Руководство по работе с цветом компании X-Rite.

 
Цвет как средство коммуникации.
         Цвет служит средством общения. Цвет помогает торговать. Цвет — это сила, которая стимулирует продажи практически любого потребительского продукта. Профессионалы дизайна, графики и полиграфисты прекрасно знают, что цвет является ключевым фактором в процессе торговли, поскольку играет важную роль при принятии решения о покупке. Он пробуждает в покупателе целую вереницу эмоций, притягивающих его к тому или иному товару. Если правильно и эффективно использовать цвет в процессе производства и маркетинга того или иного продукта, то потенциальные покупатели смогут ощутить и осознать привнесенную в данный продукт добавочную стоимость.
 
         На этих тестовых изображениях GATF показаны цвета, при воспроизведении которых необходимо соблюдать особую аккуратность. Если телесные тона, синева неба, зелень травы или фруктов выйдут за пределы очень небольшого допустимого диапазона, все впечатление от картинки будет испорчено.
         Чтобы использовать эффективно цвет, его обязательно нужно держать под строгим контролем. Процесс работы с цветом начинается с дизайнерской идеи и спецификации заказчика. С этого момента между многочисленными участниками производственного процесса возникает необходимость передавать цвета, и все они будут как-то интерпретировать эти цвета и воспроизводить их на самых разных устройствах. На каждом этапе производства выходные данные одного процесса становятся входными данными следующего. При каждом подобном обмене цвет попадает в новое цветовое пространство — с фотографической пленки на RGB-монитор, затем в CMYK-процесс для вывода на цветопробном устройстве и на типографской печатной машине. При этом результат каждого такого этапа оценивается различными людьми и в различных условиях просмотра.

         Так как же мы можем гарантировать, что наши первоначальные идеи и спецификации останутся в целости и сохранности на протяжении всего этого сложнейшего процесса? Именно на этот вопрос и призвано ответить данное руководство. Если сказать кратко, то решением этой проблемы является измерение цвета. Если вы умеете измерять цвет, вы можете его контролировать. В данном руководстве мы изложим фундаментальные принципы передачи цвета, измерения цвета и контроля за ним.

         Проблема: передача информации о цвете.

         Посмотрим, какие именно лица, участвующие в производственном процессе, подобно эстафетной палочке передают друг другу груз ответственности за то, чтобы конечный результат полностью соответствовал спецификации цвета, заданной заказчиком:

         • Лицо, специфицирующее содержательную часть/Клиент. Задает основную идею; определяет общую концепцию изображения; предоставляет общие или частные спецификация на цвет и бумагу.
         • Дизайнер-график/Фотограф. Предоставляет изображение, иллюстративный материал и файлы страниц, а также спецификации на цвет в печатной или цифровой форме.
         • Поставщик допечатных услуг. Предоставляет окончательные цветоделенные пленки, разбивку оригинала по цветам, спецификации на цвет в печатной или цифровой форме.
         • Поставщик печатных красок. Обеспечивает производственный процесс красками в соответствии со спецификациями на цвет; учитывает спецификации на бумагу.
         • Типография. Предоставляет окончательный отпечатанный материал в соответствии со спецификациями на цвет.

         Каждый этап производства цветной продукции привносит в нее дополнительную добавочную стоимость и обогащает содержательную идею. Правильная спецификация цвета гарантирует, что на основании полученных входных данных в конце каждого этапа будет получаться точный и правильный цвет.

         Поскольку мы стремимся создавать яркие, высококачественные документы и проекты, мы стараемся в каждой фазе производства контролировать цвет. Однако в зависимости от ситуации при каждом просмотре происходит своя интерпретация одного и того же цвета. Например:

         •Наша исходная сцена содержит широкий спектр естественных, живых цветов.
         •Фотография запечатлевает большую часть этих цветов, однако в процессе сканирования и перевода фотографии в цифровые RGB-данные некоторые особенно яркие, сияющие тона теряются. Еще больше цветов теряется или видоизменяется, когда отсканированное изображение воспроизводится на мониторе, причем на разных мониторах сцена может отображаться с некоторыми различиями.
         •В процессе производства нам приходится переносить наше произведение из одной программы в другую: из программы обработки растровых изображений в векторное приложение или в пакет для верстки и так далее. Цвета в этих приложениях специфицируются разными способами. Например, если указать цвет, содержащий 87% пурпурного и 91% желтого, то в таких приложениях, как Photoshop, FreeHand и QuarkXPress, получатся цвета, слегка отличающиеся друг от друга.
         •Когда мы выводим свою работу на печать, происходит цветоделение, то есть преобразование RGB-данных в CMYK. Кроме того, в разных устройствах — на лазерных копирах, на цветопробной системе в препресс-бюро, на типографской печатной машине — цвета тоже получают различные интерпретации.
         •Когда мы проверяем вывод, мы смотрим на отпечатки при разном освещении, в результате чего цвета тоже выглядят неодинаково. Кроме того, разные люди по-разному воспринимают цвет, опираясь на свой собственный визуальный опыт и память.
         Таким образом, через всю технологическую цепочку красной нитью проходит один и тот же вопрос: какое устройство “врет”, а какое нет? К сожалению, отдельно взятый человек, программа или устройство не может установить истинное тождество цветов. Все они просто различают внешний вид цвета, на который влияет освещение и множество других факторов.

         Решение: измерение цвета и контроль за ним.

         Ключевую роль в тотальном контроле за производственными процессами играет система замеров. Мы измеряем длину в дюймах и миллиметрах, вес — в фунтах и граммах и так далее. Эти шкалы позволяют нам устанавливать точные измерительные стандарты, которые в процессе производства можно применять повторно. Благодаря наличию этих стандартов можно гарантировать, что все произведенные изделия являются идентичными и не выходят за рамки установленных пределов допустимого качества. То же самое можно делать и с цветом, если использовать данные, полученные в результате замеров цвета, — при помощи повторяемых, стандартизованных числовых данных можно контролировать цвет на каждом этапе производственного процесса и проверять его “близость” к первоначальной спецификации.

         Какие же свойства цвета позволяют измерять его и дискретно идентифицировать? Это мы выясним, изучив свойства цвета, — как цвет возникает в природе и в нашей голове; как он воспроизводится на бумаге и на экране; как можно сообщать и передавать информацию о цвете: в виде величины коэффициента отражения (спектральные данные) и в виде наборов из трех значений (трехмерные данные).

Понятие цвета.
         Чтобы ясно понимать, как измеряется цвет, сначала необходимо изучить его фундаментальные физические и психологические свойства.

         Цвет является результатом взаимодействия света, объекта и наблюдателя (или просмотрового прибора). При взаимодействии с объектом свет модифицируется таким образом, что просмотровый прибор — такой, например, как зрение человека — воспринимает модифицированный свет как определенный цвет. Чтобы цвет (в нашем понимании этого явления) существовал, необходимо присутствие всех трех этих элементов. Теперь давайте поподробнее изучим эти первоисточники цвета и начнем со света.

Свет: длина волны и видимый спектр.
         Свет — это видимая часть электромагнитного спектра. Свет характеризуется тем, что имеет волновую природу. Каждая волна описывается своей длиной — расстоянием между двумя соседними гребнями. Длина волны измеряется в нанометрах (нм). Нанометр — это одна миллионная часть миллиметра.
 
         Область электромагнитного спектра, видимая человеческим глазом, занимает диапазон примерно от 400 до 700 нанометров. Этот диапазон составляет всего лишь малую часть огромного спектра электромагнитных волн. Хотя остальную его часть мы не видим, помимо видимых волн человек использует и многие другие невидимые волны: начиная с самых коротких волн — рентгеновских лучей — и кончая длинными волнами, которые улавливаются нашими теле- и радиоприемниками.

         Внутри человеческого глаза имеются сенсоры света, чувствительные к электромагнитным волнам, длина которых попадает в видимый спектр. Когда на эти сенсоры попадают световые волны, они посылают сигнал нашему мозгу. Затем этот сигнал интерпретируется мозгом как определенный цвет. Какой именно цвет получится в результате этой интерпретации, зависит от сочетания в свете волн различной длины. Например, если сенсоры зарегистрируют волны сразу всех длин из видимого спектра, то мозг будет воспринимать этот свет как белый. Если не будет зафиксировано никаких волн с длиной волны из видимого спектра, то это значит, что никакого света нет, и мозг будет интерпретировать эту информацию как черный цвет.

         Итак, теперь мы знаем, как наши глаза и мозг реагируют на присутствие волн всех длин из видимого спектра и на полное отсутствие таких волн. Теперь посмотрим, как наша зрительная система реагирует на волны определенных длин.

