Изучение растровых структур и их основных характеристик. Лабораторная работа 5 построение цветового охвата печатной машины по оттиску цель работы

Название	Лабораторная работа 5 построение цветового охвата печатной машины по оттиску цель работы
Анкор	Изучение растровых структур и их основных характеристик
Дата	14.10.2022
Размер	0.59 Mb.
Формат файла
Имя файла	1665732721124935.docx
Тип	Лабораторная работа #733485

Электронный архив УГЛТУ

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5

ПОСТРОЕНИЕ ЦВЕТОВОГО ОХВАТА ПЕЧАТНОЙ МАШИНЫ ПО ОТТИСКУ

Цель работы: научиться строить цветовой охват печатной машины по оттиску.

Оборудование и материалы: спектрофотометр X–Rite Color Munki Photo; программа Argyll; программа Microsoft Excel; оттиски офсетной, цифровой и струйной печати.

Теоретическое обоснование работы

Одним из приборов, обеспечивающих контроль цветопередачи, яв- ляется спектрофотометр, который позволяет рассчитывать цветовые коор- динаты в различных цветовых системах.

Спектрофотометры являются наиболее точными приборами для из- мерения цвета. Они определяют коэффициенты спектрального отражения и пропускания образца, а также позволяют измерять спектры излучения са- мосветящихся объектов. Для этого измеряемый поток излучения с помо- щью монохроматора либо набора интерференционных фильтров разлагает- ся на отдельные спектральные составляющие, интенсивность которых оце- нивается в определенных значениях длин волн. Таким образом получают набор значений интенсивности светового излучения, измеренных в доста- точно узких полосах спектра, являющихся аппроксимацией всего спектра излучения.

Точность, с которой спектрофотометр измеряет спектр излучения, определяется шириной единичного интервала длин волн ∆λ, в котором оценивается величина потока излучения. Обычно величины ∆λ = 10 нм достаточно, чтобы с высокой степенью точности проводить измерения спектров любых излучений. Более точные спектрофотометры могут изме- рять спектр и в более узких интервалах ∆λ = 3 нм и ∆λ = 1 нм, однако, такая точность для большинства измерений будет уже излишней.

Другими параметрами, оценивающими качество спектрофотометра, являются диапазон длин волн, в пределах которого он может работать, воспроизводимость измерений, возможность измерения образцов при раз- личных условиях освещения и наблюдения. Для большинства задач доста- точно оценить спектр светового излучения в видимом диапазоне длин волн от 380 до 730 нм, хотя для некоторых специальных случаев бывает необ- ходимо также оценить ультрафиолетовую и инфракрасную составляющую излучения. Спектрофотометры измеряют только спектр излучения. Все ос- тальные характеристики излучения рассчитываются по спектральным данным.

Цветовой график

Все цвета, которые были получены Максвеллом путем смешения трех основных цветов с положительными коэффициентами, располагаются внутри очерчиваемого ими треугольника. Цветовой треугольник показывает нам те цвета, которые могут быть получены путем смешения друг с другом трех выбранных основных цветов, однако не показывает нам всех цветов, которые могут быть видны человеческим глазом. Это именно и есть те цвета, которые в опыте по уравниванию цветов пришлось уравнивать, раз- бавляя уравниваемый чистый спектральный цвет тем или иным основным цветом, и которые привели к появлению в кривых сложения отрицатель- ных участков. Если нанести их на график, то получится фигура, напоми- нающая своей формой подкову (локус) (рис. 1).

Рис. 1. Цветовой треугольник и линия чистых спектральных цветов
Ограничивающая все возможные цвета кривая называется в колори- метрии линией чистых спектральных цветностей или линией цветовоголокуса. График, на который она нанесена, называется цветовым графикомили графикомцветностей(здесь и далее для простоты построения мы

ограничимся графиком цветностей). Все цвета, попадающие внутрь этой фигуры, может увидеть человеческий глаз (точнее, глаз наблюдателя, на основе данных которого был построен график). Наоборот, цвета, не попа- дающие внутрь фигуры, данный цветовой наблюдатель видеть не может.

Цветовой график весьма полезен для исследования ряда закономер- ностей цветового зрения и смешения цветов.

