Como está a capacidade de reprodução de cores dos dispositivos Landa

O equipamento de impressão digital Landa usa tecnologia de nano tinta, que tem a vantagem do tamanho de partícula de pigmento ultra-pequeno, apenas dezenas de nanômetros, em comparação com o tamanho de partícula das tintas tradicionais de cerca de 500 nm. Essas partículas de pigmento em nanoescala podem penetrar e aderir melhor à superfície de diferentes substratos, formando uma espessura de imagem de apenas 500 nm. Essa espessura é menos da metade das imagens tradicionais em tinta offset. Neste momento, a tinta adere apenas à superfície do substrato e não penetra no interior, e a saturação da cor e a clareza da imagem impressa são excelentes. O equipamento de impressão digital Landa pode atingir impressão de 4 a 8 cores por impressão a jato de tinta com resolução de 600 dpi ou 1200 dpi, dos quais o equipamento de alimentação de folha suporta até 7 cores (CMYK + OGB) e o equipamento rotativo suporta até 8 cores (CMYK + OGB + branco). De acordo com dados oficiais, a configuração CMYK de 4 cores pode cobrir 84% da gama de cores Pantone, enquanto a configuração CMYK+OGB de 7 cores pode cobrir até 96% da gama de cores Pantone.

Este artigo conta com o equipamento de impressão digital alimentado por folha Landa da Shenzhen Jiuxing Printing and Packaging Group Co., Ltd. para testar e analisar sua capacidade de reprodução de cores em papelão branco com capacidade quantitativa de 300g/m2. Primeiramente, o equipamento é linearizado para medir a uniformidade de saturação e gradação de seu monocromático e, em seguida, o arquivo ICC do equipamento é analisado para avaliar seu desempenho de gama de cores e desempenho de cobertura de cores especiais.

Investigação do algoritmo central de reprodução de cores do sistema de impressão digital de 7 cores

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Tipos e princípios de algoritmos de linearização

A linearização de equipamentos de impressão digital é uma tecnologia chave para garantir uma relação linear entre os sinais de entrada e saída do dispositivo. A linearização do canal de 7 cores tem uma complexidade técnica significativa em comparação com o tradicional CMYK de 4 cores. A primeira é o aumento no número de canais, de 4 para 7 significa que o tamanho da tabela de consulta aumenta exponencialmente. Algoritmos de linearização comuns incluem os 4 tipos a seguir:

(1) O algoritmo de ajuste polinomial é o método de linearização mais básico, que realiza a linearização ajustando curvas polinomiais de dados de entrada e saída. As vantagens deste algoritmo são cálculos simples e menos parâmetros, mas a desvantagem é que ele possui capacidade limitada de modelagem para relacionamentos não lineares complexos.

(2) O algoritmo da tabela de consulta (LUT) é o método de linearização mais comumente usado em impressão digital. 1D LUTs são a forma mais simples que processa apenas um único canal da imagem, definindo um valor de saída para cada valor de entrada (0 a 100). A essência da LUT 1D é uma tabela de pesquisa em um espaço-dimensional, e cada valor de entrada é "reposicionado" pela LUT para obter um novo valor de saída, apresentando um relacionamento-para{8}}um correspondente. Um perfil de impressora ICC típico configura uma tabela de consulta 1D (1D LUT) com base no número de canais de cores no dispositivo e, em seguida, usa uma tabela de consulta 3D (3D LUT) para concluir o mapeamento de gama de cores e a conversão de cores.

(3) O algoritmo de regressão linear local tem um bom desempenho no gerenciamento de cores, especialmente em cenários de amostra de pequeno e médio-tamanho estimados por tabelas de consulta de impressão digital, e seu desempenho é melhor que redes neurais, regressão polinomial e funções spline. A ideia central do algoritmo é usar o conjunto de regressão linear local de pontos de vizinhança para cada ponto da grade para ajustar o hiperplano linear pelo critério de mínimos quadrados ponderados e estimar cada componente de cor de saída separadamente.

(4) Algoritmos de aprendizagem profunda representam a mais recente direção de desenvolvimento da tecnologia de linearização. A tecnologia moderna foi capaz de realizar o modelo de linearização de canais de cores impressos com base em redes de aprendizagem profunda e, com o método de compensação de densidade de cores não linear multidimensional feedforward on-line, pode alcançar ampla gama de cores, alta linearidade e saída de impressão digital contínua e estável.