 
         Пропустив луч белого света через призму, можно разбить его на составляющие и таким образом понять, как наши глаза реагируют на каждую отдельную длину волны. Этот эксперимент показывает, что волны разной длины интерпретируются нами как разные цвета. Можно выделить основные области видимого спектра: красную, оранжевую, желтую, зеленую, голубую, синюю и фиолетовую (мнемоническая формула “Каждый Охотник Желает Знать, Где Сидит Фазан” позволяет запомнить эти цвета по первым буквам). Цвета плавно и непрерывно переходят друг в друга, образуя “радугу”.
         Когда наша зрительная система регистрирует волны с длиной около 700 нм, мы видим “красный” цвет, а когда длина волны находится в диапазоне 450-500 нм, — “голубой”; длина волны 400 нм соответствует “фиолетовому” и так далее. Такая реакция глаза является основой для образования миллионов различных цветов, которые каждый день регистрирует наша зрительная система.

         Однако мы редко видим волны всех длин одновременно (чисто белый свет), также как и волны только одной длины. Наш пестрый мир гораздо сложнее. Таким образом, цвет — это не просто часть света. Цвет — это и есть сам свет. Когда мы видим цвет, мы видим свет, преобразованный в новое сочетание волн нескольких различных длин. Например, когда мы видим красный объект, мы регистрируем свет, содержащий в основном волны, длина которых находится в “красном” диапазоне. Именно таким образом — в результате преобразования света — все объекты приобретают свой цвет. Мы видим мир, полный цветных объектов, потому что каждый объект посылает нам в глаза определенное сочетание длин волн. Теперь посмотрим, как на свет влияют сами объекты.

Объекты: их влияние на длины волн.
         Когда световые волны попадают на объект, его поверхность поглощает некоторое количество энергии спектра, а оставшаяся часть спектра отражается от объекта. Модифицированный таким образом свет, отраженный от объекта, имеет совершенно иной состав длин волн. Разные поверхности, содержащие разное количество различных пигментов, красящих веществ и красителей, генерируют различные уникальные сочетания длин волн.

         При попадании на отражающий объект (такой, например, как бумага) или при прохождении через пропускающий объект (такой как пленка или слайд) свет может изменяться. Сами по себе источники света — испускающие объекты (такие как лампы искусственного освещения или мониторы компьютера) — тоже испускают свои собственные уникальные комбинации длин волн.

         Отраженный, проникающий или испускаемый свет и составляет то, что мы называем “цветом объекта”. Существует столько различных цветов, сколько поверхностей предметов — каждый объект влияет на цвет уникальным образом. Сочетание длин волн, исходящих от объекта, — это спектральные данные, которые часто еще называют “картой” цвета. Спектральные данные получаются в результате тщательного анализа — или измерения — длин всех волн. В ходе этого анализа определяется процентное содержание каждой из длин волн, отраженных обратно к наблюдателю, — интенсивность их отражения.

         Спектральные характеристики цветов можно исследовать визуально и на основании полученных замеров строить спектральные кривые. Данные такого типа могут быть получены только при помощи спектрофотометра, такого, например, как модель 938 Digital Swatchbook фирмы X-Rite, Colortron, DTP41 или системы ATS (Auto-Tracking Spectrophotometer).

Спектральные данные.
         Спектральные данные можно представить на графике в виде спектральной кривой — визуального представления карты цвета. Такие кривые строятся по двум абсолютным координатам: длине волны и интенсивности отражения света. На горизонтальной оси откладывают различные длины волн в диапазоне от 400 до 700 нм, а по вертикальной оси — интенсивность их отражения.

         С помощью программы Spectral Compare компании ColorShop можно сравнивать форму кривых различных цветов: в каких точках по оси длин волн одна выше или ниже другой.

         Чтобы вычислить спектральные данные, спектрофотометр анализирует информацию в определенных точках на оси длин волн (Digital Swatchbook, например, исследует 31 точку с шагом в 10 нм) и в каждой точке определяет степень интенсивности отражения волн данной длины. Это самое полное и самое надежное описание цвета из всех возможных. Позднее мы продемонстрируем вам силу и точность спектральных данных в сравнении с другими цветовыми моделями и методами спецификации цвета.

 
         1. Спектральная кривая цвета Brick Red (“Кирпично-красный”) в красно-оранжевой области резко поднимается вверх.

         2. Кривая цвета Logo Plum (“Сливовый”) показывает, что этот цвет являтся смесью глубоких синих и красных тонов.



         До сих пор мы исследовали свет и объекты: как объекты влияют на свет и, таким образом, генерируют цвета, а также как можно спектрофотометром напрямую измерить воздействие различных объектов на свет. Чтобы полностью определить цвет (в нашем его понимании), нам необходимо изучить еще и наблюдателя — человеческий глаз и другие приборы, которые воспринимают и каким-либо образом интерпретируют цвет.


Наблюдатель: восприятие волн различной длины в качестве «цвета».
         Для существования нашей визуальной палитры цветов необходимо, чтобы присутствовали все три элемента — свет, объект и наблюдатель. Без света не будет электромагнитных волн различной длины; без объектов свет останется просто белым, немодифицированным; а без наблюдателя не будет того сенсорного восприятия, благодаря которому волны различной длины распознаются или регистрируются как тот или иной уникальный “цвет”.

         В одной известной загадке спрашивается: “Если в лесу упало дерево, а вокруг никого не было и никто этого не слышал, то был ли звук?” На самом деле точно такой же вопрос можно задать и по отношению к цвету: “Если красную розу никто не видит, есть ли у нее цвет?” Ответ на этот вопрос (хотя, возможно, он вас и удивит) — нет. Формально, цвет есть в виде электромагнитных волн различной длины (спектральные данные). Однако цвет, известный нам как красный, — это лишь наше представление о красном цвете, рождающееся в наших умах после того, как наша система визуального восприятия среагирует на эти самые волны определенной длины.

         Если нет наблюдателя, роза, по сути дела, бесцветна. Она лишь отражает определенное сочетание волн определенной длины, необходимое нам для того, чтобы видеть красный цвет…
 
         …однако цвет, который мы воспринимаем и помним как “красный”, является лишь порождением нашего ума.
         Основой человеческого зрения является сетка из сенсоров света, расположенная внутри нашего глаза. Эти сенсоры реагируют на волны различной длины тем, что посылают мозгу уникальные комбинации электрических сигналов. В головном мозге эти сигналы преобразуются в собственно зрительное восприятие света и цвета. А поскольку наша память распознает определенные цвета, мы ассоциируем с ними определенные названия.

         Так что же происходит у нас в мозге? Что происходит с информацией, выраженной различными длинами волн? Она тоже исследуется, строятся кривые увиденного цвета? Не совсем так. Человеческому зрению приходится работать намного быстрее, чтобы справится с таким потоком ежесекундно поступающей новой информации. В удивительной конструкции этой системы используется гораздо более эффективный метод — метод “пакетной обработки” потока волн различной длины. В нашем мозге видимый спектр разбивается на три доминирующие области — красную, зеленую и синюю, и по этим цветам затем вычисляется совокупная цветовая информация.


RGB — основные аддитивные цвета.
 
         Когда друг на друга накладываются два основных аддитивных цвета, порождается основной субтрактивный цвет. При смешении всех трех аддитивввных цветов возникает белый цвет.
         При смешении в различных комбинациях и с различными уровнями интенсивности основных цветов (которые носят название аддитивных) можно очень близко смоделировать весь набор цветов, существующих в природе. Если отраженный свет является смесью чистого красного, зеленого и синего света, человеческий глаз воспринимает белый цвет. Если никакого света нет, воспринимается черный. При сочетании двух чистых аддитивных цветов порождается основной субтрактивный цвет. Основные субтрактивные цвета — голубой, пурпурный и желтый — это цвета, противоположные красному, зеленому и синему.

         Принципы человеческого зрения (когда для определения цвета используются три составляющие величины) были скопированы и применены на практике изобретателями сканеров, мониторов и принтеров. Методы воспроизведения цветов, использованные в этих устройствах, опираются непосредственно на реакцию человеческого зрения на раздражение красным, зеленым и синим светом.

         Как и человеческому глазу, этим устройствам приходится мгновенно обрабатывать огромные объемы цветовой информации и выводить ее на экран или на бумагу. По сути дела, эти устройства имитируют реакцию человеческого глаза на аддитивные цвета и создают иллюзию полноцветности: например, на экране монитора в каждом мельчайшем пикселе смешивается красный, зеленый и синий свет разной интенсивности. Пикселы так малы и так плотно прилегают друг к другу, что глаз “обманывается” и воспринимает RGB-цвета как множество разных цветов, тогда как реально существует всего три.

         Экран покрыт микроскопическими пикселами (элементами изображения). Каждый пиксел содержит люминофоры RGB.

         Под воздействием электронов люминофоры заряжаются с различной разностью потенциалов и порождают различные цвета.

CMY и CMYK — субтрактивные основные цвета.
 
