Как добиться предсказуемой цветопередачи в цифровой печати

Цифровые системы цветной электрографической печати за последнее несколько лет получили колоссальное распространение. Главная причина — оптимальное соотношение «цена-качество» печатной продукции. А лёгкость в обслуживании системы, минимальное время подготовки к печати тиража и за счёт этого — общая высокая скорость выполнения заданий – персонализация и многое другое дают дополнительные преимущества цифровой печатной технике в сравнении с классически офсетом. С другой стороны пользователь должен понимать, что ожидаемого качества можно достигнуть только при правильной настройке системы ЦП.
Когда речь заходит о цветопередаче при цифровой электрографической печати, пользователя волнуют три основных вопроса – использование профилей в системе управления цветом, стабильность параметров окружающей среды и свойств бумаги в процессе печати тиража. Каждый вопрос заслуживает отдельного рассмотрения, поэтому сейчас мы поговорим о профилях и системах управления цветом, используемых в системах ЦП, а вопросам стабилизации параметров и подготовки бумаги посвятим следующую статью.

Подходы в работе с цветом

Многие системы электрографической ЦП стоимость более 15 тыс. долл. поставляются с обладающим широким диапазоном функций модулем системы управления цветом (Color Management System, CMS). Он встраивается в PostScript-драйвер и в RIP, управляющие этой системой. С помощью модуля CMS можно выполнять калибровку системы ЦП, управлять цветовыми профилями * и выполнять любые цветовые преобразования. Однако основная задача, стоящая перед системой управления цветом, – выполнение корректного, качественного преобразования цветовых (RGB или CMYK) значений на входе системы в выходные CMYK-значения цвета. Система производит расчёт оптимизированных CMYK-значений (с учётом комбинации печатная система – бумага), которые в результате дадут предсказуемую (т. е. с минимальными цветовыми искажениями) цветопередачу на отпечатке. Такое преобразование выполняется по выходному CMYK-профилю системы (Output Profile) — это оконечное цветоделение.

* CMS для выполнения преобразований всегда использует два профиля – входной (Input profile) и выходной (Output profile). Из входного профиля CMS рассчитывает значения Lab-координат цвета из CMYK (или RGB) значений заложенных в файл макета, а по выходному профилю — CMYK-значения из Lab, т. е. всегда работает схема CMYKвх -> LAB -> CMYKвых.

В работе с CMS есть две альтернативы: воспользоваться одним из стандартных выходных профилей, поставляемых с системой (пользовательский подход), или отстроить специальный профиль для комбинации «печатная система – бумага». Второй подход – профессиональный, он обеспечит наилучшую цветопередачу и максимальный цветовой охват. Впрочем, использование стандартного профиля также даёт удовлетворительные результаты, но при ручной калибровке системы. Профессиональный подход, конечно, потребует использования специальных программ построения профилей и расширенных знаний в области систем управления цветом. В свою очередь, пользовательский подход основывается на субъективной подгонке цвета, так как предполагает использование ручной коррекции калибрующих кривых с целью получения «эмоционально-устраивающего» цвета. В этом случае речь не идёт о точности цветопередачи «макет-отпечаток», поэтому прогнозировать результат не просто. Ещё один его недостаток —задержка во времени, вызванная ручной коррекцией цвета в системе печати.
Далее мы рассмотрим методику профилирования системы печати.

Градационные кривые

В первую очередь оператор должен установить оптимальный режим работы системы, т. е. обеспечить оптимизацию градационных кривых печати *, а так же поддержание их в стабильном состоянии. Оптимизация градационных кривых достигается за счёт калибровки системы, а периодическая перекалибровка позволяет компенсировать дрейф градационных кривых, т.е. дрейф цветопередачи, в течение времени. После выполнения калибровки рекомендуется создавать и использовать выходной CMYK профиль системы (Output Profile). Но, далеко не все CMS, встраиваемые в современные системы ЦП, поддерживают функцию калибровки. Если её нет, то пользователь может построить выходной профиль печати, и периодически его перестраивать или редактировать, чтобы учесть изменения цветопередачи. Это пассивная система управления, но (при условии хорошей стабильности цветопередачи во времени) она тоже может быть эффективной. Условия и методы, повышающие стабильность цветопередачи во времени, рассмотрим в следующей статье.

* Градационные кривые печати определяют функции передачи плотностей основных красок (рис. 1). Кривые характеризуют величину краскопереноса в диапазоне 0...100% и могут быть получены измерением цветовой шкалы (например, Fogra 27) спектрофотометром. Следует учитывать, что из-за нестабильности всего печатного процесса градационные кривые меняются в течении времени. Для компенсации изменений выполняют перекалибровку системы.

