Всё для Учёбы — студенческий файлообменник
1 монета
doc

Лекция № 7 «Синтез цвета при многокрасочной печати» по Технологии печатных процессов (Ольшевская Е. Е.)

1. Возможности полиграфического репродукционного процесса.

2. Аддитивный синтез получения заданного цвета.

3. Субтрактивный синтез получения заданного цвета.

4. Спектральные кривые отражения.

5. Расчет цвета субтрактивного синтеза.

6. Расчет цвета растровых оттисков.

7. Расчет цветового различия.

8. Явление муара при многокрасочном печатании.

9. Расчет красочных смесей.

1. Возможности полиграфического репродукционного процесса. Процесс многокрасочного печатания — процесс многократного получения одинаковых по заданным показателям цветных оттисков путем последовательного переноса с цветоделенных форм на запечатываемый материал.

Многокрасочное печатание делится на следующие виды

1) 2-х-красочное (2 формы и 2 краски);

2) 3-х-красочное (3 формы и 3 краски);

3) 4-х-красочное (4 формы и 4 краски).

При двухкрасочном печатании цветное изображение получают путем последовательного наложения двух красок. Примером такой печати может служить дуплекс-автотипия. Печатание ведется с двух форм, растровые сетки которых располагаются под разными углами, различающимися на 30 или 45°. Одна форма предназначена для печатания темной контурной, а другая светлой цветной краской.

Однако наибольшее распространение получили 3-х и 4-х-красочное печатание. И в том и в другом случае производится трехкрасочный синтез комплектом триадных красок (желтой, пурпурной и голубой). В качестве четвертой, как правило, применяют ахроматическую (серую или черную) краску. Растровые сетки печатных форм также располагаются под разными углами.

Печатание пятью и более красками применяют в тех случаях, когда необходимо воспроизвести строго регламентированные цвета, а также в тех случаях, когда изображение состоит из ряда фоновых участков, каждый из которых имеет особую окраску (атласы цветов, мозаика).

Сравнительно недавно (60-е гг. XX в.) из-за невозможности проведения растрового процесса при изготовлении форм трафаретной печати высокохудожественные цветные репродукции печатались с трехсот и более форм. При этом получали оттиски очень высокого качества. Однако повышенное количество печатных форм приводило к росту себестоимости продукции, к повышению трудоемкости процесса и к увеличению сроков выпуска.

Для удовлетворения массового спроса на цветную репродукцию, для снижения ее стоимости и сроков изготовления наибольшее применение получили 3-х и 4-х-красочные варианты офсетной, высокой и глубокой печати. Однако степень использования этих способов печатания в выпуске многокрасочной продукции неодинакова. Наибольшая часть этой продукции приходится на долю офсетного способа печатания. Это связано с:

1) наименьшей себестоимостью офсетных печатных форм;

2) высокой производительностью и оперативностью формного и печатного процессов,

3) высоким качеством цветоделительных процессов и процесса печатания.

Вследствие особенностей печатной формы давление печати в офсете имеет наименьшую величину и распределяется более равномерно, чем в остальных способах, благодаря чему в офсете не нужна приправка. По скорости печатания способ офсетной печати несколько уступает способу глубокой печати, но значительно превосходит высокую печать, где не используется рулонный ротационный принцип печатания многокрасочной продукции.

Толщина слоя краски на оттисках офсетной печати меньше, чем на оттисках других способов печатания, соответственно меньше и интервал оптической плотности при использовании черной краски. Но при 4-х-красочном печатании интервал оптических плотностей для способов высокой и офсетной печати практически становится равным, что подтверждается денситометрическими нормативами.

Большое влияние на цветовую характеристику изображения на оттиске, оказывает деформация печатающих элементов на форме и оттиске. В офсете искажение растровых элементов в значительной мере предупреждается путем сбалансированной подачи краски и влаги. Благодаря этому краска не заходит за пределы печатающих элементов формы, так как влага препятствует проникновению краски на пробельные элементы. В высокой печати краска, постепенно накапливаясь, забивает пробелы, особенно в тенях изображения. По этой причине офсетная печать обеспечивает более точную передачу градации изображений, чем высокая печать.

