Цветоделе́ние — разделение исходного изображения на цветовые составляющие, каждая из которых содержит только одномерный (численный) уровень — цветовые плоскости. В результате процесса цветоделения, полноцветные документы выводятся с помошью фотонаборного аппарата на четыре пленки, соответствующие базовым цветам модели. Каждый цвет отдельно подвергается растрированию с различными углами наклона растровой сетки. Для каждой пленки изготавливается своя форма для печати. После чего , если машина является однокрасочной, то один и тот же лист бумаги пропускают через печатную машину четыре раза. Гораздо удобней осуществлять печать на машинах, имеющих не менее четырех секций. В таком случае каждую форму устанавливают в отдельном отсеке печатной машины и бумага последовательно проходит через все отсеки с красками. С цилиндра, на котором закреплена форма, краска переносится на офсетный цилиндр, а с него - на бумагу. В результате из печатной машины мы получаем красочное изображение.
Очевидно, для передачи изображения часто достаточно оттенков одного цвета. Если речь идет об излучаемых цветах, то под оттенком цвета подразумевается тот же цвет, но отличающийся по яркости. В черно-белом телевизоре изображение формируется точками люминофора, которые могут светиться с различной яркостью. Иными словами, изображение строится из оттенков серого цвета от черного (минимальная яркость) до белого (максимальная яркость). Если бы люминофор светился, например, коричневым цветом, то изображение было бы построено из оттенков коричневого.
Цвета на отпечатке не излучают свет, поэтому их оттенки отличаются оптической плотностью. Оптическая плотность служит мерой поглощения света. Чем выше оптическая плотность, тем оттенок темнее. Если изображение отпечатано не в оттенках серого, а какого-то иного цвета, говорят, что оно тонировано. Вспомните, например, старые фотографии в тонах сепии.
В компьютерной графике такие изображения называются полутоновыми, поскольку состоят из оттенков одного цветового тона. В графических программах, в том числе и в Photoshop, каждый цвет может иметь 256 оттенков:
от черного (нулевая яркость) до белого (яркость равна 255). Информация о яркостях пикселов изображения хранится в канале. Таким образом, для полутонового изображения достаточно одного канала.
Куда бы мы не посмотрели - всюду нас кружает природа со своим великолепием красок. Вокруг нас зеленая трава и голубое небо, белые снега, оранжевый закат , яркее цветы, птицы, насекомые. В жизни человека роль цвета огромна. Как порой бывает сложно описать цвет того неба, которое мы видим: кто-то воспринимает его сине-голубым, у кого-то оно голубое с биризовым отливом, а кто-то считает небо голубовато-серым. Обойтись без способа точного описания цвета в стандартизированных цифровых выражениях было бы просто невозможно. Цветовые модели являются средствами количественного описания цвета и различия между оттенками цвета.
Основной задачей, которую решают все полиграфические технологии - это высококачественная печать цветных изображений максимально приближенных по воспроизведению цвета к оригиналу. Первым этапом изготовления любого изделия полиграфии является получение оригинала изображения. Качество издания прежде всего зависит от полученного цветного оригинала - фотографий, рисунков, слайдов, графики, в том числе, и компьютерной. Особенно это касается изданий, содержащих много цветных иллюстраций - каталогов, брошюр календарей, рекламной полиграфии и т.д. Цветовоспроизведение в полиграфии – воспроизведение (репродуцирование) цветных оригиналов на оттиске, это одна из основных задач для полиграфии. Вся история развития полиграфических технологий и создание различных способов печатания непосредственно связаны именно с решением этой задачи.
Цвета в природе образуются разным способом. С одной стороны, источники света (солнце, лампочки, экраны компьютеров и телевизоров) ихлучают свет различных длин волн, воспринимаемых глазом как цветной свет. Попадая на поверхность несветящихся предметов, свет частично поглощается, а частично отражается. Отраженное излучение воспринимается глазом, как окраска предметов. Таким образом, цвет объекта аозникает в результате излучения или отражения Описание цвета в первом случае отличается от второго, т.е. применяются разные модели цвета.
Цвета и цветовые различия могут быть выражены с помощью различных математических моделей. Наиболее часто на практике используются четыре модели описания цвета: RGB, CMYK, Lab, HSV (HSL, HSB).
RGB (аббревиатура английских слов Red, Green, Blue — красный, зелёный, синий) — аддитивная цветовая модель, как правило, описывающая способ синтеза цвета для цветовоспроизведения. В российской традиции иногда обозначается как КЗС.
