DIGITAL FÄRGRASTRERING

HTML
DOWNLOAD

Storlek: px

Starta visningen från sidan:

Download "DIGITAL FÄRGRASTRERING"

Patrik Bengtsson
för 6 år sedan
Visningar:

1 DIGITAL FÄRGRASTRERING Sasan Gooran (HT 2003) Grafisk teknik 1

2 FÄRG Det mänskliga ögat kan uppfatta ljus, elektromagnetiska strålningar, med vågländer mellan 380 till 780 nm. Ett exempel: Spectral Power Distribution (SPD). Se nästa bild Grafisk teknik 2

3 SPD Exempel En blåaktig färg Grafisk teknik 3

4 FÄRG Newton: Indeed rays, properly expressed, are not colored. Han hade rätt. SPD existerar i den fysiska världen, men färg existerar bara i ögat och hjärnan Grafisk teknik 4

5 Ögats receptorer Stavar (Rods): De är känsliga för ljus och används för natt-seendet. Tappar (Cones): De är färgkänsliga. Har tre olika typer. De är refererade som, L, M och S tappar, eftersom de är känsliga för långa, mellan respektive korta våglängder Grafisk teknik 5

6 Stavar och Tappar Tappar: De flesta av dem är koncentrerade i den centrala delen av retinan (fovea). Stavar: De ligger utanför fovea. Se bilden på nästa sida Grafisk teknik 6

7 Stavar och Tappar Grafisk teknik 7

8 Stavar och Tappar Grafisk teknik 8

9 Stavar och Tappar I mörkret har ögat det minsta siktet i den centrala delen av seendefältet. Ex: Om under natten tittar man på en stjärna, försvinner stjärnan när man direkt tittar på den Grafisk teknik 9

10 L, M och S tappar Grafisk teknik 10

11 Ljusdetektering i ögat För både stavar och tappar är detta en elektro-kemisk process. Fotoner påverkar pigmenten i stavar eller tappar och ändrar sina kemiska karaktärisktik. Två olika inkommande foton- distributioner kan skapa samma kemiska reaktioner i tappar Grafisk teknik 11

12 R, G och B tappar L, M och S tappar kallas ibland för Röd, Grön respektive Blå tappar. Tillsammans med informationen från stavar, kodas informationen från tappar och skickas till högre hjärnhalvan. Omkodningen består av tre opponentkanaler: Röd-grön, Blå-gul och Svart-vit Grafisk teknik 12

13 Modern modell för färgomkodningen i ögat Grafisk teknik 13

14 MÄTNING AV FÄRG Färgintrycket är relaterat till hur det mänskliga ögat fungerar. Därför bör ögats tre känslighetsfunktioner användas. Ljus med olika spektral-fördelningar som ger samma färgintryck, borde mätas som en enda färg Grafisk teknik 14

15 MÄTNING AV FÄRG L tot M tot = E( λ) L( λ) λ d = E( λ) M ( λ) λ λ d λ S tot = E( λ) S( λ) λ d λ E(λ) är det inkommande ljusets spektralfördelning och L, M och S är ögats känslighetsfunktioner. Dessa värden kallas för tristimulus värden Grafisk teknik 15

16 MÄTNING AV FÄRG E(λ) kan komma från en ljuskälla, eller kan vara ljus reflekterat från ett objekt. E ( λ) = R( λ) I( λ) I(λ) är ljuskällans fotondistribution och R(λ) är objektets reflektansfunktion Grafisk teknik 16

17 r(λ), g(λ)ochb(λ) tapparnas känslighetsfunktioner är inte exakt kända. 1931, föreslog CIE att L, M och S tappar bör ersättas av andra väldefinierade funktioner, r(λ), g(λ) och b(λ). De bestämdes m.h.a experiment. Se nästa bild Grafisk teknik 17

18 r(λ), g(λ)ochb(λ) Grafisk teknik 18

19 r(λ), g(λ)ochb(λ) Våglängder för röd, grön och blå som användes i experimentet är, 700 nm, nm resp nm. Alla referensvåglängder var inte möjligt att skapas med dessa basfärger Grafisk teknik 19

20 r(λ), g(λ)ochb(λ) Grafisk teknik 20

21 r(λ), g(λ)ochb(λ) Ett linjärt basbyte utförs för att undvika negativa värden i färgmatchningsfunktioner Grafisk teknik 21

22 x(λ), y(λ)ochz(λ) Grafisk teknik 22

23 TRISTIMULUS VÄRDEN Från dessa färgmatchningsfunktioner kan tristimulus värden beräknas enligt: R är reflektans I är infallande ljus k är normaliseringsfaktor så att en total vit yta ska ge Y= Grafisk teknik 23

24 FÄRGSYSTEM Med hjälp av XYZ tristimulus värden kan man härleda några olika färgsystem, var och en lämplig för en viss applikation Grafisk teknik 24

25 RGB, CMY OCH CMYK RGB, Red-Green-Blue CMYK, Cyan-Magenta-Yellow-Black RGB används i TV, eller datorskärm, eftersom de använder dessa färger som primära färger. CMYK, används för tryck, eftersom de är de fyra färgerna som används i tryckpressar Grafisk teknik 25

26 RGB, CMY OCH CMYK Dessa system är maskinberoende (device dependent), eftersom färgen som visas beror på maskinens karaktäristik Grafisk teknik 26

27 RGB, CMY OCH CMYK Grafisk teknik 27

28 FRÅN RGB TILL XYZ Transformationen från XYZ till RGB (eller vice versa) beror på maskinens karaktäristik. Datorskärmar har oftast en vitpunkt som ligger nära D65:s vitpunkt Grafisk teknik 28