В офсетной и высокой печати градационная и цветовая характеристики изображения на оттиске определяются (при постоянной толщине слоя краски) размерами площадей растровых элементов. В глубокой печати эти характеристики определяются толщиной слоя краски на оттиске. При этом, растровая система используется с двоякой целью: во-первых, растр обеспечивает получение на форме опорных линий для ракеля, а во-вторых, он создает микрокапиллярные ячейки, способные удержать маловязкую краску во время перемещения формы от красочного аппарата к зоне контакта печатной пары. При получении оттиска часть краски, особенно в полутонах и тенях изображения, затекает на участки, соответствующие опорным линиям. Вследствие этого толщина слоя краски на оттиске меняется, и не однозначно, а в зависимости от влияния дополнительных факторов (например, от смачивающей способности красок, физико-химических свойств бумаги и др.). Поэтому в настоящее время отсутствует система расчета цвета изображения на оттисках глубокой печати.

Таким образом, из этого следует, что наиболее точным и управляемым является офсетный способ печатания.

2. Аддитивный синтез получения заданного цвета. При многокрасочной печати перенос краски может происходить по-разному:

1) на незапечатанный участок оттиска;

2) на запечатанный участок оттиска;

3) частично на запечатанный и частично на незапечатанный участки оттиска.

В современной растровой 3-х и 4-х-красочной высокой и офсетной печати красочные слои располагаются таким образом, что в светах полутонового изображения имеет место первый вариант наложения, в тенях второй, а в полутонах — третий. Так осуществляется синтез цветов при многокрасочном печатании.

Существуют два способа получения заданного цвета: аддитивный и субтрактивный. Оба эти способа нашли применение и в многокрасочном печатании.

Аддитивный синтез основан на смешении простых и сложных излучений на сетчатке глаза. В практике многокрасочного печатания аддитивный синтез достигается методом пространственного смешения цветов, при котором используется ограниченная разрешающая способность глаза. Если размеры световых потоков меньше разрешающей способности глаза, то глаз не в состоянии разделить их пространственно. И если эти потоки имеют разную интенсивность, они, действуя на одно и то же место сетчатки, воспринимаются как один поток суммарной интенсивности или суммарного цвета. Такой способ реализован в многокрасочном растровом печатании. Например, отдельные разноокрашенные растровые элементы в светах многокрасочного оттиска (при линиатуре растра 60 лин/см) воспринимаются не раздельно, а в виде сплошного пятна, цвет которого зависит от соотношения количеств единичных красок.

Аддитивный синтез подчиняется законам Грасмана. Согласно первому закону, любой цвет может быть получен при смешении трех линейно независимых цветов. А это означает, что при смешении любых двух из этих цветов не должен получаться третий. Наиболее подходящей является комбинация основных цветов: красного, зеленого и синего. В международной системе измерений этим цветам соответствуют параметры X, У, , представляющие собой векторы единичных цветов. Для получения цвета Ц их нужно смешать в количествах х, у, z, называемых координатами цвета, и это сочетание может быть описано следующим линейным уравнением:

Ц = хХ + уУ + z. (1)

Другой закон аддитивности определяет цвет как самостоятельную величину. Согласно этому закону, цвет смеси зависит только от цветов смешиваемых компонентов и не зависит от их спектрального состава. Поэтому если смешивается несколько цветов, например Ц1, Ц2, Ц3:

Ц = Ц1 + Ц2 + Ц3, (2)

то при замене одного из цветов в правой части этого уравнения другим цветом, вызывающим одинаковое с ним возбуждение глаза, результирующий цвет левой части уравнения не нарушится. Таким образом, цвет простого излучения можно заменить цветом сложного излучения, и наоборот.

Этот закон позволяет описывать цвета простыми математическими соотношениями. Так, например, чтобы сложить несколько цветов, достаточно каждый из цветов представить в виде суммы основных цветов в соответствии с первым законом:

Ц1 = х1Х + у1У + z1. (3)

Ц2 = х2Х + у2У + z2.

Ц3 = х3Х + у3У + z3.

После сложения получим:

Ц = Ц1 + Ц2 + Ц3 = (х1 + х2 + х3)Х + (у1 + у2 + у3)У + (z1 + z2 + z3)  (4)

Уравнение (4) свидетельствует, что при сложении цветов складываются координаты цветов, ее составляющих.

Расчет координат цвета объектов производится на основании определения на спектрофотометре значений спектральных коэффициентов отражения или пропускания при стандартном источнике освещения, у которого известна относительная функция распределения мощности излучения , а кроме того, известны значения функции кривых сложения цветов . При этих условиях координаты цвета могут быть рассчитаны следующим образом:

; (5)

; .

