Яка здатність відтворення кольорів пристроїв Landa?
Обладнання для цифрового друку Landa використовує технологію наночорнила, перевагою якої є над-малий розмір частинок пігменту, лише десятки нанометрів, порівняно з розміром часток традиційних чорнил приблизно 500 нм. Ці нанорозмірні частинки пігменту можуть краще проникати та прилипати до поверхні різних підкладок, утворюючи зображення товщиною лише 500 нм. Ця товщина менше половини товщини традиційних офсетних зображень. У цей час чорнило прилипає лише до поверхні підкладки і не проникає всередину, а насиченість кольорів і чіткість надрукованого малюнка чудові. Цифрове друкарське обладнання Landa може друкувати 4-8 кольорів за допомогою струминного друку з роздільною здатністю 600 точок на дюйм або 1200 точок на дюйм, з яких листове обладнання підтримує до 7 кольорів (CMYK+OGB), а роторне обладнання підтримує до 8 кольорів (CMYK+OGB+білий). Згідно з офіційними даними, 4-колірна конфігурація CMYK може покривати 84% колірної гами Pantone, тоді як 7-колірна конфігурація CMYK+OGB може покривати до 96% колірної гами Pantone.
Ця стаття покладається на листове цифрове друкарське обладнання Landa компанії Shenzhen Jiuxing Printing and Packaging Group Co., Ltd. для тестування та аналізу його здатності відтворювати колір на білому картоні з кількісною ємністю 300 г/м2. Спочатку обладнання лінеаризується, щоб виміряти насиченість і однорідність градації його монохромного зображення, а потім ICC-файл обладнання аналізується, щоб оцінити його колірну гамму та ефективність охоплення плашкового кольору.
Дослідження основного алгоритму відтворення кольору 7-колірної системи цифрового друку
01
Типи та принципи алгоритмів лінеаризації
Лінеаризація обладнання для цифрового друку є ключовою технологією для забезпечення лінійної залежності між вхідними та вихідними сигналами пристрою. Лінеаризація 7-кольорового каналу має значну технічну складність порівняно з традиційним 4-кольоровим CMYK. По-перше, це збільшення кількості каналів, з 4 до 7 означає, що розмір таблиці пошуку зростає експоненціально. Загальні алгоритми лінеаризації включають такі 4 типи:
(1) Алгоритм поліноміальної підгонки є основним методом лінеаризації, який реалізує лінеаризацію шляхом підгонки поліноміальних кривих вхідних і вихідних даних. Перевагами цього алгоритму є прості обчислення та менша кількість параметрів, але недоліком є те, що він має обмежені можливості моделювання для складних нелінійних залежностей.
(2) Алгоритм таблиці пошуку (LUT) — це метод лінеаризації, який найчастіше використовується в цифровому друку. 1D LUT — це найпростіша форма, яка обробляє лише один канал зображення, визначаючи вихідне значення для кожного вхідного значення (від 0 до 100). Суть 1D LUT полягає в таблиці пошуку в одно-вимірному просторі, і кожне вхідне значення «переставляється» LUT, щоб отримати нове вихідне значення, представляючи відповідне співвідношення один-до-одного. Типовий профіль принтера ICC налаштовує таблицю 1D пошуку (1D LUT) на основі кількості каналів кольору на пристрої, а потім використовує таблицю 3D пошуку (3D LUT) для завершення відображення колірної гами та перетворення кольорів.
(3) Алгоритм локальної лінійної регресії добре працює в управлінні кольором, особливо в сценаріях вибірки малого та середнього-розміру, оцінених за допомогою таблиць пошуку цифрового друку, і його продуктивність краща, ніж у нейронних мереж, поліноміальної регресії та сплайн-функцій. Основна ідея алгоритму полягає у використанні локального набору лінійної регресії сусідніх точок для кожної точки сітки, щоб підібрати лінійну гіперплощину за критерієм зважених найменших квадратів, і оцінити кожен вихідний колірний компонент окремо.
(4) Алгоритми глибокого навчання представляють останній напрям розвитку технології лінеаризації. Сучасна технологія змогла реалізувати модель лінеаризації друкованих каналів кольору на основі мереж глибокого навчання, а за допомогою методу багатовимірної нелінійної компенсації щільності кольору з прямою онлайн-передачею можна досягти широкої кольорової гами, високої лінійності та безперервного та стабільного цифрового друку.
02
Багато{0}}канальні алгоритми керування кольором
Багато{0}}канальне керування кольором для 7-кольорових пристроїв вимагає підтримки спеціального алгоритму. У традиційній 4-кольоровій системі CMYK керування кольором головним чином зосереджується на балансі чотирьох кольорів: синього, пурпурового, жовтого та чорного, тоді як у 7-кольоровій системі потрібно враховувати взаємодію 7 кольорів одночасно. У 7-кольоровій системі кожен колір може взаємодіяти з іншими 6 кольорами, і цей багатовимірний колірний зв’язок потребує більш складних математичних моделей для опису. У традиційній системі CMYK чорний використовується в основному для балансу градацій сірого та економії чорнила, тоді як у 7-кольоровій системі додавання оранжевого, зеленого та синього ускладнює змішування кольорів. Зазвичай використовувані алгоритми кольоророзділення включають наступні два типи:
(1) Композитні моделі Нойгебауера є важливими інструментами для обробки багато{1}}кольорового друку. Ця модель є узагальненою версією моделі Нойгебауера, яка поділяє весь колірний простір XYZ на кілька об’ємних розділів, передбачає вагові коефіцієнти колірних компонентів у заданому розділі та служить функцією для визначення значень XYZ трьох основних кольорів для цього розділу. Цей метод може ефективно обробляти складні співвідношення кольорів у 7-кольоровій системі.
