Расширение цветового охвата печати

Применение четвертой, черной краски решает важную проблему расширения цветового охвата многокрасочной печати не только по ахроматическим цветам, но позволяет получить и ряд новых хроматических цветов, недоступных цветной триаде.
На обложке графически представлено равноконтрасгное цветовое пространство Мансела. По вертикали здесь растет яркщсть, цветовой тон изменяется по окружности, а чистота цвета увеличивается от нулевой до предельной на поверхности тела в любом радиальном от вертикальной оси направлении. Если это пространство представляет все существующие, т. е. воспринимаемые нормальным зрением цвета, то цветовые охваты тех или иных средств или технологий отображения, занимают лишь некоторую его часть, не будучи ему симметричными.

В равноконтрастном пространстве Lab МКО цветовой охват печати некоторой идеализированной красочной триады можно условно представить кубом, диагональ которого - ось светлот L проходит через углы, соответствующие цвету незапечатанной бумаги - «белое» и цвету сплошного трехкрасочного наложения – «черное» (см. рис. 10. 13). Координаты остальных шести углов куба указывают на цвета одинарных и двойных сплошных наложений красок триады. Их проекцию на плоскость цветностей а - b в виде шестиугольника часто используют для иллюстрации соотношения охватов различных способов и средств воспроизведения изображений. Однако в этом варианте оценки целиком утрачивается информация о яркости (по высоте пространства), а также о характере его шести поверхностей (выпуклые, вогнутые). Последнее обстоятельство, как показывает ранее рассмотренный пример (см. рис. 10. 8), существенно влияет на количество воспроизводимых цветов. Поэтому для более объективной оценки эффективности способов и средств отображения рассчитывают объем такого охвата по количеству вмещаемых им элементарных трехмерных фрагментов, например, тетраэдров размером в единицу цветового различия.

 

Рис. 10.13 Условный куб цветового охвата трехкрасочной печати в равноконтрастном цветовом пространстве Lab МКО и его шестиугольная проекция на плоскость цветностей ab

 

В варианте использования трех идеальных печатных красок все цвета оттиска в такой пространственной схеме можно подразделить на несколько категорий. К одной из них относятся цвета ахроматические, лежащие на вертикальной оси и в непосредственной близости от нее на расстоянии, соответствующем некоторому предельно допустимому цветовому оттенку в нейтральном, сером, как показано на рис. 10.14.

Рис. 10.14 Ахроматические цвета триадного синтеза и расширение их шкалы с помощью четвертой, черной краски

 

На поверхности тела цветового охвата, реализуемого той или иной технологией, находятся цвета, предельно достижимые по чистоте и светлоте, т. н. чистые цвета. В автотипном синтезе к ним можно формально отнести:

- однокрасочные и двойные наложения красок триады (три верхние поверхности фигуры на рис. 10.13а);

- предельно достижимые по насыщенности тройные наложения со сплошным красочным слоем по одной или двум краскам (три нижние поверхности).

И, наконец, остальную, наибольшую часть внутри этого объема занимают цвета c некоторыми промежуточными значениями светлоты и насыщенности. Можно отметить, что даже при использовании идеальных красок две последние группы содержат ту или иную долю трехкрасочного ахроматического. Поэтому все они могут быть, как было показано выше, представлены множеством различных соотношений хроматических (ГПЖ) и черной красок.