3. Субтрактивный синтез получения заданного цвета. Субтрактивный синтез, в отличие от аддитивного, основан не на сложении, а на вычитании цветов. Образование цвета происходит при прохождении белого цвета, содержащего основные цвета, через прозрачные окрашенные среды. В этом случае цвет возникает вследствие избирательного поглощения части излучения Цп из общего Ц. После прохождения через окрашенную среду общее излучение изменит свой цвет на цвет Ц:

Ц = Ц  Цп (6)

Если на пути излучения будет находиться несколько сред, то вычитаемое в уравнении (6) будет состоять из нескольких элементов. Поскольку при субтрактивном синтезе используется несколько сред, они не могут быть окрашены в основные цвета, так как каждая из таких сред поглощала бы по две трети спектра. При попарном сочетании эти среды будут полностью поглощать проходящее через них излучение. В связи с этим для субтрактивного синтеза применяют среды, окрашенные не в основные, а в дополнительные цвета: желтый, пурпурный, голубой. Среды, окрашенные в эти цвета, пропускают две трети и поглощают одну третью часть спектра светового излучения. Поэтому для многокрасочного печатания применяют краски, окрашенные в эти цвета, комплект которых называется триадой.

При трехкрасочном печатании синтез цветов осуществляется на основе применения трех красок, каждая из которых поглощает один из основных цветов. Особенность его заключается еще и в том, что в красочном слое избирательное вычитание одних излучений и пропускание других происходит дважды. Излучение сначала проходит через красочный слой до подложки, а затем, отражаясь от нее, вторично проходит тот же слой и поступает в глаз наблюдателя.

Чтобы пропущенная часть излучения имела максимальную величину, краска должна обладать в зоне пропускания прозрачностью, а подложка должна характеризоваться высокими неизбирательным значением спектрального коэффициента отражения. Поэтому при проведении трехкрасочного печатания используют главным образом мелованную бумагу, отличающуюся высокой белизной.

Рассмотрим схемы образования цветов при субтрактивном синтезе.

Рисунок иллюстрирует случай идеального субтрактивного синтеза, выполненного при условии:

1) использования источника с единичными основными излучениями;

2) красок, абсолютно прозрачных в зонах пропускания и полностью поглощающих одну третью часть спектра;

3) подложки, полностью отражающей падающий свет.

При таком идеальном синтезе отраженные излучения по интенсивности не будут отличаться от падающих. Причем, как бы ни менялась толщина красочных слоев, эффект отражения не будет меняться. Если вместо идеальной подложки, характеризующейся 100%-ным отражением по всему спектру, взять, например, отражающую равномерно 80% упавшего света, то все отраженные излучения, прошедшие слой краски, не будут больше этой величины. Отсюда следует, что для получения цветов, кроме рассмотренных, надо менять интенсивность основных излучений. Практически это осуществить невозможно, и не нужно по той причине, что у реальных триадных красок, в отличие от идеальных, поглощающая способность в зонах поглощения зависит от толщины слоя краски или от концентрации в ней пигмента. Чем меньше толщина слоя краски, тем в большем количестве проходит излучение в зоне поглощения и тем выше светлота полученного цвета и меньше его насыщенность. Именно эта особенность реальных красок создавать при наложении разнотолщинных слоев различные комбинации цветов использована в глубокой печати.

Однако реальные краски обладают тем недостатком, что в зонах пропускания они характеризуются дефектом частичного поглощения.

4. Спектральные кривые отражения. Рассмотрим спектральные кривые отражения для желтой, пурпурной и голубой красок. Подложкой для получения оттисков при этом будет высококачественная мелованная бумага, коэффициент отражения которой был условно принят равным 100%. Причем кривые 1 получены при толщине слоя краски, равной 0,75 мкм; 2 — 2,25 мкм, 3 — 4,5 мкм.

Для желтой краски на участке видимого спектра (от 480 до 700 нм) при изменении толщины слоя, поглощения светового потока практически не происходит. На участке в диапазоне от 400 до 480 нм из-за большой поглощающей способности красок спектральный коэффициент отражения при увеличении или уменьшении толщины слоя краски претерпевает большие изменения.

Спектральные кривые пурпурной краски свидетельствуют, что она обладает наиболее высокой поглощающей способностью в зоне от 480 до 580 нм). На участке в пределах от 580 до 700 нм она обладает высокой пропускающей способностью, а на другом участке (в пределах от 400 до 480 нм) она сильно поглощает падающее излучение. Поэтому на офсетных оттисках, где толщина ее слоя равна примерно 1 мкм, коэффициент отражения в этой зоне колеблется до 30%.

Спектральные кривые голубой краски характеризуются заметной поглощающей способностью по всему спектру. Наибольшим поглощением она обладает на участке длин волн в пределах от 580 до 700 им, но и в зоне пропускания (в пределах от 400 до 580 им) ее спектральные коэффициенты отражения зависят от толщины слоя краски, что свидетельствует о способности краски поглощать в данной зоне часть проходящего излучения.

