Курсовая работа: Система управления цветом CMS: принципы, методы и предпосылки к практическому применению

Курсовая работа: Система управления цветом CMS: принципы, методы и предпосылки к практическому применению

Московский Государственный университет печати

Курсовой проект

 «Система управления цветом CMS: принципы, методы и предпосылки к практическому применению»

Москва, 2009

Реферат

Данная работа посвящена рассмотрению возможностей цветовой коррекции в системе поэлементной обработки, насколько широки возможности современной компьютерной техники, и насколько она облегчает работу с изображениями.

Данный курсовой проект содержит: 3 раздела, 12 рисунков.

Количество источников использованной литературы: 5.

Ключевые слова: система поэлементной обработки (СПОИ), цвет, цветовоспроизведение, цветоделение, цветокоррекция, цветоделительная коррекция, градационная коррекция, селективная коррекция, базовая коррекция, маскирование.

Содержание

1. Введение

2. Основная часть

2.1 Понятие CMS

2.2 Цветовой охват и задачи цветовых преобразований

2.3 Управление цветом на основе пространства CIE LAB

2.4 ICC-профили

2.5 ScanOpen

2.6 VievOpen

2.7 PrintOpen

Вывод

Список литературы

1. Введение

Под управлением цвета понимают согласование всех устройств ввода и вывода внутри единой цепи системы обработки изображения с целью надежного достижения на печатном оттиске, требуемого качества цветовоспроизведения независимо от состава используемых устройств. Система гарантирует оптимальную передачу цвета при условии использования профилей ICC, описывающих характеристики цветопередачи печатного оборудования, монитора и устройств вывода. Важнейшей причиной, заставляющей сегодня работать с системой управления цветом, служит, прежде всего уверенность, что правильный результат на вывод будет получен с первого раза.

До недавнего времени проблема адекватного отображения цвета на различных устройствах решалась в основном путем цветового программного сопряжения отдельных пар устройств: сканер - монитор, монитор – принтер, значительное количество, и каждому новому устройству требовалось построить таблицы пересчета для всех остальных устройств, участвующих в данном технологическом процессе. Эта система еще могла обеспечить удовлетворительное визуальное соответствие изображений на рабочих местах отдельной компании или пре-пресс бюро, но при передаче файлов в другие организации о согласованности цветовоспроизведения приходилось только мечтать. Прорыв наступил когда ряд фирм (Apple, Kodak, Heidelberg, Adobe) предложили записывать в файлы изображений таблицы (профили) с описанием цветовых пространств, под которые эти изображения были созданы. Кроме того, была внедрена сначала на компьютерах платформы Mac (ColorSync), а затем и в Windows система управления цветом - Color Managment System (CMS).

Суть проблемы адекватного цветовоспроизведения заключается в следующем: каждое реальное физическое устройство - сканер, монитор, принтер обладают своим специфическим цветовым охватом. На мониторе приходится имитировать вид изображения на устройствах с более узким цветовым пространством, например, в печати. Система управления цветом позволяет это сделать на основе профиля изображения и профиля устройства. При этом она должна трансформировать как числовые данные изображения (конвертация), так и его визуальное отображение на мониторе. Теперь файл изображения можно сравнить с письмом на незнакомом Вам языке с приложенным к нему словарем. При использовании CMS требуется только один профиль для каждого устройства.

В чем же смысл CMS? Она сравнивает профиль изображения и цветового пространства Вашей операционной системы, при их несовпадении включается механизм преобразования, который дает возможность корректно отобразить файл на другом мониторе или в другой программе и напечатать на другом типе принтера или печати.

2. Основная часть

2.1 Понятие CMS

Понятие “управление цветом” (color management) охватывает достаточно обширную область полиграфического производства, в которой далеко не все вопросы на сегодняшний день являются определенными и решенными окончательно.