Наложение одних только сплошных слоев красок самой триады не обеспечивает высокой нейтральной оптической плотности в тенях изображения. Кроме того, взятые в одинаковом соотношении, они дают определенный цветовой оттенок, устраняемый лишь некоторым уменьшением голубой и желтой, что ведет к еще большему снижению предельной плотности трехкрасочного черного. Таким образом, третья из упомянутых вначале функций четвертой, черной краски заключается в повышении числа воспроизводимых градаций для темной части нейтральной, серой шкалы.
Роль черной краски учитывалась выше как вспомогательная, дающая некоторый дополнительный зрительный, технологический или технико-экономический эффект. Однако вполне правомерен и несколько противоположный порядок рассмотрения, в котором эта краска является как бы основной, а цветные лишь в необходимой мере «раскрашивают» изображение [10.18]. Их можно уменьшить не только на ахроматических участках, но также на контурах, мелких деталях, в тенях и т.д., другими словами, везде, где требование передачи ступеней яркости преобладает над точностью воспроизведения цветовых оттенков. Однако в рассмотренном выше режиме «бинарный + черный», интервал оптических плотностей или контраст серой тоновой шкалы определяется свойствами лишь черной краски. Ее общий контраст и, соответственно, число ее ступеней повысится, если в трех других краскопрогонах сбалансировано добавить элементы трех цветных. Например, в офсете добавление трех цветных красочных слоев к черному позволяет расширить интервал такой шкалы почти на 0,4 ед. оптической плотности.

Этот способ повышения общего контраста и числа воспроизводимых деталей яркости не затратен и для черно-белой репродукции, если она помещена в издании на одном печатном листе с его многокрасочными иллюстрациями.
Распределение дополнительного трехкрасочного ахроматического по нейтральной шкале может быть разным. Примеры возможных вариантов дает схема на рис. 10.15 по условию сочетания полной шкалы черной, т.е. ее диапазона в 100%, и суммарного количества цветных150% при общем, упомянутом для примера ранее ограничении 250%.

Рис. 10.15 Примерные варианты расширения ахроматической шкалы нейтральной смесью хроматических красок и черной при ограничении их суммарного количества равном 250%

 

Площади цветных и черных точек могут монотонно нарастать по всему интервалу шкалы, как поясняет график на рис. 10.15 (а). Принципиально возможно ввести трехкрасочное ахроматическое в «серую» шкалу, начиная лишь с ее k^го поля, где растровые точки черной краски достигли 95-100%. В этом случае дополнительные поля в тенях обеспечиваются изменением размеров цветных точек от 5% до 50% при постоянном предельном размере черных (см. рис. 10.15, б). И, наконец, нейтральный цвет светлого и среднего тона может быть передан только цветными красками, а черная печататься лишь в тенях (см. рис. 10.15, в).

Преимущества последнего варианта могут заключаться в меньшей заметности печатных элементов трехкрасочного ахроматического по сравнению с его передачей только черной краской. Это важно при относительно низких линиатуpax, разрешающих способностях принтеров или для нерегулярных растров [10.19]. Структура из черных печатных элементов относительной площади 33% значительно заметнее, чем растровое поле, запечатанное голубыми, пурпурными и желтыми элементами того же размера, полностью закрывающими белую бумагу.

Подобный подход к увеличению интенсивности черного получил в зарубежной литературе название процедуры UCA - Under Color Addition (по аналогии с УЦК назовем ее добавлением цветных красок к черной - ДЦК).

Возвращаясь к рис. 10.11 (в), отметим, что суммарный объём красок можно уменьшить и далее, если примерно одинаковые количества пурпурной и желтой красок заменить оранжевой (красной). Для того же исходного цвета это показывает рис. 10.11 (г). Данный прием, известный ещё со времен фотомеханического цветоделения, используют ныне в уже упоминавшихся т.н. Hi Fi Color технологиях [10.20; 10.21]. Фиолетовая, зеленая и оранжевая краски, являющиеся соответственно дополнительными голубой, пурпурной и желтой триадным, дают цвета чище двойных наложений ГПЖ красок триады. По некоторым оценкам это расширяет цветовой охват приблизительно на треть [10.22]. В такой печати, например, цвет травы выглядит более сочным и естественным, т.к. обеспечивается зеленой, более насыщеной, чем сочетание далеко не идеальных в спектральном отношении желтой и голубой красок стандартной триады.