29 FRÅN RGB TILL XYZ Detta gäller för datorskärmar Grafisk teknik 29

30 CHROMATICITY VALUES Detta gör det möjligt att plotta färger i en tvådimensionell rymd Grafisk teknik 30

31 CHROMATICITY VALUES Grafisk teknik 31

32 FÄRGOMFÅNG Grafisk teknik 32

33 CIELAB CIELAB är härlett från XYZ koordinater. Systemet är likformigt (uniform), d.v.s färger med samma avstånd var som helst på koordinatsystemet uppfattas som lika olika av det mänskliga ögat. Maskinoberoende Grafisk teknik 33

34 CIELAB X n,y n och Z n är XYZ-värdena för den valda referens-vitpunkten. För färgskärmar kan man använda D65:s vitpunkt Grafisk teknik 34

35 CIELAB Grafisk teknik 35

36 FÄRGBLANDNING Grafisk teknik 36

37 FÄRGBLANDNING Grafisk teknik 37

38 FÄRGBLANDNING Tre primärfärger CYAN (C) MAGENTA (M) GUL (Y) Grafisk teknik 38

39 FÄRGBLANDNING Tre sekundärfärger RÖD (R, MY) GRÖN (G, CY) BLÅ (B, CM) Grafisk teknik 39

40 FÄRGBLANDNING En tertiärfärg SVART (K, CMY) Grafisk teknik 40

41 3-FÄRGSTRYCK Grafisk teknik 41

42 3-FÄRGSTRYCK Grafisk teknik 42

43 3-FÄRGSTRYCK Grafisk teknik 43

44 AM-RASTER samma vinkel för C, M, Y & K Grafisk teknik 44

45 AM-RASTER samma vinkel för C, M, Y & K, Missregistrering Korrekt registrering Position fel Grafisk teknik 45

46 AM-RASTER samma vinkel för C, M, Y & K, Missregistrering Korrekt registrering Vinkel fel Grafisk teknik 46

47 AM-RASTER olika vinklar för C, M,Y & K15, 75, 0 och 45 grader Grafisk teknik 47

48 RASTERROSETTER Centrumpunkt Grafisk teknik 48

49 RASTERROSETTER Öppet centrum Grafisk teknik 49

50 AM-RASTER Samma vinkel: Dålig registrering kan orsaka mycket oacceptabel Moiré pattern Om tryckprocessen är stabil och är noggrant kontrollerbar är det fullt möjligt att använda samma vinkel för alla 4 färgkanaler Kan expandera färgomfånget (Color Gamut) Eliminerar Rosett Pattern Grafisk teknik 50

51 AM-RASTER Olika vinklar: Vinklar 15, 75, 0 och 45 grader för C, M, Y och K ger ett mönster som är mycket mindre känsligt för missregistrering Problem med Rosette patterns Grafisk teknik 51

52 FM (STOKASTISKT) RASTER Moiré pattern och Rosette pattern försvinner Grafisk teknik 52

53 Grafisk teknik 53 NUEGEBAUERS EKVATIONER = i Z i Y i X i i a Z Y X i i =1 a X, Y, Z are the tristimulus values for the average color of a surface a i is the fractional area covered by color X i, Y i, Z i

54 DEMICHEL EKVATIONERNA Grafisk teknik 54

55 DEMICHEL EKVATIONERNA A w =(1-a c )(1-a m )(1-a y ) A c =a c (1-a m )(1-a y ) A m =a m (1-a c )(1-a y ) A y =a y (1-a c )(1-a m ) A r =a m a y (1-a c ) A g =a c a y (1-a m ) A b =a c a m (1-a y ) A k =a c a m a y Grafisk teknik 55

56 PUNKTFÖRSTORING Mekanisk Punkten blir mekaniskt större p.g.a distorsioner producerade av skrivaren Optisk Punkten ser större ut p.g.a ljustes spridning i papper/substrat Grafisk teknik 56

57 OPTISK PUNKTFÖRSTORING Grafisk teknik 57

58 MURRAY-DAVIES R = ar S + (1-a) R 0 R: pappersytas reflektion R S : reflektion från den tryckta punkten R 0 : reflektion från den icke-tryckta delen av papper a: andelen av papper som är tryckt Grafisk teknik 58

59 YULE-NIELSEN R = (ar S 1/2 + (1-a) R 0 1/2 ) 2 Perfekt spridning i substrat Grafisk teknik 59

60 YULE-NIELSEN Den kända Yule-Nielsen formeln som används i praktik för att kompensera för optisk punktförstoring R = (ar S 1/n + (1-a) R 0 1/n ) n 1 n 2 I praktiken har vi inte perfekt spridning i papper Grafisk teknik 60

61 LJUSSPRIDNING R(x,y,λ) = (I(λ) T i (x,y,λ)*p(x,y,λ) )T i (x,y,λ) R (x,y,λ): I (λ): P(x,yλ): reflektion infallande ljus punktspridning *: faltning T i (x,y,λ): färgtransmission Grafisk teknik 61

62 LJUSSPRIDNING Grafisk teknik 62

63 LJUSSPRIDNING Grafisk teknik 63

Relevanta dokument

DIGITAL FÄRGRASTRERING

DIGITAL FÄRGRASTRERING Sasan Gooran (HT 2003) 2006-08-18 Grafisk teknik 1 FÄRG Det mänskliga ögat kan uppfatta ljus, elektromagnetiska strålningar, med vågländer mellan 380 till 780 nm. Ett exempel: Spectral