющий раствор» вызывает нарушение градаций в светах изображения на оттиске;

3) несоблюдение норм общей подачи краски при печати приводит к блеклости самого изображения в целом или к «забиванию» теней на оттиске;

4) несоблюдение норм растискивания при изготовлении цветоделенных форм и печати ведет к появлению цветового оттенка изображения на оттиске (см. п. 1);

5) превышение норм на скольжение и двоение вызывает такие же дефекты, как и в п. 1 и 4.

Изготовление цветоделенных форм с черно­белого изображения оригинала и проведение градационной и цветовой коррекции намного сложнее, чем при работе с цветными изображениями, поскольку цветовой контраст легче воспроизводится на оттиске, чем светлотный (яркостной) контраст.

Предложенный тест выявляет все недостатки в используемых программах и при изготовлении цветоделенных форм, и на оттиске в цвете видны все промахи печатника, нестабильность процесса печати и несоблюдение норм печати.

Параметры МЦК

Уровень вычитания. Выражается в процентах относительной площади растровых элементов и характеризует количество голубой краски, с чего, собственно, и начинается уменьшение доли цветных красок. Значение уровня вычитания может находиться в интервале 5­95%. Практика показала, что при уровне вычитания ниже 35% наблюдается появление ложных контуров, изображение становится плоским, мозаичным, снижаются его контраст и сочность. Присутствие некоторого минимального количества (15­25%) трех цветных красок на темных участках изображения, где теоретически можно печатать только черной краской, придает черному цвету сочность, глянец, мягкость, бархатистость.

Цветность. Цветовой тон тех областей изображения, где с помощью МЦК цвет создается за счет добавления минимальных количеств трех цветных красок.

Компенсация трех цветных красок черной. Характеризует такое количество черной краски, которое должно заменить уменьшенное количество трех цветных красок без нарушения цветового тона и контраста изображения. Количество черной краски должно быть равно количеству голубой для полутонов и теней. Эквивалентное количество черной краски при использовании технологии МЦК можно весьма эффективно и оперативно определить по шкалам цветового охвата, напечатанным с использованием черной краски.

Максимальное количество голубой краски в области наибольшей оптической плотности (в глубоких тенях). Количество голубой краски, выраженное в процентах относительно площади растровых элементов на цветоделенном диапозитиве, которое остается после уменьшения количества цветных красок в глубоких тенях изображения.

Градационная характеристика черной краски. В технологии МЦК черная краска играет главную роль. Если в традиционной технологии четырехкрасочной печати она — абрисная, контурная и не создает самого изображения, а лишь подчеркивает мелкие детали и увеличивает контраст, то при МЦК черная краска создает структуру изображения, а цветные краски лишь окрашивают его. Если черная введена раньше, —изображение зачерняется, если позже, — на изображении возникают ложные контуры из­за нарушения его структуры, так как до уровня вычитания рисунок создается тремя цветными красками, а далее — за счет черной краски. Если определение градационной характеристики черной краски затруднено, его производят по серой шкале, предварительно привязав изображение к шкале. На практике начало черной краски

(2­3%) выставляют на участке изображения, имеющем насыщенный чистый голубой цвет.

Принципы применения технологии МЦК

Общие принципы применения тех­нологии МЦК при цветоделении ­таковы:

• применение технологии МЦК эффективно для оригиналов с сюжетами, где содержится много темных тонов, близких к черному цвету;

• при применении технологии МЦК достаточно, чтобы сумма растровых элементов на диапозитивах для участка глубоких теней изображения оригинала не превышала 220­260% (например: 37% желтой + 38% пурпурной + 50% голубой + 95% черной = 220%);

• на рисованном изображении с четко выраженными черными контурами (например, на витражах) на белом или цветном фоне максимальная величина растровых элементов на диапозитиве черной краски допускается равной 100%. Этот уровень определяют по серой шкале. Обычно в таких случаях градационная характеристика — очень крутая, с большим подъемом в тенях и с отсутствием или очень малым подъемом (градиентом) в полутонах;

• технология МЦК требует особого внимания к формным и печатным процессам, индивидуального определения градационных характеристик растровых диапозитивов для цветных красок в тенях, поскольку от этого особенно сильно зависит объемность изображения;

• определение формы градационной кривой на диапозитиве черной краски требует соответствующей квалификации дизайнера или оператора, проводящего цветоделение.

