Kakva je sposobnost reprodukcije boja Landa uređaja?

Oprema za digitalni ispis Landa koristi tehnologiju nano tinte, koja ima prednost ultra-male veličine čestica pigmenta, samo nekoliko desetaka nanometara, u usporedbi s veličinom čestica tradicionalnih tinti od oko 500 nm. Ove pigmentne čestice u nanomjeri mogu bolje prodrijeti i prianjati na površinu različitih podloga, tvoreći sliku debljine samo 500 nm. Ta je debljina manja od polovice debljine tradicionalnih ofsetnih slika tintom. U ovom trenutku tinta prianja samo na površinu podloge i ne prodire unutra, a zasićenost boja i jasnoća ispisane slike su izvrsni. Oprema za digitalni tisak Landa može postići ispis od 4 do 8 boja inkjet ispisom pri rezoluciji od 600 dpi ili 1200 dpi, od čega oprema za štampanje u listovima podržava do 7 boja (CMYK+OGB), a rotacijska oprema podržava do 8 boja (CMYK+OGB+bijela). Prema službenim podacima, 4-bojna CMYK konfiguracija može pokriti 84% Pantone raspona boja, dok 7-bojna CMYK+OGB konfiguracija može pokriti do 96% Pantone raspona boja.

Ovaj se rad oslanja na opremu za digitalni tisak Landa Shenzhen Jiuxing Printing and Packaging Group Co., Ltd. u listovima za testiranje i analizu sposobnosti reprodukcije boja na bijelom kartonu s kvantitativnim kapacitetom od 300 g/m2. Najprije se oprema linearizira kako bi se izmjerila zasićenost i jednolikost gradacije njezine jednobojnosti, a zatim se ICC datoteka opreme analizira kako bi se procijenila izvedba raspona boja i izvedba pokrivenosti spot bojama.

Istraživanje osnovnog algoritma reprodukcije boja 7-bojnog digitalnog tiskarskog sustava

01

Vrste i principi linearizacijskih algoritama

Linearizacija opreme za digitalni ispis ključna je tehnologija za osiguranje linearnog odnosa između ulaznih i izlaznih signala uređaja. Linearizacija kanala sa 7 boja ima značajnu tehničku složenost u usporedbi s tradicionalnim CMYK 4 boje. Prvi je povećanje broja kanala, s 4 na 7 znači da se veličina pregledne tablice eksponencijalno povećava. Uobičajeni algoritmi linearizacije uključuju sljedeće 4 vrste:

(1) Algoritam prilagodbe polinoma je najosnovnija metoda linearizacije, koja ostvaruje linearizaciju prilagodbom polinomskih krivulja ulaznih i izlaznih podataka. Prednosti ovog algoritma su jednostavni izračuni i manje parametara, ali nedostatak je što ima ograničenu sposobnost modeliranja za složene nelinearne odnose.

(2) Algoritam tablice pretraživanja (LUT) najčešće je korištena metoda linearizacije u digitalnom ispisu. 1D LUT-ovi su najjednostavniji oblik koji obrađuje samo jedan kanal slike, definirajući izlaznu vrijednost za svaku ulaznu vrijednost (0 do 100). Bit 1D LUT-a je tablica pretraživanja u jedno-dimenzionalnom prostoru, a LUT "repozicionira" svaku ulaznu vrijednost kako bi se dobila nova izlazna vrijednost, predstavljajući odgovarajući odnos jedan-na-jedan. Tipični ICC profil pisača konfigurira 1D tablicu pretraživanja (1D LUT) na temelju broja kanala boja na uređaju, a zatim koristi 3D tablicu pretraživanja (3D LUT) za dovršetak mapiranja raspona boja i pretvorbu boja.

(3) Algoritam lokalne linearne regresije ima dobre rezultate u upravljanju bojama, posebno u malim i srednjim -scenarijima uzorka procijenjenim pomoću tablica za pretraživanje digitalnog ispisa, a njegova izvedba bolja je od neuronskih mreža, polinomske regresije i spline funkcija. Temeljna ideja algoritma je korištenje lokalnog linearnog regresijskog skupa točaka susjedstva za svaku točku mreže kako bi se prilagodila linearna hiperravnina prema ponderiranom kriteriju najmanjih kvadrata i zasebno procijeniti svaku komponentu izlazne boje.

