Принципи кольорового друку
Якщо різні довжини хвиль білого кольору розділити за допомогою призми, то виникають кольори веселки. Розрізняють два види змішування квітів – адитивне та субтрактивне.
Адитивне змішуваннявиникає при змішуванні колірного випромінювання. Основними трьома адитивними кольорами є синій, зелений та червоний, кожен з яких має свою довжину хвилі. При накладенні за допомогою прожекторів кольорових пучків світла виникає наступне змішування: зелений + червоний = жовтий; зелений + синій = блакитний; червоний + синій = пурпурний; червоний + синій + зелений = білий; відсутність світла = чорний.
Практичним застосуванням адитивного змішування є кольорове телебачення, де всі відтінки кольорів виникають при світінні зелених, синіх і червоних точок.
Субтрактивне змішування кольорівє результатом змішування фарб. Первинними субтрактивними кольорами є жовтий, пурпуровий та блакитний. Вони відповідають результату змішування основних адитивних кольорів. Практичним застосуванням субтрактивного змішування кольорів є кольоровий поліграфічний друк. При субтрактивному змішуванні основних кольорів виходить наступний результат:
пурпуровий + блакитний = синій; пурпурний + жовтий = червоний; жовтий + блакитний = зелений; жовтий + блакитний + пурпурний = чорний; відсутність фарби = білий папір.
У повнокольоровому друку використовуються закони субтрактивного колірного змішування. Комбінації чотирьох первинних (базових) кольорів CMYK (Cyan – блакитний, Magenta – пурпурний, Yellow – жовтий, Black – чорний) дозволяють отримати будь-який інший колір (рис.). Насиченість кольору досягається зміною розміру растрової точки. В результаті перемішування блакитної, пурпурової та жовтої фарб на практиці виходить сірий, так як дуже важко досягти пропорційного.співвідношення кожної їх. Тому до трьох первинних кольорів додали четвертий – чорний, який покращує якість зображення.
В результаті кольороподілу тонового повнокольорового зображення на первинні кольори робляться відповідно чотири плівки (фотоформи) та чотири друковані форми. Друковані форми в основному виготовляються способом контактної зйомки з прозорих фотоформ. Але з розвитком інформаційних технологій стало можливим переносити колірне зображення в цифровому вигляді з комп'ютера на друковані форми, минаючи процес виготовлення фотоформ.
Раніше кольороподіл здійснювався фотооптичним шляхом - фотографуванням кольорового зображення через фільтри. В даний час для кольороподілу можуть застосовуватися комп'ютери спільно з фотонабірними автоматами.
Традиційний спосіб повнокольорового друку полягає в послідовному нанесенні на певній частині аркуша паперу чотирьох фарб - блакитного, пурпурового, жовтого та чорного. Комбінація цих чотирьох фарб дозволяє створити всі кольори видимого спектру. Наприклад, на однофарбовій друкарській машині кожен аркуш паперу необхідно прокатати чотири рази, щоразу змінюючи друкарську форму та барвистий апарат. Якщо друкарська машина чотирифарбова, то нанесення повнокольорового зображення можна здійснити в один прохід.
При кольоровому друку отриманий растр для кожного з чотирьох барвників зазвичай повертається на певний кут. Встановлення чотирьох растрів під кутами вирішує два завдання:
- мінімізує муар (рисунок, що повторюється, що виникає через взаємодію двох геометричних шаблонів);
- скорочує усунення кольорів через неточності друкованого механізму. Зазвичай чотири растри встановлюються так:
Формування растрових осередків
Растровий осередоквважається елементарною одиницею растрової структури, і завдання її полягає в тому, щоб передати кілька відтінків одного з первинних кольорів CMYK. Сучасна технологія друку дозволяє отримувати на папері близько 250 таких градацій. Відповідно, растровий осередок повинен передавати таку ж кількість відтінків. Комбінація чотирьох плівок моделі CMYK, кожен растровий осередок яких може передавати 256 градацій, дозволяє в результаті отримати публікацію, растрова структура якої здатна синтезувати більше 16 млн значень безперервного спектру видимого кольору. Реально використовуються растрові структури з осередками, що передають від 64 до 225 відтінків первинних кольорів.
Чим менший розмір растрового осередку, тим більше схожий результат друку на живу картинку. Але для того, щоб передавати, наприклад, 100 градацій сірого, растровий осередок повинен містити 100 крихітних точок, сукупна білизна або чорнота яких дозволяє отримати те або інше значення сірого кольору. Скорочення числа цих точок веде до зменшення кількості напівтонів, що передаються, що небажано.
Традиційний спосіб растрування можна назвати амплітудною модуляцією, оскільки точки різного розміру знаходяться на рівній відстані одна від одної. Усередині растрового осередку мікроточки об'єднуються і формуються в растрову точку.
Накладення регулярних растрових структур чотирьох базових кольорів призводить до появи муару - додаткового візерунка, що немає у вихідному зображенні. Основна мета традиційного растрування - домогтися регулярної розеткової структури. У цьому випадку муар мінімальний, тому що він складається виключно з самих розеток і добре помітний лише при друку з низькою лінією.
Однак будь-яке відхилення розеткової структури від регулярності наводитьдо появи додаткового муара, який може бути добре видно незалежно від лініатури друку.
Частотна модуляція (ЧМ) при раструванні (Crystal Raster) - це безладне (стохастичне) розташування мікроточок усередині растрового осередку.
ЧС-растрування позбавлене недоліків традиційного растрування. Самі розетки не видно, тому що розміри складових їх елементів на порядок менше звичайної растрової точки. Додатковий муар відсутній у принципі. Структура розеток нерегулярна, растрова структура кожного кольору також є регулярної, її параметри у кожній точці мають випадкове значення, і муар, у його класичному розумінні, при накладенні таких структур не утворюється. Основна ідея частотної модуляції – розбиття великої растрової точки. Технологія частотної модуляції стала можливою з появою високоточних барабанних фотонабірних автоматів, які мають малий діаметр точки, що записується.