Отличие реальных триадных красок от идеальных не ограничивается только зависимостью их поглощающей и пропускающей способности от толщины слоя на оттиске. Другой особенностью реальных красок является их светорассеивающая способность. Триадные краски представляют собой неоднородные системы, в которых частицы пигмента имеют показатель преломления , отличающийся по величине от показателя преломления связующего вещества , поэтому на границах раздела «пигмент—связующее» происходит отражение света. Чем больше разница в показателях преломления этих веществ, тем больше будет величина коэффициента отражения от границ раздела. При этом коэффициент отражения определяется по формуле:

. Чтобы обнаружить эффект светорассеяния, необходимо наносить краску на подложку, полностью поглощающую доходящее до нее излучение. В этом случае от слоя краски будут отражаться только излучения, рассеянные пигментом. Такой подложкой на практике может служить черная фотографическая бумага, отражающая не более 10% падающего света. Светорассеяние будет изменяться изменением толщины слоя краски.

Слои желтой краски при небольших толщинах в наибольшей степени отражают излучения зеленой зоны и в несколько меньшей красной. При больших толщинах, приближающихся к бесконечно толстому слою и начинающихся примерно с 1 мм, эти различия сглаживаются. Пурпурная краска рассеивает только в красной зоне. При бесконечно толстом слое она отражает преимущественно в красной зоне. Наименее рассеивающейся является голубая краска. Даже в бесконечно толстом слое она характеризуется незначительным рассеянием в сравнительно узкой части синей зоны спектра. Поэтому ее можно отнести к виду частично поглощающих и частично пропускающих красок.

Из практики печатных процессов известно, что голубая краска при толщине слоя на оттиске 1 мкм фактически не обладает рассеянием, а две другие желтая и пурпурная при той же толщине характеризуются небольшим рассеянием в указанных выше зонах. Это дает возможность установить порядок их наложения. Если рассеивающая желтая краска будет печататься последней, то ее рассеивающая способность скажется на результирующем цвете субтрактивного синтеза. Поэтому, исходя из указанных свойств, их следует печатать в последовательности: Желтая—Пурпурная—Голубая. Этой последовательности придерживаются в глубокой печати и в некоторых случаях в офсетной и высокой печати. Однако, что из-за специфических физико-химических и реологических свойств красок, этот порядок нарушается.

Рассмотрим зависимость спектральных коэффициентов отражения и рассеяния от толщины слоя краски .

Спектральный коэффициент отражения является суммой двух коэффициентов отражения, один из которых определяется поглощающей способностью краски, а второй ее рассеивающей способностью. С ростом толщины слоя краски уменьшается, а наоборот, возрастает и при некоторой толщине слоя краски принимает постоянное значение, равное . Эта величина не меняется при дальнейшем увеличении толщины слоя краски. Таким образом, пределом суммарного коэффициента отражения является .

5. Расчет цвета субтрактивного синтеза. Цвет вещества определяется его химическим строением. Следовательно, с увеличением в веществе количества молекул, абсорбирующих излучение данной длины волны, будет возрастать его поглощающая способность. Увеличить же количество таких молекул можно, изменяя или их концентрацию, или толщину слоя вещества. Этой закономерности подчиняются и печатные краски.

Расчеты координат цвета можно произвести методом зональной системы измерения цвета. В этой системе за единичные цвета приняты красный, зеленый и синий. Их получают путем пропускания «белого» света через три светофильтра.

Любой цвет в зональной системе можно представить в виде суммы трех единичных цветов (Цк, Цз, Цс), взятых в количествах, равных зональным коэффициентам отражения.

Ц = кЦк + зЦз + сЦс

Цветовые характеристики при использовании зональной системы измерений определяются следующим образом:

1) относительная яркость равна

. 2) колориметрическая насыщенность равна

, где — наибольший коэффициент отражения в одной из зон;

— наименьший коэффициент отражения в одной из зон;

— зональный коэффициент отражения в одной из зон, значение которого больше , и меньше .

6. Расчет цвета растровых оттисков. При проведении печатного процесса с растровых форм офсетной и высокой печати, где (в отличие от глубокой печати) толщина слоя краски на оттиске является почти постоянной величиной, различие в цвете отдельных участков изображения на репродукции объясняется изменением площади растровых элементов. Эти элементы могут находиться на некотором расстоянии друг от друга, а также частично или полностью перекрывать друг друга. В результате такого размещения растровых элементов всех трех красок происходит пространственное смешение их отраженных излучений с образованием разнообразных цветов.

