Medição de densidade e colorimétrica em aplicações de impressão
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Na impressão moderna, a medição da densidade de cores e da cromaticidade é amplamente usada na confecção de chapas, provas, impressão e mais busca da exatidão e descritividade das cores. Então, o que é densidade? O que é cor? Qual é o papel da densidade na impressão? Qual é o papel da cromaticidade? Quais são os seus instrumentos de medição? Qual é a diferença entre suas respectivas áreas de aplicação? Quais são as deficiências? Estes problemas têm atormentado muitos de nós, incluindo o fato de que muitas vezes vemos muitos problemas como este no fórum vencedor. Com as perguntas acima, começamos a discussão deste artigo. Acredito que os leitores terão uma compreensão e distinção mais abrangentes entre medidas de cromaticidade e densidade.
Densidade e cromaticidade
A chamada densidade é o logaritmo da refletância ou transmitância recíproco medido em um manuscrito reflexivo ou transmissivo (por uma questão de discussão, discutiremos apenas o caso de um manuscrito reflexivo). Parece que esse conceito é muito abstrato, é refletividade, é recíproco e é logarítmico, mas com um pouco de cuidado descobriremos que a fonte mais direta dos valores de densidade medida é calculada medindo-se a refletividade. possuído. A refletância é também o único fator que pode afetar o valor da densidade. Quanto mais forte a capacidade do objeto de absorver a luz, menor a refletividade do objeto e maior a refletividade do objeto. A relação entre os três é certa.
Vamos dar uma olhada no que é uma medição colorimétrica.
A cromaticidade, como o próprio nome sugere, é uma medida de cor. Essa medida é uma descrição "objetiva" da cor. A razão pela qual é objetivamente citada é porque é baseada na fisiologia visual do olho humano. Mas é a percepção visual média de cor para a maioria das pessoas. Essa métrica pode ser expressa na forma de um valor. Existem três formas métricas comumente usadas da norma: CIEXYZ, CIELAB, CIELUV. Isso é um pouco como a ponderação de comprimento das diferentes unidades que usamos (por exemplo, a relação entre polegadas e centímetros), exceto que não há relação de conversão absoluta entre elas.
A partir da discussão acima, sabemos o que é a densidade e o que é a cromaticidade (pelo menos, deve haver uma impressão aproximada), então vamos dar uma olhada nas diferentes ferramentas de medição usadas para medir a densidade e a cromaticidade.
Ferramentas de medição de densidade e colorimétrica
É óbvio que o densitômetro é usado para medir a densidade. Existem dois tipos principais de valores de medição para material impresso usando um densitômetro, um é a densidade de cor espectral de banda estreita e o outro é a densidade de cor de banda larga espectral. A banda estreita e banda larga do espectro são principalmente realizadas por diferentes filtros. O medidor de densidade usando um filtro de banda larga é claro a densidade de banda larga espectral, e a banda estreita é o oposto. O densitômetro que usamos varia dependendo da situação. Por exemplo, as medições de banda estreita adicionam sensibilidade a pequenas mudanças na densidade e são menos semelhantes à resposta visual humana do que as medições de filtro de banda larga. A medição de densidade de banda estreita é usada principalmente para medir o ganho de pontos, a superimposição, a espessura da camada de tinta e a resistência da tinta. A medição da densidade do filtro de banda larga não depende do valor absoluto da distribuição espectral, mas da distribuição da radiação espectral relativa, que está sempre relacionada à densidade espectral relativa do sensor utilizado para medição da densidade e à transmitância espectral do filtro. . As medições de banda larga são usadas principalmente para avaliar a matiz, a escala de cinza, a transparência e a correção de cores.
Agora vamos deixar de lado o problema da banda larga e da banda estreita, e geralmente falar sobre o problema do medidor de densidade. Na medição de provas impressas, o medidor de densidade usa três filtros de cores diferentes, o mais comum é o filtro de cores complementar que usa tinta (geralmente tinta de cor padrão), como o filtro para medição amarela. Utilizou-se azul (λ = 430 nm), cor verde para magenta (λ = 530 nm) e vermelho (λ = 620 nm) para medição ciano básica. Tais medidas são claramente direcionadas para a tinta, não para o olho humano. Essa medida só pode nos informar a quantidade relativa de determinada tinta na impressão impressa, isto é, se uma determinada quantidade de tinta no local de medição é suficiente e se a densidade desejada é atingida. Ao mesmo tempo, uma certa gama de contraste de cores pode ser feita, e esse contraste tem pouco a ver com a visão do olho humano.
