Kakšna je zmožnost barvne reprodukcije naprav Landa?
Oprema za digitalno tiskanje Landa uporablja tehnologijo nano črnila, ki ima prednost ultra-velikosti delcev pigmenta, le nekaj deset nanometrov, v primerjavi z velikostjo delcev tradicionalnih črnil, ki znaša približno 500 nm. Ti pigmentni delci v nanometrskem merilu lahko bolje prodrejo in se oprimejo površine različnih podlag ter tvorijo sliko debeline le 500 nm. Ta debelina je manj kot polovica debeline tradicionalnih ofsetnih slik s črnilom. V tem času se črnilo oprime le površine podlage in ne prodre v notranjost, barvna nasičenost in jasnost natisnjene slike pa sta odlični. Digitalna tiskarska oprema Landa lahko doseže 4~8 barvno tiskanje z brizgalnim tiskanjem pri ločljivosti 600 dpi ali 1200 dpi, od tega oprema za tiskanje listov podpira do 7 barv (CMYK+OGB), rotacijska oprema pa podpira do 8 barv (CMYK+OGB+bela). Po uradnih podatkih lahko 4-barvna konfiguracija CMYK pokrije 84 % barvnega obsega Pantone, medtem ko lahko 7-barvna konfiguracija CMYK+OGB pokrije do 96 % barvnega obsega Pantone.
Ta članek temelji na opremi za digitalno tiskanje Landa Shenzhen Jiuxing Printing and Packaging Group Co., Ltd., ki testira in analizira njeno sposobnost barvne reprodukcije na belem kartonu s kvantitativno zmogljivostjo 300 g/m2. Najprej se oprema linearizira, da se izmeri nasičenost in enakomernost gradacije njenega enobarvnega, nato pa se analizira datoteka ICC opreme, da se ovrednoti učinkovitost njenega barvnega razpona in zmogljivost pokritosti barvne točke.
Raziskava osnovnega algoritma barvne reprodukcije 7-barvnega digitalnega tiskarskega sistema
01
Vrste in principi linearizacijskih algoritmov
Linearizacija opreme za digitalno tiskanje je ključna tehnologija za zagotavljanje linearnega razmerja med vhodnimi in izhodnimi signali naprave. 7-barvna kanalna linearizacija je precej tehnično zapletena v primerjavi s tradicionalno 4-barvno CMYK. Prvi je povečanje števila kanalov, s 4 na 7 pomeni, da se velikost iskalne tabele eksponentno poveča. Običajni linearizacijski algoritmi vključujejo naslednje 4 vrste:
(1) Polinomski fiting algoritem je najosnovnejša metoda linearizacije, ki realizira linearizacijo s fitingom polinomskih krivulj vhodnih in izhodnih podatkov. Prednosti tega algoritma so preprosti izračuni in manj parametrov, slabost pa je, da ima omejeno sposobnost modeliranja za kompleksne nelinearne odnose.
(2) Algoritem iskalne tabele (LUT) je najpogosteje uporabljena linearizacijska metoda v digitalnem tiskanju. 1D LUT so najpreprostejša oblika, ki obdeluje samo en kanal slike in določa izhodno vrednost za vsako vhodno vrednost (0 do 100). Bistvo 1D LUT je iskalna tabela v eno-dimenzionalnem prostoru, vsako vhodno vrednost pa LUT "premesti", da dobi novo izhodno vrednost, ki predstavlja ustrezno razmerje ena-proti-ena. Običajni profil tiskalnika ICC konfigurira iskalno tabelo 1D (1D LUT) glede na število barvnih kanalov v napravi, nato pa uporabi iskalno tabelo 3D (3D LUT) za dokončanje preslikave barvnega obsega in pretvorbo barv.
(3) Algoritem lokalne linearne regresije se dobro obnese pri upravljanju barv, zlasti v majhnih in srednje{1}}vzorčnih scenarijih, ocenjenih z iskalnimi tabelami za digitalno tiskanje, in njegova zmogljivost je boljša od nevronskih mrež, polinomske regresije in funkcij zlepka. Osrednja ideja algoritma je uporaba lokalnega linearnega regresijskega nabora sosedskih točk za vsako mrežno točko, da se prilega linearni hiperravnini po uteženem kriteriju najmanjših kvadratov, in ločeno oceniti vsako izhodno barvno komponento.