Направления развития цветового синтеза по принципу МЦК

Любая новая технология начинается с основополагающего научного или технологического открытия, прорыва. Зенефельдер нашел такой тип камня, который сделал возможным литографию. Мойро и Игоннэ изобрели ксеноновую стробоскопическую лампу для записи символов фотографическим способом. Технология CtP появилась на свет, потому что лазер стал коммерчески доступным. Инновационные технологии, объединяясь, создают новый подход, который нарушает статус-кво.

Фрэнк Романо, специалист в области полиграфии

Синтез цвета на оттиске по принципу МЦК был известен уже сто лет назад. Тогда же был предложен принцип маскирования при изготовлении фотоформ для автотипного воспроизведения цветных оригиналов, который заключался в совмещении негативов для желтой, пурпурной и голубой красок с диапозитивом, предназначенным для выделения черной краски. Диапозитив изготовлялся с негатива, снятого с использованием желтого светофильтра. Данный способ маскирования автоматически уменьшал количество желтой, пурпурной и голубой красок на темных местах ре­продукции. Сложность этой технологии цветоделения повлекла за собой ее исчезновение из полиграфической практики. Однако развитие цифровых технологий вернуло к жизни технологию МЦК, и сегодня этот алгоритм цветоделения включен во все специализированные пакеты программ.

Как уже было сказано, черный цвет при использовании МКЦ создает не только ахроматические, но и темные тона, полученные наложением трех печатных красок, участвует в создании цветов, возникающих при наложении двух печатных красок, и присутствует в элементах изображения, создаваемых одной краской. Отсюда можно сделать вывод, что в основе цветного изображения, полученного на оттиске полиграфическим способом, лежит базовое изображение, создаваемое черной краской. В зависимости от цветности оригинала изображение в большей или меньшей степени окрашено в те цвета, которые получаются или благодаря использованию только цветных печатных красок, или за счет их бинарного наложения. Определив таким образом цветное изображение, необходимо идти дальше и создавать в процессе печатания черное базовое изображение черной печатной краской, а цветовой оттенок — красками чистых двухзональных и однозональных цветов. На практике это означает, что процесс печатания необходимо проводить в семь краскопрогонов чистыми двухзональными (желтой, пурпурной, голубой — CMYK) и одно­зональными (синей, зеленой и красной — RGB) печатными красками. В результате изображение создается восемью цветами — черной, шестью цветными красками и белой бумагой.

Сегодня полиграфисты перешли к современным вариантам МЦК, то есть к технологии Hi­Fi­color. Следует подчеркнуть, что при использовании технологии Hi­Fi­color необходимо применять чистые и как можно более насыщенные печатные краски и минимизировать количество цветных красок за счет черной. В этом случае исчезает проблема муара, о которой так много говорят сторонники частотного растрирования, так как любой цвет на оттиске создается одной, двумя или максимум тремя красками. При правильном выборе углов наклона регулярных растровых структур муар не появляется, но зато ярко проявляются все сильные стороны регулярных растровых структур. Мнение о том, что «без частотного растрирования невозможна технология Hi­Fi­color», стало совершенно необоснованным.

И последнее: цветное изображение на оттиске в идеале — это черное изображение с локальными цветными оттенками и с присутствием чистых цветов на ничтожно малых участках изображения. Для большей ясности приведем пример: чтобы увидеть цветное изображение, достаточно у человека покрасить губы и глаза, у аиста клюв и ноги, а у попугая — ­перья.

Внедрение на предприятиях технологии Hi­Fi­color для воспроизведения цветных оригиналов с применением способа МЦК — это самое перспективное и экономически выгодное решение, ведущее к повышению качества печатной продукции, к снижению ее себестоимости (благодаря нормализации процесса печати и экономии цветных красок) и к повышению производительности печатного оборудования.

