Какова цветопередача устройств Landa?
В оборудовании цифровой печати Landa используется технология наночернил, преимуществом которой является сверх-малый размер частиц пигмента, всего лишь десятки нанометров, по сравнению с размером частиц традиционных чернил, составляющим около 500 нм. Эти наноразмерные частицы пигмента могут лучше проникать и прилипать к поверхности различных подложек, образуя толщину изображения всего 500 нм. Эта толщина вдвое меньше толщины традиционных офсетных изображений. В это время чернила прилипают только к поверхности подложки и не проникают внутрь, а насыщенность цвета и четкость напечатанного изображения превосходны. Цифровое печатное оборудование Landa позволяет осуществлять 4–8-цветную печать посредством струйной печати с разрешением 600 или 1200 точек на дюйм, из которых листовое оборудование поддерживает до 7 цветов (CMYK+OGB), а ротационное оборудование — до 8 цветов (CMYK+OGB+белый). По официальным данным, 4-цветная конфигурация CMYK может охватывать 84% цветового охвата Pantone, а 7-цветная конфигурация CMYK+OGB — до 96% цветового охвата Pantone.
В данной статье используется листовое цифровое печатное оборудование Landa компании Shenzhen Jiuxing Printing and Packaging Group Co., Ltd. для тестирования и анализа способности цветопередачи на белом картоне с количественной плотностью 300 г/м2. Сначала оборудование линеаризуется для измерения насыщенности и однородности градаций его монохромного изображения, а затем анализируется ICC-файл оборудования для оценки характеристик его цветовой гаммы и характеристик плашечного цветового охвата.
Исследование основного алгоритма цветопередачи 7-цветной цифровой системы печати
01
Виды и принципы алгоритмов линеаризации
Линеаризация оборудования цифровой печати — ключевая технология, обеспечивающая линейную связь между входными и выходными сигналами устройства. Линеаризация 7-цветного канала имеет значительную техническую сложность по сравнению с традиционным 4-цветным CMYK. Во-первых, увеличение количества каналов с 4 до 7 означает, что размер справочной таблицы увеличивается в геометрической прогрессии. Общие алгоритмы линеаризации включают следующие 4 типа:
(1) Алгоритм полиномиальной аппроксимации — это самый простой метод линеаризации, который реализует линеаризацию путем аппроксимации полиномиальными кривыми входных и выходных данных. Преимуществами этого алгоритма являются простые вычисления и меньшее количество параметров, но недостатком является то, что он имеет ограниченные возможности моделирования сложных нелинейных отношений.
(2) Алгоритм таблицы поиска (LUT) — наиболее часто используемый метод линеаризации в цифровой печати.. 1D LUT — это простейшая форма, которая обрабатывает только один канал изображения, определяя выходное значение для каждого входного значения (от 0 до 100). Сущность 1D LUT — это таблица поиска в одномерном пространстве, и каждое входное значение "перемещается" LUT для получения нового выходного значения, представляющего соответствующее отношение один-к-одному. Типичный профиль принтера ICC настраивает таблицу поиска 1D (1D LUT) на основе количества цветовых каналов на устройстве, а затем использует таблицу поиска 3D (3D LUT) для выполнения сопоставления цветовой гаммы и преобразования цветов.
(3) Алгоритм локальной линейной регрессии хорошо работает при управлении цветом, особенно в сценариях малого и среднего размера-выборок, оцениваемых с помощью справочных таблиц цифровой печати, и его производительность выше, чем у нейронных сетей, полиномиальной регрессии и сплайн-функций. Основная идея алгоритма состоит в том, чтобы использовать набор локальной линейной регрессии точек окрестности для каждой точки сетки, чтобы соответствовать линейной гиперплоскости по критерию взвешенных наименьших квадратов, и оценивать каждый компонент выходного цвета отдельно.
(4) Алгоритмы глубокого обучения представляют собой новейшее направление развития технологии линеаризации. Современные технологии позволили реализовать модель линеаризации печатных цветовых каналов на основе сетей глубокого обучения, а с помощью онлайн-метода многомерной нелинейной компенсации плотности цвета с прямой связью можно добиться широкой цветовой гаммы, высокой линейности, а также непрерывной и стабильной цифровой печати.
02
Многоканальные-алгоритмы управления цветом
Многоканальное управление цветом-для 7-цветных устройств требует поддержки специального алгоритма. В традиционной 4-цветной системе CMYK управление цветом в основном сосредоточено на балансе четырех цветов: синего, пурпурного, желтого и черного, тогда как в 7-цветной системе необходимо учитывать взаимодействие 7 цветов одновременно. В семицветной системе каждый цвет может взаимодействовать с шестью другими цветами, и для описания этих многомерных цветовых отношений требуются более сложные математические модели. В традиционной системе CMYK черный в основном используется для баланса оттенков серого и экономии чернил, тогда как в 7-цветной системе добавление оранжевого, зеленого и синего цветов усложняет смешивание цветов. Обычно используемые алгоритмы цветоделения включают следующие два типа:
(1) Составные модели Нейгебауэра — важные инструменты для обработки многоцветной печати. Эта модель представляет собой обобщенную версию модели Нейгебауэра, которая подразделяет все цветовое пространство XYZ на несколько разделов объема, прогнозирует веса цветовых компонентов внутри данного раздела и служит функцией для определения значений XYZ трех основных цветов для этого раздела. Этот метод позволяет эффективно обрабатывать сложные цветовые отношения в 7-цветной системе.