(4) Algoritmi globokega učenja predstavljajo najnovejšo razvojno smer tehnologije linearizacije. Sodobna tehnologija je uspela uresničiti linearizacijski model tiskanih barvnih kanalov, ki temelji na omrežjih globokega učenja, in s spletno metodo več-dimenzionalne nelinearne kompenzacije barvne gostote s spletnim posredovanjem lahko doseže širok barvni razpon, visoko linearnost ter neprekinjen in stabilen izpis digitalnega tiskanja.
02
Več{0}}kanalni algoritmi za upravljanje barv
Več{0}}kanalno upravljanje barv za 7-barvne naprave zahteva posebno podporo za algoritem. V tradicionalnem 4-barvnem sistemu CMYK se upravljanje barv osredotoča predvsem na ravnotežje štirih barv: modre, magenta, rumene in črne, medtem ko mora 7-barvni sistem upoštevati interakcijo 7 barv hkrati. V 7-barvnem sistemu lahko vsaka barva deluje z drugimi 6 barvami in to večdimenzionalno barvno razmerje zahteva bolj zapletene matematične modele za opis. V tradicionalnem sistemu CMYK se črna uporablja predvsem za ravnovesje sivin in varčevanje s črnilom, medtem ko je v 7-barvnem sistemu dodatek oranžne, zelene in modre barvno mešanje bolj zapleteno. Običajno uporabljeni algoritmi za ločevanje barv vključujejo naslednji dve vrsti:
(1) Kompozitni Neugebauerjevi modeli so pomembna orodja za obdelavo več{1}}barvnega tiska. Ta model je posplošena različica Neugebauerjevega modela, ki razdeli celoten barvni prostor XYZ na več prostorninskih particij, predvideva uteži barvnih komponent znotraj dane particije in služi kot funkcija za določanje vrednosti XYZ treh osnovnih barv za to particijo. Ta metoda lahko učinkovito obravnava kompleksna barvna razmerja v 7-barvnem sistemu.
(2) Več-kanalni algoritem za pretvorbo barvnega prostora mora upoštevati razmerje preslikave med različnimi barvnimi prostori. Pri pretvorbi iz barvnega prostora naprave (CMYKOBG) v standardni barvni prostor (kot je CIE Lab) morate vzpostaviti natančne funkcije pretvorbe. Študije so pokazale, da je učinkovita tehnična shema za vzpostavitev razmerja med prostorom naprave in prostorom CIE XYZ prek tri-dimenzionalnega razmerja ter za doseganje barvnega ločevanja z uporabo tri-linearne interpolacije med vrednostmi iskalne tabele in stolpcev tabele.
Eksperimentalna priprava in testiranje
01
Testiranje opreme in opreme
(1) Testna oprema: oprema za digitalni tisk Landa, 7-barvno nano črnilo (CMYK+OGB);
(2) Testni papir: 300 g/m2 azijsko-pacifiški bel karton Symbo Yinbo;
(3) Merilni instrument: spektrofotometer X-rite i1io;
(4) Testna programska oprema: EFI Fiery Color Profiler Suite (CPS);
(5) Okoljski pogoji: temperatura 25±2 stopinj, vlažnost 55%±5%.
02Postopek testiranja in koraki
(1) 1. korak: Natisnite linearizacijski grafikon. Predgrevajte opremo za digitalno tiskanje Landa več kot 30 minut in uporabite EFI Fiery Color Profiler Suite (CPS) za izpis linearizacijske karte. Digitalni tiskarski sistem Landa je konfiguriran z linearizacijskimi barvnimi tabelami, ki segajo od 4 do 7 barv. Ta članek vzame primer 7 barv. 7-barvna tabela ima 54 barv na kanal, skupaj 378 barvnih madežev, s pokritostjo območja pik od 0 do 100 %.
(2) 2. korak: Izmerite linearizacijski grafikon. Počakajte, da se linearizacijski grafikon posuši, in uporabite CPS i1iO za dokončanje merjenja podatkov za 7 barvnih kanalov.