(4) Algoritmi dubokog učenja predstavljaju najnoviji smjer razvoja tehnologije linearizacije. Moderna tehnologija uspjela je realizirati model linearizacije ispisanih kanala boja koji se temelji na mrežama dubokog učenja, a s online feedforward više-dimenzionalnom nelinearnom metodom kompenzacije gustoće boje, može postići širok raspon boja, visoku linearnost te kontinuirani i stabilni digitalni ispis.

02

Više{0}}kanalni algoritmi upravljanja bojama

Više{0}}kanalno upravljanje bojama za uređaje sa 7-boja zahtijeva posebnu podršku algoritma. U tradicionalnom CMYK sustavu s 4 boje, upravljanje bojama uglavnom se fokusira na ravnotežu četiriju boja: plave, magenta, žute i crne, dok sustav sa 7 boja mora uzeti u obzir interakciju 7 boja u isto vrijeme. U sustavu od 7 boja, svaka boja može komunicirati s ostalih 6 boja, a ovaj višedimenzionalni odnos boja zahtijeva složenije matematičke modele za opis. U tradicionalnom CMYK sustavu crna se uglavnom koristi za ravnotežu sivih tonova i uštedu tinte, dok u sustavu sa 7 boja dodavanje narančaste, zelene i plave čini miješanje boja složenijim. Često korišteni algoritmi za odvajanje boja uključuju sljedeće dvije vrste:

(1) Kompozitni Neugebauerovi modeli važni su alati za obradu više{1}}bojnog ispisa. Ovaj model je generalizirana verzija Neugebauerovog modela koji dijeli cijeli prostor boja XYZ u nekoliko volumenskih particija, predviđa težine komponenti boje unutar dane particije i služi kao funkcija za određivanje XYZ vrijednosti tri osnovne boje za tu particiju. Ova metoda može učinkovito obraditi složene odnose boja u sustavu od 7 boja.

(2) Više{1}}kanalni algoritam pretvorbe prostora boja treba uzeti u obzir odnos preslikavanja između različitih prostora boja. Prilikom pretvorbe iz prostora boja uređaja (CMYKOBG) u standardni prostor boja (kao što je CIE Lab), trebate uspostaviti precizne funkcije pretvorbe. Studije su pokazale da je to učinkovita tehnička shema za uspostavljanje odnosa između prostora uređaja i CIE XYZ prostora kroz tro-dimenzionalni odnos i za postizanje odvajanja boja upotrebom tro-linearne interpolacije između vrijednosti pregledne tablice i stupaca tablice.

Eksperimentalna priprema i ispitivanje

01

Ispitna oprema i oprema

(1) Oprema za testiranje: oprema za digitalni ispis Landa, 7-bojna nano tinta (CMYK+OGB);

(2) Test papir: 300 g/m2 azijsko-pacifički Symbo Yinbo bijeli karton;

(3) Mjerni instrument: X-rite i1io spektrofotometar;

(4) Testni softver: EFI Fiery Color Profiler Suite (CPS);

(5) Uvjeti okoline: temperatura 25±2 stupnja, vlažnost 55%±5%.

02

Postupak i koraci testiranja

(1) Korak 1: Ispišite grafikon linearizacije. Prethodno zagrijte Landa digitalni tiskarski stroj više od 30 minuta i ispišite linearizirane grafikone koristeći EFI Fiery Color Profiler Suite (CPS). Sustav za digitalni tisak Landa opremljen je lineariziranom tablicom boja od 4 do 7 boja. Ovaj rad uzima 7 boja kao primjer, svaki kanal tablice boja sa 7 boja ima 54 boje, ukupno 378 blokova boja, a stopa pokrivenosti područja točkama je 0~100%.

(2) Korak 2, izmjerite grafikon linearizacije. Pričekajte da se linearizacijski dijagram osuši i dovršite mjerenje podataka 7 kanala boja pomoću CPS+i1io.