         Когда два основных субтрактивных цвета накладываются друг на друга, получается основной аддитивный цвет.
         Мониторы и сканеры могут применять аддитивную систему цветов, потому что это эмиссионные, или излучающие, устройства — они могут добавлять к темноте красный, зеленый и синий свет. Но принтеры и типографские машины, воспроизводят цвета на бумаге и других материалах, то есть имеют дело с отраженным светом. По этой причине в принтерах применяются противоположные субтрактивные цвета — голубой, пурпурный и желтый.

         В видимом спектре голубой цвет прямо противоположен красному, пурпурный — зеленому, а желтый —синему. Когда на белый отражающий материал наносятся голубой, пурпурный и желтый пигменты, каждый из них полностью поглощает — или вычитает — из падающего белого света противоположный цвет; поэтому в печатных процессах для управления количеством красного, зеленого и синего света, отражающегося от белой бумаги, используются голубая, пурпурная и желтая краски.

         Эти цвета наносятся на бумагу отдельными слоями в виде сетки полутоновых точек. Иллюзия различных цветов и тонов создается за счет варьирования размера и баланса точек, а также угла наклона сетки (растра). Варьирование размера точек создает тот же самый эффект, что и варьирование интенсивности свечения красного, зеленого и синего люминофоров на экране монитора.

         На диаграмме показано, как основные субтрактивные цвета “убирают” из света свои аддитивные противоположности и создают видимость цвета.

 
         Теоретически, когда друг на друга накладываются все три субтрактивные краски, порождается черный цвет. В реальной же проктике голубая, пурпурная и желтая краски обычно дают грязно-серый цвет. Поэтому в печати используется еще и четвертый краситель — черный, который дает чистый, сочный, однородный черный цвет. Его применяют для печати текста и оформления других важных деталей, а также для корректировки общего тонального диапазона изображений.

HSL: три размерности цвета.
         Итак, мы выяснили, что цвет представляет собой сложную информацию, закодированную в длинах волн, и что для упрощения и воспроизведения этой информации человеческий глаз, мониторы и принтеры преобразуют ее в трехмерные системы основных цветов. Другой способ упрощения описания цвета — описание трех других атрибутов, или “размерностей”, цвета:

         • Цветовой тон (Hue) — элементарный цвет, такой как, скажем, красный, розовый, синий или оранжевый.
         • Насыщенность (Saturation) — живость или бледность цвета.
         • Светлота (Lightness) — яркость или мрачность цвета.

         Световые волны также имеют три атрибута, которые напрямую связаны с такими атрибутами цвета, как цветовой тон, насыщенность и светлота. Конечно же, длина волны определяет цветовой тон; беспримесность волн обусловливает насыщенность цвета, а их амплитуда (высота) задает светлоту.


Цветовой тон задается положение подъемов кривой относительно длины волны.
 
Чистота кривой (определенность ее формы) определяет насыщенность цвета.
Амплитуда (высота) всплесков кривой определяет светлоту.
 
Низкая насыщенность означает, что кривая не имеет определенной формы и какого-то ярко выраженного цветового тона.

         Спектральные кривые демонстрируют соотношение между атрибутами волн и тем, как мы эти атрибуты воспринимаем.

         Яркие, красочные объекты с большой интенсивностью отражают определенную часть спектра; объекты, близкие к белому или светло-серому, равномерно и с большой интенсивностью отражают почти весь спектр целиком; темно-серые, темно-коричневые и черные объекты поглощают большую часть энергии спектра и так далее.

Цветовое пространство — графическое представление размерностей цвета.
         Набор из трех параметров — цветовой тон, насыщенность и светлота —наглядно показывает, что видимый цвет трехмерен. Эти параметры можно интерпретировать как три координаты, с помощью которых можно графически представлять положение видимого цвета в цветовом пространстве. В начале 20-го века художник Мансель (Munsell A.H.), создатель Цветовых таблиц Манселя, впервые дал интуитивное описание трехмерного цветового пространства. Сегодня на базе идей Манселя построено целое множество цветовых пространств различных типов.


         Базовое цветовое пространство строится по трем цилиндрическим координатам: цветовой тон, насыщенность и светлота (или степень почернения). На центральной вертикальной оси откладывается светлота, а на горизонтальной — насыщенность. Цветовому тону соответствует угол, под которым ось насыщенности отходит от оси светлоты.

         Мы можем продемонстрировать соотношение между атрибутами световых волн и атрибутами света в трехмерном цветовом пространстве. Амплитуда волн определяет положение цвета на оси светлоты; чистота волн задает его положение на оси насыщенности; а длина волны определяет угол цветового тона. Возле “экватора” залегают чистые, яркие цветовые тона. По мере приближения к центру тона смешиваются друг с другом и становятся менее чистыми, то есть теряют насыщенность. При перемещении по вертикальной оси цвета различных тонов и насыщенности становятся либо светлее, либо темнее. Возле “полюсов” светлоты цвет приближается к белому и черному, а в центре, где встречаются и смешиваются белый, черный и все остальные цветовые тона, находится нейтральный серый цвет.

Трехмерные данные.
         Цветовое пространство можно использовать для описания диапазона тех цветов, которые воспринимаются наблюдателем или воспроизводятся устройством. Этот диапазон называется гаммой. Данный трехмерный формат также очень удобен для сравнения двух или нескольких цветов. Позднее мы увидим, как с помощью расстояния между двумя цветами в цветовом пространстве можно определять их перцептуальную “близость”. Трехмерные цветовые модели и трехзначные цветовые системы, такие как RGB, CMY и HSL, называются трехкоординатными колориметрическими данными.

         Отыскать положение какого-либо конкретного цвета в трехкоординатном цветовом пространстве, таком как RGB или HSL, — все равно, что “сориентироваться” на местности при помощи карты. Например, на “карте” цветового пространства HSL сначала нужно отложить угол Цветовой тон, затем на нем отложить расстояние, равное Насыщенности, после чего значение Светлота скажет вам, на каком “этаже” находится искомый цвет: в самом нижнем подвале (черный цвет), на уровне первого этажа (нейтральный цвет) или в самом верхнем люксе (белый цвет). Во многих случаях трехкоординатные описания цвета, благодаря своей интуитивной понятности, служат достойной альтернативой сложным (хотя и более полным и точным) спектральным данным. Например, приборы, которые называются колориметрами, измеряют цвет путем имитации реакции на свет человеческого глаза, то есть вычисляют количество красного, зеленого и синего цвета. Эти RGB-значения преобразуются в более интуитивную трехмерную систему, где результаты нескольких замеров цвета можно легко сравнить друг с другом.

         Однако для любой системы измерения требуется повторяемый набор стандартных шкал. Для колориметрических измерений цветовую модель RGB в качестве стандартной использовать нельзя, потому что она неповторяема —существует столько различных цветовых пространств RGB, сколько в мире людей, мониторов, сканеров и так далее, — то есть (и мы увидим это далее) это пространство зависит от конкретного устройства. Чтобы получить набор стандартных колориметрических шкал, мы обратились к материалам знаменитого комитета CIE —Commission Internationale d'Eclairage.

         Итак, выяснив, какими свойствами и измеряемыми атрибутами обладает цвет, далее мы перейдем к установленным CIE стандартам, на основании которых происходит измерение и передача цвета в нашей индустрии.

ЦВЕТОВЫЕ СИСТЕМЫ СIЕ.
         В 1931 году комитет CIE утвердил несколько стандартных цветовых пространств, описывающих видимый спектр. При помощи этих систем мы можем сравнивать между собой цветовые пространства отдельных наблюдателей и устройств на основе повторяемых стандартов.

         Цветовые системы С1Е подобны другим трехмерным моделям, рассмотренным нами выше, поскольку, для того, чтобы обнаружить положение цвета в цветовом пространстве, в них тоже используется три координаты. Однако в отличие от описанных выше пространства CIE — то есть CIE XYZ, CIE L*a*b* и CIE L*u*v* — не зависят от устройства, то есть диапазон цветов, которые можно определить в этих пространствах, не ограничивается изобразительными возможностями того или иного конкретного устройства или визуальным опытом определенного наблюдателя.

CIE XYZ и Стандартный Наблюдатель.
         Главное цветовое пространство CIE — это пространство CIE XYZ. Оно построено на основе зрительных возможностей так называемого Стандартного Наблюдателя, то есть гипотетического зрителя, возможности которого были тщательно изучены и зафиксированы в ходе проведенных комитетом CIE длительных исследований человеческого зрения.
         Комитет CIE провел множество экспериментов с огромным количеством людей, предлагая им сравнивать различные цвета, а затем с помощью совокупных данных этих экспериментов построил так называемые функции соответствия цветов (color-matching functions) и универсальное цветовое пространство (universal color space), в котором был представлен диапазон видимых цветов, характерный для среднестатистического человека. Функции соответствия цветов — это значения каждой первичной составляющей света — красной, зеленой и синей, которые должны присутствовать, чтобы человек со средним зрением мог воспринимать все цвета видимого спектра. Этим трем первичным составляющим были поставлены в соответствие координаты X, Y и Z.