(3) 3. korak: Narišite tonsko krivuljo. Uskladite izmerjene podatke s teoretičnimi podatki, da narišete tonske krivulje za 7 kanalov. Analizirajte razliko med izmerjenimi in ciljnimi podatki, izberite ustrezen linearizacijski algoritem in izračunajte linearizacijsko krivuljo.
(4) 4. korak: Natisnite grafikone za ustvarjanje datoteke ICC. Uporabite linearizacijsko krivuljo iz 3. koraka za tiskanje grafikonov za ustvarjanje datoteke ICC, kot je iT8.
(5) 5. korak: Izračunajte in ustvarite datoteko ICC. Ko se grafikon iT8 posuši, ga izmerite s CPS i1iO, shranite podatke in izberite ustrezen algoritem za ločevanje barv za ustvarjanje datoteke ICC. Ta datoteka ICC predstavlja največji barvni razpon za trenutno kombinacijo naprave in papirja.
Zbiranje in analiza podatkov
01
Analiza linearizacije naprave
Izmerjene vrednosti diagrama linearizacijskih podatkov so prikazane na slikah 1 in 2. Slika 1 prikazuje razmerje med površino pik vsakega od 7 barvnih kanalov in ustrezno vrednostjo svetlosti L* laboratorija CIE. Točke na sliki so točke vzorčenja za vsak kanal, krivulja pa ustreza kvadratnemu zlepku. Kvadratno prileganje zlepka ne more izraziti preslikavnega razmerja med pokritostjo območja pik in svetlobo; za opis korespondence med enakomerno razmaknjenimi območji pik in stopnjami vizualne svetlosti je potrebna bolj zapletena funkcija preslikave.
Slika 1 Razmerje med površino pike in vrednostjo svetlosti
Slika 2 prikazuje variacijo odtenkov in največjo nasičenost barv v šestih barvnih kanalih. Na sliki kažeta vijolični in magenta kanal znatno upogibanje z naraščajočo nasičenostjo, kar kaže, da enotnost odtenkov teh dveh barvnih skupin ni dobra. Seveda je enotnost barvnega odtenka povezana tudi z enotnostjo barvnega prostora laboratorija CIE. Pri rumenih in oranžnih kanalih je ne-enotnost barvnosti prav tako precej očitna. Na primer, v rumenem kanalu je razmik med točkami enakomeren pod vrednostjo ab* 50, nad 50 pa se razmik poveča; oranžni kanal se obnaša podobno kot rumeni kanal, okoli 40 pa pride tudi do prekrivanja točk, kar ima za posledico odstopanja. Zato bodo pojavi, kot sta upogibanje odtenkov in ne{10}}enotnost barve, povečali kompleksnost razvoja algoritmov za linearizacijo in ločevanje barv.
Slika 2 Nasičenost barv in zmogljivost odtenkov vsakega kanala
S kombinacijo slike 1 in slike 2 je mogoče določiti optimalno nasičeno barvo naprave. Tabela 1 prikazuje ujemanje med največjo barvnostjo 300 g/m2 belega kartona, uporabljenega v tej študiji, in barvnostjo papirja tipa 8 v skladu z ISO 12647-2.
Tabela 1 Primerjava kromatičnosti in barvnosti med Landa Digital Printing System in papirjem ISO 12647-2 Type 8
Podatki iz tabele 1 kažejo, da lahko barvnost primarnih barv digitalnega tiskarskega sistema Landa, razen škrlatne barve, katere barvnost je nižja kot pri papirju ISO 12647-2 CD1, v celoti pokrije barvnost 8 vrst papirja, ki jih določa ISO. Zato lahko sklepamo, da se sistem digitalnega tiska Landa lahko popolnoma ujema s standardi ofsetnega tiska ISO 12647-2 z nadaljnjimi linearnimi prilagoditvami in seveda lahko izpolnjuje tudi zahteve za certifikate, kot sta G7 in C9.