Непременным условием получения такого эффекта является полная замена ахроматической составляющей исходной трехкрасочной комбинации черной краской. В ином случае цвет не стал бы чище для данного примера, поскольку остаток пурпурной краски, противоположной зеленой на цветовом круге снижает ее насыщенность. Соблюдение этого условия позволяет также располагать растр зеленой под углом пурпурной без риска возникновения муара.

В концепции Hi Fi Color помимо семикрасочной используют также шестикрасочную печать, в которой ГПЖ краски отличаются по своим спектральным характеристикам от стандартных триадных.

Аналогичную функцию расширения цветового охвата выполнило в свое время и введение в трехкрасочную печать четвертой, черной краски. Помимо рассмотренного расширения «серой шкалы» цветного оттиска и замены ахроматической составляющей трех цветных красок она дала и новые хроматические цвета, недоступные «трехцветке». За исключением Л. 10. 23 упоминания об этой функции черной краски практически не встречаются в литературе, а в таком издании, как Л. 10. 24 можно даже найти утверждение о том, что использование черной снижает цветовой охват трехкрасочного (CMY).

Рис. 10.16. Координаты темных хроматических цветов трехкрасочного и четырехкрасочного печатного синтеза в меридианальных сечениях пространства Lab МКО по пурпурному (слева) и синему (справа) тону

 

Рис. 10.16 показывает области «новых» хроматических цветов в меридианальных сечениях пространства Lab МКО по пурпурному и синему цветовому тону. В первом случае (см. рис. 10.16а) они – результат добавления черного к предельному (95%) пурпурному, а во втором (см. рис. 10.16б) – к синему, полученному наложением 95% голубой и 95% пурпурной.

Казалось бы, что аналогичный результат достигается и в том, и в другом случаях сбалансированным добавлением красок соответствующих дополнительных цветов. Для пурпурного это – зеленый, т.е. голубой +желтый, тогда как для синего - желтый. Однако по рис. 10.16 (а), например, видно, что комбинации М95% с черной дают более темные и насыщенные цвета, чем сочетания этого же количества пурпурной с взятыми вместе голубой и желтой. Цвета, получаемые добавлением черной к синему (С95%+М95%), находятся на графике 10.16 (б) также ниже и правее, чем альтернативные им цвета, обеспечиваемые добавлением желтого [10.25].

Можно отметить, в заключение, что для сравнения цветовой гаммы многокрасочной печати с возможностями других средств отображения обычно используют охват, рассчитанный по формальному интервалу значений тона ее базовых цветов [10.26]. Если же расчет вести по эффективному интервалу таких значений, например, от 4% до 96% по каждому из них, то он окажется несколько меньшим.

Как показано выше, черная краска выполняет в триадной печати несколько функций и каждая из них может быть реализована в различном объеме. Однако научно обоснованные рекомендации по отысканию некоторого оптимального соотношения этих функций с учетом специфики используемой технологии печати отсутствуют. В печати практикуется весьма ограниченное число эмпирически найденных вариантов ее использования.

Отчасти это можно объяснить тем, что даже формально эквивалентное изменение соотношения хроматических и черной может по-разному повлиять на цвет оттиска в различных условиях печати. Со сменой степени перекрытия разноокрашенных печатных элементов - цветных фильтров, а также геометрии образуемых ими   розеток изменяется влияние краскопереноса, оптического и физического растискивания и других факторов на цветовые характеристики печатной системы. Эти факторы не учитываются программами подготовки цветоделенных изображений, что может, в свою очередь, потребовать изготовления нового цветового профиля печати. Консерватизм в стратегии использования черной краски отмечен, например, в Л. 10.27 тем, что лишь в четверти из обследованных шведских типографий встретились работники что-либо слыхавшие о функциях UCR, GCR программы Фотошоп.

Раздельно контролируемое управление рассмотренными выше функциями открывает и ряд новых возможностей использования черной краски в цветной печати. К ним можно отнести, например, защиту оттиска от подделки, когда сигналом скрытого вспомогательного изображения модулруют тот объем, в котором черная замещает трехкрасочное ахроматическое. Остальная, не принадлежащая этому изображению часть замещающей черной передается обратно трем цветным, как схематически поясняет диаграмма на рис. 10.17.