(2) Багато{1}}алгоритм перетворення простору кольорів має враховувати зв’язок відображення між різними просторами кольорів. Перетворюючи колірний простір пристрою (CMYKOBG) у стандартний колірний простір (наприклад, CIE Lab), вам потрібно встановити точні функції перетворення. Дослідження показали, що це ефективна технічна схема для встановлення зв’язку між простором пристрою та простором CIE XYZ через три-вимірний зв’язок, а також для досягнення поділу кольорів за допомогою трьох-лінійної інтерполяції між значеннями таблиці пошуку та стовпцями таблиці.
Експериментальна підготовка та перевірка
01
Тестове обладнання та обладнання
(1) Тестове обладнання: обладнання для цифрового друку Landa, 7-кольорове наночорнило (CMYK+OGB);
(2) Тестовий папір: білий картон Азіатсько-Тихоокеанського регіону Symbo Yinbo 300 г/м2;
(3) Вимірювальний прилад: спектрофотометр X-rite i1io;
(4) Тестове програмне забезпечення: EFI Fiery Color Profiler Suite (CPS);
(5) Умови навколишнього середовища: температура 25±2 градуси, вологість 55%±5%.
02Процес і кроки тестування
(1) Крок 1: Роздрукуйте діаграму лінеаризації. Попередньо прогрійте цифрове друкарське обладнання Landa понад 30 хвилин і скористайтеся EFI Fiery Color Profiler Suite (CPS), щоб вивести діаграму лінеаризації. Система цифрового друку Landa оснащена таблицями кольорів лінеаризації від 4 до 7 кольорів. У цій статті наведено приклад 7 кольорів. 7-кольорова таблиця містить 54 кольори на канал, що становить 378 кольорових плям, з охопленням площі від 0 до 100%.
(2) Крок 2: Виміряйте діаграму лінеаризації. Зачекайте, доки діаграма лінеаризації висохне, і за допомогою CPS i1iO завершіть вимірювання даних для 7 каналів кольорів.
(3) Крок 3: Намалюйте криву тону. Зіставте вимірювальні дані з теоретичними даними, щоб намалювати тональні криві для 7 каналів. Проаналізуйте різницю між виміряними та цільовими даними, виберіть відповідний алгоритм лінеаризації та обчисліть криву лінеаризації.
(4) Крок 4: Друк діаграм для створення файлу ICC. Використовуйте криву лінеаризації з кроку 3, щоб надрукувати діаграми для створення файлів ICC, наприклад iT8.
(5) Крок 5: Обчисліть і згенеруйте файл ICC. Після висихання діаграми iT8 виміряйте її за допомогою CPS i1iO, збережіть дані та виберіть відповідний алгоритм розподілу кольорів для створення файлу ICC. Цей файл ICC представляє максимальну кольорову гаму для поточного поєднання пристрою та паперу.
Збір і аналіз даних
01
Аналіз лінеаризації пристрою
Виміряні значення діаграми даних лінеаризації показані на малюнках 1 і 2. На малюнку 1 показано співвідношення між площею точки кожного з 7 каналів кольору та відповідним значенням освітленості L* лабораторії CIE. Точки на малюнку є точками вибірки для кожного каналу, а крива є підгонкою квадратичного сплайна. Підгонка квадратичного сплайна не може виразити співвідношення відображення між охопленням площі точок і освітленістю; потрібна більш складна функція відображення, щоб описати відповідність між рівновіддаленими точковими областями та рівнями візуальної освітленості.
Рисунок 1 Зв’язок між площею точки та значенням яскравості
На малюнку 2 показано варіацію відтінку та максимальну насиченість кольорів у шести колірних каналах. На малюнку фіолетовий і пурпурний канали демонструють значне викривлення зі збільшенням насиченості, що вказує на те, що однорідність відтінку цих двох груп кольорів є поганою. Звичайно, однорідність відтінку також пов’язана з однорідністю колірного простору лабораторії CIE. Для жовтого та помаранчевого каналів не-однорідність кольоровості також досить очевидна. Наприклад, у жовтому каналі відстань між точками рівномірна нижче значення ab* 50, але вище 50 відстань збільшується; помаранчевий канал поводиться подібно до жовтого каналу, і навколо 40 також відбувається перекриття точок, що призводить до викидів. Таким чином, такі явища, як викривлення відтінку та не-однорідність кольоровості, збільшать складність розробки алгоритму лінеаризації та кольороподілу.