Desta forma, descobrimos que a capacidade do medidor de densidade para medir e indicar matiz é limitada. O medidor de densidade não é um colorímetro. Embora as leituras dos três filtros de cores usadas simultaneamente possam ser usadas para indicar a matiz. No entanto, essa indicação de matiz é bastante imprecisa e não pode atender às necessidades de medição de cores de impressão. Para mais necessidades (por exemplo, análise da brancura do papel, análise da cor do original, etc.), a medição da cromaticidade começou a receber mais atenção.
Existem dois tipos principais de medição de cromaticidade. O primeiro método é usar o colorímetro fotoelétrico para medir a cor. O colorímetro fotoelétrico é muito semelhante ao medidor de densidade, em princípio, e sua aparência, método de operação e até mesmo o preço de compra são bastante próximos. O colorímetro fotoelétrico exibe diretamente os valores tristimulares x- (λ), y- (λ), z- (λ) e a maioria também converte os valores tristimulares em escalas de espaço de cores, por exemplo, convertidas em escalas CIELAB, mas a maioria tem Apenas um ou dois tipos de iluminação, por isso a cor medida com o colorímetro nem sempre mostra a cor visual. Além disso, o CIELAB não é um sistema de cores ideal para impressão porque não pode calcular a cor como o CIELUV. saturação. Os colorímetros fotoelétricos são suficientes para determinar a aberração cromática e, portanto, podem ser usados na gráfica para medir a comparação de diferenças de cores. Muitos colorímetros fotoelétricos de alta qualidade também são precisos o suficiente para medir a cor absoluta e a diferença de cor relativa, mas, em geral, as pessoas preferem usar um espectrofotômetro para realizar as tarefas acima.
Um colorímetro pode ser considerado como um refletômetro ou um densitômetro sem um transdutor logarítmico, mas com um conjunto especial de filtros coloridos. Claro, esta é uma maneira de realizar medições colorimétricas. A finalidade do conjunto adicional de filtros de cor é pesar os comprimentos de onda individuais do espectro em cada canal do colorímetro com base nos valores tristimulares espectrais da CIE. Mas um colorímetro é diferente de um densitômetro. Envolve um problema de refletividade em vez de um problema de logaritmo, mas a refletividade é facilmente convertida em densidade e vice-versa. Considera-se que os componentes espectrais do colorímetro tenham uma boa relação linear com a sensibilidade visual humana. Mas, na verdade, isso é impossível (envolvendo o problema da condição de Lutero *), de modo que o colorímetro fotoelétrico tem erros em princípio.
O segundo método é um método de medir cores usando um espectrofotômetro. Assim como o colorímetro fotoelétrico com filtro de três cores pode ser considerado como um instrumento de medição de refletividade especial, o espectrofotômetro também pode ser visto assim, mas ao contrário do colorímetro fotoelétrico, o espectrofotômetro mede a totalidade de um objeto. Espectros de reflectância visível, os espectrofotómetros são medidos ponto a ponto no domínio espectral visível, isto é, em alguns pontos discretos, medindo tipicamente um ponto a cada 10 ou 20 nm, medindo 16 a 31 pontos no intervalo de 400-700 nm. Alguns espectrofotômetros medem o espectro continuamente, enquanto o fotômetro de três cores mede apenas três pontos, então o espectrofotômetro pode fornecer muito mais informações, pelo menos por 16 pontos. .
Os espectrofotômetros medem a cor como um fenômeno físico que não é dominado pelos observadores. Para obter o valor tristimular, ele pode integrar o espectro de reflexão e explicar a cor como uma resposta visual. É o instrumento de medição de cores mais flexível.
Alguns fenômenos no processo de impressão, como cobertura de pontos de papel, intensidade de tinta, etc., são essencialmente fenômenos físicos ocorrendo em uma banda estreita, e é claro que é melhor usar medições de banda estreita para avaliação. No entanto, deve-se notar que medidas de densidade estreitas não podem ser usadas para medir a cor visual, mas medidas espectrofotométricas podem resolver esse problema. Como as medições que faz são medidas de banda estreita, é suficiente para amostrar o espectro, de modo que as medições de cor compatíveis com a visão podem ser feitas. Para executar o tipo esperado de medição (banda estreita ou banda larga), um programa de cálculo pode ser pré-programado para o espectrofotômetro. Muitos novos espectrofotômetros incluem um computador que executa controle de qualidade de cópia de impressão padrão e medições de banda estreita de acordo com o programa, mas é significativamente mais caro do que um densitômetro.
É bem conhecido que o método mais básico de medir a cor é o método visual subjetivo. Este método é para combinar visualmente a cor desconhecida de acordo com a cor no cromatograma. Os dados de cor medidos pelo espectrofotômetro são mais finos que a resolução do olho humano. Isso é útil para analisar a concentração do pigmento. Só precisa se basear em algumas fórmulas. Ao realizar cálculos, a quantidade de matérias-primas pode ser analisada e controlada.