(2) Алгоритм многоканального преобразования цветового пространства должен учитывать взаимосвязь отображения между различными цветовыми пространствами. При преобразовании цветового пространства устройства (CMYKOBG) в стандартное цветовое пространство (например, CIE Lab) необходимо установить точные функции преобразования. Исследования показали, что это эффективная техническая схема для установления связи между пространством устройства и пространством CIE XYZ посредством трехмерных отношений, а также для достижения разделения цветов с помощью трех-линейной интерполяции между значениями таблицы поиска и столбцов таблицы.
Экспериментальная подготовка и испытания
01
Испытательное оборудование и оборудование
(1) Испытательное оборудование: цифровое печатное оборудование Landa, 7-цветные наночернила (CMYK+OGB);
(2) Тестовая бумага: белый картон Asia Pacific Symbo Yinbo плотностью 300 г/м2;
(3) Измерительный прибор: спектрофотометр X-rite i1io;
(4) Тестовое программное обеспечение: EFI Fiery Color Profiler Suite (CPS);
(5) Условия окружающей среды: температура 25±2 градуса, влажность 55%±5%.
02Процесс и этапы тестирования
(1) Шаг 1: Распечатайте диаграмму линеаризации. Разогрейте цифровое печатное оборудование Landa более 30 минут и используйте EFI Fiery Color Profiler Suite (CPS) для вывода диаграммы линеаризации. Система цифровой печати Landa оснащена таблицами цветов линеаризации от 4 до 7 цветов. В этой статье рассматривается пример с 7 цветами. 7-цветная таблица имеет 54 цвета на канал, всего 378 цветовых полей с охватом области точек от 0 до 100%.
(2) Шаг 2: Измерьте диаграмму линеаризации. Подождите, пока диаграмма линеаризации высохнет, и используйте CPS i1iO для завершения измерения данных для 7 цветовых каналов.
(3) Шаг 3: Нарисуйте тоновую кривую. Сопоставьте измеренные данные с теоретическими данными, чтобы построить тоновые кривые для 7 каналов. Проанализируйте разницу между измеренными данными и целевыми данными, выберите подходящий алгоритм линеаризации и рассчитайте кривую линеаризации.
(4) Шаг 4: Распечатайте диаграммы для создания файла ICC. Используйте кривую линеаризации из шага 3, чтобы распечатать диаграммы для создания файла ICC, например iT8.
(5) Шаг 5: Рассчитайте и создайте файл ICC. После того как диаграмма iT8 высохнет, измерьте ее с помощью CPS i1iO, сохраните данные и выберите подходящий алгоритм цветоделения для создания файла ICC. Этот файл ICC представляет максимальную цветовую гамму для текущего сочетания устройства и бумаги.
Сбор и анализ данных
01
Анализ линеаризации устройства
Измеренные значения диаграммы данных линеаризации показаны на рисунках 1 и 2. На рисунке 1 показано соотношение между площадью точек каждого из 7 цветовых каналов и соответствующим значением освещенности L* лаборатории CIE Lab. Точки на рисунке — это точки выборки для каждого канала, а кривая — это аппроксимация квадратичного сплайна. Подбор квадратичного сплайна не может выразить взаимосвязь отображения между покрытием площади точками и яркостью; для описания соответствия между равноотстоящими друг от друга областями точек и уровнями визуальной освещенности требуется более сложная картографическая функция.
Рисунок 1. Зависимость между площадью точек и значением яркости
На рисунке 2 показано изменение оттенка и максимальная насыщенность цветов в шести цветовых каналах. На рисунке каналы фиолетового и пурпурного цвета демонстрируют значительный изгиб с увеличением насыщенности, что указывает на то, что однородность оттенков этих двух цветовых групп неудовлетворительна. Конечно, однородность оттенка также связана с однородностью цветового пространства CIE Lab. Для желтого и оранжевого каналов также весьма очевидна неравномерность цветности-. Например, в желтом канале расстояние между точками является одинаковым ниже значения ab*, равного 50, но выше 50 расстояние увеличивается; оранжевый канал ведет себя аналогично желтому каналу, и около 40 также происходит перекрытие точек, что приводит к выбросам. Следовательно, такие явления, как искривление оттенка и неоднородность цветности-увеличат сложность разработки алгоритмов линеаризации и цветоделения.