В прошлом в закрытых системах допечатной подготовки фирмы-производители тщательно подбирали аппаратные и программные компоненты. Такие фирмы, как Crosfield, Linotype-Hell, Dainippon Screen, Scangraphic и т. д., предлагали пользователям законченные решения, внести изменения в которые было достаточно сложно. В закрытости были свои преимущества: и производители, и пользователи прекрасно знали, чего следует ожидать от оборудования на каждом этапе технологического цикла. Операторы подобных систем являлись профессионалами своего дела, знающими досконально все достоинства и недостатки комплексов и способными учитывать нюансы работы на них. Времена изменились. Теперь в мире доминируют открытые системы, а на рынке предлагается огромное количество аппаратных и программных продуктов различных фирм. Получив возможность выбирать нужное оборудование, фирмы-производители и пользователи оказались перед необходимостью решать весьма серьезную проблему обеспечения совместимости компонентов и достижения, по меньшей мере, такой же надежности и предсказуемости производственного процесса, какими отличались закрытые системы. Пользователь настольных издательских систем и графических программ, не будучи профессионалом в области полиграфии, изначально ориентирован на работу по принципу WYSIWYG - What you see is what you get (“Что вижу, то и получаю”) и, как ему кажется, не нуждается ни в каком управлении цветом. Он уверен: все, что показывает ему монитор, будет в точности воспроизведено устройством вывода. Это действительно так, но только для текста и верстки, где используются два цвета: черный и белый.

2.2 Цветовой охват и задачи цветовых преобразований

Каждое устройство, которое работает с цветом, обладает способностью воспроизводить определенную гамму цветов, то есть имеет так называемый цветовой охват.

Воспроизводимая гамма зависит от многих факторов, начиная с конструкции конкретного устройства, используемого цветового пространства или модели (CMYK, CMY, RGB) и заканчивая расходными материалами (чернилами для принтеров, красками для печатных машин и т. д.). При этом каждое устройство имеет свой, характерный только для него цветовой охват.

Рис.1. Цветовые охваты

На этом рисунке представлены цветовые охваты фотопленки для слайдов, офсетной листовой печати и офсетной рулонной печати. Из приведенных рисунков видно, что все эти охваты лежат внутри фигуры, похожей на треугольник. Это математически рассчитанное цветовое пространство с координатами XYZ, которое было предложено в 1931 году Международной комиссией по освещению CIE (Commission Internationale de 1'Edairage) и включает в себя весь видимый человеческим глазом цветовой спектр. Некоторое время спустя, а именно в 1976 году, пространство CIEXYZ трансформировалось в пространство CIELab, которое в большей мере отвечает условиям субтрактивного синтеза и стало, по сути, стандартным в современных полиграфических системах работы с цветом. Использующиеся для работы в цветных устройствах (сюда относятся мониторы, цветные принтеры, печатные машины и т. д.) пространства имеют определенные координаты внутри общей системы координат XYZ. При этом цветовые охваты у них значительно отличаются друг от друга. В целом аппаратно-зависимое пространство CMYK гораздо меньше аппаратно-зависимого пространства RGB. На рис. 2 показано перекрытие цветовых пространств офсетной печати (CMYK), монитора (RGB) и слайдовой фотопленки (RGB).

Рис. 2 Перекрытие цветовых пространств офсетной печати (в), монитора (б) и слайдовой фотопленки (а).

Хотя модель RGB обладает более широким цветовым охватом, чем CMYK, тем не менее в CMYK имеются области, не представленные в RGB. Другими словами, существуют некоторые печатаемые цвета, не воспроизводимые на экране монитора (например, чистый голубой). Таких цветов нет в устройствах, работающих на основе сигналов RGB. Нередко при работе с различными цветными изображениями необходима процедура трансформации изображения из одного цветового пространства в другое. Естественным требованием в этом случае является отсутствие потери информации во время преобразования. Цвета, лежащие за пределами цветового охвата, воспроизводимого устройством назначения, нужно трансформировать таким образом, чтобы они вошли в пределы этого охвата, и при этом насколько возможно сохранили цвета оригинала. С помощью обычной издательской программы можно обеспечить трансформацию цветов в соответствии с тем цветовым охватом, который присущ конкретному устройству. В итоге на каждом устройстве цветное изображение выглядит по-разному. Главной причиной этого является отсутствие стандартизации цветовых моделей, которые традиционно используются в репродуцировании. RGB-сигналы, с которыми работает сканер, отличаются от RGB-сигналов монитора, которые в свою очередь отличаются от значений модели CMYK. При этом все они являются аппаратно-зависимыми и охватывают только часть видимого спектра. Каждый тип мониторов отличается один от другого, каждый сканер обладает специфическими характеристиками. Что же касается CMYK, то в Европе существует стандарт офсетной печати Eurostandard, но он не включает в себя газетную печать. В США действует SWOP (Specifications for Web Offset Printing), в Канаде есть свой SWOP, похожий на американский, но все же иной. Свой набор печатных “стандартов”, зависящих от типа краски, существует и в Японии. Проблема стандартизации еще более усложняется, если к офсетной добавить глубокую, флексографскую, шести- и семикрасочную печать. [7]

2.3 Управление цветом на основе пространства CIELAB

Управление цветом – это, прежде всего, преобразование цветов из одной модели в другую, выполняемое для широкого спектра устройств и печатных процессов. Дополнительным, но не менее важным требованием, предъявляемым к управлению цветом, является обслуживание всех видов пробной печати, включая создание экранных цветопроб.