Превращение цветного изображения оригинала в черно-белое на оттиске

Существует один прием, который способствует увеличению светлотного (яркостного) контраста однокрасочного (черно­белого) изображения на оттиске. Данный прием противоположен дуплексу. Напомним, что дуплекс — это способ автотипного репродуцирования черно­белых полутоновых оригиналов двумя печатными красками, одна из которых обычно черная, а вторая — серая, палевая, голубая, коричневая и пр. Дуплекс делает печатное изображение, особенно воспроизведенное с черно­белых фотографий, более выразительным, чем обычное однокрасочное, а при использовании серой краски увеличивается градационный интервал изображения.

Прием, о котором мы говорим, казалось бы, абсолютно нелогичен, но в данном случае вполне приемлем и оправдан. Суть его такова: черно­белое изображение оригинала на оттиске печатают триадными красками (CMYК) со строгим соблюдением баланса «по серому», в результате чего тона черного (серого) получаются на оттиске мягкими с широким градационным диапазоном, который можно получить только при применении способа глубокой печати. Однако здесь речь идет о применении способа офсетной и высокой печати, и такое решение стоит недешево, поскольку приходится печатать однокрасочное изображение тремя цветными красками на многокрасочной машине, решать проблему совмещения красок, строго соблюдать баланс «по серому», печатать более дорогими цветными красками, причем используя их в большем количестве, чем одну дешевую черную краску. Тем не менее если необходимо получить высококачественное изображение, то цель, скорее всего, оправдывает средства.

Цветное сканирование для черно-белого вывода на печать

Может случиться, что вам придется сканировать цветное изображение, которое будет выводиться на печать в черно­белом виде. Как сканировать — в цветном или в черно­белом режиме? Мы предлагаем делать это в цвете, ибо цветные изображения обладают большим потенциалом для получения хорошего черно­белого изображения, чем серые полутоновые. Целесообразна и фотосъемка на цветную фотопленку, так как она за последние годы испытала большее число технологических усовершенствований, чем черно­белая. Если в недавнем прошлом цветные фотопленки обеспечивали лишь посредственное качество, смягчая изображения и понижая четкость, то сегодня цветные фотопленки по своим характеристикам практически не уступают черно­белым. Поэтому пользуйтесь преимуществами цвета при фотографировании и сканировании, а затем с помощью пакета редактирования изображений создавайте великолепные черно­белые изображения. Начинайте преобразование с того канала, который сильнее других влияет на окончательный результат.

Печать полутоновых черно-белых изображений в четырехкрасочном режиме

Если в журналах и газетах соседствуют цветные и черно­белые изображения, то печать черно­белых полутоновых изображений в четырехкрасочном режиме имеет как эстетический, так и практический смысл. Четырехкрасочные (CMYK) серые тона выглядят богаче и обеспечивают больший контраст по сравнению с просто серыми, напечатанными с использованием лишь одной черной краски. Основная опасность при печати черно­белых изображений в режиме CMYK — появление нежелательного нарушения баланса «по серому» (сдвига цвета). Однако можно облегчить процесс печати, применяя технологию МЦК с максимальным вычитанием цветных красок — просто настройте параметры цветоделения на высокий уровень генерации черного, так как наличие перевеса черного поможет сохранить нейтральность серых тонов черно­белого изображения при печати.

Черный цвет = желтая + пурпурная + голубая краска + их баланс «по серому» на оттиске

Эта формула является базовым прин­ ципом всех допечатных (prepress) и печатных (press) технологий триадной офсетной печати (CMYK­печати) цветных изображений. И все требования офсетной печати являются производными этого принципа, потому что черное на оттиске всегда черное.

В заключение приведем высказывание И.В.Гете: «Цвет есть элементарное явление природы, которое раскрывается чувству зрения, обнаруживается, подобно всем прочим, в разделении и противоположении, смешении и соединении, передаче и распределении и т.д., и в этих общих формулах природы лучше всего это явление может быть созерцаемо и понято».

КомпьюАрт 2'2004