 

Рис. 10.17

Как можно судить по спектральной характеристике отражения черной краски на рис. 10.17, такое изображение «проявится» для наблюдателя лишь при освещении оттиска источником, основная мощность которого сосредоточена в области 700 – 760 нм.

 

Рис. 10.18 Спектральные характеристики красок сублимационного принтера

 

Подобному незатратному способу защиты печати, не требующему использования дополнительных компонентов посвящена работа Л. 10.28.

Основные положения

Всю цветовую гамму триада печатных красок автотипии воспроизводит изменением соотношения площадей, занимаемых на оттиске ее восьмью базовыми, первичными цветами.
Несмотря на то, что все они образованы субтрактивно, ощущение результирующего цвета возникает путем их аддитивного пространственного смешения зрением.

Для расчета цвета оттиска относительные площади s _к , занимаемые на нем первичными цветами, могут быть выражены через исходные значения тона - количества S _Г, S _П, S _Ж красок печатной триады.
Ахроматические (серые) цвета, воспроизводимые этими красками, выглядят нейтральными, если их цветность соответствует цветности освещения, а точнее, - цветности хроматической адаптации наблюдателя.
Нейтральные и другие метамерные цветовые смеси красочных триад различного типа, характеризуются разной избирательностью их состава к спектру освещения.

Спектральную чистоту печатных красок оценивают по отношению к характеристикам идеальных красок.
Для получения изображений на подложке используют триады ГПЖ (CMY) красителей, цвета которых являются дополнительными к цветам КЗС (RGB) трех основных зон видимого спектра; попарные наложения красок первого типа дают соответствующий дополнительный цвет, тогда как двойные наложения вторых - лишь черный.

Эффективность воздействия одного и того же имеющегося на форме количества краски на результирующий цвет связана с ее местом на оттиске, зависит от порядка наложения красок и геометрии растра.

Черная краска выполняет в триадной печати несколько функций и каждая из них может быть реализована в различном объеме.

Несмотря на множество своих названий, процедура замены трехкрасочного ахроматического черной по своему существу одна и оценивается степенью этой замены, которая может быть различной по градационному диапазону.

Функцией черной краски является также расширение цветового охвата многокрасочной печати по ахроматическим и темным хроматическим цветам.
Более чем три краски применяют в тоновой печати по нескольким независимым друг от друга причинам: технологическим и экономическим, а также для повышения качества иллюстраций.

контрольные вопросы

10.1 Образование ощущения цвета за счет последовательного вычитания спектральных компонентов нейтрального освещения красочными слоями преобладает:

а) в светах;

б) в средних тонах;

в) в тенях автотипного оттиска.

 

10.2 Базовые (первичные) цвета печати триадой не включают в себя цвет:

а) подложки;

б) черной краски;

в) голубой, пурпурный, желтый;

г) красный, синий, зеленый;

д) цвет тройного наложения красок триады.

 

10.3 Оптическую плотность реальной краски измеряют последовательно за тремя зональными широкополосными фильтрами для оценки:

а) красковосприятия;

б) цветового охвата;

в) эффективности цвета;

г) цветового различия.

 

10.4 Красковосприятие меньше 100% не является причиной:

а) уменьшения цветового охвата печати;

б) снижения четкости изображения;

в) цветового дисбаланса;

г) снижения контраста печати.

 

10.5 В выражении оценки контраста печати Т = [(D₃ - D₁)/D₂] x 100% параметр D₂ есть оптическая плотность:

а) подложки (бумаги);

б) первого красочного слоя;

в) двух наложенных друг на друга слоев;

г) второго слоя.

