DIGITAL FÄRGRASTRERING

Transkript

1 DIGITAL FÄRGRASTRERING Sasan Gooran 1/8/15 Grafisk teknik 1

2 FÄRG Det mänskliga ögat kan uppfatta ljus, elektromagnetiska strålningar, med vågländer mellan ca 380 till ca 780 nm. Ett exempel: Spectral Power Distribution (SPD). Se nästa bild. 1/8/15 Grafisk teknik 2

3 Färg Grafisk teknik 1/8/15 3

4 SPD Exempel En blåaktig färg 1/8/15 Grafisk teknik 4

5 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. 1/8/15 Grafisk teknik 5

6 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. 1/8/15 Grafisk teknik 6

7 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. 1/8/15 Grafisk teknik 7

8 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. 1/8/15 Grafisk teknik 8

9 r(λ), g(λ) OCH b(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. 1/8/15 Grafisk teknik 9

10 r(λ), g(λ) OCH b(λ) 1/8/15 Grafisk teknik 10

11 r(λ), g(λ) OCH b(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. 1/8/15 Grafisk teknik 11

12 r(λ), g(λ) OCH b(λ) 1/8/15 Grafisk teknik 12

13 r(λ), g(λ) OCH b(λ) Ett linjärt basbyte utförs för att undvika negativa värden i färgmatchningsfunktioner. 1/8/15 Grafisk teknik 13

14 x(λ), y(λ) OCH z(λ) 1/8/15 Grafisk teknik 14

15 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=100 1/8/15 Grafisk teknik 15

16 FÄRGSYSTEM Med hjälp av XYZ tristimulus värden kan man härleda några olika färgsystem, var och en lämplig för en viss applikation. 1/8/15 Grafisk teknik 16

17 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. 1/8/15 Grafisk teknik 17

18 RGB, CMY OCH CMYK Dessa system är maskinberoende (device dependent), eftersom färgen som visas beror på maskinens karaktäristik. 1/8/15 Grafisk teknik 18

19 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. 1/8/15 Grafisk teknik 19

20 FRÅN RGB TILL XYZ Detta gäller för datorskärmar 1/8/15 Grafisk teknik 20

21 CHROMATICITY VALUES Detta gör det möjligt att plotta färger i en tvådimensionell rymd. 1/8/15 Grafisk teknik 21

22 CHROMATICITY VALUES 1/8/15 Grafisk teknik 22

23 FÄRGOMFÅNG (Kulöromfång) 1/8/15 Grafisk teknik 23

24 FÄRGOMFÅNG Grafisk teknik 1/8/15 24

25 FÄRGOMFÅNG Adobe RGB har en större färgrymd, vanligast när man jobbar med trycksaksprodukter. Ett fåtal bildskärmar klarar av att visa alla dess kulörer. srgb är en standard för kontorsprogram och webläsare. Utgår från det kulöromfång en vanlig PCbildskärm kan visa. Grafisk teknik 1/8/15 25

26 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. 1/8/15 Grafisk teknik 26

27 CIELAB X n, Y n och Z n är XYZ-värdena för den valda referens-vitpunkten. För färgskärmar kan man använda D65:s vitpunkt. 1/8/15 Grafisk teknik 27

28 CIELAB 1/8/15 Grafisk teknik 28

29 FÄRGBLANDNING 1/8/15 Grafisk teknik 29

30 Kulörsystem Grafisk teknik 1/8/15 30

31 Kulörsystem-RGB LCD i närbild Grafisk teknik 1/8/15 31

32 FÄRGBLANDNING 1/8/15 Grafisk teknik 32

33 Ytkulörer Grafisk teknik 1/8/15 33

34 Ytkulörer Grafisk teknik 1/8/15 34

35 Kulörsystem-CMYK Grafisk teknik 1/8/15 35

36 Kulörsystem-CMYK Tryck i närbild 1/8/15 36

37 Subtraktiv Färgblandning Tre primärfärger: CYAN (C), MAGENTA (M) och GUL (Y) Tre sekundärfärger: RÖD (R, MY), GRÖN (G, CY), och BLÅ (B, CM) En tertiärfärg: SVART (K, CMY) Grafisk teknik 1/8/15 37

38 3-FÄRGSTRYCK - AM Grafisk teknik 1/8/15 38

39 3-FÄRGSTRYCK - FM Grafisk teknik 1/8/15 39

40 Svart, CMY eller K? K CMY Grafisk teknik 1/8/15 40

41 Svart, CMY eller K? K CMY 1/8/15 41

42 AM-RASTER samma vinkel för C, M, Y & K Grafisk teknik 1/8/15 42

43 AM-RASTER samma vinkel för C, M, Y & K, Missregistrering Korrekt registrering Position fel Grafisk teknik 1/8/15 43

44 AM-RASTER samma vinkel för C, M, Y & K, Missregistrering Korrekt registrering Vinkel fel Grafisk teknik 1/8/15 44

45 AM-RASTER olika vinklar för C, M,Y & K15, 75, 0 och 45 grader Grafisk teknik 1/8/15 45

46 RASTERROSETTER Centrumpunkt Grafisk teknik 1/8/15 46

47 RASTERROSETTER Öppet centrum Grafisk teknik 1/8/15 47

48 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 1/8/15 Grafisk teknik 48

49 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 1/8/15 Grafisk teknik 49

50 FM (STOKASTISKT) RASTER Moiré pattern och Rosette pattern försvinner 1/8/15 Grafisk teknik 50

51 Konventionellt färgrastrering samma rastervinkel Positionsfel kan orsaka färgskift 1/8/15 Grafisk teknik 51

52 Konventionellt färgrastrering samma rastervinkel Fel i rastervinkel kan orsaka Moiré 1/8/15 Grafisk teknik 52

53 KOnventionell färgrastrering Olika rastervinklar, 0, 15, 75 och 45 grader AM olika vinklar Rosette patterns FM 1/8/15 Grafisk teknik 53

54 Färgtryck Originalbild Separationer Tryck Pre-press 1/8/15 Grafisk teknik 54

55 Color Printing Pre-press Separationer & Rastrering 1/8/15 Grafisk teknik 55

56 Färgseparation Grafisk teknik 1/8/15 56

57 Färgseparation Grafisk teknik 1/8/15 57

58 Färgåtergivning RGB!! CMY K! CMY K! RGB!! RGB!! 1/8/15 Grafisk teknik CMY K! 58

59 Färgåtergivning Samma enhetsoberoende kulör! (t ex CIE Lab) De har samma utseende Grafisk teknik 1/8/15 59

60 Kulörhantering Vi behöver: 1. Kalibrera all utrustning 2. Mäta alla enheters kulöråtergivning. 3. Kunna översätta kulörer mellan två enheter så att det visuella värdet kvarstår (t ex Lab-värdet). Grafisk teknik 1/8/15 60

61 Kalibrera och karaktärisera Grafisk teknik Bildskärm Ett antal mätfält visas (oftast över hela skärmen) Spectrofotometern läser av spektrala värden (CIE) Tabell skapas av mätta värden och referensvärden (RGB) Kalibrering med hårdvara eller inbyggt operativsystem 1/8/15 61

62 Kalibrera och karaktärisera Scanner Inläsning av IT8 RGB-värden läses i bildfilen Tabell skapas av inlästa värden och referensvärden (CIE) Grafisk teknik 1/8/15 62

63 Kalibrera och karaktärisera Tryckpress/ Skrivare En karta med mätfält (CMYK) trycks Spectrofotometern läser av spektrala värden (CIE) Tabell skapas av mätta värden och referensvärden (CMYK) Grafisk teknik 63

64 Kulörhantering-ICC profil CMYK RGB CIE CMYK 1/8/15 RGB Grafisk teknik 64

65 Konvertera kulörer 1/8/15 Grafisk teknik 65

66 Konvertera kulörer 1/8/15 Grafisk teknik 66

67 1/8/15 Grafisk teknik 67 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

68 DEMICHEL EKVATIONERNA 1/8/15 Grafisk teknik 68

69 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 1/8/15 Grafisk teknik 69

70 Uppgift Färgkanaler till en färgbild med 20%, 30% och 0% täckning i dess cyan, magenta och gul kanaler rastreras med hjälp av en FM metod. Vi vet X, Y och Z värdena för primära och sekundära färger och det vita papperet, se tabellen nedan. Papper Cyan Magenta Blå X Y Z a) Vilket XYZ-värden har ytan om kanalerna rastreras oberoende? b) Vilket XYZ-värden har ytan om dot-off-dot används så mycket som möjligt? c) Vilket XYZ-värden har ytan om dot-on-dot används så mycket som möjligt? 1/8/15 Grafisk teknik 70