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

МосковскийГосударственный университет печати
Курсовой проект
 «Система управленияцветом CMS: принципы, методы и предпосылки к практическому применению»
Москва, 2009

Реферат
Данная работа посвященарассмотрению возможностей цветовой коррекции в системе поэлементной обработки,насколько широки возможности современной компьютерной техники, и насколько онаоблегчает работу с изображениями.
Данныйкурсовой проект содержит: 3 раздела, 12 рисунков.
Количествоисточников использованной литературы: 5.
Ключевые слова: системапоэлементной обработки (СПОИ), цвет, цветовоспроизведение, цветоделение,цветокоррекция, цветоделительная коррекция, градационная коррекция, селективнаякоррекция, базовая коррекция, маскирование.

Содержание
1.Введение
2.Основная часть
2.1 Понятие CMS
2.2Цветовой охват и задачи цветовыхпреобразований
2.3 Управление цветом на основе пространства CIE LAB
2.4 ICC-профили
2.5 ScanOpen
2.6VievOpen
2.7 PrintOpen
Вывод
Список литературы

1. Введение
Под управлением цвета понимают согласование всех устройств ввода ивывода внутри единой цепи системы обработки изображения с целью надежногодостижения на печатном оттиске, требуемого качества цветовоспроизведениянезависимо от состава используемых устройств. Система гарантирует оптимальнуюпередачу цвета при условии использования профилей ICC, описывающиххарактеристики цветопередачи печатного оборудования, монитора и устройстввывода. Важнейшей причиной, заставляющей сегодня работать с системой управленияцветом, служит, прежде всего уверенность, что правильный результат на вывод будетполучен с первого раза.
До недавнего времени проблема адекватного отображения цвета на различных устройствах решалась в основном путем цветовогопрограммного сопряжения отдельных пар устройств: сканер — монитор, монитор –принтер, значительное количество, и каждому новому устройству требовалосьпостроить таблицы пересчета для всех остальных устройств, участвующих в данномтехнологическом процессе. Эта система еще могла обеспечить удовлетворительноевизуальное соответствие изображений на рабочих местах отдельной компании илипре-пресс бюро, но при передаче файлов в другие организации о согласованностицветовоспроизведения приходилось только мечтать. Прорыв наступил когда ряд фирм(Apple, Kodak, Heidelberg, Adobe) предложили записывать в файлы изображенийтаблицы (профили) с описаниемцветовых пространств, под которые эти изображения были созданы. Кроме того,была внедрена сначала на компьютерах платформы Mac (ColorSync), а затем и в Windowsсистема управления цветом — ColorManagment System(CMS).
Суть проблемыадекватного цветовоспроизведения заключается в следующем: каждое реальноефизическое устройство — сканер, монитор, принтер обладают своим специфическимцветовым охватом. На мониторе приходится имитировать вид изображения наустройствах с более узким цветовым пространством, например, в печати. Система управленияцветом позволяет это сделать на основе профиля изображения и профиляустройства. При этом она должна трансформировать как числовые данныеизображения (конвертация), так и его визуальное отображение на мониторе. Теперьфайл изображения можно сравнить с письмом на незнакомом Вам языке с приложеннымк нему словарем. При использовании CMS требуется только один профиль длякаждого устройства.
В чем жесмысл CMS? Она сравнивает профиль изображения и цветового пространства Вашейоперационной системы, при их несовпадении включается механизм преобразования,который дает возможность корректно отобразить файл на другом мониторе или вдругой программе и напечатать на другом типе принтера или печати.
2. Основная часть
2.1 Понятие CMS
Понятие “управление цветом” (color management) охватывает достаточнообширную область полиграфического производства, в которой далеко не все вопросына сегодняшний день являются определенными и решенными окончательно.