Если взять два чистых спектральных цвета, лежащих на кривой чис- тых спектральных цветов, и провести между ними прямую линию, то цве- та, лежащие на этой прямой, будут теми цветами, которые можно полу- чить путем их смешения. Например, если взять синий и зеленый цвета с длинами волн 430 и 530 нм (примерно те, с которыми экспериментировал Максвелл), то путем их смешения мы можем получить различные оттенки от синего до зеленого, которые будут располагаться на прямой линии, со- единяющей эти два цвета. При этом середина прямой будет со- ответствовать положению голубого цвета. Точно так же мы можем найти все цвета, которые могут получиться при смешении двух любых других цветов. Например, примерно тот же самый голубой цвет можно получить смешением синего цвета с длиной волны 480 нм и зеленого с длиной вол- ны 540 нм.

Чистые спектральные цвета лежат только на линии локуса и, как можно видеть, очень многие из них не могут быть получены простым смешением синего, красного и зеленого. Все остальные цвета лежат внут- ри локуса и по мере приближения к точке белого цвета теряют свою на- сыщенность. Получается, что чем дальше от точки белого находится цвет, тем он более насыщен.

Соединив точки, соответствующие положению цветов с длинами волн 400 и 700 нм, мы получим прямую линию, на которой будут лежать чистые пурпурные цвета, отсутствующие в спектре, но которые можно по- лучить путем смешения чистых синего и красного цветов.

Можем заметить, что для трехкомпонентного цветосинтеза мы мо- жем использовать любую комбинацию трех цветов, причем это не обяза- тельно должны быть те цвета, которые использовал Максвелл, и вообще это не обязательно должны быть красный, зеленый и синий. Просто с по- мощью красного, зеленого и синего комбинация получаемых в результате их смешения цветов даст наибольшее число значений. Далее будет показа- но, что и те красный, зеленый и синий цвета, которые мы можем использо- вать в цветосинтезе, также не могут быть выбраны произвольным образом, поскольку они определяются цветностью используемых в цветосинтезе красного, зеленого и синего излучателей. И, например, технологически оказывается очень сложно найти зеленый излучатель с длиной волны 520 нм (если посмотреть на цветовой график, то такой излучатель позволил бы увеличить размеры цветового треугольника и за счет этого увеличить диа- пазон цветов, которые можно синтезировать с помощью трех цветов).

Можно ли с помощью трех цветов получить все цвета? Нет, и мы можем это наглядно видеть на цветовом графике. Мы можем выбирать различные источники основных цветов, однако всегда будут находиться цвета, которые мы можем видеть в природе, но которые нельзя воспроиз- вести с помощью выбранного нами набора основных цветов. В этом со- стоит основная проблема технологии воспроизведения цветного изобра- жения [4].

Расчет координат цвета по спектральному апертурному коэффициенту отражения и относительному спектральному распределению энергии

При измерении спектрофотометром образцов несамосветящихся объектов определяется апертурный спектральный коэффициент отражения β(λ), который характеризует свойство поверхности объекта избирательно поглощать и отражать световой поток в зависимости от длины волны. Для того чтобы оценить поток излучения Ф(λ), отраженного от этого объекта и попадающего в глаз (собственно величина Ф(λ) и определяет цвет данного объекта), необходимо умножить значения β(λ) на значения относительного спектрального распределения энергии осветителя S(λ). Поскольку в спек- трофотометрии измерения апертурного спектрального коэффициента от- ражения осуществляются в фиксированном числе конечных интервалов с длиной волны ∆λ, вместо величины Ф(λ) возможно определить лишь про- изведение Ф(λ) ∆λ:

Ф(λ)∆λ=β(λ)S(λ)∆λ. (1)

Для источников света эта формула упрощается, поскольку в этом случае учитывается только относительное спектральное распределение энергии излучения от источника света:

Ф(λ)∆λ=S(λ)∆λ. (2)

Для того чтобы определить координаты цвета X,Y,Z,необходимо

вычислить произведения

Ф(λ)

и ординат кривых сложения

x(λ), y(λ), z(λ)

для

стандартного колориметрического наблюдателя МКО:Ф(λ) х(λ)λ,

Ф(λ) у(λ)λ, Ф(λ)z(λ)λи затем вычислить суммы этих произведений, кото-

рые и будут являться искомыми координатами цвета XYZ:

λ730 нм

X k

_[Ф(λ) x(λ)]λ, (3)

λ400 нм

Y kZ k

λ730 нм


[Ф(λ) y(λ)]λ, (4)

λ400 нм


λ730 нм

[Ф(λ)z(λ)]λ, (5)

λ400 нм

где k– нормирующий коэффициент, значение которого при определении цветовых параметров несамосветящихся объектов обычно принимается равным:

k 100 /

λ730 нм


[Ф(λ) y(λ)]λ, (6)

λ400 нм

Благодаря введению нормирующего коэффициента осуществляется перерасчет цветовых координат таким образом, чтобы для объектов, яв- ляющихся совершенным отражающим рассеивателем, значение координа- ты Y всегда было равно 100 [4].