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Algoritmos de gerenciamento de cores multi-canais

O gerenciamento de cores-multicanal para dispositivos de 7-cores requer suporte a algoritmos especiais. No sistema CMYK tradicional de 4 cores, o gerenciamento de cores concentra-se principalmente no equilíbrio de quatro cores: azul, magenta, amarelo e preto, enquanto o sistema de 7 cores precisa considerar a interação de 7 cores ao mesmo tempo. Em um sistema de 7 cores, cada cor pode interagir com as outras 6 cores, e essa relação multidimensional de cores requer modelos matemáticos mais complexos para ser descrita. No sistema CMYK tradicional, o preto é usado principalmente para equilíbrio da escala de cinza e economia de tinta, enquanto no sistema de 7 cores, a adição de laranja, verde e azul torna a mistura de cores mais complexa. Algoritmos de separação de cores comumente usados ​​incluem os dois tipos a seguir:

(1) Os modelos compostos Neugebauer são ferramentas importantes para o processamento de impressão multi-colorida. Este modelo é uma versão generalizada do modelo Neugebauer que subdivide todo o espaço de cores XYZ em várias partições de volume, prevê os pesos dos componentes de cores dentro de uma determinada partição e serve como função para determinar os valores XYZ das três cores básicas para essa partição. Este método pode lidar efetivamente com relações de cores complexas em um sistema de 7 cores.

(2) O algoritmo de conversão de espaço de cores multi-canais precisa considerar o relacionamento de mapeamento entre diferentes espaços de cores. Ao converter de um espaço de cores de dispositivo (CMYKOBG) para um espaço de cores padrão (como CIE Lab), você precisa estabelecer funções de conversão precisas. Estudos mostraram que é um esquema técnico eficaz para estabelecer a relação entre o espaço do dispositivo e o espaço CIE XYZ por meio de um relacionamento tri-dimensional e para obter a separação de cores usando três-interpolações lineares entre os valores da tabela de pesquisa e das colunas da tabela.

Preparação experimental e testes

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Equipamentos e equipamentos de teste

(1) Equipamento de teste: equipamento de impressão digital Landa, nano tinta de 7 cores (CMYK + OGB);

(2) Papel de teste: papelão branco Asia Pacific Symbo Yinbo 300g/m2;

(3) Instrumento de medição: espectrofotômetro X-rite i1io;

(4) Software de teste: EFI Fiery Color Profiler Suite (CPS);

(5) Condições ambientais: temperatura 25±2 graus, umidade 55%±5%.

02Processo e etapas de teste

(1) Etapa 1: Imprima o gráfico de linearização. Pré-aqueça o equipamento de impressão digital Landa por mais de 30 minutos e use o EFI Fiery Color Profiler Suite (CPS) para gerar o gráfico de linearização. O sistema de impressão digital Landa é configurado com tabelas de cores de linearização que variam de 4 a 7 cores. Este artigo usa o exemplo de 7 cores. A tabela de 7 cores possui 54 cores por canal, totalizando 378 manchas de cores, com cobertura de área de pontos variando de 0 a 100%.

(2) Etapa 2: Medir o gráfico de linearização. Aguarde o gráfico de linearização secar e use o CPS i1iO para concluir a medição de dados para os 7 canais de cores.

(3) Etapa 3: desenhe a curva de tom. Corresponda os dados medidos com os dados teóricos para desenhar as curvas de tom para os 7 canais. Analise a diferença entre os dados medidos e os dados alvo, selecione um algoritmo de linearização apropriado e calcule a curva de linearização.

(4) Etapa 4: Imprimir gráficos para criação de arquivo ICC. Use a curva de linearização da Etapa 3 para imprimir gráficos para criação de arquivos ICC, como iT8.

(5) Etapa 5: Calcule e gere o arquivo ICC. Depois que o gráfico iT8 secar, meça-o com CPS i1iO, salve os dados e escolha um algoritmo de separação de cores apropriado para gerar o arquivo ICC. Este arquivo ICC representa a gama máxima de cores para a combinação atual de dispositivo e papel.

Coleta e análise de dados

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Análise de Linearização de Dispositivos

Os valores medidos do gráfico de dados de linearização são mostrados nas Figuras 1 e 2. A Figura 1 mostra a relação entre a área de pontos de cada um dos 7 canais de cores e o valor de luminosidade L* correspondente do CIE Lab. Os pontos da figura são pontos de amostragem para cada canal, e a curva é o ajuste de um spline quadrático. O ajuste do spline quadrático não pode expressar a relação de mapeamento entre a cobertura da área de pontos e a luminosidade; uma função de mapeamento mais complexa é necessária para descrever a correspondência entre áreas de pontos igualmente espaçadas e níveis de luminosidade visual.

Figura 1 Relação entre área de ponto e valor de brilho

A Figura 2 mostra a variação de matiz e saturação máxima das cores em seis canais de cores. Na figura, os canais roxo e magenta apresentam curvatura significativa com o aumento da saturação, indicando que a uniformidade de matiz desses dois grupos de cores não é boa. É claro que a uniformidade de matiz também está relacionada à uniformidade do espaço de cores do CIE Lab. Para os canais amarelo e laranja, a não-uniformidade de croma também é bastante aparente. Por exemplo, no canal amarelo, o espaçamento entre os pontos é uniforme abaixo do valor ab* de 50, mas acima de 50 o espaçamento aumenta; o canal laranja se comporta de forma semelhante ao canal amarelo e, por volta de 40, também ocorre sobreposição de pontos, resultando em outliers. Portanto, fenômenos como curvatura de matiz e não{10}}uniformidade de croma aumentarão a complexidade do desenvolvimento de algoritmos de linearização e separação de cores.

