Aká je schopnosť reprodukcie farieb zariadení Landa

Digitálne tlačové zariadenie Landa využíva technológiu nanoatramentov, ktorej výhodou je ultra{0}}malá veľkosť častíc pigmentu, iba desiatky nanometrov, v porovnaní s veľkosťou častíc tradičných atramentov približne 500 nm. Tieto nanočastice pigmentu môžu lepšie prenikať a priľnúť k povrchu rôznych substrátov, čím vytvárajú hrúbku obrazu iba 500 nm. Táto hrúbka je menšia ako polovica v porovnaní s tradičnými ofsetovými atramentmi. V tomto čase atrament priľne iba na povrch substrátu a neprenikne dovnútra a sýtosť farieb a čistota vytlačeného obrázka sú vynikajúce. Digitálne tlačové zariadenie Landa dokáže dosiahnuť 4~8 farebnú tlač atramentovou tlačou s rozlíšením 600 dpi alebo 1200 dpi, z toho hárkové zariadenie podporuje až 7 farieb (CMYK+OGB) a rotačné zariadenie podporuje až 8 farieb (CMYK+OGB+biela). Podľa oficiálnych údajov dokáže 4-farebná konfigurácia CMYK pokryť 84 % farebného gamutu Pantone, zatiaľ čo konfigurácia 7 farieb CMYK+OGB dokáže pokryť až 96 % farebnej škály Pantone.

Tento papier sa spolieha na hárkové digitálne tlačové zariadenie Landa od Shenzhen Jiuxing Printing and Packaging Group Co., Ltd. na testovanie a analýzu jeho schopnosti reprodukcie farieb na bielom kartóne s kvantitatívnou kapacitou 300 g/m2. Najprv sa zariadenie linearizuje, aby sa zmerala rovnomernosť sýtosti a gradácie jeho monochromatickej farby, a potom sa analyzuje súbor ICC zariadenia, aby sa vyhodnotil výkon farebného gamutu a výkon pokrytia priamou farbou.

Skúmanie základného algoritmu reprodukcie farieb 7-farebného digitálneho tlačového systému

01

Typy a princípy linearizačných algoritmov

Linearizácia digitálnych tlačových zariadení je kľúčovou technológiou na zabezpečenie lineárneho vzťahu medzi vstupnými a výstupnými signálmi zariadenia. Linearizácia 7-farebných kanálov má v porovnaní s tradičnými 4-farbami CMYK značnú technickú zložitosť. Prvým je zvýšenie počtu kanálov, zo 4 na 7 znamená, že veľkosť vyhľadávacej tabuľky rastie exponenciálne. Bežné linearizačné algoritmy zahŕňajú nasledujúce 4 typy:

(1) Algoritmus polynomického prispôsobenia je najzákladnejšia metóda linearizácie, ktorá realizuje linearizáciu prispôsobením polynomických kriviek vstupných a výstupných údajov. Výhodou tohto algoritmu sú jednoduché výpočty a menej parametrov, nevýhodou však je, že má obmedzené možnosti modelovania pre zložité nelineárne vzťahy.

(2) Algoritmus vyhľadávacej tabuľky (LUT) je najbežnejšie používaná metóda linearizácie v digitálnej tlači. 1D LUT sú najjednoduchšou formou, ktorá spracováva iba jeden kanál obrazu, pričom pre každú vstupnú hodnotu definuje výstupnú hodnotu (0 až 100). Podstatou 1D LUT je vyhľadávacia tabuľka v jedno-rozmernom priestore a každá vstupná hodnota je pomocou LUT „premiestnená“, aby získala novú výstupnú hodnotu, ktorá predstavuje zodpovedajúci vzťah jedna-k-jednej. Typický profil tlačiarne ICC konfiguruje 1D vyhľadávaciu tabuľku (1D LUT) na základe počtu farebných kanálov v zariadení a potom používa 3D vyhľadávaciu tabuľku (3D LUT) na dokončenie mapovania farebného gamutu a konverzie farieb.

(3) Algoritmus lokálnej lineárnej regresie funguje dobre pri správe farieb, najmä v malých a stredne{1}}veľkých vzorových scenároch odhadnutých pomocou vyhľadávacích tabuliek digitálnej tlače, a jeho výkon je lepší ako v prípade neurónových sietí, polynomiálnej regresie a spline funkcií. Hlavnou myšlienkou algoritmu je použiť lokálnu lineárnu regresnú množinu susedných bodov pre každý bod mriežky na prispôsobenie lineárnej nadrovine podľa váženého kritéria najmenších štvorcov a odhadnúť každú výstupnú farebnú zložku samostatne.