Рис. 2. Насыщенность цвета и цветовой тон каждого канала
Объединив рисунок 1 и рисунок 2, можно определить оптимальный насыщенный цвет устройства. В таблице 1 показано соответствие максимальной цветности белого картона плотностью 300 г/м2, использованного в этом исследовании, и цветности бумаги типа 8 в соответствии с ISO 12647-2.
Таблица 1. Сравнение цветности и цветности между системой цифровой печати Landa и бумагой ISO 12647-2 типа 8
Данные таблицы 1 показывают, что, за исключением пурпурного цвета, цветность которого ниже, чем у бумаги ISO 12647-2 CD1, цветность основных цветов системы цифровой печати Landa может полностью покрывать цветность 8 типов бумаги, определенных ISO. Таким образом, можно сделать вывод, что система цифровой печати Landa может идеально соответствовать стандартам офсетной печати ISO 12647-2 за счет дальнейших линейных настроек и, конечно же, она также может соответствовать требованиям таких сертификатов, как G7 и C9.
02
Анализ гаммы устройств
После линеаризации полученный профиль ICC отражает текущие цветовые характеристики системы цифровой печати. Как показано на рисунке 3, это сравнение гаммы системы цифровой печати Landa и гаммы Adobe RGB (1998). Гамма системы цифровой печати Landa и Adobe RGB (1998) не имеют простой взаимосвязи. В диапазоне средней яркости от синего до зеленого и в диапазоне низкой яркости от красного до синего гамма системы цифровой печати Landa содержит гамму Adobe RGB (1998); тогда как в диапазоне высокой яркости от зеленого до желтого и от красного до желтого он содержится в гамме Adobe RGB (1998).
Рис. 3. Сравнение системы цифровой печати Landa с цветовой гаммой Adobe RGB (1998 г.).
Эта ситуация указывает на то, что при использовании экспериментального белого картона в сочетании с системой цифровой печати Landa для процессов печати с высокой точностью-возможность воспроизведения насыщенных желтых, оранжевых и зеленых тонов немного ухудшается. Если используется бумага с более высокой белизной, ее можно улучшить.
На рисунке 4 показано сравнение цветового охвата экспериментальной системы цифровой печати Landa с охватом GRACoL2006_Coated. Сравнительная таблица показывает, что цветовая гамма системы цифровой печати Landa в основном охватывает гамму GRACoL2006_Coated. В частности, области средней-яркости от синего-до-зеленого и от красного-до-синего полностью охватывают гамму GRACoL2006_Coated; однако в области очень высокой-яркости от зеленого-до-желтого цветовой охват GRACoL2006_Coated немного шире. Эта ситуация указывает на то, что комбинация экспериментального белого картона и системы цифровой печати Landa способна воспроизводить цвета офсетной печати ISO 12647-2. Если используется бумага с немного большей белизной, цветопередача в областях с высокой яркостью будет лучше.
Рис. 4. Сравнение системы цифровой печати Landa с цветовой гаммой GRACoL2006_Coated.
На рисунках 5 и 6 используется функция моделирования плашечных цветов ORIS X Gamut. Меньше или равно 3. Меньше или равно. 52 цвета от Landa, а также от Pantone и Pantone. На рисунке 5 показано, что если допуск меньше или равен 3, можно сопоставить 94,9% из 2390 цветовых полей Pantone; На рисунке 6 показано, что если допуск меньше или равен 5, можно сопоставить 98,6% 2390 цветовых полей Pantone. Результаты этого эксперимента подтверждают точность официального заявления Ланды о том, что 7-цветная конфигурация CMYK OGB может покрывать до 96% цветовой гаммы Pantone.
Рисунок 5. Охват цветовой гаммы Pantone системой цифровой печати Landa (допуск на разницу цветов меньше или равен 3).
Рисунок 6. Охват цветовой гаммы Pantone системой цифровой печати Landa (допуск на разницу цветов меньше или равен 5).
Таким образом, в этом эксперименте проверялась способность цветопередачи системы цифровой печати Landa с использованием широко используемого белого картона компании плотностью 300 г/м². Анализ ключевых данных в процессе сбора данных показал, что: возможности основных цветов CMYK системы цифровой печати Landa могут соответствовать бумаге ISO 12647-2 CD1 и полностью покрывать остальные семь типов бумаги; По сравнению с цветовой гаммой Adobe RGB, 7-цветная гамма системы цифровой печати Landa относительно меньше в областях с высокой яркостью и немного больше в областях со средней яркостью. Если высококачественная печать выполняется с использованием основных цветов Adobe RGB, рекомендуется использовать бумагу с более высокой белизной; 7-цветная гамма системы цифровой печати Landa в основном включает цветовую гамму GRACoL2006_Coated, может полностью соответствовать цветовому стандарту ISO 12647-2, а когда разница в цвете меньше или равна 3, она может соответствовать более чем 94% цветовой гаммы Pantone.