(3) Korak 3, nacrtajte gradacijsku krivulju. Sedam gradacijskih krivulja kanala iscrtano je prema podacima mjerenja i teoretskim podacima. Analizira se razlika između izmjerenih podataka i ciljanih podataka, odabire se odgovarajući algoritam linearizacije i izračunava krivulja linearizacije.

(4) Korak 4: Ispišite ICC datoteku da napravite grafikon. Pozovite krivulju linearizacije u koraku 3 i ispišite dijagram kako biste napravili ICC datoteku, kao što je iT8.

(5) Korak 5, izračunajte i generirajte ICC datoteku. Nakon što se iT8 grafikon osuši, iT8 se mjeri pomoću CPS+i1io, podaci se spremaju i odabire se odgovarajući algoritam za odvajanje boja za generiranje ICC datoteke. Ova ICC datoteka je najveća datoteka raspona boja za trenutnu opremu i papir zajedno.

Prikupljanje i analiza podataka

01

Analiza linearizacije uređaja

Izmjerene vrijednosti grafikona lineariziranih podataka prikazane su na slikama . 1 i 2. Slika . 1 prikazuje odnos između područja svake točke u boji i odgovarajuće L* vrijednosti svjetline CIE Lab boje, točke na slici su točke uzorkovanja svakog kanala, krivulja je prilagodba 2. spline krivulje, prilagodba 2. spline krivulje ne može izraziti odnos preslikavanja između područja točke stopu i svjetlinu, a potrebna je složenija funkcija mapiranja kako bi se opisala korespondencija između područja točaka i razine vizualne svjetline.

Slika 1 Odnos između površine točke i vrijednosti svjetline

Slika 2 prikazuje varijaciju nijanse i maksimalnu zasićenost za šest kanala boja. Na slici se ljubičasti i magenta kanali primjetno savijaju kako se zasićenost povećava, što ukazuje da ujednačenost nijansi ova dva skupa boja nije baš dobra. Naravno, uniformnost nijansi također je povezana s uniformnošću prostora boja laboratorija CIE. Za žute i narančaste kanale, nehomogenost u boji je također prilično očita. Na primjer, u žutom kanalu, razmak između točaka je ujednačen ispod ab* vrijednosti od 50, ali postaje veći iznad 50; narančasti kanal sličan je žutom kanalu i pojavljuje se oko 40 točaka koje se preklapaju, što rezultira odstupanjima. Stoga će problemi poput krivljenja nijansi i nehomogenosti boje povećati složenost razvoja algoritama za linearizaciju i odvajanje boja.

Slika 2 Zasićenost boja i izvedba nijansi svakog kanala

Kombinacijom slike 1 i slike 2 može se odrediti optimalna zasićena boja uređaja. Tablica 1 prikazuje podudarnost između maksimalne boje bijelog kartona od 300 g/m2 korištenog u ovoj studiji i boje ISO 12647-2 tip 8 supstrata.

Tablica 1. Usporedba boja i kroma između Landa Digital Printing System i ISO 12647-2 tip 8 podloga

Podaci iz tablice 1 pokazuju da, osim za magentu, čija je boja niža od one ISO 12647-2 CD1 papira, boja primarnih boja sustava digitalnog ispisa Landa može u potpunosti pokriti boju osam vrsta papira koje definira ISO. Stoga se može zaključiti da Landa sustav za digitalni tisak, daljnjim linearnim prilagodbama, može savršeno odgovarati standardima ofsetnog tiska ISO 12647-2, i naravno također može ispuniti zahtjeve za certifikate kao što su G7 i C9.

02

Analiza raspona uređaja

Nakon linearizacije, generirana ICC datoteka odražava trenutne karakteristike boja sustava digitalnog ispisa. Kao što je prikazano na slici 3, uspoređuje raspon Landa sustava digitalnog ispisa s Adobe RGB (1998). Raspon Landa digitalnog tiskarskog sustava i Adobe RGB-a (1998.) nema jednostavno ograničen odnos. U srednje{6}}svijetlom plavom-do-zelenom području i slabo-svijetlom crvenom-do-plavom području, raspon Landa digitalnog ispisnog sustava obuhvaća Adobe RGB (1998) raspon. Nasuprot tome, u području visoke-svjetlosti zelene-do-žute i crvene-do-žute regije, obuhvaćeno je Adobe RGB-om (1998).

