Принципы цветной печати

Смешение цветов

Если различные длины волн белого цвета разделить с помощью призмы, то возникают цвета радуги. Различают два вида смешения цветов - аддитивное и субтрактивное.

Аддитивное смешение возникает при смешении цветового излучения. Основными тремя аддитивными цветами являются синий, зеленый и красный, каждый из которых имеет свою длину волны. При наложении с помощью прожекторов цветных пучков света возникает следующее смешение:
зеленый + красный = желтый;
зеленый + синий = голубой;
красный + синий = пурпурный;
красный + синий + зеленый = белый;
отсутствие света = черный.

Практическим применением аддитивного смешения является цветное телевидение, где все цветовые оттенки возникают при свечении зеленых, синих и красных точек.

Субтрактивное цветовое смешение является результатом смешения красок. Первичными субтрактивными цветами являются желтый, пурпурный и голубой. Они соответствуют результату смешения основных аддитивных цветов. Практическим применением субтрактивного смешения цветов является цветная полиграфическая печать. При субтрактивном смешении основных цветов получается следующий результат:

пурпурный + голубой = синий;
пурпурный + желтый = красный;
желтый + голубой = зеленый;
желтый + голубой + пурпурный = черный;
отсутствие краски = белая бумага.

Полноцветная печать

В полноцветной печати используются законы субтрактивного цветового смешения. Комбинации четырех первичных (базовых) цветов CMYK (Cyan - голубой, Magenta - пурпурный, Yellow - желтый, Black - черный) позволяют получить любой другой цвет (рис.). Насыщенность цвета достигается изменением размера растровой точки. В результате перемешивания голубой, пурпурной и желтой красок на практике получается серый, так как очень трудно добиться пропорционального соотношения каждой из них. Поэтому к трем первичным цветам добавили четвертый - черный, который улучшает качество изображения.

В результате цветоделения тонового полноцветного изображения на первичные цвета делаются соответственно четыре пленки (фотоформы) и четыре печатные формы. Печатные формы в основном изготавливаются способом контактной пересъемки с прозрачных фотоформ. Но с развитием информационных технологий стало возможным переносить цветоделенное изображение в цифровом виде из компьютера на печатные формы, минуя процесс изготовления фотоформ.

Раньше цветоделение осуществлялось фотооптическим путем - фотографированием цветного изображения через фильтры. В настоящее время для цветоделения могут применяться компьютеры совместно с фотонаборными автоматами.

Традиционный способ полноцветной печати состоит в последовательном нанесении на определенной части листа бумаги четырех красок - голубой, пурпурной, желтой и черной. Комбинация этих четырех красок позволяет создать все цвета видимого спектра. Например, на однокрасочной печатной машине каждый лист бумаги необходимо прокатать четыре раза, каждый раз меняя печатную форму и красочный аппарат. Если печатная машина четырехкрасочная, то нанесение полноцветного изображения можно осуществить в один проход.

При цветной печати, полученный растр для каждого из четырех красителей обычно поворачивается на определенный угол. Установка четырех растров под углами решает две задачи:

- минимизирует муар (повторяющийся рисунок, возникающий из-за взаимодействия двух геометрических шаблонов);

- сокращает смещение цветов из-за неточностей печатного механизма. Обычно четыре растра устанавливаются следующим образом:

- голубой - 15°;

- пурпурный - 75°;

- желтый - 0°;

- черный - 45°.

Формирование растровых ячеек

Помимо разделения цвета на компоненты, в полиграфии непрерывное изображение подменяется набором микроточек одного из первичных цветов CMYK, которые образуют узор, издали похожий на то самое непрерывное изображение. Мельчайшие точки объединяются в более крупные, именуемые растровыми ячейками, которые составляют структуру публикации.

Растровая ячейка считается элементарной единицей растровой структуры, и задача ее состоит в том, чтобы передать некоторое количество оттенков одного из первичных цветов CMYK. Современная технология печати позволяет получать на бумаге около 250-ти таких градаций. Соответственно, растровая ячейка должна передавать такое же количество оттенков. Комбинация четырех пленок модели CMYK, каждая растровая ячейка которых может передавать 256 градаций, позволяет в итоге получить публикацию, растровая структура которой в состоянии синтезировать более 16 млн значений из непрерывного спектра видимого цвета. Реально используются растровые структуры с ячейками, передающими от 64 до 225 оттенков первичных цветов.

Чем меньше размер растровой ячейки, тем более похож результат печати на живую картинку. Но для того, чтобы передавать, например, 100 градаций серого, растровая ячейка должна содержать 100 крохотных точек, совокупная белизна или чернота которых и позволяет получить то или иное значение серого цвета. Сокращение числа этих точек ведет к уменьшению количества передаваемых полутонов, что нежелательно.

Традиционный способ растрирования можно назвать амплитудной модуляцией, так как точки различного размера находятся на равном расстоянии друг от друга. Внутри растровой ячейки микроточки объединяются и формируются в растровую точку.

Наложение регулярных растровых структур четырех базовых цветов приводит к появлению муара - дополнительного узора, отсутствующего в исходном изображении. Основная цель традиционного растрирования - добиться регулярной розеточной структуры. В этом случае муар минимален, так как он состоит исключительно из самих розеток и хорошо заметен только при печати с низкой линиатурой.

Однако всякое отклонение розеточной структуры от регулярности приводит к появлению дополнительного муара, который может быть хорошо виден независимо отлиниатуры печати.

Частотная модуляция (ЧМ) при растрировании (Crystal Raster) - это беспорядочное (стохастическое) расположение микроточек внутри растровой ячейки.

ЧМ-растрирование лишено недостатков традиционного растрирования. Сами розетки не видны, так как размеры составляющих их элементов на порядок меньше обычной растровой точки. Дополнительный же муар отсутствует в принципе. Структура розеток нерегулярна, растровая структура для каждого цвета также не является регулярной, ее параметры в каждой точке имеют случайное значение, и муар, в классическом его понимании, при наложении таких структур не образуется. Основная идея частотной модуляции - разбиение крупной растровой точки. Технология частотной модуляции стала возможной с появлением высокоточных барабанных фотонаборных автоматов, которые имеют малый диаметр записываемой точки.