         По этим значениям X, Y и Z комитет CIE построил Диаграмму Цветности xyY (xyY Chromaticity Diagram) и определил видимый спектр как трехмерное цветовое пространство. Оси этого цветового пространства аналогичны цветовому пространству HSL. Однако пространство xyY нельзя описать как цилиндрическое или сферическое. Комитет CIE обнаружил, что человеческий глаз воспринимает цвета неодинаково и, следовательно, цветовое пространство, отображающее диапазон нашего зрения, имеет несколько перекошенную форму.

         xy-диаграмма цветности имеет “естественные” очертания, поскольку в диапазоне между пурпурными и красными тонами мы более чувствительны к небольшим измененям цвета, чем в диапазоне между зелеными и желтыми тонами.

         Можно заметить, что левая часть диаграммы в желтой и зеленой областях имеет более “вытянутую” форму, а в белой, красной и пурпурной зонах она более плотная.

         Представленная на иллюстрации xy-диаграмма наглядно показывает, что цветовые пространства RGB-монитора и CMYK-принтера существенно ограничены. Чтобы перейти к дальнейшим рассуждениям, необходимо также подчеркнуть, что показанные здесь гаммы RGB и CMYK не являются стандартными. Их описания будут меняться при переходе от одного конкретного устройства к другому, а гамма XYZ не зависит от устройства, то есть является повторяемым стандартом.

CIE L*a*b*
         Конечной целью комитета CIE была разработка повторяемой системы стандартов цветопередачи для производителей красок, чернил, пигментов и других красителей. Самая важная функция этих стандартов — предоставить универсальную схему, в рамках которой можно было бы устанавливать соответствие цветов. В основу этой схемы легли Стандартный Наблюдатель и цветовое пространство XYZ; однако несбалансированная природа пространства XYZ (как показано на диаграмме цветности xyY) сделала эти стандарты трудными для четкой адресации.

         В результате CIE разработал более однородные цветовые шкалы — CIE L*a*b* и CIE L*u*v. Из этих двух моделей более широко применяется модель CIE L*a*b*. Хорошо сбалансированная структура цветового пространства L*a*b* основана на той теории, что цвет не может быть одновременно зеленым и красным или желтым и синим. Следовательно, для описания атрибутов “красный/зеленый” и “желтый/синий” можно воспользоваться одними и теми же значениями.

         Когда цвет представляется в пространстве CIE L*a*b*, величина L* обозначает светлоту, a* — величину красной/зеленой составляющей, а b* — величину желтой/синей составляющей. Это цветовое пространство во многом напоминает трехмерные цветовые пространства — такие как HSL.

CIE L*C*H°
         Цветовая модель L*a*b* использует прямоугольные координаты на базе двух перпендикулярных осей: желтый-синий и зеленый-красный. Цветовая модель CIE L*C*H° использует то же самое XYZ-пространство, что и L*a*b*, но здесь используются цилиндрические координаты Светлота (Lightness), Насыщенность (Chroma) и угол поворота Цветовой тон (Hue). Эти координаты подобны координатам модели HSL (Hue, Saturation, Lightness — Цветовой тон, Насыщенность, Светлота). Атрибуты обеих цветовых моделей — и L*a*b* и L*C*H° — можно получить путем замера спектральных данных цвета и прямого преобразования XYZ-значений или непосредственно из колориметрических XYZ-значений. Когда набор числовых значений будет спроецирован на каждое из измерений, мы можем точно определить конкретное положение цвета в цветовом пространстве L*a*b*. Приведенная ниже диаграмма показывает соотношение координат L*a*b* и L*C*H° в цветовом пространстве L*a*b*. Позднее мы вернемся к этим цветовым пространствам, когда будем обсуждать пределы допустимости и способы контроля цвета.



         Эти трехмерные пространства дают нам логическую схему, внутри которой можно вычислять соотношения между двумя или несколькими цветами. “Расстояние” между двумя цветами в этих пространствах показывает их “меру близости” друг другу.

         Как вы помните, цветовая гамма наблюдателя — это не единственный составной элемент цвета, изменяющийся в зависимости от конкретной просмотровой ситуации. На внешний вид цвета также влияют условия освещения. При описании цвета посредством трехмерных данных мы должны также описывать спектральный состав источника света. Но каким источником мы пользуемся? Комитет CIE и в этом случае попытался ввести стандартные источники света.

Стандартные источники света CIE.
         Точное определение характеристик источника света является важной частью описания цвета во многих приложениях. Стандарты CIE создают универсальную систему предопределенных спектральных данных для нескольких широко применяемых типов источников света.

         Стандартные источники света CIE впервые были учреждены в 1931 году и были обозначены буквами А, В и С:

         • Источник цвета типа A представляет собой лампу накаливания с цветовой температурой примерно 2856°К.
         • Источник цвета типа B — это прямой солнечный свет с цветовой температурой примерно 4874°К.
         • Источник цвета типа C — это непрямой солнечный свет с цветовой температурой примерно 6774°К.

         Впоследствии CIE добавил к этому набору типов тип D и гипотетический тип E, а также тип F. Типу D соответствуют различные условия дневного освещения с определенной цветовой температурой. Два таких источника — D50 и D65 — это стандартные источники, широко применяемые для освещения специальных кабин для просмотра полиграфических оттисков (индексы “50” и “65” соответствуют цветовой температуре 5000°К и 6500°К соответственно).

         При проведении цветовых вычислений учитываются также спектральные данные источников света. Хотя источники света по сути являются эмиссионными (излучающими) объектами, их спектральные данные практически ничем не отличаются от спектральных данных отражающих цветных объектов. Соотношение определенных цветов в различных типах источников света можно выяснить путем исследования относительного распределения мощности световых волн с различной длиной волны, представленного в виде спектральных кривых.

         Таким образом, описания цвета, составленные по трем координатам, сильно зависят от стандартных цветовых систем CIE и от источников света. В свою очередь, спектральное описание цвета эту дополнительную информацию напрямую не использует. Тем не менее стандарты CIE играют важную роль в процессе преобразования цветовой информации из трехкоординатных данных в спектральные. Давайте рассмотрим подробнее, как соотносятся между собой спектральные и трехкоординатные данные.

СРАВНЕНИЕ СПЕКТРАЛЬНЫХ ДАННЫХ С ТРЕХКООРДИНАТНЫМИ
КОЛОРИМЕТРИЧЕСКИМИ ДАННЫМИ.
         Итак, мы с вами рассмотрели принципиальные методы описания цвета. Эти методы можно разделить на две категории:

         • Существуют так называемые спектральные данные, которые фактически описывают свойства поверхности цветного объекта, показывая, как эта поверхность воздействует на свет (отражает его, пропускает или излучает). На эти поверхностные свойства не влияют условия внешней среды, такие как освещение, индивидуальность восприятия каждого из зрителей и различия в методах трактовки цвета.
         • Наряду с этим существуют так называемые трехкоординатные данные, которые в терминах трех координат (или величин) попросту описывают, каким представляется цвет объекта зрителю или сенсорному устройству или как цвет будет воспроизводиться на каком-либо устройстве, например на мониторе или принтере. Цветовые системы CIE, такие как XYZ и L*a*b*, задают положение цвета в цветовом пространстве посредством трехмерных координат, в то время как системы воспроизведения цвета, такие как RGB и CMY(+K), описывают цвет в терминах трех величин, задающих количество трех составляющих, которые при смешивании дают тот или иной цвет.

         Как формат для спецификации цветов и передачи информации о цвете спектральные данные имеют ряд определенных преимуществ перед трехкоординатными форматами, такими как RGB и CMYK. Прежде всего спектральные данные являются единственным объективным описанием реального объекта, окрашенного в тот или иной цвет. В отличие от них описания в терминах RGB и CMYK зависят от условий осмотра объекта — от типа устройства, воспроизводящего цвет, и типа освещения, при котором этот цвет рассматривается.


Зависимость от устройства.
         Как мы выяснили, сравнивая различные цветовые пространства, каждый цветной монитор имеет свой собственный диапазон (или гамму) воспроизводимых цветов, которые он генерирует при помощи RGB-люминофоров. Даже мониторы, изготовленные в одном и том же году одним и тем же производителем, в этом смысле отличаются друг от друга. То же самое относится и к принтерам и их CMYK-красителям, которые, вообще говоря, имеют более ограниченную гамму цветов по сравнению с большинством мониторов.

         Чтобы точно специфицировать цвет посредством RGB- или CMYK-значений, необходимо также указать характеристики конкретного устройства, на котором этот цвет будет воспроизводиться.

Зависимость от освещения.
         Как мы уже говорили ранее, различные источники света, такие как лампы накаливания или дневного света, имеют свои собственные спектральные характеристики. Внешний вид цвета очень сильно зависит от этих характеристик: при разных типах освещения очень часто один и тот же объект выглядит по-разному.

