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 Power Distribution (SPD). Se nästa bild. 2006-08-18 Grafisk teknik 2

SPD Exempel En blåaktig färg 2006-08-18 Grafisk teknik 3

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 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. 2006-08-18 Grafisk teknik 6

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

FM (STOKASTISKT) RASTER Moiré pattern och Rosette pattern försvinner 2006-08-18 Grafisk teknik 43

2006-08-18 Grafisk teknik 44 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

DEMICHEL EKVATIONERNA 2006-08-18 Grafisk teknik 45

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

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

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): I (λ): P(x,yλ): reflektion infallande ljus punktspridning *: faltning T i (x,y,λ): färgtransmission 2006-08-18 Grafisk teknik 53

LJUSSPRIDNING 2006-08-18 Grafisk teknik 54

LJUSSPRIDNING 2006-08-18 Grafisk teknik 55