Модель RGV описывает излучаемые цвета и основана на трех баховых цветах - Red (Красный), Green Зеленый), Blue(Синий). Остальные цвета образуются при смещивании этих трех основных. При сложении двух основных цветов, а также при смешении двух основных с добавлением третьего основного цвета результат осветляется: из смешения красного и зеленого получается желтый, из смешения зеленого и синего получается голубой, синий и красный дают пурпурный. Если смешиваются одинаковые по количеству излучения всех трех цветов, то в результате получается белый свет. Поэтому такие цвета называются аддитивными (суммарными), а синтез цвета аддитивным. Смешав три базовых цвета в разных пропорциях ( с разными яркостями), можно получить все многообразие оттенков.
Выбор основных цветов обусловлен особенностями физиологии восприятия цвета сетчаткой человеческого глаза. Цветовая модель RGB нашла широкое применение в технике.
Аддитивной она называется потому, что цвета получаются путём добавления (англ. addition) к черному. Иначе говоря, если цвет экрана, освещённого цветным прожектором, обозначается в RGB как (r1, g1, b1), а цвет того же экрана, освещенного другим прожектором, — (r2, g2, b2), то при освещении двумя прожекторами цвет экрана будет обозначаться как (r1+r2, g1+g2, b1+b2).
Изображение в данной цветовой модели состоит из трёх каналов. При смешении основных цветов (основными цветами считаются красный, зелёный и синий) — например, синего (B) и красного (R), мы получаем пурпурный (M magenta), при смешении зеленого (G) и красного (R) — жёлтый (Y yellow), при смешении зеленого (G) и синего (B) — циановый (С cyan). При смешении всех трёх цветовых компонентов мы получаем белый цвет (W).
В телевизорах и мониторах применяются три электронных пушки (светодиода, светофильтра) для красного, зелёного и синего каналов.
Цветовая модель RGB имеет по многим тонам цвета более широкий цветовой охват (может представить более насыщенные цвета), чем типичный охват цветов CMYK, поэтому иногда изображения, замечательно выглядящие в RGB, значительно тускнеют и гаснут в CMYK.
Цветовое пространство задается как куб в декартовой системе координат. Каждый цвет задается точкой в этом кубе и определяется как сумма основных цветов (primaries). Основные цвета (красный, зеленый и синий) являтся аддитивными основными цветами. Главная диагональ куба с равными количествами каждого основного цвета представляет ахроматические (серые цвета): черному цвету соответствует точка (0, 0, 0), а белому -- (1, 1, 1).
Модель cmyk
Окрашенные несветящиеся объекты поглощают часть спектра белого света, падающего на них, и отражают оставшееся излучение. В зависимости от того, в какой области спектра происходит поглощение, объекты отражают разные цвета, определяющие окраску этих объектов. Цвета, которые используют белый свет, вычитая из него определенные участки спектра, называются субтрактивными ("вычитательными").
Для их описания используется модель CMY (Cyan, Magenta, Yellow). В этой модели основные цвета образуются путем вычитания из белого цвета основных аддитивных цветов модели RGB. Понятно, что в таком случае и основных субтрактивных цветов тоже будет три, тем более, что они уже упоминались: голубой (белый минус красный), пурпурный (белый минус зеленый), желтый (белый минус синий).
При смешениях двух субтрактивных составляющих результирующий цвет затемняется (поглощено больше света, положено больше краски).
Таким образом, при смешении максимальных значений всех трех компонентов должен получиться черный цвет. При полном отсутствии краски (нулевые значения составляющих) образуется белый цвет (белая бумага). Смешение равных значений трех компонентов даст оттенки серого. Модель CMY (рис. 2.8) аналогична модели RGB, в которой перемещено начало координат.
Данная модель — основная модель для полиграфии. Пурпурный, голубой, желтый цвета составляют так называемую полиграфическую триаду, и при печати этими красками большая часть видимого цветового спектра может быть репродуцирована на бумаге.
Однако реальные краски имеют примеси, их цвет не соответствует в точности теоретически рассчитанным голубому, пурпурному и желтому. Особенно "плох" голубой пигмент типографской краски, и смешение трех основных красок, которое должно давать черный цвет, дает вместо этого неопределенный грязно-коричневый. Кроме того, для получения интенсивного черного необходимо положить на бумагу большое количество краски каждого цвета. Это приведет к переувлажнению бумаги, да и неэкономно.