Разница между цветной печатью и цветной пробной печатью заключается в том, что для цветной печати цвета трансформируются один раз, тогда как для пробной печати цвета преобразуются в два этапа: сначала в соответствии с цветовым охватом устройства окончательного вывода, а затем для имитации этого окончательного вывода в соответствии с цветовым охватом пробопечатного устройства. Сказанное праведливо и для создания экранных цветопроб. Оптимальным выходом является использование промежуточного цветового пространства, в которое и из которого можно выполнять все трансформации. Пространство-посредник должно обладать определенным набором обязательных характеристик. Во-первых, оно должно быть аппаратно-независимым, чтобы с ним могли работать устройства всех типов. Во-вторых, пространство должно быть стандартизовано на международном уровне. И, наконец, пространство должно иметь максимально возможный цветовой охват. Этим требованиям в полной мере соответствует пространство CIELab.

Рис. 3 Система управления цветом на базе цветового пространства CIELab.

С помощью CIELab оказалось возможным построить систему управления цветом (Color Management System - CMS) для всех устройств независимо от того, являются они устройствами ввода или вывода (рис. 3).

Одним из первых программных продуктов, использующих эту модель в качестве внутреннего цветового пространства, стал LinoColor 3.0 фирмы Linotype-Hell, предназначенный для сканирования и обработки изображений. Рассмотрим на примере этой программы принципиальную схему использования пространства CIELab в качестве внутреннего пространства, считающуюся в настоящее время классической. Программа LinoColor получает RGB-данные со сканера и трансформирует их в пространство CIELab. Для представления на экране монитора Lino-Color трансформирует CIELab в пространство монитора RGB. Для вывода на фотонаборный автомат или цифровую цветопробу выполняется трансформация в пространство CMYK печатного процесса (рис.4).

Рис. 4 Преобразование в цветовое пространство CMYK.

В некоторых случаях одной трансформации недостаточно. Чтобы создать экранную цветопробу на мониторе, LinoColor сначала трансформирует данные в пространство CMYK выбранного печатного процесса, а уже из CMYK в RGB-монитора (рис. 5).

Рис. 5 Преобразование в цветовое пространство RGB-монитора с учетом CMYK-печатного процесса.

Тот же принцип используется для вывода цифровой цветопробы. В этом случае, для того чтобы на цветопробном принтере оказалась возможной имитация печатного оттиска, используется сочетание двух разных печатных таблиц CMYK (рис. 6).

Рис. 6 Преобразование в цветовое пространство CMYK-цветопробы.

В настоящее время подобная схема используется в большинстве программных продуктов различных фирм-производителей, таких как Scitex, Dainippon Screen, Optronics, FujiFilm, ICG и.т.д. [4],[2].

2.4 ICC-профили

Изначально существовал целый ряд различных подходов к достижению качественной цветопередачи. Вполне естественно, что сам ход технического прогресса вынудил участников рынка приложить определенные усилия к тому, чтобы направить разрозненные действия разработчиков и производителей в единое русло и предложить решение, которое могло бы устроить всех. Результатом этих усилий стало появление первого общего стандарта офсетной печати BVD/FOGRA. Позже основная часть BVD/FOGRA превратилась в стандарт ISO, который в очередь определяет следующие положения:

§  триадные цвета (по шкале Eurostandard);

§  цвет бумаги;

§  условия выполняемых измерений;

§  растискивание в процессе печати.

Для контроля качества воспроизведения цвета в процессе печати были разработаны специальные стандартизованные контрольные полосы, или шкалы. Контрольные шкалы работают как индикаторы изменения цвета, для чего необходимо проводить их постоянные (регулярные) измерения. Для контрольных шкал фирмы-производители печатных машин разработали методики, с помощью которых полученные в результате измерений данные преобразуются в программные алгоритмы, управляющие подачей краски. Но это было лишь одним из звеньев будущей системы управления цвета. Начиная с 1993 года, несколько крупнейших компаний решили проводить совместные исследования по выработке общего подхода к управлению цветом. Они сформировали Международный консорциум по цвету (International Color Consortium - ICC), который был призван разрешить проблемы в достижении качественной цветопередачи во всем производственном процессе. Членами-основателями ICC были Adobe Systems Inc., Agfa-Gevaert N.V., Apple Computers Inc., FOGRA, Microsoft Corporation, Eastman Kodak Company, Sun Microsystems, Silicon Graphics Inc., Taligent Inc.