Устройство и принцип работы спектрофотометра

X–RiteColorMunkiPhoto
Основные элементы прибора показаны на рис. 2.

Рис. 2. Общий вид спектрофотометра:

1 – поворотный диск для установки режима измерений;

2 – флажок для измерения небольших участков цвета; 3 – замок для блокировки и разблокировки флажка; 4 – кнопка для запуска измерений;

А – режим измерений в условиях общего рассеянного света; В – режим измерений для проектора; С – режим калибровки прибора; D – режим измерений для монитора, сканирования диаграмм и других материалов (кроме жидкостей)
Перед началом работы необходимо установить программу Argyllна компьютер, подключить кабель USB к спектрофотометру ColorMunkiPhotoи компьютеру.

Калибровкаприбора

Каждый раз перед началом измерений необходимо проводить калиб- ровку прибора. Поверните диск 1 в положение С и начните измерение на- жав кнопку 4. Дайте устройству несколько секунд на калибровку. На экра- не компьютера появиться следующее диалоговое окно.

Проведениеиспытания

После калибровки необходимо выбрать режим измерений D и раз- блокировать измерительный флажок 2 замком блокировки флажка 3. Из- мерительный флажок позволяет точно позиционировать спектрофотометр над участком цвета. После этого прибор опускают над испытуемым образцом и запускают измерение, нажав кнопку 4. После измерения необходимо за- блокировать флажок 2 замком блокировки 3 в противоположном направ- лении.

Результаты испытаний выглядят следующим образом.

Спектрофотометр позволяет проводить измерения в диапазоне длин волн от 400 до 730 нм, определяя коэффициент энергетической яркости испытуемого образца.

Сохранение результатов измерений проводят нажатием на клавиату- ре клавиш Esc и Q.

Внешний вид и технические характеристики спектрофотометра по- казаны на рис. 3.

Рис. 3. Спектрофотометр X–RiteColorMunkiPhoto
Технические характеристики спектрофотометра X–RiteColorMunkiPhoto

Тип: спектрофотометр Спектральный диапазон: 410–730 нм Оптическое разрешение: 10 нм Геометрия измерения: 45⁰/0⁰

Размер измерительной апертуры: 7 мм Фильтры: нет

Источник света: тип А Интерфейс: USB 1.1

Методика выполнения работы

Построить локус. Для этого необходимо с помощью кривых сло- жения, построить кривые x,y.Кривая xрассчитывается по формуле

x_i/(x_i+y_i+z_i). (7)

Аналогично осуществляем расчет кривой y:

y_i/(x_i+y_i+z_i). (8)

После этого проводится построение локуса с использованием точеч- ной диаграммы, в качестве значений х в области диаграммы выбираются значения ряда x, рассчитанные по (7), в качестве значений yвыбираются значения ряда yрассчитанные по (8).

Для измерения спектра необходимо подключить спектрофотометр к компьютеру, запустить программу Argyll, перевести прибор в режим из- мерения на отражение. Измерить CMY и их бинарных наложений (RGB) с предложенного оттиска офсетной печати.
Построение цветового охвата оттиска на локусе.

Вычисление координат X,Y, Zпроводится применением функции СУММПРОИЗВ:

X_R= СУММПРОИЗВ (спектр Red; кривая х), Y_R = СУММПРОИЗВ (спектр Red; кривая y), Z_R = СУММПРОИЗВ (спектр Red; кривая z).

Аналогично вычисляются координаты для остальных цветов.

После этого проводится вычисление координат х, у по формулам для всех цветов:

х_R=x_R_/(x_R+y_R+z_R), (9)

y_R=y_R/(x_R+y_R+z_R). (10)

После вычисления всех координат необходимо скопировать значе- ния, которые вычислялись первыми (для того, чтобы охват замкнулся).

Нанесение цветового охвата печатной машины на локус. Переходим на диаграмму локуса и щелкаем по ней правой кнопкой мыши. Выбираем пункт «Выбрать данные→Добавить». В качестве значений хвыбираем диапазон с вычисленными значениями х, а в качестве значений у – диапа- зон со значениями у.

Аналогичны измерения оттиска цифровой и струйной печати и нанесение их цветовых охватов на локус.

Содержание отчета

Название и цель работы.
Краткое теоретическое обоснование.
Описание процесса построения цветового охвата печатного обо- рудования.
Проанализировать цветовые охваты цифровой, струйной и офсет- ной печатных машин, нанесенные на локус.
Выводы по работе.