Произведем расчет координат цвета отдельных участков растрового оттиска.

Допустим, что площадь элементарного участка будет равна S. Часть этой площади занята отдельными растровыми элементами, запечатанными желтой, пурпурной и голубой красками. Обозначим площади этих элементов соответственно через Sж, Sп, Sг. В пределах общей площади находятся также частично и полностью совмещенные растровые элементы двух и трех красок. Площади этих элементов равны: Sжп, Sпг, Sгж, Sгпж. Незапечатанную часть общей площади обозначим через Sб. При достаточно высокой линиатуре растра глаз не будет замечать дискретного характера красочного изображения, и цвет учас тка определится аддитивной смесью отраженных излучений.

Так как на элементарном участке площадью S содержится большое количество растровых точек разного цвета, то можно принять, что распределение этих точек по каждой краске и по совмещенным площадям подчиняется вероятностным соотношениям.

Обозначим через вероятность запечатывания части площади S желтой краской, через — пурпурной, — голубой.

Каждое из этих соотношений соответствует значению относительной площади растровых элементов. Поэтому примем, что , , . Вероятность того, что на элементе может отсутствовать одна из красок, равна: для желтой — , для пурпурной — , для голубой — .

Вероятность запечатывания оттиска одной из красок при отсутствии двух других будет равна:

— для желтой краски ,

— для пурпурной краски ,

— для голубой краски .

Вероятность перекрытия одной краски другой будет равна:

— для бинара пурпурной и голубой ,

— для бинара желтой и голубой ,

— для бинара желтой и пурпурной .

Вероятность совмещения трех красок:

. Вероятность полного отсутствия всех красок:

. Если площади и координаты цвета отдельных красок, их попарных и тройных наложений известны, то координаты цвета участка S на основании закона аддитивности определяется следующей системой уравнений:

Система трех уравнений разработана для случая печатания цветной репродукции с форм, растровые элементы которых расположены под разными углами, а также может быть использована для контроля и сопоставления цвета пробных и тиражных оттисков. При этом объектами контроля могут служить не участки изображения, а градационные растровые шкалы с известными величинами относительной площади печатающих элементов.

Если расчет ведется для одной краски, то уравнения принимают более простой вид. Например, для желтой краски:

, ,

. Для расчета цвета оттисков с бинарным наложением красок, например при совмещении желтой и голубой красок, та же система уравнений примет вид

, , . Данная система уравнений не учитывает влияния светорассеяния в бумаге на оптическое расширение растровых элементов. Для учета эффекта светорассеяния попытались ввести в уравнение поправочный коэффициент. Однако из-за отсутствия физического смысла этого коэффициента использование его не представляется целесообразным. Более правильным является другой метод учета оптического увеличения растровых элементов на оттисках.

Световое излучение, падающее на бумагу, не полностью отражается от ее поверхности. Большая его часть проникает в объем бумаги, и после рассеяния волокнами выходит наружу. Интенсивность отраженного излучения любого участка незапечатанной бумаги имеет одно и то же постоянное значение (см. рис.). Если бумага запечатана растровой сеткой, то рассеянное излучение, идущее из объема бумаги, не будет полностью выходить наружу через пробельные участки оттиска. Часть его будет поглощаться красочным слоем. В результате, интенсивность излучения, отраженного от пробельных элементов оттиска, не будет распределена равномерно. Около границы раздела незапечатанной поверхности бумаги и красочного слоя происходит заметное снижение интенсивности отраженного излучения. Зона сниженной интенсивности отраженного света имеет ширину , величина которого не зависит от площади печатающих элементов и определяется рассеивающей способностью бумаги. Для различных видов мелованной бумаги она равна 2—4 мкм. для офсетной бумаги 5—7 мкм, бумаги для высокой печати 8—9 мкм. Прирост относительной площади (или площади ореола светорассеяния) равен произведению на периметр печатающего элемента на форме L и на линиатуру растра А (лин/см) в квадрате:

В офсетной печати краска с печатающих элементов переходит с формы сначала на промежуточную поверхность, а затем на бумагу. Такой процесс сопровождается постепенным растискиванием краски за пределы печатающих элементов. В результате на оттисках, кроме оптического, возникаем дополнительное увеличение размеров растровых элементов В высокой печати растровые элементы формы увеличиваются в размерах при накате краски. Поэтому и на оттиске те же элементы имеют увеличенные размеры. Если обозначить ширину ореола растискивания через , то общая относительная площадь приращения (оптического и в результате растискивания) будет равна:

Эта величина должна быть включена в систему уравнений и в ее частные выражения. Например:

,

7. Расчет цветового различия. При многокрасочной печати тиража на оттисках наблюдаются постепенно нарастающие изменения цвета или всего изображения, или отдельных его участков. Это происходит из-за нарушения технологических режимов печатания, приводящих к изменению соотношения количества отдельных красок, поступающих на форму и на запечатываемый материал.