De acordo com o valor medido do espectrofotômetro, o valor de densidade e o valor de cromaticidade podem ser calculados (mas o cálculo inverso está incorreto); o fenômeno do metamerismo pode ser analisado; o novo espectrofotômetro também pode converter diretamente os dados espectrofotométricos em outras cores. Os parâmetros do sistema são os mesmos que o colorímetro.
Medição de densidade e medição colorimétrica em aplicações de impressão:
Primeiro, para produzir uma tonalidade consistente e consistente dos impressos, o operador da impressora parece compensar a mudança nos parâmetros de impressão ajustando a tinta. No meio da impressão, quando o ganho de ponto muda, a cor de impressão sobreposta muda significativamente. O operador da impressora irá manter ou reconstruir a correspondência entre a impressão e a prova padrão, ajustando a quantidade de tinta. A quantidade de tinta impressa na folha impressa afeta a quantidade de ganho de pontos e, inversamente, o ganho de pontos também pode ser controlado pela alteração da densidade do sólido.
Ajuste automático para melhor controle do processo. A impressora é controlada pela quantidade de tinta entregue. Com base nessa premissa, o valor de malha esperado é quantificado (na imagem, o observador vê a matiz e a saturação de cor) e a densidade da malha é medida (em vez da densidade do sólido). É possível. Devido à síntese de cores, o observador vê a luz vermelha, verde e azul-violeta refletida pela impressão, que atinge o olho para formar uma visão colorida abrangente. Alterar o ganho de pontos e a sobreimpressão de tinta tem um efeito significativo na cor da impressão. A quantidade de luz violeta vermelha, verde e azul que forma a cor da impressão pode ser exibida na tela e comparada com a amostra de impressão padrão, o que possibilita controlar a cor da impressão. consistência.
O densitômetro pode efetivamente medir a refletividade da luz vermelha, verde e azul-violeta em uma dada superfície. Portanto, um novo densitômetro pode ser usado para medir a superfície da malha especificada na prova de cor ou na folha padrão, e o valor medido é usado como valor de controle ou valor alvo ao imprimir na superfície. Quando o material impresso passa pela máquina de impressão, a parte correspondente na folha impressa é medida e o valor medido é comparado com o valor alvo, de modo que o controle automático da qualidade do material impresso possa ser realizado.
O densitômetro mede a densidade na folha de produção após zerar na folha padrão e a compara à leitura de densidade na mesma parte da folha padrão. O valor medido pode indicar se o conteúdo de amarelo, magenta e ciano é igual. Se o valor da folha de produção se desviar de zero, isso indica que a imagem impressa não corresponde mais à folha padrão e pode ter que ser corrigida. As três leituras de densidade exibirão as correções necessárias. A leitura do densitômetro não indica uma mudança nas condições de impressão, mas indica uma mudança na espessura da camada de tinta. Compensar as alterações nas condições de impressão fará com que a superfície de medição retorne ao equilíbrio das cores vermelho, verde e azul-violeta.
A folha de produção pode ter a matiz correta sem a saturação correta, em cujo caso todas as três leituras de densidade estarão erradas. As correções necessárias podem ser indicadas com base no tamanho e no equilíbrio das leituras, e manter o equilíbrio de cores é mais importante do que manter a saturação de cores adequada.
O que não é conhecido neste momento é a quantidade correta de alterações de matiz e cor aceitáveis. Se essas quantidades forem determinadas, o algoritmo pode ser determinado, programado e adicionado ao sistema. A experiência anterior apontou que é mais preciso se o densitômetro for zerado no papel sem zerar a pré-amostra. Essa necessidade é determinada experimentalmente.
Os itens de teste para a maioria dos sistemas de controle de cores são os mesmos e os itens são combinados em diferentes formas por diferentes motivos. Os itens de teste que podem ser incluídos são blocos de pontos sobrepostos em campo, sobreimpressos, blocos de pontos de equilíbrio de cinza de três cores, ganho de ponto, fantasma, deslizamento ou exposição de placa.
Em segundo lugar, para impressão multicolor, a medição de densidade é desvantajosa. Ele não combina com a visão de cores do olho humano, e as pessoas não podem usar a linguagem de medição de densidade para trocar informações de cores clara e efetivamente com os clientes. No entanto, essa troca de informações está se tornando cada vez mais importante no momento. As especificações do produto devem ser explicadas pelo método que o cliente pode entender. A medição de cores tornou-se um objeto de pesquisa indispensável para a impressora. Somente a medição de cores pode expressar a cor que o olho vê e qual diferença de cor é aceitável.
O sistema de classificação de cores reconhecido internacionalmente é o espaço de cores CIE desenvolvido pela CIE em 1931. O diagrama de cromaticidade padrão CIE inclui todos os matizes e a saturação da cor aumenta gradualmente de dentro para fora.