В прошлом в закрытых системах допечатной подготовкифирмы-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 которыебыло достаточно сложно. В закрытости были свои преимущества: и производители, ипользователи прекрасно знали, чего следует ожидать от оборудования на каждомэтапе технологического цикла. Операторы подобных систем являлись профессионаламисвоего дела, знающими досконально все достоинства и недостатки комплексов испособными учитывать нюансы работы на них. Времена изменились. Теперь в миредоминируют открытые системы, а на рынке предлагается огромное количествоаппаратных и программных продуктов различных фирм. Получив возможность выбиратьнужное оборудование, фирмы-производители и пользователи оказались переднеобходимостью решать весьма серьезную проблему обеспечения совместимостикомпонентов и достижения, по меньшей мере, такой же надежности ипредсказуемости производственного процесса, какими отличались закрытые системы.Пользователь настольных издательских систем и графических программ, не будучипрофессионалом в области полиграфии, изначально ориентирован на работу попринципу 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, чтопоказывает ему монитор, будет в точности воспроизведено устройством вывода. Этодействительно 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 способностьювоспроизводить определенную гамму цветов, то есть имеет так называемый цветовойохват.
Воспроизводимая гамма зависит от многих факторов, начиная с конструкцииконкретного устройства, используемого цветового пространства или модели (CMYK,CMY, RGB) и заканчивая расходными материалами (чернилами для принтеров, краскамидля печатных машин и т. д.). При этом каждое устройство имеет свой, характерныйтолько для него цветовой охват.
/>
Рис.1. Цветовые охваты
На этом рисунке представлены цветовые охваты фотопленки дляслайдов, офсетной листовой печати и офсетной рулонной печати. Из приведенныхрисунков 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 видимыйчеловеческим глазом цветовой спектр. Некоторое время спустя, а именно в 1976году, пространство CIEXYZ трансформировалось в пространство CIELab, которое вбольшей 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 определенныекоординаты внутри общей системы координат XYZ. При этом цветовые охваты у нихзначительно отличаются друг от друга. В целом аппаратно-зависимое пространствоCMYK гораздо меньше аппаратно-зависимого пространства RGB. На рис. 2 показаноперекрытие цветовых пространств офсетной печати (CMYK), монитора (RGB) ислайдовой 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 неменее 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 наоснове сигналов RGB. Нередко при работе с различными цветными изображенияминеобходима процедура трансформации изображения изодного цветового пространства в другое. Естественным требованием в этом случаеявляется отсутствие потери информации во время преобразования. Цвета, лежащиеза пределами цветового охвата, воспроизводимого устройством назначения, нужнотрансформировать таким образом, чтобы они вошли в пределы этого охвата, и приэтом насколько возможно сохранили цвета оригинала. С помощью обычнойиздательской программы можно обеспечить трансформацию цветов в соответствии стем цветовым охватом, который присущ конкретному устройству. В итоге на каждомустройстве цветное изображение выглядит по-разному. Главной причиной этогоявляется отсутствие стандартизации цветовых моделей, которые традиционноиспользуются в репродуцировании. RGB-сигналы, с которыми работает сканер,отличаются от RGB-сигналов монитора, которые в свою очередь отличаются отзначений модели CMYK. При этом все они являются аппаратно-зависимыми иохватывают только часть видимого спектра. Каждый тип мониторов отличается одинот другого, каждый сканер обладает специфическими характеристиками. Что жекасается CMYK, то в Европе существует стандарт офсетной печати Eurostandard, ноон не включает в себя газетную печать. В США действует SWOP (Specifications forWeb Offset Printing), в Канаде есть свой SWOP, похожий на американский, но всеже иной. Свой набор печатных “стандартов”, зависящих от типа краски, существуети в Японии. Проблема стандартизации еще более усложняется, если к офсетнойдобавить глубокую, флексографскую, шести- и семикрасочную печать. [7]
2.3 Управление цветом на основе пространства CIELAB
Управление цветом – это, прежде всего, преобразование цветов из одноймодели в другую, выполняемое для широкого спектра устройств и печатныхпроцессов. Дополнительным, но не менее важным требованием, предъявляемым куправлению цветом, является обслуживание всех видов пробной печати, включаясоздание экранных цветопроб.
