Цветокорректирующее маскирование

Примером преобразования сигналов, полученных в считывателе за широкополосными спектрозональными КЗС фильтрами, в количества ГПЖ красок печатной триады может служить т. н. двухступенное перекрестное маскирование. В электронном репродуцировании его проводили на аналоговых или цифровых цветоделенных электрических сигналах, по следующим уравнениям:

10.9

где u _К, u _З, u _С - мгновенные значения падений напряжения, получаемые в процессе поэлементной развертки оригинала в нагрузочных сопротивлениях ФЭП трех цветоделительных оптических каналов: u _Г, u _П, u _Ж - мгновенные значения цветоделенных сигналов, полученные в результате цветокоррекции, т. е. пропорциональные количествам печатных красок.
Отрицательные члены выражений 10.9 предполагают уменьшение значений u _Г, u _П, u _Ж с учетом того, что, как уже указывалось, каждая из реальных красок «загрязнена» спектральными составляющими двух других. Например, согласно первому из этих выражений количество голубой краски, выделенной за красным фильтром цветоделителя, подлежит соответствующему уменьшению, если воспроизводимый на оттиске цвет требует использования также и некоторого количества пурпурной или желтой красок, поскольку каждая из них принесет с собою «излишнюю» голубую.

Как указывалось выше, количество переносимых на оттиск красок зависит от порядка их наложения и места печатного элемента: незапечатанная бумага или красочный слой от предыдущего краскопрогона. Вероятность взаимного перекрытия печатных элементов снижается с уменьшением их относительных площадей при переходе к более светлым тонам и, напротив, становится выше по мере их роста в тенях. В светах цвет образуется преимущественно пространственным смешением разноокрашенных световых потоков, а в тенях за счет наложения красочных слоев друг на друга. Это сопровождается уже упомянутыми отличиями цвета при одинаковом заданном соотношении значений тона. Поэтому коэффициенты маскирования а ₁ - а ₆ в выражениях 10.9, строго говоря, должны зависеть от светлоты воспроизводимого участка.

В этой связи более совершенные методы т.н. селективной и компенсативной цветокоррекции использовали уравнения с большим количеством слагаемых и коэффициентов маскирования для управления цветопередачей независимо по основным зонам спектра при сохранении «баланса по серому» [10.10; 10.11].  Одновременно с этим росло, до шести по каждой их четырех красок,  и количество регуляторов этих коэффициентов на пульте управления.
Схема аналогового решающего устройства, подобного применявшимся в электронных цветоделителях-цветокорректорах в 60-70-е гг. для решения таких уравнений, представлена на рис. 10.9. Регуляторы усилителей а ₁ - а ₆, управлявших в таких устройствах значениями коэффициентов маскирования, были вынесены на пульт управления. Их средние положения соответствовали значениям коэффициентов, рассчитанных под типовой процесс, предусматривающий, например, листовую офсетную печать на мелованной бумаге стандартной красочной триадой и использование «идеального», не требующего цветовой ретуши изобразительного оригинала.

При отклонении от любого из подобных условий, оператор целенаправленно, но руководствуясь в основном опытом и интуицией, подбирал другие положения регуляторов, общее количество которых в цветокорректорах такого типа достигало нескольких десятков. Сложность манипулирования таким числом регуляторов послужила, в свою очередь, причиной разработки, рассматриваемых далее электронных средств визуализации настройки процесса – систем видеопробы.

Рис. 10.9 Схема решения уравнений 10.9 двухступенного перекрестного маскирования в реальном времени развертки изображения

Если цветоделенные сигналы представлены не аналоговыми напряжениями или токами, а цифровыми кодами их значений, то такая система уравнений может служить алгоритмом для цифрового решающего устройства или компьютерной программы [10.12]. Поэтому отнесение многими авторами подобных методов цветокоррекции к «аналоговым» весьма условно. Предшествовавшее электронному цветоделительное фотографическое маскирование описывается аналогичной системой уравнений. Оно заключалось в оптическом сложении плотностей негативов основных цветоделенных изображений (в уравнениях 10.9 им соответствуют сигналы u_К, u_З, u_С) с масками. Последними служили диапозитивы цветоделений, полученные за двумя другими фильтрами и ослабленные в той степени, которая задана величинами а₁ - а₆ коэффициентов маскирования. Этот способ был весьма трудоемок и связан с большим расходом серебросодержащих фотоматериалов, что, как уже указывалось в первом разделе, и послужило основной причиной перехода к электронному репродуцированию.