По упомянутым причинам в число основных полиграфических красок (и в модель) внесена черная. Именно она добавила последнюю букву в название модели CMYK, хотя и не совсем обычно: С — это Cyan (Голубой), М — Magenta (Пурпурный), Y — Yellow (Желтый). Черный компонент сокращается до буквы К, поскольку эта краска является главной, ключевой (Key) в процессе цветной печати. Число компонентов (каналов) увеличилось до четырех. То есть CMYK —четырехканальная цветовая модель. Как и для модели RGB, количество каждого компонента может быть выражено в процентах или градациях от 0 до 255. На рис. 2.9 представлена палитра Channels(Каналы) для изображения в цветовой модели CMYK. Как видите, количество цветовых каналов действительно равно четырем.
Модель смук
Окращенные несветящиеся объекты поглощают часть спектра белого цвета, падающего на них, и отражают оставшееся излучение. В зависимости от того, в какой области спектра происходит поглощение, объекты отражают разные цвета, определяющие окраску этих объектов. Цвета, которые используют белый цвет, вычитая из него определенные участки спектра, называются субтрактивными ("вычитательными"), поскольку они остаются после вычитания основных аддитивных, а синтез цвета субтрактивным. Для их описания используется модель CMY (Cyan, Magenta, Yellow). В этой модели основные цвета образуются путем вычитания из белого увета основных аддитивных цветов модели RGB. Понятно, что в таком случае и основных субтрактивных цветов будет три: голубой ( белый минус красный), пурпурный (белый минус зеленый) и желтый (белый минус синий). Эти цвета составляют так называемую полиграфическую триаду печатных красок. При печати с использованием красок этих цветов они поглощают красную, зеленую и синюю зоны спектра белого света и, таким образом, большая часть видимого цветового спектра может быть воспроизведена (репродуцирована) на бумаге при печатании многокрасочного оттиска с использованием трех печатных красок – желтой, пурпурной и голубой.
При смешениях двух субтрактивных составляющих результирующий цвет затемняется (поглощено больше света, положено больше краски), а при смешении всех трех должен получиться черный цвет. При полном отсутствии краски, надо полагать, получится белый цвет (цвет белой бумаги). В итоге получается, что нулевые значения составляющих дают белый цвет, максимальные их значения должны давать черный цвет, их равные значения - оттенки серого, кроме того, имеются чистые субтрактивные цвета и их двойные сочетания. Это означает, что модель, в которой они описываются, аналогична модели RGB. Геометрический образ модели CMYK это тот же "куб", в котором переместилось начало координат.
Однако реальные краски имеют примеси, их цвет не соответствует в точности теоретически рассчитанному голубому, пурпурному и желтому и это является очень важной проблемой. Реальные краски имеют примеси, растворители, связующие и поэтому не могут полностью перекрыть весь видимый цветовой диапазон спектра белого света, а это приводит, в частности, к тому, что смешение трех основных красок, которое должно давать черный цвет, дает какой-то неопределенный темный цвет, точнее темно-коричневый, чем истинно черный цвет. Для компенсации этого недостатка в число основных полиграфических красок была введена черная краска. Именно она добавила последнюю букву в название модели СМУК, хотя и не совсем обычно: C – Cyan; M – Magenta; Y – Yellow и K – Key color (по одной версии) или blacK (по другой версии).
Цветовые модели RGB и CMYK являются дополнительнительными друг к другу, по крайней мере, в первом приближении. Многие приятные для глаза цвета, которые видны на мониторе, не могут быть воспроизведены красками на оттиске. Следует отметить, что при преобразовании цифрового изображения из модели RGB в CMYK отмечается сдвиг цвета к голубому. Точное значение сдвига зависит от используемых при печатании триад красок и типа бумаги, а также от технологии печати (листовая, рулонная, по сухому или по сырому, если речь идет об офсетной печати). Таким образом, несмотря на то, что модели RGB и CMYK связаны друг с другом, однако их взаимные переходы (конвертирование) не происходят без потерь, так как цветовой охват у них разный. Снижение этих потерь требует выполнения сложных калибровок всех аппаратных средств и самих изображений.
Теоретически, черного цвета в полиграфии быть не должно, так как его можно получить наложением трех основных красок (CMY). Однако практика показала, что даже при незначительном нарушении баланса красок «по серому» получается темно коричневый оттенок. Поэтому и была введена черная краска, по-другому контурная. Но с ее появлением возникла необходимость в создании различных технологий цветоделения, связанная со способами изготовления фотоформ для черной краски.
В настоящий момент в печатном деле нашли применение следующие технологии: