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 Power Distribution (SPD). Se nästa bild. 2006-08-18 Grafisk teknik 2 SPD Exempel En blåaktig färg 2006-08-18 Grafisk teknik 3 1
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. 2006-08-18 Grafisk teknik 4 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. 2006-08-18 Grafisk teknik 5 MÄTNING AV FÄRG E λ L λ dλ L tot M tot S tot = ( ) ( ) λ = E( λ) M ( λ) dλ λ = E( λ) S( λ) dλ λ E(λ) är det inkommande ljusets spektralfördelning och L, M och S är ögats känslighetsfunktioner. Dessa värden kallas för tristimulus värden. 2006-08-18 Grafisk teknik 6 2
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. 2006-08-18 Grafisk teknik 7 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. 2006-08-18 Grafisk teknik 8 r(λ), g(λ)ochb(λ) 2006-08-18 Grafisk teknik 9 3
r(λ), g(λ)ochb(λ) Våglängder för röd, grön och blå som användes i experimentet är, 700 nm, 546.1 nm resp. 435.8 nm. Alla referensvåglängder var inte möjligt att skapas med dessa basfärger. 2006-08-18 Grafisk teknik 10 r(λ), g(λ)ochb(λ) 2006-08-18 Grafisk teknik 11 r(λ), g(λ)ochb(λ) Ett linjärt basbyte utförs för att undvika negativa värden i färgmatchningsfunktioner. 2006-08-18 Grafisk teknik 12 4
x(λ), y(λ)ochz(λ) 2006-08-18 Grafisk teknik 13 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 2006-08-18 Grafisk teknik 14 FÄRGSYSTEM Med hjälp av XYZ tristimulus värden kan man härleda några olika färgsystem, var och en lämplig för en viss applikation. 2006-08-18 Grafisk teknik 15 5
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. 2006-08-18 Grafisk teknik 16 RGB, CMY OCH CMYK Dessa system är maskinberoende (device dependent), eftersom färgen som visas beror på maskinens karaktäristik. 2006-08-18 Grafisk teknik 17 RGB, CMY OCH CMYK 2006-08-18 Grafisk teknik 18 6
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. 2006-08-18 Grafisk teknik 19 FRÅN RGB TILL XYZ Detta gäller för datorskärmar 2006-08-18 Grafisk teknik 20 CHROMATICITY VALUES Detta gör det möjligt att plotta färger i en tvådimensionell rymd. 2006-08-18 Grafisk teknik 21 7
CHROMATICITY VALUES 2006-08-18 Grafisk teknik 22 FÄRGOMFÅNG 2006-08-18 Grafisk teknik 23 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. 2006-08-18 Grafisk teknik 24 8
CIELAB X n,y n och Z n är XYZ-värdena för den valda referens-vitpunkten. För färgskärmar kan man använda D65:s vitpunkt. 2006-08-18 Grafisk teknik 25 CIELAB 2006-08-18 Grafisk teknik 26 FÄRGBLANDNING 2006-08-18 Grafisk teknik 27 9
FÄRGBLANDNING 2006-08-18 Grafisk teknik 28 FÄRGBLANDNING Tre primärfärger CYAN (C) MAGENTA (M) GUL (Y) 2006-08-18 Grafisk teknik 29 FÄRGBLANDNING Tre sekundärfärger RÖD (R, MY) GRÖN (G, CY) BLÅ (B, CM) 2006-08-18 Grafisk teknik 30 10
FÄRGBLANDNING En tertiärfärg SVART (K, CMY) 2006-08-18 Grafisk teknik 31 3-FÄRGSTRYCK 2006-08-18 Grafisk teknik 32 3-FÄRGSTRYCK 2006-08-18 Grafisk teknik 33 11
3-FÄRGSTRYCK 2006-08-18 Grafisk teknik 34 AM-RASTER samma vinkel för C, M, Y & K 2006-08-18 Grafisk teknik 35 AM-RASTER samma vinkel för C, M, Y & K, Missregistrering Korrekt registrering Position fel 2006-08-18 Grafisk teknik 36 12
AM-RASTER samma vinkel för C, M, Y & K, Missregistrering Korrekt registrering Vinkel fel 2006-08-18 Grafisk teknik 37 AM-RASTER olika vinklar för C, M,Y & K15, 75, 0 och 45 grader 2006-08-18 Grafisk teknik 38 RASTERROSETTER Centrumpunkt 2006-08-18 Grafisk teknik 39 13
RASTERROSETTER Öppet centrum 2006-08-18 Grafisk teknik 40 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 2006-08-18 Grafisk teknik 41 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 2006-08-18 Grafisk teknik 42 14
FM (STOKASTISKT) RASTER Moiré pattern och Rosette pattern försvinner 2006-08-18 Grafisk teknik 43 NUEGEBAUERS EKVATIONER X X Y = a Y i i i Z Z i i a i i =1 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 2006-08-18 Grafisk teknik 44 DEMICHEL EKVATIONERNA 2006-08-18 Grafisk teknik 45 15
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 2006-08-18 Grafisk teknik 46 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 90 50 60 40 Y 100 80 30 50 Z 110 100 100 100 a) Vilket XYZ-värden har ytan om kanalerna rastreras oberoende? b) Vilket XYZ-värden har ytan om dot-on-dot undviks så mycket som möjligt? c) Vilket XYZ-värden har ytan om dot-off-dot undviks så mycket som möjligt? 2006-08-18 Grafisk teknik 47 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 2006-08-18 Grafisk teknik 48 16
OPTISK PUNKTFÖRSTORING 2006-08-18 Grafisk teknik 49 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 2006-08-18 Grafisk teknik 50 YULE-NIELSEN R = (ar S 1/2 + (1-a) R 0 1/2 ) 2 Perfekt spridning i substrat 2006-08-18 Grafisk teknik 51 17
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 2006-08-18 Grafisk teknik 52 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): reflektion I (λ): infallande ljus P(x,yλ): punktspridning *: faltning T i (x,y,λ): färgtransmission 2006-08-18 Grafisk teknik 53 LJUSSPRIDNING 2006-08-18 Grafisk teknik 54 18
LJUSSPRIDNING 2006-08-18 Grafisk teknik 55 19