Slika 3. Usporedba Landa Digital Printing System i Adobe RGB (1998) Color Gamut

Ova situacija ukazuje na to da je pri korištenju eksperimentalnog bijelog kartonskog papira sa sustavom digitalnog ispisa Landa za procese ispisa visoke-vjernosti, sposobnost reprodukcije za zasićene žute, narančaste i zelene boje nešto slabija. To se može poboljšati ako se koristi papir veće bjeline.

Slika 4 prikazuje usporedbu između raspona boja eksperimentalnog Landa sustava za digitalni tisak i GRACoL2006_Coated raspona boja. Iz usporedbe je vidljivo da raspon boja Landa sustava za digitalni tisak u osnovi obuhvaća raspon boja GRACoL2006_Coated. Konkretno, plavo-do-zeleno područje i crveno-do-plavo područje srednje svjetline potpuno su unutar GRACoL2006_Coated raspona; međutim, u vrlo visokom{10}}svijetlom zelenom-do-žutom području, raspon GRACoL2006_Coated malo je veći. Ovo ukazuje na to da se kombiniranjem eksperimentalnog bijelog kartonskog papira sa sustavom digitalnog ispisa Landa mogu reproducirati boje ISO 12647-2 ofsetnog tiska, a korištenjem papira s nešto većom bjelinom može se postići bolja reprodukcija boja u područjima visoke svjetline.

Slika 4. Usporedba Landa digitalnog tiskarskog sustava s GRACoL2006_Coated rasponom boja

Slike 5 i 6 koriste ORIS X Gamut funkciju simulacije spot boje za izračun udjela Pantone spot boja koje Landa digitalni ispisni sustav može reproducirati pod dvije tolerancije razlike u boji: Manje od ili jednako 3 i Manje od ili jednako 5. Kao što je prikazano na slici 5, kada je tolerancija Manja ili jednaka 3, 94,9% od 2390 Pantone mrlja boja može se podudaran; Slika 6 pokazuje da kada je tolerancija manja od ili jednaka 5, 98,6% od 2390 Pantoneovih mrlja u boji može se podudarati. Ovaj eksperiment potvrđuje točnost Landine službene tvrdnje da 7-bojna CMYK OGB konfiguracija može pokriti do 96% Pantone palete boja.

Slika 5 Pokrivenost Landa Digital Printing System Pantone palete boja (tolerancija razlike u boji manja ili jednaka 3)

Slika 6. Pokrivenost raspona boja Pantone Landa Digital Printing System (tolerancija razlike u boji manja ili jednaka 5)

Ukratko, ovaj je eksperiment testirao sposobnost reprodukcije boja Landa sustava digitalnog ispisa koristeći bijeli karton od 300 g/m², koji se obično koristi u proizvodima tvrtke. Analiza ključnih podataka prikupljenih tijekom procesa otkrila je da: sposobnost CMYK primarne boje Landa digitalnog tiskarskog sustava može odgovarati ISO 12647-2 CD1 papiru i u potpunosti pokriti ostalih sedam vrsta papira; u usporedbi s Adobe RGB rasponom boja, raspon od 7-boja sustava Landa za digitalni ispis relativno je manji u područjima visoke-osvjetljenosti i malo veći u područjima srednjeg osvjetljenja. Za ispis visoke vjernosti koristeći Adobe RGB kao primarni prostor boja, preporučuje se korištenje papira s većom bjelinom. Raspon od 7 boja Landa digitalnog tiskarskog sustava u osnovi obuhvaća raspon boja GRACoL2006_Coated, može u potpunosti odgovarati standardu boja ISO 12647-2, a kada je razlika u boji manja ili jednaka 3, može se podudarati s više od 94% raspona boja Pantone.