         Чтобы точно специфицировать цвет посредством трех значений, необходимо также указать характеристики источника света, при котором цвет будет просматриваться.

Независимость от устройства и условий освещения.
         В отличие от всего перечисленного выше замеры спектральных данных не зависят ни от устройства, ни от освещения:

         Спектральные данные показывают состав света, отраженного от объекта, до того, как он интерпретируется наблюдателем или устройством. Различные источники света выглядят по-разному, когда их свет отражается от объекта, поскольку они содержат разное количество спектра по каждой длине волны. Но объект всегда поглощает и отражает один и то же процент спектра по каждой длине волны независимо от его объема. Спектральные данные —это и есть замеры этого процента.


         Спектрофотометр Digital Swatchbook замеряет процентное содержание спектра, исходящего от объекта.

         Таким образом, этот прибор улавливает реальную природу цвета — еще до того, как он будет проинтерпретирован тем или иным наблюдателем.

         Внешний вид цвета зависит от наблюдателя и от условий освещения. Способ же воздействия объекта на свет не зависит от этих факторов.

         Таким образом, при замере спектральных данных фиксируются лишь стабильные характеристики поверхности объекта “в обход” тех двух компонентов цвета, которые изменяются в зависимости условий просмотра — источника света и наблюдателя или наблюдающего устройства. Чтобы точно специфицировать цвет, необходимы спектральные данные, то есть нечто реальное существующее и стабильное. В отличие от него RGB- и CMYK-описания являются предметом для “интерпретаций” со стороны наблюдателей и устройств.

Явление метамерии.
         Еще одно преимущество спектральных данных — это возможность предсказать эффекты, которые будут возникать при освещении объекта различными источниками света. Как было указано выше, различные источники света излучают разные сочетания длин волн, на которые, в свою очередь, различным образом воздействуют объекты. Например, с вами когда-нибудь случалось такое: вы очень тщательно подбирали пару носков к своим брюкам при свете флуоресцентных ламп в универмаге, а потом пришли домой и обнаружили, что при свете обычных ламп накаливания носки к брюкам совершенно не подходят? Этот феномен носит название метамерии.

         На иллюстрации рассматривается пример метамерического совпадения двух оттенков серого. При дневном свете оба цвета выглядят вполне совпадающими, однако при свете ламп накаливания первый серый приобретает заметный красноватый оттенок. Механизм этого превращения можно продемонстрировать, изобразив графически спектральные кривые обоих цветов и источников света. Сравним спектры этих цветов по отношению друг к другу и к длинам волн видимого спектра.

   
Спектр образца №1
 
Спектр дневного света
 
Образцы при дневном свете
   
Спектр образца №2
 
Спектр света лампы накаливания
 
Образцы при свете лампы накаливания

         Когда наши образцы освещаются дневным светом, их цвета усиливаются в синей области (выделенная часть) спектра, где кривые очень близки друг к другу. В свете же лампы накаливания большая мощность смещена в красную область спектра, где два образца резко отличаются друг от друга. Таким образом, в холодном свете разница между двумя образцами почти не видна, а при теплом освещении очень заметна. Следовательно, наше зрение может сильно обманываться в зависимости от условий освещения. Поскольку трехкоординатные данные зависят от освещения, эти форматы не могут выявить подобных различий. Только спектральные данные способны четко распознать эти характеристики.

Измерение цвета и управление им.
         Теперь, когда мы изучили фундаментальные основы цвета к различные способы, которыми можно передавать данные о цвете, давайте посмотрим, каким образом можно собирать эти данные. Ранее мы уже упоминали инструменты для измерения цвета двух типов - спектрофотометры и колориметры. Сначала мы более подробно рассмотрим эти инструменты и инструменты третьего типа, также широко используемые в полиграфии, - так называемые денситометры. Затем мы рассмотрим различные типы замеров цвета и расскажем, как они используются на разных этапах цифрового полиграфического производства.

Измерительные приборы.
         Мы уже обсудили несколько шкал, с помощью которых можно обмениваться информацией о цвете и описывать цвета. Это либо количество первичных составляющих, присутствующих в цвете, либо его перцептуальные атрибуты, либо его фактические спектральные данные. В каждой из этих моделей применяются свои единицы измерения, подобные метрам или килограммам. Таким образом, нам не хватает лишь набора правил, с помощью которых можно было бы измерять цвета и описывать их числовыми выражениями, как это делается в модели CIE L*a*b*. На сегодняшний день наиболее распространенными инструментами измерения цветов являются денситометры, колориметры и спектрофотометры.

Измерение цвета.
         Приборы для измерения цвета "воспринимают" цвет точно так же, как и наши глаза: путем приема и фильтрации отраженных от объекта и преобразованных таким образом световых волн различной длины. Ранее мы уже показывали, как определенное сочетание света, объекта (в нашем примере это была роза) и наблюдателя привело к тому, что роза была воспринята как "красная роза". Когда "наблюдателем" является прибор, он "осознает" отраженный свет с определенной длиной волны как определенное числовое значение. Количество и точность этих значений зависят от самого прибора. Их можно интерпретировать либо просто через величину оптической плотности, или интенсивности (density), - для этого служит денситометр; либо через трехмерные координаты цвета - так поступает колориметр; либо через спектральные данные - как это делают спектрофотометры.

Присвоение цвету числовых значений.
         Цветоизмерительные приборы всех трех типов выполняют операцию, несвойственную человеческому глазу, - приписывают цвету определенные числовые значения, которые впоследствии можно проанализировать и интерпретировать в терминах допустимых отклонений и контрольных ограничений. Каждый из приборов выполняет эти преобразования по-своему.
  • Среди названных приборов наиболее широко применяются денситометры. Денситометр - это фотоэлектрическое устройство, которое замеряет и вычисляет, какой процент от известного объема света отражается от объекта (или проникает через объект). Этот несложный инструмент применяется прежде всего в полиграфии, допечатной подготовке и фотографии для определения интенсивности замеряемого цвета.



         Денситометры - такие, как ATD (справа) и 361 TR (слева) производства фирмы X-Rite, - замеряют количество света, отраженного от объекта или проникшего сквозь объект, и на основании этих данных определяют интенсивность или "силу" этого света.



         В нашем примере сплошное пурпурное поле на измеряемой цветовой шкале имеет интенсивность D 1,17. Эта величина помогает оператору печатной машины правильно настроить подачу печатных красок.

  • Колориметр также замеряет интенсивность светового потока, но в отличие от денситометра он разбивает свет на его RGB-компоненты (примерно так же, как это делает человеческий глаз, цветной монитор или сканер). Затем он определяет числовые значения, соответствующие исследуемому цвету в цветовом пространстве CIE XYZ или в одном из его производных - CIE L*a*b* или CIE L*u*v*. Данные замеры затем интерпретируются визуально -строится графическое представление цветового пространства.



         Колориметры (такие, например, как модель 528 фирмы X-Rite) замеряют количество красного, синего и зеленого света, отраженного от объекта. С помощью вспомогательного цветового пространства СIE XYZ колориметрические данные преобразуются в L*a*b*-координаты. В нашем примере были вычислены следующие значения CIE L*a*b*: L* 51,18; a* +48,88; b* +29,53

(Стандартный Наблюдатель и освещение D50)

  • Спектрофотометр замеряет спектральные данные, то есть количество световой энергии, отраженной от объекта, сразу в нескольких интервалах, расположенных вдоль всего видимого спектра. В результате получается сложный набор данных - серия величин, которые визуально интерпретируются в виде спектральной кривой.



         Исследуя то, как замеряемая поверхность воздействует на поток волн различной длины, спектрофотометры (такие, например, как Digital Swatchbook фирмы X-Rite) строят спектральный "отпечаток" цвета.

         Спектрофотометр собирает наиболее полную цветовую информацию о цвете. Затем эту информацию путем нескольких стандартных вычислительных операций можно перевести в колориметрические или денситометрические данные. Короче говоря, из всех перечисленных нами приборов наиболее точными и универсальными являются спектрофотометры.

Применение замеров цвета в полиграфическом производственном процессе.
         Разные типы цветоизмерительных приборов используются на разных этапах полиграфического производства. Четкая и точная программа проведения замеров может обеспечить прогнозируемый и стабильный результат на всем пути печатного продукта от первоначальной идеи до окончательного тиража и на всех промежуточных этапах при переходе с одного устройства на другое. Определенным этапам производства соответствуют различные типы замеров. Например, для точной спецификации цвета наилучшим измерительным форматом могут служить лишь спектральные данные, в то время как для мониторинга цветовых шкал на печатных листах во время вывода тиража на четырехкрасочной машине больше подходят простые замеры интенсивности.