Рис. 1. Текущие градационные кривые передачи плотностей основных красок (система ЦП не калибрована). Слева — градационные кривые выходных плотностей, справа – кривые прироста плотности. Видно, что система ЦП находится в неуравновешенном состоянии, преобладают жёлтый и чёрный красители, требуется калибровка системы

Калибровка системы

Калибровка систем ЦП – это коррекция градационных кривых печати, т. е. изменение плотностей печати красок CMYK. Основных задач две: оптимизация градационных кривых печати и поддержание их состояния.
Калибровка может быть построена на объективном денситометрическом измерении градаций печатных красок CMYK (профессиональный подход), а может быть введена вручную субъективной коррекцией кривых (пользовательский подход).
Для денситометрической калибровки пользователь из модуля калибровки, входящего в состав CMS, печатает CMYK-шкалу с четырьмя растяжками градаций плотности основных красок и выполняет их измерение спектрофотометром или денситометром. CMS может предоставлять анализ результата измерения. На рис. 2 видно: CMS ColorWise от контроллера печати EFI Fiery (самого распространённого на рынке) даёт возможность сравнить целевые кривые плотностей (Target) с измеренными (Measurements).

Рис. 2. Графики с тонкой линией демонстрируют измеренные плотности, а с толстой – целевые (эталонные). Отклонения измеренных плотностей от эталонных будет компенсировано за счёт введения корректирующих (калибровочных) кривых. При этом эталонные кривые определяют оптимальный режим работы системы ЦП

Ручная калибровка или коррекция позволяет субъективно под решаемую задачу внести изменения в градационные кривые. Для этого пользователю предлагаются функция кривых коррекции (рис. 3). Например, если печатные изображения в макете выглядят слегка синими, можно компенсировать эту «синюю вуаль», слегка понизив уровень плотности голубой и пурпурной краски и подняв уровень плотности жёлтой. Конечно, это не профессиональный подход, так как он предполагает подгонку состояния машины под желаемый цвет на отпечатке. В большинстве случаев лучше коррекцию цвета выполнять в графическом редакторе, а система ЦП лишь обязана правильно воспроизвести заложенный цвет макета, используя для этого CMS.

Рис. 3. Редактирование кривых коррекции

Построение индивидуального выходного профиля печати

Прежде всего, важно понять, что выходной цветовой профиль – это инструмент системы управления цветом для расчёта количества красителя в печати, т. е. инструмент для цветоделения. Корректный профиль цветоделения обеспечивает верную цветопередачу в печати. Такой профиль может быть построен только индивидуально для комбинации «печатная система – бумага». В теории количество выходных профилей должно быть равно количеству этих комбинаций. Но на практике достаточно построить профили для ключевых комбинаций, которые используются чаще всего и существенно отличаются друг от друга цветопередачей. Методология построения цветового CMYK профиля подробно описана во многих материалах по системам управления цветом, поэтому изложим её лишь тезисно.
Для создания выходного CMYK-профиля потребуется программа построения профилей и спектрофотометр. Сначала нужно распечатать цветовую шкалу из TIFF-файла и произвести её измерения спектрофотометром. Печать шкалы профилирования должна осуществляться при активных калибрующих кривых, построенных ранее. В общем смысле можно использовать любую стандартную шкалу на выбор ECI2002, IT8.73 или TC3.5. Шкала профилирования *, как правило, поставляется с пакетом построения профилей и представлена в специальном форматировании цветовых полей, выполненном под конкретное измерительное оборудование, например под спектрофотометр Gretagmacbeth EyeOne или X-Rite DTP 41, на разных стандартных форматах бумаги (A4 и A3).

* Шкала профилирования – набор цветовых полей для дискретизации цветового охвата печати, т. е. описания его в виде набора точек в пространстве Lab (рис. 4). Сама шкала – графический файл из цветовых плашек, каждая из которых имеет специальную комбинацию значений CMYK. После измерения шкалы получается таблица соответствия CMYK – Lab из 300-2000 строк. Все возможные цвета в охвате расчитываются системой управления цветом методом интерполяции (усреднения) имеющихся измеренных данных.

Рис. 4. На рисунке синие линии сетки – цветовой охват CMYK, задаваемый массивом точек – Lab-координат, полученных в результате измерения таблицы профилирования

Важно, чтобы шкала профилирования была напечатана без изменений цифровых значений, т. е. как есть в файле. Для этого нужно отключить систему управления цветом на всех уровнях, где она может повлиять на печать (Adobe Photoshop, в PostScript-драйвере печати, в RIP) CMYK-данных. На рис. 5 показаны примеры диалоговых окон, ответственные за настройки CMS в процессе печати.