Разница между цветной печатью и цветной пробной печатьюзаключается в том, что для цветной печати цвета трансформируются один раз,тогда как для пробной печати цвета преобразуются в два этапа: сначала всоответствии с цветовым охватом устройства окончательного вывода, а затем дляимитации этого окончательного вывода в соответствии с цветовым охватомпробопечатного устройства. Сказанное праведливо и для создания экранныхцветопроб. Оптимальным выходом является использование промежуточного цветовогопространства, в которое и из которого можно выполнять все трансформации.Пространство-посредник должно обладать определенным набором обязательныххарактеристик. Во-первых, оно должно быть аппаратно-независимым, чтобы с ниммогли работать устройства всех типов. Во-вторых, пространство должно бытьстандартизовано на международном уровне. И, наконец, пространство должно иметьмаксимально возможный цветовой охват. Этим требованиям в полной мере соответствуетпространство 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, являютсяони устройствами ввода или вывода (рис. 3).
Одним из первых программных продуктов,использующих эту модель в качестве внутреннего цветового пространства, сталLinoColor 3.0 фирмы Linotype-Hell, предназначенный для сканирования и обработкиизображений. Рассмотрим на примере этой программы принципиальную схемуиспользования пространства CIELab в качестве внутреннего пространства,считающуюся в настоящее время классической. Программа LinoColor получаетRGB-данные со сканера и трансформирует их в пространство CIELab. Дляпредставления на экране монитора Lino-Color трансформирует CIELab впространство монитора RGB. Для вывода на фотонаборный автомат или цифровуюцветопробу выполняется трансформация в пространство CMYK печатного процесса(рис.4).
/>
Рис. 4 Преобразование в цветовое пространство CMYK.
В некоторых случаях одной трансформациинедостаточно. Чтобы создать экранную цветопробу на мониторе, LinoColor сначалатрансформирует данные в пространство CMYK выбранного печатного процесса, а ужеиз CMYK в RGB-монитора (рис. 5).
/>
Рис. 5 Преобразование в цветовое пространство RGB-монитора с учетомCMYK-печатного процесса.
Тот же принцип используется для выводацифровой цветопробы. В этом случае, для того чтобы на цветопробном принтереоказалась возможной имитация печатного оттиска, используется сочетание двухразных печатных таблиц CMYK (рис. 6).

/>
Рис. 6 Преобразование в цветовое пространство CMYK-цветопробы.
В настоящее время подобная схема используется в большинстве программныхпродуктов 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 качественнойцветопередачи. Вполне естественно, что сам ход технического прогресса вынудилучастников рынка приложить определенные усилия к тому, чтобы направитьразрозненные действия разработчиков и производителей в единое русло ипредложить решение, которое могло бы устроить всех. Результатом этих усилийстало появление первого общего стандарта офсетной печати BVD/FOGRA. Позжеосновная часть BVD/FOGRA превратилась в стандарт ISO, который в очередьопределяет следующие положения:
§ триадные цвета (по шкале Eurostandard);
§ цвет бумаги;
§ условия выполняемых измерений;
§ растискивание в процессе печати.
Для контроля качества воспроизведения цвета в процессе печати былиразработаны специальные стандартизованные контрольные полосы, или шкалы.Контрольные шкалы работают как индикаторы изменения цвета, для чего необходимопроводить их постоянные (регулярные) измерения. Для контрольных шкалфирмы-производители печатных машин разработали методики, с помощью которыхполученные в результате измерений данные преобразуются в программные алгоритмы,управляющие подачей краски. Но это было лишь одним из звеньев будущей системыуправления цвета. Начиная с 1993 года, несколько крупнейших компаний решилипроводить совместные исследования по выработке общего подхода к управлению цветом.Они сформировали Международный консорциум по цвету (International ColorConsortium — ICC), который был призван разрешить проблемы в достижениикачественной цветопередачи во всем производственном процессе.Членами-основателями ICC были Adobe Systems Inc., Agfa-Gevaert N.V., AppleComputers Inc., FOGRA, Microsoft Corporation, Eastman Kodak Company, SunMicrosystems, Silicon Graphics Inc., Taligent Inc.