Figura 2 Saturação de cores e desempenho de matiz de cada canal

Combinando a Figura 1 e a Figura 2, a cor saturada ideal do dispositivo pode ser determinada. A Tabela 1 mostra a correspondência entre o croma máximo do papelão branco 300g/m2 utilizado neste estudo e o croma do papel Tipo 8 conforme ISO 12647-2.

Tabela 1 Comparação de cromaticidade e croma entre o sistema de impressão digital Landa e o papel ISO 12647-2 tipo 8

Os dados da Tabela 1 indicam que, com exceção do magenta, cujo croma é inferior ao do papel ISO 12647-2 CD1, o croma das cores primárias do sistema de impressão digital Landa consegue cobrir integralmente o croma dos 8 tipos de papéis definidos pela ISO. Pode-se, portanto, inferir que o sistema de impressão digital Landa pode atender perfeitamente aos padrões de impressão offset da ISO 12647-2 através de ajustes lineares adicionais e, claro, também pode atender aos requisitos para certificações como G7 e C9.

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Análise de gama de dispositivos

Após a linearização, o perfil ICC produzido expressa as características de cores atuais do sistema de impressão digital. Conforme mostrado na Figura 3, trata-se de uma comparação entre a gama do sistema de impressão digital Landa e a gama Adobe RGB (1998). A gama do sistema de impressão digital Landa e a do Adobe RGB (1998) não possuem uma relação de contenção simples. Na faixa de brilho médio, do azul ao verde, e na faixa de brilho baixo, do vermelho ao azul, a gama do sistema de impressão digital Landa contém a gama Adobe RGB (1998); enquanto na faixa de alto brilho, de verde a amarelo e de vermelho a amarelo, está contido na gama Adobe RGB (1998).

Figura 3 Comparação do sistema de impressão digital Landa com a gama de cores Adobe RGB (1998)

Essa situação indica que ao usar a cartolina branca experimental combinada com o sistema de impressão digital Landa para processos de impressão de alta{0}}fidelidade, a capacidade de reprodução de tons saturados de amarelo, laranja e verde é um pouco mais fraca. Se for utilizado papel com maior brancura, ele poderá ser melhorado.

A Figura 4 mostra a comparação da gama de cores do sistema experimental de impressão digital Landa com a gama GRACoL2006_Coated. O gráfico comparativo mostra que a gama de cores do sistema de impressão digital Landa abrange basicamente a gama GRACoL2006_Coated. Em particular, as áreas de-brilho médio-a-verde e vermelha-a-azul cobrem completamente a gama GRACoL2006_Coated; no entanto, na área de-brilho verde-a{13}}amarelo muito alto, a gama GRACoL2006_Coated é um pouco maior. Esta situação indica que a combinação da cartolina branca experimental e do sistema de impressão digital Landa é capaz de reproduzir as cores da impressão offset ISO 12647-2. Se for utilizado papel com brancura ligeiramente superior, a reprodução das cores nas áreas de alto brilho será melhor.

Figura 4 Comparação do sistema de impressão digital Landa com GRACoL2006_Coated Color Gamut

Figuras 5 e 6, usando a função de simulação de cores especiais do ORIS X Gamut,统计了在色差公差 Menor ou igual a 3和 Menor ou igual a 52种情况下Landa数字印刷系统可还原的Pantone专色色域的比例. A Figura 5 mostra que quando a tolerância é menor ou igual a 3, 94,9% das amostras de cores Pantone 2390 podem ser correspondidas; A Figura 6 mostra que quando a tolerância é menor ou igual a 5, 98,6% das amostras de cores Pantone 2390 podem ser correspondidas. Os resultados deste experimento confirmam a precisão da afirmação oficial de Landa de que a configuração CMYK OGB de 7 cores pode cobrir até 96% da gama de cores Pantone.

Figura 5 Cobertura do sistema de impressão digital Landa da gama de cores Pantone (tolerância de diferença de cor menor ou igual a 3)

Figura 6 Cobertura do sistema de impressão digital Landa da gama de cores Pantone (tolerância de diferença de cor menor ou igual a 5)

Em resumo, este experimento testou a capacidade de reprodução de cores do sistema de impressão digital Landa usando o papelão branco de 300g/m² comumente usado pela empresa. A análise dos principais dados durante o processo de captura revelou que: a capacidade de cores primárias CMYK do sistema de impressão digital Landa pode corresponder ao papel ISO 12647-2 CD1 e pode cobrir totalmente os outros sete tipos de papel; em comparação com a gama de cores Adobe RGB, a gama de 7 cores do sistema de impressão digital Landa é relativamente menor em áreas de alto brilho e ligeiramente maior em áreas de brilho médio. Caso a impressão de alta fidelidade seja realizada utilizando primários Adobe RGB, recomenda-se utilizar papel com maior brancura; a gama de 7 cores do sistema de impressão digital Landa inclui basicamente a gama de cores GRACoL2006_Coated, pode corresponder totalmente ao padrão de cores ISO 12647-2 e quando a diferença de cores é menor ou igual a 3, pode corresponder a mais de 94% da gama de cores Pantone.