(4) Algoritmy hlbokého učenia predstavujú najnovší smer vývoja technológie linearizácie. Moderná technológia dokázala realizovať model linearizácie tlačených farebných kanálov založený na sieťach hlbokého učenia a pomocou online viacrozmernej nelineárnej metódy kompenzácie hustoty farieb môže dosiahnuť široký farebný gamut, vysokú linearitu a nepretržitý a stabilný výstup digitálnej tlače.

02

Viac{0}}kanálové algoritmy správy farieb

Viac{0}}kanálová správa farieb pre 7-farebné zariadenia vyžaduje špeciálnu podporu algoritmov. V tradičnom 4-farebnom systéme CMYK sa správa farieb zameriava hlavne na vyváženie štyroch farieb: modrej, purpurovej, žltej a čiernej, zatiaľ čo 7-farebný systém musí brať do úvahy interakciu 7 farieb súčasne. V 7-farebnom systéme môže každá farba interagovať s ďalšími 6 farbami a tento viacrozmerný farebný vzťah si vyžaduje na popísanie zložitejšie matematické modely. V tradičnom systéme CMYK sa čierna používa hlavne na vyváženie odtieňov sivej a šetrenie atramentu, zatiaľ čo v 7-farebnom systéme pridanie oranžovej, zelenej a modrej robí miešanie farieb zložitejším. Bežne používané algoritmy separácie farieb zahŕňajú nasledujúce dva typy:

(1) Kompozitné modely Neugebauer sú dôležitými nástrojmi na spracovanie viac-farebnej tlače. Tento model je zovšeobecnenou verziou Neugebauerovho modelu, ktorý rozdeľuje celý farebný priestor XYZ na niekoľko oddielov zväzku, predpovedá váhy farebných komponentov v rámci daného oddielu a slúži ako funkcia na určenie hodnôt XYZ troch základných farieb pre daný oddiel. Táto metóda dokáže efektívne zvládnuť zložité vzťahy farieb v 7-farebnom systéme.

(2) Algoritmus konverzie viackanálového farebného priestoru musí brať do úvahy vzťah medzi rôznymi farebnými priestormi. Pri prevode z farebného priestoru zariadenia (CMYKOBG) do štandardného farebného priestoru (ako je CIE Lab) musíte vytvoriť presné funkcie prevodu. Štúdie ukázali, že ide o efektívnu technickú schému na stanovenie vzťahu medzi priestorom zariadenia a priestorom CIE XYZ prostredníctvom trojrozmerného vzťahu a na dosiahnutie separácie farieb pomocou troj{5}}lineárnej interpolácie medzi hodnotami vyhľadávacej tabuľky a stĺpcov tabuľky.

Experimentálna príprava a testovanie

01

Testovacie zariadenia a vybavenie

(1) Testovacie zariadenie: zariadenie na digitálnu tlač Landa, 7-farebný nano atrament (CMYK+OGB);

(2) Testovací papier: 300 g/m2 Ázijsko-pacifická biela lepenka Symbo Yinbo;

(3) Merací prístroj: spektrofotometer X-rite i1io;

(4) Testovací softvér: EFI Fiery Color Profiler Suite (CPS);

(5) Podmienky prostredia: teplota 25±2 stupne, vlhkosť 55%±5%.

02Proces a kroky testovania

(1) Krok 1: Vytlačte tabuľku linearizácie. Predhrejte digitálne tlačové zariadenie Landa na viac ako 30 minút a pomocou EFI Fiery Color Profiler Suite (CPS) vytlačte linearizačnú tabuľku. Systém digitálnej tlače Landa je nakonfigurovaný s tabuľkami farieb linearizácie v rozsahu od 4 farieb po 7 farieb. Tento článok uvádza 7-farebný príklad. 7-farebná tabuľka má 54 farieb na kanál, spolu 378 farebných polí, s pokrytím oblasti bodov v rozsahu od 0 do 100 %.

(2) Krok 2: Zmerajte linearizačný diagram. Počkajte, kým linearizačná tabuľka nevyschne, a použite CPS i1iO na dokončenie merania údajov pre 7 farebných kanálov.