После многочисленных международных дискуссий по вопросу об удобных и приемлемых для всех решениях, ICC создал универсальный, не зависящий от компьютерной платформы стандарт, на основе которого можно описать любое работающее с цветом устройство. Характеристикой устройства служит его цветовой профиль. В основе работы системы согласования цветов должно лежать межпространственное преобразование цветов, за которое должна отвечать операционная система. ICC взял за основу не какую-то одну конкретную операционную систему или одну архитектуру, а сформулировал общий принцип технологического подхода. Кратко его можно сформулировать следующим образом: в рамках операционной системы выделяется отдельный блок, Color Management Framework, который отвечает за наиболее важные функции, связанные с управлением цветом, - организацию профилей, поддержку различных цветовых пространств и т. д. Этот блок выполняет конвертирование данных в аппаратные цветовые пространства устройств ввода/вывода. В качестве стандартных цветовых моделей поддерживаются CIEXYZ и CIELab, как часть стандарта предлагаются и другие модели. Осуществляется поддержка аппаратных пространств с различным числом каналов вывода; создаются профили для трех каналов (RGB, CMY, HSV), четырех каналов (CMYK) и даже семикрасочной печати.

Несомненно, что самым большим прорывом в возможности управления цветом стала система ColorSync фирмы Apple (или Color Matching Methods (CMM) - методы цветового согласования, как их называет сама фирма). ColorSync работает на уровне операционной системы, что означает поддержку управления цветом для всех программ независимо от того, ориентированы они на работу с растровой либо векторной графикой или на верстку. Система предусматривает присутствие так называемого Plug-In port (порта для самонастраиваемых модулей), предназначенного для профилей устройств. По терминологии Apple профиль (profile) - это файл, описывающий цветовые характеристики устройства, к которому при работе обращается та или иная программа для корректного отображения того или иного изображения. С помощью ColorSync обеспечивается цветовая трансформация для всех устройств. Например, программа может запросить выполнить процедуру трансформации цветов, полученных на сканере “а”, в цвета монитора “b” и наконец в цвета принтера “с”.

Рис. 7. Принцип работы ColorSync.

Процесс согласования цветов в ColorSync не зависит от типа приложения и доступен для всех производителей программно-аппаратного обеспечения, что является положительным моментом для распространения среди разработчиков программного и аппаратного обеспечения. Пользователи при этом получают в свое распоряжение инструменты для создания и модифицирования профилей устройств или таблиц цветовой трансформации вместе с инструментами для калибровки сканеров и мониторов. Впервые официальные работы с ICC-профилями были проведены на конференциях FOGRA в феврале 1995 года и Seybold в марте того же года. Профили ICC представляют собой таблицу с данными. Существуют следующие типы профилей ICC, используемых для:

§  устройств ввода;

§  мониторов;

§  устройств вывода;

§  преобразования между цветовыми пространствами;

§  связывания устройств;

§  абстрактные профили.

Одним из основных элементов профиля является набор тэгов, представляющих собой структурированную информацию об источниках создания профиля, используемых цветовых пространствах и т. д. В настоящее время с профилями ICC работает большинство профессиональных полиграфических программных продуктов. Среди них можно выделить ColorRight фирмы Optronics, ColorScope Pro фирмы Dainippon Screen, FotoLook фирмы Agfa, Profile Wizard фирмы Scitex и т. д.

Рассмотрим создание ICC-профилей различных устройств на примере программного обеспечения фирмы Heidelberg Prepress - ColorOpen (в него входят программы ViewOpen, ScanOpen, PrintOpen). Эта разработка стала результатом многолетних исследований в области интеграции допечатного и печатного оборудования, а также реакцией на возросшие требования к репродукционным работам. Эти программы используются для проведения сквозной калибровки процесса репродуцирования и получения на каждой стадии физически, физиологически и психологически точного изображения. Работа программ основывается на модели CIEXYZ, где каждое задействованное устройство имеет свою таблицу цветовых описаний (ICC-профиль), которой управляют система ColorSync и ICM (Image Color Matching) на платформах Apple Macintosh и PC соответственно. Созданные профили “подключаются” к программам обработки векторной или растровой графики (Illustrator, Photoshop, LivePicture, LinoColor и т. д.), и позволяют получать на стадии обработки изображения цветопередачу, максимально приближенную к конечному печатному оттиску.

Страницы: 1, 2