         Для начала мы должны еще раз обратить ваше внимание на один очень важный момент: типичное цветовое пространство RGB гораздо меньше, чем диапазон цветов, видимых человеческим глазом; а в результате четырехкрасочного печатного процесса по CMYK-технологии получается еще более узкая цветовая гамма. Кроме того, на гамму репродуцируемых цветов накладывают свои ограничения условия освещения и рабочие материалы - красители и бумага (или другие носители). Непрекращающееся развитие и совершенствование технологий сканирования и отображения цветов на экране ведут к непрерывному росту показателей битовой цветовой глубины этих устройств, в результате чего совершенствуются возможности и внешний вид цветовых пространств RGB. A новые технологии печати (такие, например, как HiFi) расширяют гамму печатных цветов. И все же между изначальными, естественными цветами и их репродукцией, воспроизведенной как посредством сканера или монитора, так и посредством различных печатных процессов, всегда будет существовать определенная разница.

Измерение цвета позволяет достигать наилучшего воспроизведения цветов:

         •Во-первых, к минимуму сводятся отклонения в цвете на различных устройствах и на различных этапах производственного процесса.
         •Во-вторых, эти отклонения становятся предсказуемыми, а продукция в целом приобретает стабильное качество. Кроме того,
         •Любые проблематичные отклонения цвета быстро идентифицируются и исправляются с минимальными затратами времени и материалов.

         Далее мы обсудим, какие именно типы замеров цвета можно применять для оптимизации некоторых ключевых стадий производственного процесса с целью повышения стабильности и качества печатной продукции:

         •Спецификация цвета (выполняется клиентом или автором содержательной части)
         •Управление цветом (выполняется автором содержательной части или поставщиком)
         •Определение рецептуры цвета (выполняется поставщиком красок и печатником)
         •Контроль цвета (выполняется печатником)
         •Утверждение цвета (выполняется печатником, клиентом и автором содержательной части)

         Обратите внимание, что этот процесс - циклический. Его цель - добиться, чтобы окончательный продукт максимально совпадал с исходными спецификациями, сформулированными клиентом.

Спецификация цвета.
         Наиболее полное описание цвета дают его спектральные данные. Сегодня, когда благодаря развитию технологии недорогие спектрофотометры получили довольно широкое распространение, наилучшим способом описания, спецификации и идентификации цвета, естественно, являются спектральные данные. Замеры спектрального состава особенно важны для цветов, выходящих за рамки традиционного пространства CMYK, то есть для специальных смесевых цветов и основных цветов HiFi-печати. Спектральные описания остаются неизменными на всех стадиях производственного процесса, поскольку они не зависят от устройства. Кроме того, из спектральных данных можно легко получить точную рецептуру красок в терминах RGB, CMYK и в любом другом цветовом пространстве.

         Система Digital Swatchbook фирмы X-Rite позволяет навести ручной спектрофотометр на цветной образец и мгновенно увидеть цвет на экране компьютерного монитора. Замеренные спектральные данные цвета сохраняются в цифровой форме. Коллекции замеренных цветов сохраняются в "палитрах", которые затем можно импортировать в другие графические программы, такие, например, как Adobe Illustrator. Доступ к этим палитрам также возможен из программы Photoshop через Apple Color Picker. Начав свой производственный процесс со спектральных описаний цвета, вы гарантированно получаете точные, не зависящие от устройства данные, которые впоследствии можно использовать на других этапах производства - в сервисном бюро допечатной подготовки, при работе с клиентом и с вашей типографией.

Управление цветом.
         Ранее мы уже отмечали, что существует столько цветовых пространств RGB, сколько в мире есть мониторов, и столько CMYK-пространств, сколько печатных устройств. В такой ситуации дизайнерам, когда они создают цвет и выводят пробные отпечатки в настольных системах, приходится иметь дело с огромным количеством неоднозначностей и работать практически наугад. Сканированные цвета выглядят на мониторе не так, как в оригинале; экранные цвета не совпадают с пробными отпечатками; цвета, сохраненные в файлах изображений, выводятся на экран и на печать по-разному на разных устройствах (в дизайн-студии, сервис-бюро, в типографии). Решить эту проблему помогают системы управления цветом (Color management systems, или CMS), которые действуют на уровне настольных издательских систем, но также оказывают влияние и на решения, принимаемые “ниже” по технологической цепочке.

         Система управления цветом определяет цветовые пространства RGB и CMYK, критические для вашей конкретной работы, то есть пространства вашего сканера, монитора и принтера. Описания этих устройств называются профилями, или характеристиками. Все компьютеры Macintosh и другие Mac OS-совместимые машины имеют встроенный базовый модуль Apple ColorSync, который обрабатывает файлы-профили устройств и находит практическое применение хранящейся в них информации. Сбор данных, характеризующих работу тех или иных устройств, и составление профилей этих устройств проводится с помощью цветоизмерительных приборов, работающих совместно с системами управления цветом и поддерживающими их программами. С их помощью также проводится периодический мониторинг и перенастройка этих устройств. В результате благодаря системам CMS, CMS-совместимым программным утилитам и plug-in-модулям, а также цветоизмерительной аппаратуре в рамках настольной издательской системы можно добиться стабильной цветопередачи. Для этого необходимо выполнить два основных действия: откалибровать устройства и построить их профили.

Калибровка устройств.
         Калибровка устройств — первый и самый важный шаг в процессе управления цветом в настольных издательских системах. Способность вашего монитора и устройств вывода воспроизводить различные цвета может со временем существенно меняться. Основная причина износа мониторов — неустойчивость люминофоров, а на поведение принтеров, конечно же, влияет замена красителей н изменение влажности воздуха в помещении. В процессе калибровки мониторов и принтеров используются разные типы инструментов.

X-Rite Monitor Optimizer.

         Наиболее точная калибровка монитора достигается при использовании колориметра — такого, например, как Monitor Optimizer или модель DTP92 фирмы X-Rite, — и совместимых с ними калибровочных программ. Например, сенсорная часть Monitor Optimizer'а прикрепляется непосредственно к стеклу монитора и позиционируется над высвеченной на экране цветовой таблицей программы ColorShop Monitor Calibrator. В целевой области высвечивается цветовая таблица; прибор делает замеры каждого из образцов, а программа собирает данные по всем этим замерам и анализирует полученную информацию. В результате программа определяет, в каких местах произошли те или иные сдвиги в работе монитора. Соответственно, подстраиваются и корректируются гамма монитора, его черная и белая точки и цветовой баланс. В конце работы программа сохраняет профиль монитора в подкаталоге ColorSync Profiles системного каталога вашей машины.

         Для обеспечения надежности и стабильности воспроизводящих свойств монитора помимо калибровки можно предпринять и другие действия. Во-первых, рекомендуется в качестве основного рабочего поля (desktop) выбирать нейтральный серый узор. Во-вторых, позаботьтесь, чтобы вокруг монитора не располагалось никаких ярких цветных предметов и чтобы монитор не стоял около окна или ярких осветительных приборов, направленных непосредственно в экран или часто меняющих свою яркость. Можно даже защитить монитор сверху и по бокам картонными “навесами” или тентами. Перед калибровкой необходимо при помощи соответствующих регуляторов монитора установить необходимые уровни яркости и контраста.

         Калибровка устройств вывода обычно осуществляется при помощи денситометра (или, как это стали делать все чаще, при помощи колориметра или спектрофотометра) и сопровождающего программного обеспечения. В процессе калибровки устройство настраивается таким образом, чтобы полученный на нем отпечаток коррелировал со значениями, указанными в программе. Когда речь идет о цветном принтере, калибровка обеспечивает вывод необходимых уровней голубого, пурпурного, желтого и черного красителей. Типичное тестовое изображение при этом состоит из нескольких рядов монохромных плашек — по одному ряду для каждого основного цвета. В каждом ряду проставляется несколько плашек с разным процентным содержанием одного и того же цвета — обычно с шагом в 5 или 10 процентов, начиная со сплошного и кончая нулевым покрытием. Когда же устройством вывода является фотонаборный автомат, проверяются выходные значения для каждой отдельной цветоделенной пленки.


Денситометр X-Rite DTP32
 
         Далее проводится замер распечатанных шкал и вычисляется линейность устройства, то есть его способность точно выводить тот процент, который задан калибровочной программой. Автосканирующий денситометр, такой, например, как DTP32 фирмы X-Rite, быстро и легко выполняет эти замеры, автоматически сканируя весь ряд плашек за один проход тестового листа через считывающий слот. Результаты замеров отправляются обратно в программу, где выполняются внутренние перенастройки PostScript-команд, управляющих цветовыми значениями, посылаемыми выводному устройству.

Построение характеристик устройств (профилирование устройств).
         Построение характеристик устройств — это второй этап процесса управления цветом, следующий за этапом калибровки устройств. Построение характеристик — это процесс создания профилей сканера, монитора и принтера. Многие производители устройств продают готовые, промышленно изготовленные профили своих изделий, записанные на дисках; тем не менее профили индивидуальные, созданные “на заказ”, специально под ваш конкретный экземпляр устройства, работают гораздо точнее и надежнее и, следовательно, дают лучший результат.