   
Рис. 5. На рисунке слева продемонстрирован выключенный режим CMS в окне печати Adobe Photoshop, а на центральном рисунке и справа — выключенный режим CMS в части влияния на CMYK-значения в драйвере печати для двух разных систем печати

Далее производится измерение спектрофотометром отпечатанной шкалы (рис. 6). Для измерения шкалы используется функция или программа измерения, входящая в пакет построения профилей. Например, у GretagMacbeth это MeasureTool.

Рис. 6. Измерение шкалы профилирования ручным спектрофотометром GretagMacbeth Eye-one

Для построения профилей можно использовать одну из профессиональных программ-профилировщиков – GretagMacbeth ProfileMaker или Heidelberg PrintOpen. Практика показывает, что качество CMYK-профиля, построенного в PrintOpen, лучше, чем в ProfileMaker. Проявляется это в более широком цветовом охвате и меньших цветовых искажениях при цветоделении.
Для построения выходного профиля в PrintOpen, можно воспользоваться уже произведёнными измерениями шкалы. Достаточно просто открыть текстовый файл измерений. В результате появится отображение шкалы (рис. 7). На панели слева можно выбирать режимы отображения измерений. Интерес представляет режим ab diagram, показывающий предварительно цветовой охват и произведённые измерения цветов в виде точек в пространстве Lab (см. рис. 4). В свою очередь в режиме Dot gain (рис. 8), можно посмотреть градационные кривые печати, оценить их форму и нелинейность.

Рис. 7. Шкала измерений в PrintOpen

Рис. 8. Градационные кривые печати в PrintOpen

Далее потребуется определить параметры профиля и выполнить его расчёт. Важно задать верное значение максимального уровня суммарного красочного покрытия (Total dot area в пределах 280…340%), максимального уровня черной краски (Maximum black в пределах 90…98%) и оптимальный уровень замены серой составляющей GCR Setting. В результате пользователь получает файл с расширением *.icc или *.icm – это и есть файл-профиль. Его следует загрузить в CMS системы ЦП. Как это делать — описано в руководствах, которые обычно поставляются в виде PDF-файлов на дисках в комплекте с системой ЦП.

Оценка стандартных профилей, поставляемых с системой ЦП
Вместо специально построенных профилей цветоделения можно использовать стандартные профили, поставляемые с системой ЦП. Но это нежелательно, потому что:
1. Стандартные профили построены по очень узкой таблице цветов. Общее количество цветовых полей в такой таблице — не более нескольких сотен (рис. 9). Это крайне мало для описания такого нелинейного процесса как цифровая печать. В результате цветоделение по такому профилю даёт высокие ошибки интерполяции, поскольку система управления цветом будет вынуждена в большей степени «догадываться» о необходимом соотношении красок для того или иного цвета, т.е производить программный расчёт CMYK, основываясь на сокращённом наборе известных CMYK-значений.

Рис. 9. Таблица цветов стандартного профиля имеет слишком мало полей

2. Градационные кривые передачи, заложенные в стандартный профиль, могут в значительной степени отличаться от реальных кривых печати на конкретной бумаге. Поэтому цветоделение, выполняемое по стандартному профилю, будет приводить к цветовому искажению. Возможно появление выраженного цветового «отлива» по всему отпечатку, например, синего или красного тона. Эту проблему можно частично компенсировать ручной коррекцией кривых (ручной калибровкой).
3. Стандартные профили имеют кривые баланса серого с очень выраженными «провалами» и «всплесками» (рис. 10). При цветоделении мягких градиентов (особенно серых) это приводит к образованию скачков и полосок в ряде полутоновых областей (рис. 11). Специально построенный профиль не должен иметь подобного эффекта. На рис. 12 показаны кривые баланса серого для специального профиля.

Рис. 10. Кривые баланса в стандартных профилях – буквально, как в песне: «по долинам и по взгорьям»

Рис. 11. Разница в воспроизведение градиентов разительна

Рис. 12. Решение проблемы – специальный профиль

4. Стандартные профили зачастую не способны «раскрыть» цветопередающие возможности принтера в полной мере, их цветовой охват относительно не велик. Специально построенный профиль, как правило, имеет больший цветовой охват (рис. 13). Поэтому, при цветоделении по специальному профилю будут происходить меньшие цветовые искажения из-за сжатия в выходной охват.

Рис. 13. Красная линия – границы охвата, для индивидуально построенного профиля, жёлтая и белая – границы стандартных профилей

Все эти причины указывают на необходимость построения индивидуального выходного профиля. Но даже специально построенный профиль не гарантирует качественного цветоделения под используемую комбинацию «система печати — бумага». Это инструмент, который ещё нужно проверить в деле.