Одной из причин колебаний количества краски является изменение ее вязкости вследствие нагрева. Релаксация напряжений в декелях высокой и офсетной печати приводит к уменьшению давления печатания и к уменьшению количества краски на оттисках. Увеличение количества краски может происходить из-за забивания ею пробельных элементов формы высокой печати или поверхности офсетного полотна. Кроме того, в офсете из-за нарушения баланса «краска—увлажняющий раствор» могут наблюдаться усиление или ослабление печатающих элементов на форме, а следовательно, и на оттисках. Изменение цвета красок происходит из-за загрязнения их бумажной пылью. Эти и ряд других причин, приводящих к получению разнооттеночных оттисков, требуют контроля, как режимных факторов, так и технологических показателей, в том числе и цвета. Контроль цвета не может ограничиться только определением характеристик сравниваемых оттисков. Он должен установить, находятся ли эти характеристики в пределах допустимых отклонений.

Расчет цветового различия можно производить по следующим формулам:

, ,

, . Каждая из этих величин определяется по следующим формулам:

, , . где X, Y, Z — координаты цвета эталона или оттиска.

X0 = 98,04; Y = 100; Z = 118,1 — координаты цвета идеально белого эталона.

8. Явление муара при многокрасочном печатании. На цветоделенных формах высокой и офсетной печати растровые элементы расположены под определенным углом. Это связано с условиями проведения печатного процесса — оптические свойства печатных красок и точность их совмещения.

При изготовлении цветоделенных форм часто применяют растры линиатурой 54 и 60 лин/см и более. При таких линиатурах минимальный диаметр круглого растрового элемента на формах офсетной печати равен 15—20 мкм. На формах высокой печати он несколько больше — 20—30 мкм. Следовательно, при полном совмещении допуск на приводку должен быть 0,001 мм. Данный допуск должен быть выдержан на протяжении печатания всего тиража.

В настоящее время полиграфические предприятия могут обеспечить допуск на совмещение многокрасочной продукции 0,1 мм и менее. Именно поэтому оказался целесообразным поворот систем отдельных красок.

Однако, как показала практика, поворот растровых систем не может производиться произвольно. Поскольку при любой комбинации углового расположения растровых систем на оттисках возникает цветной узор или муар. Изучение муара при различных углах поворота, одной из двух растровых крестообразных сеток показало, что он отсутствует при установке их на один и тот же угол. Но при незначительном угловом смещении одной из них он появляется. Причем сначала возникает резко заметный муар, получивший название квадратного, так как его узор состоит из подобных элементов. При увеличении угла поворота он уменьшается и при 20° практически становится невидимым. При дальнейшем-повороте одной из растровых сеток появляется малозаметный розеточный муар с переменным характером его рисунка. При 70° вновь возникает сначала малозаметный, а затем все более возрастающий вплоть до 90° квадратный муар. Указанная закономерность чередования двух видов муара повторяется по всей окружности четыре раза.

Присутствие квадратного муара на оттиске из-за его резкой выраженности недопустимо. Поэтому формы для двухкрасочного печатания изготавливают таким образом, чтобы углы между растровыми сетками обеспечивали получение на оттиске только розеточного муара. Наименее заметен розеточный муар при 30-градусной установке второго растра. Таким образом, углы поворота растровых систем должны быть 0° и 30°.

Рассмотрим общую причину появления муара. Вследствие поворота отдельных растров на разные углы растровые элементы различных красок в принципе не должны совпадать друг с другом, однако на практике они совпадают. Если один растр неподвижен, а второй повернут, то центр его вращения может совпадать с центром растровой точки второго растра. В результате на отдельных участках оттиска растровые элементы будут разобщены, на других они будут частично перекрыты, а на некоторых будут полностью совпадать. А это сопровождается периодическим изменением оптической плотности отдельных участков изображения и их цвета от некоторого минимума до некоторого максимума, что определяет не только характер рисунка муара, но и его контраст. Наиболее явно подобная периодичность наблюдается при возникновении квадратного муара, в вершинах которого располагаются полностью совмещенные растровые элементы. Расстояние между ними вдоль одной из сторон квадрата называется периодом муара.