После многочисленных международных дискуссий по вопросу об удобных иприемлемых для всех решениях, ICC создал универсальный, не зависящий откомпьютерной платформы стандарт, на основе которого можно описать любоеработающее с цветом устройство. Характеристикой устройства служит его цветовойпрофиль. В основе работы системы согласования цветов должно лежатьмежпространственное преобразование цветов, за которое должна отвечатьоперационная система. ICC взял за основу не какую-то одну конкретнуюоперационную систему или одну архитектуру, а сформулировал общий принциптехнологического подхода. Кратко его можно сформулировать следующим образом: врамках операционной системы выделяется отдельный блок, Color ManagementFramework, который отвечает за наиболее важные функции, связанные с управлениемцветом, — организацию профилей, поддержку различных цветовых пространств и т.д. Этот блок выполняет конвертирование данных в аппаратные цветовыепространства устройств ввода/вывода. В качестве стандартных цветовых моделейподдерживаются CIEXYZ и CIELab, как часть стандарта предлагаются и другиемодели. Осуществляется поддержка аппаратных пространств с различным числомканалов вывода; создаются профили для трех каналов (RGB, CMY, HSV), четырехканалов (CMYK) и даже семикрасочной печати.
Несомненно, что самым большим прорывом в возможности управления цветомстала система ColorSync фирмы Apple (или Color Matching Methods (CMM) — методыцветового согласования, как их называет сама фирма). ColorSync работает науровне операционной системы, что означает поддержку управления цветом для всехпрограмм независимо от того, ориентированы они на работу с растровой либовекторной графикой или на верстку. Система предусматривает присутствие так называемогоPlug-In port (порта для самонастраиваемых модулей), предназначенного дляпрофилей устройств. По терминологии Apple профиль (profile) — это файл,описывающий цветовые характеристики устройства, к которому при работеобращается та или иная программа для корректного отображения того или иногоизображения. С помощью ColorSync обеспечивается цветовая трансформация для всехустройств. Например, программа может запросить выполнить процедурутрансформации цветов, полученных на сканере “а”, в цвета монитора “b” и наконецв цвета принтера “с”.
/>
Рис. 7. Принцип работы ColorSync.
Процесс согласования цветов в ColorSync не зависит от типа приложения идоступен для всех производителей программно-аппаратного обеспечения, чтоявляется положительным моментом для распространения среди разработчиковпрограммного и аппаратного обеспечения. Пользователи при этом получают в своераспоряжение инструменты для создания и модифицирования профилей устройств илитаблиц цветовой трансформации вместе с инструментами для калибровки сканеров имониторов. Впервые официальные работы с ICC-профилями были проведены наконференциях FOGRA в феврале 1995 года и Seybold в марте того же года. ПрофилиICC представляют собой таблицу с данными. Существуют следующие типы профилейICC, используемых для:
§ устройств ввода;
§ мониторов;
§ устройств вывода;
§ преобразования между цветовыми пространствами;
§ связывания устройств;
§ абстрактные профили.
Одним из основных элементов профиля является набор тэгов, представляющихсобой структурированную информацию об источниках создания профиля, используемыхцветовых пространствах и т. д. В настоящее время с профилями ICC работаетбольшинство профессиональных полиграфических программных продуктов. Среди нихможно выделить ColorRight фирмы Optronics, ColorScope Pro фирмы DainipponScreen, FotoLook фирмы Agfa, Profile Wizard фирмы Scitex и т. д.
Рассмотрим создание ICC-профилей различных устройств на примерепрограммного обеспечения фирмы Heidelberg Prepress — ColorOpen (в него входятпрограммы ViewOpen, ScanOpen, PrintOpen). Эта разработка стала результатоммноголетних исследований в области интеграции допечатного и печатногооборудования, а также реакцией на возросшие требования к репродукционнымработам. Эти программы используются для проведения сквозной калибровки процессарепродуцирования и получения на каждой стадии физически, физиологически ипсихологически точного изображения. Работа программ основывается на моделиCIEXYZ, где каждое задействованное устройство имеет свою таблицу цветовыхописаний (ICC-профиль), которой управляют система ColorSync и ICM (Image ColorMatching) 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 получатьна стадии обработки изображения цветопередачу, максимально приближенную кконечному печатному оттиску.