           Тестовая таблица IT8 для сканеров, работающих с непрозрачными орининалами.

         При построении профиля сканера используется тестовый отпечаток или тестовая пленка, такая, например, как IT8 Target. Этот тестовый экземпляр сканируется, а затем запускается программная утилита, которая строит характеристические кривые сканера. Тест IT8 — это таблица, содержащая несколько десятков плашек различных цветов, представляющих собой равномерную выборку из цветового пространства СIЕ ХYZ или L*а*b*. Вместе с этой тестовой таблицей поставляется файл данных, содержащий XYZ-значения для каждого цвета.

         Программа сравнивает эти известные значения с теми RGB-параметрами каждого цвета, которые были получены на данном конкретном устройстве, и вычисляет все различия между ними. По этим данным можно вычислить цветовое пространство данного сканера. Информация об этом уникальном цветовом пространстве сохраняется как часть индивидуального профиля данного сканера.

         Профиль монитора строится при помощи тех же самых приборов (таких, как Monitor Optimizer) и экранных таблиц, которые используются для калибровки. Для построения профиля колориметрические данные, полученные на устройстве, сравниваются с возможностями монитора воспроизводить эти цвета, поэтому программа может вычислить, как цветовое пространство монитора соотносится с цветовым пространством ХYZ. Эта уникальная информация — главный компонент индивидуального профиля данного монитора.

         Процесс построения профиля принтера сходен с построением профиля сканера, поскольку здесь тоже проводятся замеры тестовых таблиц с целью определения диапазона цветов, достижимых на данном устройстве. Для принтеров тестовая таблица представляет собой стандартную выборку СМYK-оттенков, отпечатанных на данном устройстве.


X-Rite DTP41 Auto Scan Spectrophotometer.
 
         Программное обеспечение для профилирования принтеров использует тестовое изображение, состоящее из 500 или более цветных плашек. Это изображение выводится на принтер. Затем отпечаток замеряется, и по полученным колориметрическим данным вычисляется цветовое пространство данного конкретного принтера и его соотношение с пространством СIE ХYZ или СIELAB. Эта информация становится основным компонентом индивидуального профиля данного принтера.

         Поскольку в процессе профилирования выясняются возможности принтера воспроизводить полный диапазон различных цветов (а не отдельных плотностей отдельных красителей), для сбора информации и проведения замеров необходимо использовать колориметр или спектрофотометр (например, спектрофотометр Digital Swatchbook или DTP41 Auto Scan Spectrophotometer фирмы Х-Rite).

         Профилирование цветопробных систем и печатных машин может помочь клиентам и дизайнерам точнее предсказать, каким образом будут воспроизведены цвета на дальнейших стадиях производственного процесса. Сервисные бюро и типографии, использующие замеры цветов и системы управления цветом, могут при желании предоставлять своим клиентам индивидуальные профили своих выводных устройств. Зная возможности всех выводных устройств, включенных в технологическую цепочку, можно гораздо быстрее, точнее и надежнее принимать важные решения по управлению цветом на этапе подготовки издания в настольной издательской системе. Имея возможность управлять цветом и далее на последующих участках технологической цепочки, можно сэкономить время на проверках и сократить расход материалов.

Анатомия цветового пространства устройства.
         Цветовое пространство устройства “конструируется” на основе возможностей данного устройства сканировать, отображать на экране или воспроизводить на печати различные точки диаграммы цветности СIE хy. Большая часть цветных плашек, составляющих тестовую таблицу, представляет собой различные цветовые тона с максимальной насыщенностью. (Это первые две размерности цветового пространства. Если помните, в предыдущих главах мы обсуждали эти размерности — цветовой тон, насыщенность и светлота). В таблицу также включены различные оттенки черного и трех основных цветов, с помощью которых определяется возможность устройства воспроизводить различные уровни светлоты.

         Программы профилирования устройств “помнят” не зависящие от устройства параметры каждой из тестовых плашек. Эти известные значения сравниваются с реальными параметрами, полученными в результате замеров действующего устройства. Выявленные расхождения в каждой точке наносятся на диаграмму цветности. Результирующая информация позволяет программе построения профилей детально описывать уникальные возможности данного устройства.

         Системы генерации профилей сохраняют профили устройств в определенной области памяти, выделенной операционной системой вашего компьютера. Программы, использующие эти профили в своей работе, — такие как ColorShop, Adobe Illustrator, Adobe PageMaker Macromedia FreeHand, Adobe PhotoShop, Quark XPress и другие — через меню, встроенные в их операционную среду, — позволяют активизировать нужные профили устройств непосредственно по месту их хранения в памяти.

Как работают системы управления цветом.
         На диаграмме, приведенной ниже, показаны цветовые пространства RGB и CMYK меньшего размера, “вписанные” внутрь гаммы ху. Этот пример демонстрирует компрессию гаммы, что очень часто случается, когда цвет переходит с одного этапа технологической цепочки на другой. Наша исходная сцена содержит такие цвета, которые не фиксируются на фотопленке; некоторые фотографические цвета находятся за пределами цветового пространства (или гаммы) сканера; еще больше цветов либо теряется, либо заменяется при воспроизведении сканированного изображения в гамме монитора. К тому времени, когда наше изображение будет напечатано на цветопробном устройстве или на печатной машине, его исходная гамма претерпит значительную компрессию. На каждом этапе работы цвета, выходящие за пределы допустимой гаммы данного устройства, заменяются наиболее близкими допустимыми цветами.
         Однако Apple ColorSync, например, помогает отслеживать компрессию гаммы и управлять ею. С помощью профилей всех периферийных устройств программа вычисляет их “общий знаменатель” в рамках пространства СIE XYZ. Когда профилированные периферийные устройства используются совместно с системой ColorSync, вся работа выполняется только с теми цветами, которые попадают в пересечение цветовых пространств отдельных устройств. Внутри этой области информация о цвете легко может переводиться из цветового пространства одного устройства в пространство другого. Таким образом, можно, например, более точно, опираясь на изображение монитора, предсказывать выходные цвета отпечатка.
 

         Данная диаграмма показывает, как система управления цветом преобразует информацию из цветовых пространств сканера, монитора и принтера в коотрдинаты CIE XYZ.


         Используя пространство CIE XYZ в качестве универсального цветового языка, система управления цветом вычисляет такие RGB-значения для дисплея, которые наиболее точно соответствуют выходным возможностям вашего принтера.


Рецептура цвета.

Программа Quickink составляет рецептуру заказных цветов, соответствующих цветовым данным, полученным в результате замеров.
 
         Рецепты отдельных плашечных цветов формулируются на основе спектрофотометрических замеров различных комбинаций красителей и бумаги. Обычно эту операцию выполняли производители красок. Сегодня, с возникновением новых технологий и программ для измерения цвета, составлением рецептуры цвета стали заниматься непосредственно те, кто печатает, и теперь в формулу цвета, соответствующего спецификациям заказчика, можно включить данные о бумаге, на которой реально будет печататься тираж. В этих сравнительно недорогих инструментах (таких, например, как система Quickink фирмы Х-Rite) используются полученные спектральные данные, спецификации из существующих цветовых каталогов или замеры реальных образцов.

Контроль за цветом.
         Контроль за цветом (или контроль за процессом печати) — решающий момент, необходимый для достижения стабильного, качественного цвета на всем протяжении исполнения заказа на печатные работы, независимо от того, какая смена будет работать в типографии, какие операторы будут обслуживать печатную машину и какая партия материалов будет при этом использована. В любом печатном или полиграфическом издании цвет может значительно варьироваться как от страницы к странице, так и в пределах одной и той же страницы. Для контроля за этими отклонениями можно использовать замеры цвета.

         Например, для чтения цветовых шкал, которые печатаются на незадействованных участках печатного листа в виде миниатюрных версий тестовых форм, используются денситометры. Обычно цветовые шкалы представляют собой небольшие цветные плашки (сто процентов красителя, оттенки, надпечатки и специальные узоры), с помощью которых проверяются критические характеристики печати. С помощью вычислений над такими величинами, как плотность цвета, площадь точки, растискивание, контраст, операторы печатной машины могут диагностировать проблемы с цветом, возникающие в процессе печати тиража. Сравнивая показатели замеров цветовых шкал, сделанных на разных печатных листах, можно четко идентифицировать любые изменения характеристик печати.

         Эти денситометрические замеры показывают, насколько качественно работает в данный момент печатная машина. Сравнивая между собой замеры цветовых шкал, сделанные на нескольких листах с различными интервалами на протяжении всего тиража, оператор печатной машины может:

         • осуществлять мониторинг общего качества работы печатной машины с течением времени;
         • осуществлять мониторинг качества работы с течением времени отдельных красочных валиков;
         • документировать качество печати для клиента.