Величина периода d, выраженная в мм, зависит от угла поворота  и линиатуры растра. Для системы, состоящей из двух растров, период будет равен:

, где а — растровое расстояние, мм (а = 10/А; А — линиатура растра, лин/см).

Из выражения следует, что с увеличением линиатуры растра (т. е. с уменьшением а) и угла поворота период квадратного муара уменьшается. Это выражение применимо и при использовании трех и более растровых систем, так как в этих случаях квадратный муар чаще всего возникает из-за неправильной установки одного из растров.

Чем выше оптическая плотность красок, тем выше контраст муара. Поэтому черные краски обеспечивают наиболее заметный муар. При многокрасочном печатании наибольшую роль в его образовании, помимо черной, играют голубая и пурпурная краски. Желтая краска в сочетании с этими красками муара практически не образует.

Чем больше толщина слоя краски и выше четкость растровых элементов на оттиске, тем муар заметнее. Поэтому на оттисках высокой печати его контраст выше, чем на оттисках офсетной печати.

Контраст муара зависит также от соотношения площади печатающих и пробельных элементов на оттиске. В наибольшей степени это положение сказывается в глубокой печати. Площадь печатающих элементов форм глубокой печати, как правило, значительно больше площади пробельных. После печатания пробелы в тенях и полутонах изображения затягиваются растекающейся краской. В светах слой краски имеет малую толщину, а сами печатающие элементы характеризуются нечеткостью. Поэтому на оттисках глубокой печати муара не возникает. Вследствие этого формы глубокой печати для трехкрасочного печатания изготавливаются с одним углом поворота растров.

Современные триадные краски обладают сравнительно высокой прозрачностью в зонах пропускания и высокой поглощающей способностью в зонах поглощения, поэтому их можно использовать при соблюдении допуска на совмещение для печатания «точка в точку», т. е. без поворота растровых систем. Исследования показали, что при соблюдении строгих требований к приводке отпечатанные без поворота растров цветные изображения незначительно отличаются от изображений, полученных обычным способом с поворотом растровых систем. При печатании «точка в точку» наблюдается более четкое разделение особенно мелких деталей изображения, лучшее выделение отдельных цветов. Практическое применение этот способ получил, при издании плакатной продукции, где установлены сравнительно высокие допуски на совмещение красок.

9. Расчет красочных смесей. При многокрасочной печати наряду с печатными красками, выпускаемыми заводами, используются также и смесевые краски, которые изготавливаются из готовых непосредственно на полиграфических предприятиях. Смесевые краски готовятся в колористических отделениях. Необходимость составления красочных смесей связано с ограниченным ассортиментом цветных красок и с технико-экономическими соображениями. Например, вместо последовательного печатания желтой, а затем голубой красками, можно, используя смесь тех же красок, получить фон зеленого цвета за один краскопрогон.

Смешение красок производится колористом. При этом он устанавливает количественное соотношение каждой краски в смеси, используя специальные атласы рецептур смесевых красок. В них указываются рекомендуемые виды первичных красок и их количественное соотношение в смесях. Основное содержание атласов составляют оттиски, полученные этими смесями (обычно в виде плашек).

Атлас системы смешения «Радуга», содержит 259 цветов, полученных из восьми первичных и двух ахроматических красок. При этом атласы обладают рядом недостатков:

1) атласы обычно изготавливаются на одном или двух видах бумаги. Значительное отличие тиражной и атласной бумаги по оттенку и другим свойствам приводит к необходимости корректирования весового состава смесевой краски.

2) атлас включает ограниченное количество цветов и оттенков (не более 500 из многих сотен тысяч), поэтому колорист вынужден составлять многие смеси красок на основе своего опыта.

3) ассортимент красок, выпускаемых заводами, непрерывно обновляется, а это требует создания новых атласов.

Поэтому инструментальные методы расчета красочных смесей имеют большое преимущество.

Методы расчета основываются на следующих показателях:

1) спектральные показатели преломления пигментов и связующего вещества;

2) размер и форма частиц пигментов, характер распределения частиц по размерам;

3) светорассеивающая способность пигментов;

4) избирательное поглощение излучения пигментами и связующим веществом.

Расчет красочных смесей был произведен следующим образом. Экспериментально на мелованной бумаге триадными красками с разной концентрацией пигмента (1—20%) были получены оттиски-плашки с постоянной толщиной красочного слоя, равной 1,5 мкм. После снятия кривых отражения оттисков на спектрофотометре были определены коэффициенты отражения красочных слоев с разной концентрацией пигмента и коэффициенты отражения бумаги. Обработка данных показала линейную зависимость оптической плотности желтой, пурпурной и голубой красок от концентрации пигмента при одинаковой толщине красочного слоя (см. рис.).