As coordenadas CIE podem ser transformadas em um espaço de cores CIELAB e CIELUV tridimensional por transformação matemática. Esses dois espaços de cores combinam a precisão dos métodos matemáticos com as vantagens da distribuição equidistante da cor visual. Esses sistemas foram usados no sistema de controle de cores CPC da Heidelberg e seus benefícios são principalmente três:
Primeiro, é suficiente conseguir uma correspondência objetiva entre a cor copiada e a cor da amostra, independentemente das mudanças nas condições de iluminação e das percepções subjetivas da cor;
Segundo, esses sistemas são aplicáveis em qualquer processo de correspondência de cores na indústria, sem quaisquer restrições;
Em terceiro lugar, elas são excelentes ferramentas para impressoras para garantir a qualidade de impressão.
Observar a cor é uma coisa, imprimir essa cor é outra questão. A escolha da cor é um comportamento subjetivo e a determinação das tolerâncias das cores a serem copiadas requer critérios objetivos. Como a impressora deve trocar idéias com os clientes sobre problemas de cores e, ao mesmo tempo, fazer uma descrição correta das cores exibidas? Frequentemente usada no controle do processo de impressão é a linguagem de medição de densidade, que ainda é limitada a tintas padrão na impressão e não é considerada superficial. De fato, a medição da densidade da tinta tem uma desvantagem: não é o resultado da avaliação da cor como o olho humano, mas apenas da espessura da camada de tinta. Para uma correspondência objetiva de cores baseadas em visuais, a medição de cores espectroscópicas é um pré-requisito. Assim como as impressões digitais são uma característica única de uma pessoa, as características de cada cor são determinadas pela sua posição de comprimento de onda. Por meio da medição de cromaticidade, o comprimento de onda espectral pode ser convertido em um determinado ponto no espaço de cores CIELAB e a cor pode ser objetivamente comparada.
Neste sistema, a aberração cromática é expressa como a diferença na posição da cor, expressa por ΔE, e se houver uma grande aberração cromática na avaliação subjetiva, o valor ΔE também é grande (ou seja, o desvio posicional também é grande) independentemente da sua cor.
A transferência de valores de matiz do original para o impresso exige uma extensa experiência e familiaridade com os vários processos envolvidos, portanto, os processos de separação de cores, triagem, revisão e impressão devem ser adequadamente combinados. No entanto, devido à necessidade de converter o sistema RGB no equipamento de pré-impressão para o sistema CMYK do processo de compensação, surgem algumas dificuldades especiais. Se a medição colorimétrica for introduzida no processo de impressão, a cor pode ser determinada diretamente na gráfica, e qualquer imagem refletida, como um original fotográfico, uma pré-amostra e uma amostra tirada na impressora, pode ser medida (contanto que estes sejam medidos). Os valores de cromaticidade são comparáveis). Desta forma, o sistema de controle e ajuste de tinta da prensa pode ser usado para ajuste rápido, mantendo as flutuações de cor na impressão dentro da faixa de tolerância.
Na indústria de impressão, as medições colorimétricas são úteis para entender o processamento de cores, o design de produtos e instrumentos e as medições colorimétricas têm algumas vantagens distintas.
Atualmente, a aplicação da medição colorimétrica na indústria gráfica é principalmente a seguinte:
1 Controle de qualidade de matérias-primas, especialmente controle de tinta e papel, em algumas plantas de impressão, isso se tornou um trabalho de rotina. Os dados espectrofotométricos são valiosos para medir a brancura do papel;
2 para desenvolver especificações precisas para padrões de tinta e papel;
3 Medição analítica do balanço de cinza, melhor reprodução de tom e correção de cor para diferentes tintas, papéis e condições de impressão;
4 analisar a cor da prova e a correspondência do papel de impressão e analisar as características de cromaticidade do pigmento usado no processo de pré-amostragem;
5 analisar a diferença entre a gama de cores de um conjunto de reprodução de tinta e a gama de cores de cada conjunto de tintas;
6 analisar a relação entre o original e a imagem copiada;
7 Adotar especificações de medição de croma para melhorar o grau de produção padronizada para economizar materiais, reduzir erros e melhorar a qualidade do produto;
8 controle de qualidade de cores impressas;
9 análise da composição do pigmento correspondente à cor pontual;
10 Correção de cor precisa no dispositivo de separação de cores para controlar a reprodução de cores na impressora.
Palavras-chave: cromaticidade, densidade, medidor de densidade, colorímetro, espectrofotômetro
* Luther condição: A densidade visual deve ser medida com um filtro visual. A transmitância espectral τ (λ) do filtro e a sensibilidade espectral relativa S (λ) do sensor devem ser combinadas para simular a sensibilidade espectral do olho humano V (λ). ), isto é, satisfazer a seguinte fórmula: τ (λ) ≈V (λ) / S (λ)