Проверка качества выходного CMYK-профиля

Тестирование выходного профиля проводится по нескольким критериям.
1. Оценка ширины цветового охвата. Такую оценку можно произвести с помощью программы ProfileEditor, входящую в пакет ProfileMaker. Используется функция ToolsGammut View. В окне просмотра цветового охвата профиля удобно вести оценку в режиме 2D (ab), тогда ширина охвата демонстрируется в двухмерном измерении модели Lab, требуется лишь изменять уровень исследуемой яркости Lightness (рис. 14). Имеет смысл сравнивать цветовой охват тестируемого профиля с цветовыми охватами других профилей, которые можно выбрать в списке в левом верхнем углу окна диолога. Интересно сравнивать профили, построенные для разных видов бумаги, а также охват построенного профиля с охватом стандартного профиля системы.

Рис. 14. Сравнение охватов двух профилей, построенных для разных видов бумаги

2. Оценка искажений при цветоделении по выходному профилю. Удобнее всего выполнять такую оценку в Adobe Photoshop. Для этого берём RGB оригинал и преобразуем в CMYK с помощью команды Convert to Profile. В окне преобразования, нужно выбрать тестируемый профиль и метод преобразования Relative Colorometric. Включая и выключая флажок Preview, оцениваем вносимые искажения в цвета оригинала при цветоделении (рис. 15). Такие искажения закономерны, если цвета оригинала не попадают в цветовой охват выходного профиля. Чем шире охват профиля, тем меньше искажения. В идеале, ненасыщенные и средне насыщенные цвета (например, кожа человека) оригинала вообще не должны искажаться. По критерию искажений при цветоделении интересно сравнить несколько профилей, построенных на основе одних и тех же измерений, но в разных программах (например, в ProfileMaker и PrintOpen), а так же стандартный профиль.

Рис. 15. Оценить искажения в оригинале при цветоделении можно с экрана

3. Оценка действия выходного профиля в процессе печати. Здесь возможны два подхода: напечатать оригинал, цветоделённый по выходному профилю в Photoshop и оригинал, цветоделённый по выходному профилю в CMS системы ЦП. В первом случае цифровые значения файла не должны поменяться в процессе печати, т. е. печать происходит в режиме выключенной CMS в RIP системы ЦП (рис. 5). А во втором случае, следует выполнить настройки CMS в RIP для выполнения автоматического цветоделения по выходному профилю (рис. 16).

Рис. 16. Настройки CMS в PS-драйвере Canon iRC

Может возникнуть закономерный вопрос: если цветоделение выполняется в RIP системы ЦП, то на печать можно посылать макет в RGB? Возможно и такое. Но в большинстве случаев макеты готовят в CMYK, поэтому разработчик макета должен ещё до печати цветоделить макет. Но по какому профилю? В идеале, конечно, по специально отстроенному выходному профилю системы ЦП. Однако это не всегда возможно. Во-первых, выходных профилей может быть несколько под разные материалы, а дизайнер не всегда знает, на каком материале в конечном итоге будет печататься тираж. Во-вторых, макет может разрабатываться в дизайн-студии, а печататься в другой организации (разнесённый процесс), поэтому у дизайнера попросту не будет выходных профилей системы ЦП. Во всех случаях, где есть неопределенность с процессом печати, а макет нужен в CMYK, лучше всего делать цветоделение по стандартизованному офсетному профилю — ISO Coated. В комплекте с пакетом Adobe CS2 такой профиль поставляется под названием EuropeISOCoatedFOGRA27.icc. Таким образом достигается определённость: дизайнеры готовят макет по стандартизованному профилю ISO Coated, и заказ уже готов для офсетной печати на мелованной бумаге. Если макет потребуется напечатать на «цифре», её система управления цветом выполнит повторное цветоделение, учитывающее цветопередающие параметры цифровой печати на конкретном материале. От печатника потребуется выставить в настройках CMS так называемый входной профиль (Input Profile) равным ISO Coated (см. рис. 16).

Выводы

Современные системы цифровой электрографической печати среднего и высокого уровня способны обеспечивать предсказуемую и стабильную цветопередачу. Для этого пользователю нужно задействовать систему управления цветом, основанную на цветовых профилях. А сами профили рекомендуется индивидуально отстроить для нескольких ключевых комбинаций «печатная система — бумага». Немаловажно и поддержание системы ЦП в стабильном состоянии, для чего требуется её периодическая калибровка. А для того, чтобы дрейф цветопередачи находился в допустимых рамках, требуется обеспечить стабильность параметров окружающей среды и свойств бумаги в процессе печати тиража. Но об этом — в следующей статье.

Об авторе: Сергей Фомин (fomin@promade.ru) руководитель отдела препресс ООО «Промэйд».