02
Analiza obsega naprave
Po linearizaciji proizvedeni ICC profil izraža trenutne barvne značilnosti sistema digitalnega tiska. Kot je prikazano na sliki 3, gre za primerjavo med lestvico digitalnega tiskarskega sistema Landa in lestvico Adobe RGB (1998). Paleta digitalnega tiskarskega sistema Landa in sistema Adobe RGB (1998) nimata preprostega zadrževalnega razmerja. V srednjem razponu svetlosti od modre do zelene in v nizkem razponu svetlosti od rdeče do modre lestvica sistema digitalnega tiskanja Landa vsebuje lestvico Adobe RGB (1998); medtem ko ga v območju visoke svetlosti od zelene do rumene in od rdeče do rumene vsebuje lestvica Adobe RGB (1998).
Slika 3 Primerjava digitalnega tiskarskega sistema Landa z barvnim razponom Adobe RGB (1998).
To stanje nakazuje, da je pri uporabi poskusnega belega kartona v kombinaciji s sistemom digitalnega tiskanja Landa za postopke tiskanja z visoko{0}}zvestobo reprodukcija nasičenih rumenih, oranžnih in zelenih tonov nekoliko šibkejša. Če uporabljate papir z večjo belino, ga lahko izboljšate.
Slika 4 prikazuje primerjavo barvne lestvice eksperimentalnega sistema digitalnega tiska Landa z lestvico GRACoL2006_Coated. Iz primerjalne tabele je razvidno, da barvna lestvica Landa digitalnega tiskarskega sistema v bistvu zajema lestvico GRACoL2006_Coated. Zlasti modra-do-zelena in rdeča-do-modra območja srednje{5}}svetlosti popolnoma pokrivajo lestvico GRACoL2006_Coated; vendar je v območju zelo{11}}svetlosti zelene-do-rumene barve lestvica GRACoL2006_Coated nekoliko večja. To stanje nakazuje, da je kombinacija poskusnega belega kartona in sistema digitalnega tiska Landa sposobna reproducirati barve ofsetnega tiska ISO 12647-2. Če uporabite papir z nekoliko večjo belino, bo barvna reprodukcija v območjih z visoko svetlostjo boljša.
Slika 4 Primerjava digitalnega tiskarskega sistema Landa z GRACoL2006_Coated Color Gamut
Sliki 5 in 6 z uporabo funkcije simulacije točkovnih barv ORIS X Gamut,统计了在色差公差 Manjše ali enako 3和 Manjše ali enako 52种情况下Landa数字印刷系统可还原的Pantone专色色域的比例. Slika 5 prikazuje, da ko je toleranca manjša ali enaka 3, se lahko ujema 94,9 % barvnih zaplat 2390 Pantone; Slika 6 prikazuje, da ko je toleranca manjša ali enaka 5, se lahko ujema 98,6 % 2390 barvnih zaplat Pantone. Rezultati tega poskusa potrjujejo točnost Landine uradne trditve, da lahko 7-barvna konfiguracija CMYK OGB pokrije do 96 % barvnega obsega Pantone.
Slika 5 Pokritost sistema digitalnega tiska Landa z barvnim obsegom Pantone (toleranca barvne razlike manjša ali enaka 3)
Slika 6 Pokritost sistema digitalnega tiskanja Landa barvne lestvice Pantone (toleranca barvne razlike manjša ali enaka 5)
Če povzamemo, ta poskus je preizkusil sposobnost reprodukcije barv digitalnega tiskarskega sistema Landa z uporabo običajno uporabljenega 300 g/m² belega kartona podjetja. Ključna analiza podatkov med postopkom zajemanja je razkrila, da: se zmožnost primarne barve CMYK sistema za digitalno tiskanje Landa lahko ujema s papirjem ISO 12647-2 CD1 in lahko v celoti pokrije ostalih sedem vrst papirja; v primerjavi z barvnim razponom Adobe RGB je 7-barvni razpon digitalnega tiskarskega sistema Landa razmeroma manjši v območjih visoke svetlosti in nekoliko večji v območjih srednje svetlosti. Če se tiskanje visoke ločljivosti izvaja s primarnimi barvami Adobe RGB, je priporočljiva uporaba papirja z večjo belino; 7-barvna lestvica digitalnega tiskarskega sistema Landa v bistvu vključuje barvno lestvico GRACoL2006_Coated, se lahko popolnoma ujema z barvnim standardom ISO 12647-2 in ko je barvna razlika manjša ali enaka 3, se lahko ujema z več kot 94 % barvne lestvice Pantone.