         Результаты замеров сравниваются с контрольными значениями с учетом допустимых ограничений, установленных для печатной машины. Любые данные, выходящие за рамки этих ограничений, указывают, что по ходу работ возникли какие-то проблемы с оборудованием или с технологией. Имея под рукой такую информацию, оператор может быстро и точно идентифицировать проблему и прямо на ходу перенастроить параметры работы печатной машины с минимальными потерями материала.

         Контроль и мониторинг качества печати по новейшим современным технологиям, таким, например, как Hi-Fi, можно эффективно осуществлять при помощи колориметрических или спектральных замеров. При использовании Hi-Fi-методов печати, например CMYK+RGB, или при печати контактным способом для контроля больше всего подходят такие инструменты, как ручной спектрофотометр Х-Rite (модель 938) или система ATS. По мере того как гамма достижимых цветов при Hi-Fi-печати будет расширяться, спектральные данные будут играть все большую и большую роль.

 
         Система Auto Spectrophotometer (ATS) фирмы X-Rite автоматически измеряет цветовые шкалы печатных листов с различными интервалами на всем протяжении хода печатной машины.

         Данные замеров передаются на соседний компьютер в специальную программу, сопровождающую систему ATS.


Контрольные допуски.
         Как мы уже отмечали ранее, внутри любого печатного тиража цвет постепенно меняется, “плывет” от листа к листу, от начала тиража к его концу. Некоторые из этих отклонений выглядят вполне нормально и являются приемлемыми. Контрольные допуски устанавливаются для того, чтобы гарантировать, что отклонения по цвету внутри печатного тиража остаются нормальными и приемлемыми. Они выполняют ту же функцию, что и ограничительные линии на шоссе: небольшие отклонения внутри полосы движения вполне допустимы. Проблемы возникают только тогда, когда автомобиль (или, как в нашем случае, качество печати) неожиданно делает вираж и пересекает разделительную линию.

 
         Любые отклонения, выходящие за допустмые пределы (и особенно тенденция этих отклонений), предупреждают оператора о том, что печатной машине требуется определенная перенастройка тех или иных параметров.

         На этих диаграммах, построенных системой ATS, демонстрируются результаты нескольких замеров цветовых шкал, проводимых с некоторым временным интервалом. Центральная горизонтальная линия в каждой диаграмме — это оптимальная плотность, а линии над и под ней обозначают допустимые отклонения.

         Мониторинг контрольных допусков обычно осуществляется путем многократного измерения денситометром цветовых шкал на печатных листах. Например, в систему Auto Tracking Spectrophotometer включена сопроводительная программа, которая выводит на экран в графическом виде результаты замеров, показывая таким образом общую тенденцию изменений качества печати с течением времени. По этим столбцовым диаграммам можно быстро выяснить, какие краски подаются со слишком большой или слишком низкой плотностью.


Верификация цвета.
         Еще один важный выигрыш от замеров цвета — возможность контролировать точность цветов на всех этапах полиграфической технологической цепочки и в конечном счете проверять, достаточно ли близок полученный цвет к спецификациям заказчика.

         Для проверки правильности реально напечатанных цветов — особенно в случае смесовых красителей — необходим колориметр или спектрофотометр (денситометром в данном случае тоже можно пользоваться, но, как правило, только для измерения насыщенности или кроющей способности краски). Поскольку спектрофотометр может выполнять функции и денситометра и колориметра, наиболее логичным и универсальным методом проверки (верификации) качества воспроизведенных цветов является именно замер спектральных данных.

Допустимые отклонения цвета.
         Сравнение спецификаций цвета и реальных результатов печати можно проводить на основе числовых данных, полученных в результате замеров. Проверка допустимости состоит в сравнении замеров, сделанных на некоторых образцах (печатные цвета или выходные данные), с данными, про которые известно, что это цветовой стандарт (спецификация цвета или входные данные). Затем определяется “близость” между образцом и стандартом. Если показатели замеров образца недостаточно близки к требуемым стандартным значениям, ситуация признается неприемлемой, и необходимо провести определенную перенастройку технологического процесса или оборудования.

         Поскольку контрольные допуски и допустимость — это разные вещи, при проектировании технологических и печатных процессов необходимо учитывать оба эти аспекта. Вообще, в проекте не должно быть никаких спецификаций заказчика, недостижимых в рамках контрольных допусков печатника.

         Степень “близости” между двумя цветами можно вычислить разными методами. При этом вычисляется “расстояние” между двумя наборами координат в трехмерном цветовом пространстве, таком, например, как L*а*Ь*. Наиболее распространенными методами вычисления отклонений являются методы CIELAB и СМС.

Метод определения допустимости CIELAB.
         Расчеты по методу CIELAB основаны на цветовом пространстве L*а*Ь*, которое мы изучили раньше. По методу CIELАВ сначала по данным замеров определяется положение стандартного цвета (или исходной спецификации) в цветовом пространстве L*а*b*. Затем вокруг этого цвета (то есть этой точки в цветовом пространстве)строится теоретическая “сфера допустимости” (“сфера толерантности”). Эта сфера включает в себя допустимые цвета, для которых показатели замеров образцов (печатные цвета) отличаются от стандартных параметров на допустимую величину. Данные, попадающие в сферу толерантности, соответствуют допустимым цветам. Если замеры лежат вне сферы толерантности, то цвет неприемлем.
         Размер сферы толерантности зависит от спецификаций заказчика на допустимое цветовое отклонение, которое обычно выражается в единицах дельта (deltaЕ — дельта-погрешность). Обычно в полиграфии величина погрешности, задаваемая заказчиком, находится в пределах от 2 до 6 deltaЕ. Это означает, например, что цвета, выходящие за пределы области толерантности, должны отличаться от стандарта не более чем на 6 единиц delta. Отличия, меньшие чем 2 единицы delta, обычно недостижимы при традиционных процессах печати, в то время как более высокие значения допустимости могут привести к тому, что между результирующим цветом и его спецификацией будет заметна существенная разница (в зависимости от изображения). Различия между цветами, лежащие в пределах 4 единиц delta, для большинства наблюдателей оказываются незаметными.

Эллиптические методы определения допустимости.
         Однако, в отличие от “сферических” областей допустимости, используемых в методе CIELAB, реально области, в которых наши глаза воспринимают цвета как одинаковые, имеют форму эллипсов. Поэтому метод СIЕLАВ часто может приводить к обманчивому результату. Например, “приемлемый” цвет, попадающий в область допустимости СIЕLАВ, может на самом деле выходить за границу эллиптической области допустимости.
 


         Методы определения допустимости цветов СМС и СIЕ94 напрямую обращаются к нашему “эллиптическому” восприятию разницы между цветами, и поэтому во многих отраслях промышленности считаются более логичными и точными системами определения допустимости, чем СIЕLАВ. Аналогичные расчеты разницы между цветами тоже называются СIЕ94, и их популярность в последнее время быстро растет.

         СМС и СIЕ94 — это не новые цветовые пространства, а системы определения допустимости цветов, основанные на цветовом пространстве L*а*b*.

         Путем математических расчетов вокруг стандартного цвета в цветовом пространстве строится эллипсоид, полуоси которого соответствуют атрибутам цвета — цветовому тону, насыщенности и светлоте.

         Этот эллипсоид ограничивает собой область приемлемости относительно данного стандарта подобно тому, как “сфера” в методе СIELAB ограничивает пределы допустимых отклонений. В случае СМС и СIЕ94 размер эллипсоида зависит от его положения в цветовом пространстве. Например, в оранжевой области эллипсоиды более узкие, а в зеленой — более широкие. Кроме того, в областях высокой насыщенности эллипсоиды имеют больший размер, чем в областях низкой насыщенности.

Резюме.
         В данном руководстве по работе с цветом вы ознакомились с основными принципами цветопередачи, измерения цвета и контроля над ним. Надеемся, что выбранная нами форма изложения была понятной и интересной. За всеми понятиями и процессами, вкратце затронутыми в этом документе, лежит огромное количество дополнительной информации и технических данных, способных расширить ваши познания в области цветного полиграфического производства. Тем не менее информация, полученная из данного пособия, поможет сделать первые шаги в мир цветовых измерений и контроля над цветом. Здесь дано толкование базовых понятий теории цвета, описаны различные инструменты, применяемые для измерения цвета, и различные этапы производственного процесса, на которых очень важно делать замеры цвета. Надеемся, что, вооруженные этими знаниями, читатели продолжат свое обучение по другим книгам и техническим руководствам.

         Главное, что нужно запомнить, состоит в следующем. Если вы можете измерить цвет, вы можете его контролировать. Без измерения, описания и проверки цвет не может быть надежным и достоверным. С другой стороны, имея числовые данные замеров, можно точно и с уверенностью описывать и контролировать цвет.