Табличная цветокоррекция

Результат фотомеханического процесса выражался значениями тона цветокорректированных фотоформ, обеспечивавшими визуальное подобие полученных с них оттисков оригиналу. В электронном репродуцировании эти значения представлены также и цветоделенными сигналами. Еще в 50-е гг. прошлого века было предложено в основу электронной цветокоррекции положить, взамен решению уравнений маскирования, сопоставление значений исходных цветоделенных сигналов, получаемых при считывании оригинала, со значениями сигналов, напрямую связанных с цветовой палитрой конкретного печатного процесса. Каждому полю этой палитры – шкалы цветового охвата (ШЦО) - соответствует определенное соотношение выходных ГПЖ сигналов электронной цветоделительной машины. Поэтому преобразование может быть сведено к отысканию ближайшего в цветовом отношении набора ГПЖ значений для каждой из исходных комбинаций, полученных за КЗС фильтрами цветоделителя. Несчетное множество значений каждого из аналоговых цветоделенных сигналов предполагалось ограничить некоторым рядом, степень дискретности (шкала квантования) которого была бы приемлема для решения репродукционной задачи. В этой связи данный метод упоминается в некоторых отечественных источниках прошлых лет как дискретно-компарационная цветокоррекция [10.13]. Он и стал преобладающим в технологии электронного репродуцирования в 80ые годы благодаря развитию цифровой техники обработки сигналов.
В табличном способе преобразования кодов входные значения служат номерами столбцов и строк таблицы или адресами ячеек запоминающего устройства, в которых хранятся соответствующие выходные значения. Поэтому основой цветокорректора данного типа является ЗУ - «куб» памяти, хранящий таблицу (Color Look-up Table - CLUT), содержащую шкалу цветового охвата полиграфического триадного синтеза. Первая коммерческая реализация такого табличного цветокорректора была осуществлена в середине 70-х гг. в ЭЦК Магнаскен 550 английской фирмы Кросфильд Электроникс.
Основная проблема создания подобного устройства была в те годы связана с объемом ЗУ, исходно предполагающим хранение в каждой его ячейке 16 миллионов (256³) цветов как комбинаций трех восьмиразрядных значений. К тому же, такое ЗУ (объемом порядка 50 Мб) обеспечивало цветокоррекцию лишь в некотором стандартном или наперед заданном режиме. Для более гибкой, учитывающей нюансы конкретных печатных условий или «редакционной» цветокоррекции, необходима возможность оперативной перезагрузки таблицы, т.е. использование не постоянного, а оперативного ЗУ.

Чтобы сократить этот объем до12 Кб (3·16³), базовое цветовое соответствие было решено устанавливать с дискретностью не в 1/256, а лишь в 1/16 динамического диапазона на основе лишь четырех старших разрядов входных адресных цветоделенных сигналов. Во избежание рассмотренных в разделе 6.4 шумов квантования (заметных скачков тона поперечных направлению его плавного изменения на оригинале) шкалу квантования после отыскания базового цветового соответствия восстанавливали до 256 уровней восьмиразрядного двоичного кода интерполяцией значений четырех младших разрядов исходных некорректированных сигналов. Это не совсем корректно, но, в то же время, в нужном направлении уточняло и воспроизводимое цветовое значение.
Следует заметить, что шестнадцать дополнительных промежуточных значений в пределах каждой 1/16 диапазона сигнала, представленного четырьмя старшими разрядами, могли бы быть получены и путем интерполяции значений самих этих старших разрядов. Однако в этом случае удалось бы устранить лишь упомянутые выше скачки, потеряв, в то же время, рисунок, цвет или тон деталей которого отличается на оригинале менее чем на шаг шкалы грубого квантования, т. е. на 1/16.
В самом общем виде схема ЭЦК с табличной цветокоррекцией представлена на рис. 10.10. Мгновенные значения напряжений u _К, u _З и u _С, пропорциональные спектрозональным коэффициентам отражения сканируемого оригинала, с выходов трех каналов считывающей головки поступают, например, в двенадцатиразрядный аналого-цифровой преобразователь (АЦП), а затем на логарифматор. На его выходе получают три восьмиразрядных равноконтрастных КЗС сигнала оптической плотности, четыре старших разряда каждого из которых поступают на соответствующие адресные шины куба памяти. По этим адресам из соответствующей ячейки ЗУ извлекаются четырехразрядные значения количеств печатных красок. Их уточняют затем по четырем младшим разрядам исходных спектрозональных сигналов. Полученные таким образом восьмиразрядные цветоделенные сигналы Г'П'Ж' модифицируют и далее, формируя сигнал четвертой, черной краски. Результирующие сигналы ГПЖЧ поочередно подавали на вход растрового генератора, управляющего записью изображений печатных и пробельных элементов надлежащей площади.

Рис. 10.10 Табличный цветокорректор использует входные значения цветоделенных сигналов КЗС, полученных за спектрозональными (широкополосными) светофильтрами, в качестве адресов ячеек ЗУ. в которых хранятся сигналы ГПЖ количеств красок автотипной печати

Табличный метод преобразования цветовых значений в единицах различных колориметрических и денситометрических метрик преобладает и в современных компьютерных системах допечатной обработки. Для настройки, калибровки и согласования системных компонентов при этом, подобным же образом используют ограниченную выборку наиболее представительных цветов той или иной хроматической гаммы. Тест-объекты, с помощью которых получают характеристики цветопередачи в Системах управления цветом (CMS), насчитывают всего лишь несколько сот полей. Возникает аналогичная задача корректного пересчета полученных опорных значений в рабочие таблицы, котрорые формально содержали бы уже порядка 16 млн. цветов (256³), хотя для зрения их существует в 4-5 раз меньше, а печать еще более сокращает и это количество [10.14].

В указанной связи программное обеспечение разных CMS использует различные патентованные интерполяционные процедуры.