2.5 ViewOpen
С помощью программы ViewOpen можно записывать, автоматическианализировать цветометрические характеристики монитора и на основе проведенногоанализа создавать цветовую характеристическую таблицу для использования ее вкачестве ICC-профиля монитора. Профиль монитора описывает его конкретныехарактеристики и содержит информацию о том, как трансформировать цветовоепространство монитора в эталонное цветовое пространство. Созданный ICC-профильявляется уникальным для конкретной пары монитор — видеокарта и не может бытьперенесен без коррекции на другую станцию. Только в этом случае можнопросматривать и оценивать цветное изображение на экране монитора и сравниватьего с оригиналом.
ViewOpen рассчитывает профили для определенных настроек монитора:
§ разрешение монитора;
§ гамма-кривая и контрастность монитора;
§ цветовая температура в соответствии с постояннымосвещением при просмотре изображения (например, дневной свет или искусственноеосвещение).
При изменении хотя бы одного из этих условий необходимо создавать новыйпрофиль. Остановимся подробнее на настройке цветовой температуры. Цветоваятемпература белого цвета монитора должна в максимальной степени соответствоватьисточнику освещения, который применяется при оценке изображения. Вследствиеразличного освещения рабочего помещения одно и то же изображение на экранемонитора может выглядеть по-разному. Поэтому необходимо установить такназываемый “уровень белого”, который характеризует настройку белого цветамонитора, соответствующего цвету окружающей среды оператора. Количественно онуказывается в градусах по шкале Кельвина, а значение температуры соответствуеткакому-либо состоянию источника. Например:
3000 К — лампа накаливания, желтовато-белый цвет;
5000 К — обычный солнечный свет;
5500 К — свет от лампы “дневного света”;
6500 К — обычное дневное освещение;
9300 К и выше — голубовато-белый свет, типичное значение уровня белогодля некалиброванного монитора.
В программе ViewOpen источникам освещения для цветовой оценкиприсваивается форма “Dxx”, где “D” означает “daylight” (дневной свет), а “хх”определяет количественную характеристику различных фаз дневного освещения. Этиобозначения приняты в немецком стандарте DIN, и обычно используются следующиезначения:
§ D50 — нейтральнобелый, приблизительно соответствуетзначению цветовой температуры
§ 5000 К, Данное значение часто применяется в полиграфии вкачестве стандартного для оценки оригиналов, цветопроб и отпечатков;
§ D65 — дневной свет, приблизительно соответствующийзначению цветовой температуры 6500 К. Данное значение используется, например, вкачестве стандартного при оценке цветов в текстильной промышленности.
Процедура создания профиля состоит в проведении измерений с помощью колориметрав режимах online и offline, которые отличаются друг от друга тем, что в первомслучае цветовые элементы на экране монитора измеряются с помощьюнепосредственно подключенного к компьютеру колориметра и полученные значенияотсылаются в программу ViewOpen. Во втором случае программа, поставляемаяфирмой-производителем колориметра, сохраняет полученные значения в отдельномфайле, который затем загружается в ViewOpen.
Цветовые элементы, имеющие определенные цветовые координаты возникают наэкране монитора в определенной последовательности и измеряются с помощьюспециально разработанного для этой цели колориметра или спектрофотометра.
Для расчета ICC-профилей программа ViewOpen использует представлениецветных изображений на экране монитора с 16- или 32-битными видеокартами. Можнотакже выполнять калибровку цветных мониторов с 8-битными видеокартами, нокачество изображения во многих случаях будет неудовлетворительным.
С помощью профилей, созданных программой ViewOpen, нельзя устранитьнестабильность цветов на мониторе, причиной которой являются временной факторпрогрева монитора или колебания напряжения в сети. Сказанное относится и кразличным геометрическим искажениям изображения на экране монитора, напримердисторсии или несведению лучей.
2.6 ScanOpen
Данный программный продукт предназначается для построения ICC-профилейсканирующих устройств. Это могут быть как сканеры, так и цифровые камеры.
Программа стандартно включает в себя шесть тест-объектов, так называемыхмишеней (прозрачных и непрозрачных объектов), представляющих шкалы стандартаISO соответственно IT8.7/1 и IT8.7/2, основных фирм — производителей цветнойфотопленки и фотобумаги Agfa, FujiFilm и Kodak.
С помощью ScanOpen отсканированный или отснятый тест-объект записывается,и его колориметрические характеристики автоматически анализируются. На ихоснове создается калибровочная таблица, которая используется в дальнейшем вкачестве входного ICC-профиля соответствующего устройства.