 

10.6 Денситометры оснащают поляризационными фильтрами для однозначной оценки оптической плотности оттисков:

а) на грубых и гладких бумагах;

б) сырых и высохших;

в) цветных и черно-белых;

г) офсетной печати;

д) глубокой печати.

10.7 Соотношение красок какой из этих триад требует наибольшего изменения для сохранения цвета при смене типа освещения?

а) триады идеальных красок;

б) триады красок с относительно широкими, отчасти перекрывающимися спектрами;

в) триады с относительно узкими, мало перекрывающими друг друга спектрами.

 

10.8 Степень колориметрического тождества в печати непосредственно оценивают по:

а) цветовому сдвигу;

б) красковосприятию;

в) ахроматичности;

г) цветовому различию;

д) эффективности цвета.

 

10.9 Фиолетовую печатную краску используют в дополнительном краскопрогоне, если недостаточна эффективность цвета триадных красок:

а) голубой и пурпурной;

б) пурпурной и желтой;

в) голубой и желтой.

 

10.10 Зеленую печатную краску используют в дополнительном краскопрогоне, если недостаточна эффективность цвета триадных красок:

а) голубой и желтой;

б) голубой и пурпурной;

в) пурпурной и желтой.

10.11 Цветовой сдвиг реальной краски по отношению к идеальной оценивается, как:

а) H = [(D_cp + D_min)/(D_max - D_min)] x 100%;

б) H = [(D_cp + D_min)/2D_max] x 100%;

в) H = [(D_cp - D_min)/(D_max - D_min)] x 100%;

д) H = [(D_cp - D_min)/(D_max + D_min)] x 100%.

 

10.12 Ахроматичность (серость) реальной краски оценивают, как:

а) G = (D_min/D_max) x 100%;

б) G = [(D_min - D_max)/D_max] x 100%;

в) G = [(D_min + D_cp)/D_max] x 100%;

г) G = [(D_min - D_cp)/D_max] x 100%.

 

10.13 Применение четвертой, черной краски в тоновой печати менее всего

влияет на:

а) контраст изображения;

б) цветовой охват печатного синтеза;

в) насыщенность цветов на оттиске;

г) стабильность растискивания;

д) экономию хроматических красок;

е) проработку мелких деталей и контуров.

 

10.14 Замене триадного синтеза цвета Г 40%, П 30%, Ж 20% четырехкрасочным Г 30%, П 20%, Ж10%, Ч 10% соответствует объем УЦК, равный:

а) 10%;

б) 25%;

в) 33%;

г) 50%;

д) 75%.

 

10.15 Наиболее темный синий, чем Г100% + П100%, получается комбинацией красок:

а) Г100% + П100% + Ж100%;

б) Г100% + П100% + Ж50%;

в) Г100% + П100% + Ч50%.

 

10.16 Наименее насыщенный зеленый цвет получается в сочетании красок:

а) Г100% + Ж100% + П50%;

б) Г100% + Ж100% + П100%;

в) Г100% + Ж100% + Ч50%.

 

[1] За рубежом ее называют моделью Нейгебауэра, ссылаясь на его публикацию 1937 г. [10.2].

[2] В зарубежных источниках, наоборот, формулу 10.1 принято считать обобщением формулы 3.2, независимо опубликованной в 1936 году Шеберстовым и Муреем [3.6]. При этом исходят, повидимому, из того, что Нейгебауэр предложил формулу 10.1 в 1937 году [10.2], т.е. на год позже.

[3] В ряде случаев, например, при печати «точка на точку», «точка рядом с точкой» и др. это размещение имеет детерминированный характер. Расчет площадей первичных цветов для подобных случаев обсуждается в Л. 10.3.

[4] Точно такие же спектры мощности соответствуют идеальным, в указанном смысле, КЗС излучениям мониторов.

[5] Все эти плотности измеряют за цветным фильтром прибора, предназначенным для оценки количества второй наносимой краски.

[6] Для однозначной оценки оптической плотности сырых и высохших оттисков денситометры оснащают поляризационными фильтрами.