DIGITAL FÄRGRASTRERING Sasan Gooran 1/8/15 Grafisk teknik 1 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 Färg 1/8/15 Grafisk teknik 3 1 SPD Exempel En blåaktig färg 1/8/15 Grafisk teknik 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. 1/8/15 Grafisk teknik 5 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 2 MÄTNING AV FÄRG L = ∫ E (λ ) L(λ )dλ λ tot M = ∫ E (λ ) M (λ )dλ λ tot S = ∫ E (λ )S (λ )dλ λ tot 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 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 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 3 r(λ), g(λ) OCH b(λ) 1/8/15 Grafisk teknik 10 r(λ), g(λ) OCH b(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. 1/8/15 Grafisk teknik 11 r(λ), g(λ) OCH b(λ) 1/8/15 Grafisk teknik 12 4 r(λ), g(λ) OCH b(λ) Ett linjärt basbyte utförs för att undvika negativa värden i färgmatchningsfunktioner. 1/8/15 Grafisk teknik 13 x(λ), y(λ) OCH z(λ) 1/8/15 Grafisk teknik 14 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 5 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 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 RGB, CMY OCH CMYK • Dessa system är maskinberoende (device dependent), eftersom färgen som visas beror på maskinens karaktäristik. 1/8/15 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. 1/8/15 Grafisk teknik 19 FRÅN RGB TILL XYZ Detta gäller för datorskärmar 1/8/15 Grafisk teknik 20 CHROMATICITY VALUES Detta gör det möjligt att plotta färger i en tvådimensionell rymd. 1/8/15 Grafisk teknik 21 7 CHROMATICITY VALUES 1/8/15 Grafisk teknik 22 FÄRGOMFÅNG (Kulöromfång) 1/8/15 Grafisk teknik 23 FÄRGOMFÅNG 1/8/15 Grafisk teknik 24 8 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. 1/8/15 Grafisk teknik 25 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 CIELAB Xn, Yn och Zn är XYZ-värdena för den valda referens-vitpunkten. För färgskärmar kan man använda D65:s vitpunkt. 1/8/15 Grafisk teknik 27 9 CIELAB 1/8/15 Grafisk teknik 28 FÄRGBLANDNING 1/8/15 Grafisk teknik 29 Kulörsystem 1/8/15 Grafisk teknik 30 10 Kulörsystem-RGB LCD i närbild 1/8/15 Grafisk teknik 31 FÄRGBLANDNING 1/8/15 Grafisk teknik 32 Ytkulörer 1/8/15 Grafisk teknik 33 11 Ytkulörer 1/8/15 Grafisk teknik 34 Kulörsystem-CMYK 1/8/15 Grafisk teknik 35 Kulörsystem-CMYK 1/8/15 Tryck i närbild 36 12 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) 1/8/15 Grafisk teknik 37 3-FÄRGSTRYCK - AM 1/8/15 Grafisk teknik 38 3-FÄRGSTRYCK - FM 1/8/15 Grafisk teknik 39 13 Svart, CMY eller K? K 1/8/15 CMY 40 Grafisk teknik Svart, CMY eller K? K CMY 1/8/15 41 AM-RASTER samma vinkel för C, M, Y & K 1/8/15 Grafisk teknik 42 14 AM-RASTER samma vinkel för C, M, Y & K, Missregistrering Korrekt registrering 1/8/15 Position fel 43 Grafisk teknik AM-RASTER samma vinkel för C, M, Y & K, Missregistrering Korrekt registrering 1/8/15 Vinkel fel Grafisk teknik 44 AM-RASTER olika vinklar för C, M,Y & K15, 75, 0 och 45 grader 1/8/15 Grafisk teknik 45 15 RASTERROSETTER Centrumpunkt 1/8/15 Grafisk teknik 46 RASTERROSETTER Öppet centrum 1/8/15 Grafisk teknik 47 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 16 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 FM (STOKASTISKT) RASTER “Moiré pattern” och “Rosette pattern” försvinner 1/8/15 Grafisk teknik 50 Konventionellt färgrastrering samma rastervinkel Positionsfel kan orsaka färgskift 1/8/15 Grafisk teknik 51 17 Konventionellt färgrastrering samma rastervinkel Fel i rastervinkel kan orsaka Moiré 1/8/15 52 Grafisk teknik KOnventionell färgrastrering Olika rastervinklar, 0, 15, 75 och 45 grader AM olika vinklar Rosette patterns 1/8/15 FM Grafisk teknik 53 Färgtryck Originalbild Separationer Tryck Pre-press 1/8/15 Grafisk teknik 54 18 Color Printing Pre-press 1/8/15 Separationer & Rastrering Grafisk teknik 55 Färgseparation 1/8/15 Grafisk teknik 56 Färgseparation 1/8/15 Grafisk teknik 57 19 Färgåtergivning RGB !! CMY K! CMY K! RGB !! RGB !! 1/8/15 CMY K! Grafisk teknik 58 Färgåtergivning Samma enhetsoberoende kulör! (t ex CIE Lab) De har samma utseende 1/8/15 Grafisk teknik 59 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). 1/8/15 Grafisk teknik 60 20 Kalibrera och karaktärisera 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 Grafisk teknik Kalibrera och karaktärisera Scanner Inläsning av IT8 ✦ RGB-värden läses i bildfilen ✦ Tabell skapas av inlästa värden och referensvärden (CIE) ✦ 1/8/15 62 Grafisk teknik 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 21 Kulörhantering-ICC profil CMYK RGB CIE CMYK RGB 1/8/15 Grafisk teknik 64 Konvertera kulörer 1/8/15 Grafisk teknik 65 Konvertera kulörer 1/8/15 Grafisk teknik 66 22 NUEGEBAUERS EKVATIONER ⎡ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣⎢ X ⎤⎥⎥ ⎡ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ X ⎤ ⎥ i ⎥⎥ Y = ∑ a Y ⎥⎥⎥ i i i ⎥⎥ Z Z ⎥⎥ i ⎦ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦⎥ ∑ ai =1 i X, Y, Z are the tristimulus values for the average color of a surface ai is the fractional area covered by color Xi, Yi, Zi 1/8/15 Grafisk teknik 67 DEMICHEL EKVATIONERNA 1/8/15 Grafisk teknik 68 DEMICHEL EKVATIONERNA Aw =(1-ac)(1-am)(1-ay) Ac =ac(1-am)(1-ay) Am =am(1-ac)(1-ay) Ay =ay(1-ac)(1-am) Ar =amay(1-ac) Ag =acay(1-am) Ab =acam(1-ay) Ak=acamay 1/8/15 Grafisk teknik 69 23 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. Magenta Papper Cyan X 90 50 Y 100 80 30 50 Z 110 100 100 100 60 Blå 40 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 24