(3) Krok 3: Nakreslite tónovú krivku. Porovnajte namerané údaje s teoretickými údajmi, aby ste nakreslili tónové krivky pre 7 kanálov. Analyzujte rozdiel medzi nameranými údajmi a cieľovými údajmi, vyberte vhodný linearizačný algoritmus a vypočítajte linearizačnú krivku.

(4) Krok 4: Vytlačte grafy na vytvorenie súboru ICC. Použite krivku linearizácie z kroku 3 na tlač grafov na vytváranie súborov ICC, ako je napríklad iT8.

(5) Krok 5: Vypočítajte a vygenerujte súbor ICC. Po vysušení grafu iT8 ho zmerajte pomocou CPS i1iO, uložte údaje a vyberte vhodný algoritmus separácie farieb na vygenerovanie súboru ICC. Tento súbor ICC predstavuje maximálny farebný gamut pre aktuálne zariadenie a kombináciu papiera.

Zber a analýza údajov

01

Analýza linearizácie zariadenia

Namerané hodnoty tabuľky linearizačných údajov sú znázornené na obrázkoch 1 a 2. Obrázok 1 zobrazuje vzťah medzi oblasťou bodov každého zo 7 farebných kanálov a zodpovedajúcou hodnotou svetlosti L* CIE Lab. Body na obrázku sú vzorkovacie body pre každý kanál a krivka je prispôsobením kvadratickej spline. Kvadratické splajnové prispôsobenie nemôže vyjadriť vzťah medzi pokrytím plochy bodu a svetlosťou; je potrebná zložitejšia mapovacia funkcia na opísanie súladu medzi rovnomerne rozmiestnenými oblasťami bodov a úrovňami vizuálnej svetlosti.

Obrázok 1 Vzťah medzi plochou bodu a hodnotou jasu

Obrázok 2 ukazuje variáciu odtieňa a maximálnu sýtosť farieb v šiestich farebných kanáloch. Na obrázku fialové a purpurové kanály vykazujú výrazné ohýbanie so zvyšujúcou sa sýtosťou, čo naznačuje, že jednotnosť odtieňa týchto dvoch farebných skupín nie je dobrá. Samozrejme, jednotnosť odtieňov súvisí aj s jednotnosťou farebného priestoru CIE Lab. V prípade žltých a oranžových kanálov je celkom zjavná aj farebná-jednotnosť. Napríklad v žltom kanáli je vzdialenosť medzi bodmi jednotná pod hodnotou ab* 50, ale nad hodnotou 50 sa vzdialenosť zväčšuje; oranžový kanál sa správa podobne ako žltý kanál a okolo 40 tiež dochádza k prekrývaniu bodov, čo vedie k odľahlým hodnotám. Preto javy, ako je ohýbanie odtieňa a nejednotnosť farebnosti{10}, zvýšia zložitosť vývoja algoritmu linearizácie a separácie farieb.

Obrázok 2 Výkonnosť sýtosti farieb a odtieňa každého kanála

Kombináciou obrázku 1 a obrázku 2 je možné určiť optimálnu sýtu farbu zariadenia. Tabuľka 1 ukazuje zhodu medzi maximálnou sýtosťou 300 g/m2 bieleho kartónu použitého v tejto štúdii a sýtosťou papiera typu 8 podľa ISO 12647-2.

Tabuľka 1 Porovnanie farebnosti a sýtosti medzi systémom digitálnej tlače Landa a papierom ISO 12647-2 typu 8

Údaje z tabuľky 1 naznačujú, že okrem purpurovej farby, ktorej sýtosť je nižšia ako sýtosť papiera ISO 12647-2 CD1, môže sýtosť základných farieb digitálneho tlačového systému Landa plne pokryť sýtosť 8 typov papierov definovaných normou ISO. Dá sa teda usúdiť, že digitálny tlačový systém Landa sa ďalšími lineárnymi úpravami dokonale vyrovná štandardom ofsetovej tlače ISO 12647-2 a samozrejme dokáže splniť aj požiadavky na certifikácie ako G7 a C9.