Малюнок 2 Насиченість кольору та продуктивність відтінку кожного каналу
Комбінуючи малюнок 1 і малюнок 2, можна визначити оптимальний насичений колір пристрою. Таблиця 1 показує відповідність між максимальною кольоровістю білого картону 300 г/м2, який використовувався в цьому дослідженні, та кольоровістю паперу типу 8 згідно з ISO 12647-2.
Таблиця 1. Порівняння кольоровості та колірності між системою цифрового друку Landa та папером типу 8 ISO 12647-2
Дані таблиці 1 показують, що кольоровість основних кольорів цифрової системи друку Landa може повністю покривати кольоровість 8 типів паперу, визначених ISO, за винятком пурпурового кольору, кольоровість якого нижча, ніж у папері ISO 12647-2 CD1. Таким чином, можна зробити висновок, що система цифрового друку Landa може ідеально відповідати стандартам офсетного друку ISO 12647-2 шляхом подальших лінійних коригувань, і, звичайно, вона також може відповідати вимогам для таких сертифікатів, як G7 і C9.
02
Аналіз діапазону пристроїв
Після лінеаризації створений профіль ICC відображає поточні колірні характеристики системи цифрового друку. Як показано на малюнку 3, це порівняння між гамою системи цифрового друку Landa та гамою Adobe RGB (1998). Гамма системи цифрового друку Landa та Adobe RGB (1998) не мають простого обмеження. У діапазоні середньої яскравості від синього до зеленого та в діапазоні низької яскравості від червоного до синього гама системи цифрового друку Landa містить палітру Adobe RGB (1998); тоді як у високому діапазоні яскравості від зеленого до жовтого та від червоного до жовтого він міститься в гамі Adobe RGB (1998).
Малюнок 3. Порівняння системи цифрового друку Landa з кольоровою гамою Adobe RGB (1998).
Ця ситуація вказує на те, що під час використання експериментального білого картону в поєднанні з системою цифрового друку Landa для процесів високо-точного друку можливість відтворення насичених жовтих, помаранчевих і зелених тонів є дещо слабшою. Якщо використовується папір з більшою білістю, його можна покращити.
На малюнку 4 показано порівняння колірної гами експериментальної системи цифрового друку Landa з гамою GRACoL2006_Coated. Порівняльна таблиця показує, що колірна гамма системи цифрового друку Landa в основному охоплює гамму GRACoL2006_Coated. Зокрема, області середньої{5}}яскравості від-до-зеленого та червоного-до-синього повністю покривають гаму GRACoL2006_Coated; однак у дуже високій{11}}зеленій---жовтій області яскравості гама GRACoL2006_Coated дещо більша. Ця ситуація вказує на те, що комбінація експериментального білого картону та системи цифрового друку Landa здатна відтворювати кольори офсетного друку ISO 12647-2. Якщо використовувати папір з трохи вищою білизною, відтворення кольорів у областях високої яскравості буде кращим.
Малюнок 4. Порівняння системи цифрового друку Landa з кольоровою гамою GRACoL2006_Coated
Малюнки 5 і 6 із використанням функції моделювання плашкових кольорів ORIS X Gamut,统计了在色差公差 Менше або дорівнює 3和 Менше або дорівнює 52种情况下Landa数字印刷系统可还原的Pantone专色色域的比例. На малюнку 5 показано, що коли допуск менше або дорівнює 3, 94,9% 2390 кольорових плям Pantone можуть бути збігаються; На рисунку 6 показано, що коли допуск менше або дорівнює 5, 98,6% 2390 кольорових плям Pantone можуть бути збігаються. Результати цього експерименту підтверджують точність офіційної заяви Landa про те, що 7-колірна конфігурація CMYK OGB може охоплювати до 96% колірної гами Pantone.
Малюнок 5 Охоплення системою цифрового друку Landa колірної гами Pantone (допуск до різниці кольорів менше або дорівнює 3)
Малюнок 6 Охоплення системою цифрового друку Landa колірної гами Pantone (допуск різниці кольорів менше або дорівнює 5)
Підсумовуючи, цей експеримент перевірив здатність відтворення кольорів цифрової системи друку Landa з використанням білого картону щільністю 300 г/м² компанії. Аналіз ключових даних під час процесу захоплення показав, що: основні кольори CMYK системи цифрового друку Landa можуть збігатися з папером ISO 12647-2 CD1 і повністю покривати інші сім типів паперу; У порівнянні з кольоровою гамою Adobe RGB, 7-кольорова гама системи цифрового друку Landa відносно менша в областях високої яскравості та трохи більша в областях середньої яскравості. Якщо друк високої точності виконується з використанням первинних кольорів Adobe RGB, рекомендується використовувати папір з більшою білизною; 7-колірна гама системи цифрового друку Landa в основному включає кольорову гаму GRACoL2006_Coated, може повністю відповідати стандарту кольорів ISO 12647-2, а коли різниця кольорів менше або дорівнює 3, вона може збігатися з більш ніж 94% колірної гами Pantone.