Оптическая плотность смеси будет равна сумме оптических плотностей смешиваемых красок:

А так как оптическая плотность каждой краски равна произведению , то получим:

, где — коэффициент поглощения частиц пигмента;

h — толщина красочного слоя;

С — концентрация пигмента.

После того, как будут определены концентрации желтого, пурпурного и голубого пигментов в смеси, можно определить весовое количество каждой краски.

Расчет смесей может производиться с использованием вместо спектрофотометра трехфильтрового денситометра. В этом случае для расчета красочной смеси необходимо предварительно (в лабораторных условиях) получить оттиски выбранных первичных красок с разной толщиной их слоя (в пределах 0,5—2,5 мкм). Затем на денситометре за тремя зональными фильтрами определить оптическую плотность каждого оттиска. После этого по известным значениям оптической плотности определить коэффициенты поглощения и произвести для выбранного оригинала расчет относительного количества каждой краски, входящей в смесь.

В условиях производства не всегда можно проводить сложные расчеты рецептур красочных смесей. Поэтому был разработан упрощенный способ расчета смесей по номограммам. Он предусматривает использование, наряду с трехзональным денситометром отраженного света, комплекта из двух номограмм, построенных на основе предварительной оценки оптических и цветовых характеристик стандартных триадных красок. Изморенные на денситометре зональные оптические плотности оригинала последовательно наносятся на соответствующие номограммы, на которых затем путем несложных геометрических построений определяются относительные количества красок, образующих искомый цвет.

Однако расчет по номограммам выполняется с некоторой ошибкой. Значение ошибки возрастает при использовании оригиналов, выполненных красками, спектральная характеристика которых не совпадает со спектральной характеристикой триадных красок. Для получения более точной репродукции существуют специальные методы корректировки расчета.

Одним из таких методов является вычитание цветных красок. Данный метод возник в результате изучения спектрофотометрических и зональных кривых отражения многокрасочных растрированных оттисков, и, прежде всего их участков, соответствующих полутонам и теням. На этих участках при обычном цветоделении присутствуют три цветные (желтая, пурпурная и голубая) и четвертая черная краски. Количество любой краски на каждом из таких участков оттиска определяется занятой ею площадью. В то же время для каждого из этих участков после измерения, например, на денситометре можно установить значения зональных плотностей.

Рассмотрим в качестве примера один из таких участков. Пусть цвет его определяется следующими значениями зональных плотностей: , , . Полученный в результате совмещения всех трех красок зеленый цвет состоит фактически из ахроматической доли, определяемой наименьшей плотностью зеленой зоны (в данном случае 0,44), и условной хроматической доли, характеризующейся зональными плотностями, значения которых превышают плотность ахроматической доли. Это позволяет утверждать, что зеленый цвет, аналогичный измеренному, можно получить путем печатания не тремя, а только двумя цветными красками, применяя в качестве третьей черную краску.

При этом используется первое правило вычитания: вычитается та краска, цвет которой является дополнительным к основному цвету, имеющему на измеряемом участке изображения наименьшую зональную плотность. В данном примере наименьшей оказалась плотность зеленой зоны. Дополнительным к основному зеленому является пурпурный цвет, следовательно, вычитаться (причем полностью) будет пурпурная краска, а две оставшиеся краски (желтая и голубая) будут воспроизводиться меньшими площадями, чем при обычном цветоделении.

Согласно второму правилу вычитания, растровые площади выделяемых красок должны соответствовать их зональным плотностям в хроматической доле. Из данного примера следует, что в хроматической доле дополнительная к синей зоне желтая краска должна передаваться площадями, соответствующими плотности 0,14 (0,58  0,44), а дополнительная к красной зоне голубая краска должна передаваться площадями, соответствующими плотности 0,3 (0,74  0,44).

Согласно третьему правилу вычитания, растровые площади черной краски соответствуют установленной оптической плотности ахроматической доли цвета (т. е. плотности, равной ).

Таким образом, метод вычитания цветных красок основан на исключении одной из триадных красок, значительном уменьшении количества двух других и увеличении количества черной краски. По сравнению с обычным четырехкрасочным синтезом он характеризуется следующими преимуществами:

1) значительным снижением стоимости красок, используемых при печатании тиража;

2) снижением затрат на противоотмарочные средства и закрепление красок на оттиске;

3) созданием условий для повышения скорости печатания;

4) обеспечением стабильности печатного процесса;

5) обеспечением воспроизведения более сбалансированной нейтральной серой шкалы.

Показать полностью…
Похожие документы в приложении