02

Analýza gamutu zariadenia

Vyrobený ICC profil po linearizácii vyjadruje aktuálne farebné charakteristiky systému digitálnej tlače. Ako je znázornené na obrázku 3, ide o porovnanie medzi gamutom digitálneho tlačového systému Landa a gamutom Adobe RGB (1998). Rozsah digitálneho tlačového systému Landa a škály Adobe RGB (1998) nemajú jednoduchý vzťah medzi uzavretím. V strednom rozsahu jasu od modrej po zelenú a v nízkom rozsahu jasu od červenej po modrú obsahuje gamut systému digitálnej tlače Landa gamut Adobe RGB (1998); zatiaľ čo vo vysokom rozsahu jasu od zelenej po žltú a od červenej po žltú je obsiahnutý v gamute Adobe RGB (1998).

Obrázok 3 Porovnanie systému digitálnej tlače Landa s farebným gamutom Adobe RGB (1998).

Táto situácia naznačuje, že pri použití experimentálneho bieleho kartónu v kombinácii so systémom digitálnej tlače Landa pre vysoko{0}}presné tlačové procesy je reprodukčná schopnosť pre nasýtené žlté, oranžové a zelené tóny o niečo slabšia. Ak sa použije papier s vyššou belosťou, môže sa zlepšiť.

Obrázok 4 ukazuje porovnanie farebného gamutu experimentálneho digitálneho tlačového systému Landa s gamutom GRACoL2006_Coated. Porovnávacia tabuľka ukazuje, že farebný gamut digitálneho tlačového systému Landa v podstate zahŕňa gamut GRACoL2006_Coated. Konkrétne, stredná{5}}jasnosť modrej-až-zelenej a červenej{8}}až-modrej oblasti úplne pokrýva gamut GRACoL2006_Coated; avšak vo veľmi vysokej-zelenej{12}}až{13}}žltej oblasti je gamut GRACoL2006_Coated o niečo väčší. Táto situácia naznačuje, že kombinácia experimentálneho bieleho kartónu a digitálneho tlačového systému Landa je schopná reprodukovať farby ofsetovej tlače ISO 12647-2. Ak sa použije papier s mierne vyššou belosťou, reprodukcia farieb v oblastiach s vysokým jasom bude lepšia.

Obrázok 4 Porovnanie digitálneho tlačového systému Landa s GRACoL2006_Coated Color Gamut

Obrázky 5 a 6, využívajúce funkciu simulácie priamych farieb ORIS X Gamut,统计了在色差公差 Menšie alebo rovné 3和 Menšie alebo rovné 52种情况下Landa数字印刷系统可还原的Pantone专色色域的比例. Obrázok 5 ukazuje, že keď je tolerancia menšia alebo rovná 3, možno zhodovať 94,9 % z 2390 farebných polí Pantone; Obrázok 6 ukazuje, že keď je tolerancia menšia alebo rovná 5, možno zhodovať 98,6 % z 2390 farebných polí Pantone. Výsledky tohto experimentu potvrdzujú správnosť Landovho oficiálneho tvrdenia, že 7-farebná CMYK OGB konfigurácia dokáže pokryť až 96 % farebného gamutu Pantone.

Obrázok 5 Pokrytie farebného gamutu Pantone systémom digitálnej tlače Landa (tolerancia farebného rozdielu menšia alebo rovná 3)

Obrázok 6 Pokrytie farebného gamutu Pantone systémom digitálnej tlače Landa (tolerancia farebného rozdielu menšia alebo rovná 5)

Stručne povedané, tento experiment testoval schopnosť reprodukcie farieb digitálneho tlačového systému Landa s použitím bežne používaného bieleho kartónu s hmotnosťou 300 g/m². Analýza kľúčových údajov počas procesu zachytávania odhalila, že: schopnosť primárnej farby CMYK systému digitálnej tlače Landa sa zhoduje s papierom ISO 12647-2 CD1 a môže plne pokryť ostatných sedem typov papiera; v porovnaní s farebným gamutom Adobe RGB je 7-farebný gamut digitálneho tlačového systému Landa relatívne menší v oblastiach s vysokým jasom a o niečo väčší v oblastiach so stredným jasom. Ak sa tlač s vysokou vernosťou vykonáva pomocou primárnych prvkov Adobe RGB, odporúča sa použiť papier s vyššou belosťou; 7-farebný gamut digitálneho tlačového systému Landa v podstate zahŕňa farebný gamut GRACoL2006_Coated, môže plne zodpovedať farebnému štandardu ISO 12647-2, a keď je rozdiel farieb menší alebo rovný 3, môže zodpovedať viac ako 94 % farebného gamutu Pantone.