Работа по созданию входного профиля включает следующие основные этапы:
1. Сканирование или фотографирование стандартной калибровочной шкалыIT8.7. Сохранение данных изображения как файла в формате TIFF RGB.
2. Сравнение заводских данных тест-объекта с полученными в программеScanOpen.
3. Автоматический анализ соответствующих цветовых координат с последующимрасчетом входного ICC-профиля. Сохранение нового входного ICC-профиля.
Устройства ввода изображений, как и любые другие устройства,работающие с цветом, имеют свои индивидуальные колориметрическиехарактеристики. Кроме того, по мере работы происходит физическое “старение”устройств и естественное изменение цветовых характеристик. Проводя описаниеустройств, всегда можно проконтролировать и скорректировать нежелательныеотклонения.
Инструментарий для описания, как указывалось выше, включаетстандартизованный тест-объект (например, шкалу цветового охвата Kodak IT8.7) иноситель информации (обычно дискету), содержащий файл с заводскими установками.В зависимости от используемых сканера или цифровой камеры возможно проведениекалибровочного сканирования несколькими способами. Рассмотрим эту процедуру длясканера, соединенного с Power Macintosh, с использованием программногообеспечения LinoColor. Выделим несколько принципиальных стадий созданияICC-профиля сканирующего устройства, которые идентичны для всех моделей,работающих с программой LinoColor:
1. Запустить программу LinoColor (версия не ниже 4.0).
2. Выполнить сканирование в режиме предварительного просмотратест-объекта.
3. Выполнить предварительное сканирование скадрированного изображения санализом базовых плотностей, включив в него серую шкалу (рис. 8).
4. Окончательное сканирование и сохранение результатов в формате TIFF RGBна жестком диске.
5. Расчет профиля в программе ScanOpen.
/>Рис. 8. Вид тест-объекта после предварительногосканирования
На рис. 9 приведен калибровочныйтест-объект IT8.7 после сканирования. Белые квадраты выделяют участки полей, покоторым осуществляются анализ и построение профиля. Выделенное изображениеочень важно для точного сравнения сканированных значений с опорными цветовымикоординатами в процессе автоматического анализа.
/>
Рис. 9. Вид тест-объекта после окончательного сканирования

Если стороны сканируемого изображения не параллельны сторонамдиалогового окна и измерительные квадраты не отцентрированы относительноцветных полей, то необходимо повторить сканирование, выровняв при этомтест-объект по направляющим сканера. Только после того как измерительная сеткаотцентрирована относительно цветных полей, рассчитывается входной профиль.
После сканирования мишени программа ScanOpen загружает созданные спомощью других программных продуктов файлы в формате TIFF RGB. По завершениипроцесса расчета входного профиля программа показывает среднюю ошибку и качестводостигнуто высокое качество описания. При значении />E выше 1 различия в цветовыхоттенках становятся заметны человеческому глазу. В качестве иллюстрации на рис.10приведен общий вид данных калибровочного сканирования после расчета профиля.Панель состояния (нижняя строка) отображает цветовые характеристики поля илицветовых полей, на которых размещается курсор: ошибка и уровень качества послерасчетов зависят от качества профиля и размеров. Поля, где остаточная ошибкапревышает пороговое значение (например, 1,5), выделяются красной рамкой. Можнопопытаться исправить результаты, пересчитав профиль, либо заново провести весьпроцесс.
/>
Рис. 10 Вид тест-объекта после расчета профиля
1 — номер поля тест-объекта IT8.7 (G041); 2 — значение сканированного тест-объектав пространстве CIELab (25,9; -31,0; -8.0); 3 — эталонные значения пространства CIELabдля тест-объекта IT8.7 (25,8; -32,1; -8,4); 4 — остаточная ошибка delta E послевычисления профиля (1,1).

2.7 PrintOpen
После завершения создания профилей устройств ввода и отображенияинформации остается самый трудоемкий и продолжительный процесс — созданиепрофиля выводного устройства. В качестве выводных устройств здесь понимаютсякак цветопробные системы, так и печатные машины. Программой, признаннойобеспечить построение профиля или профилей выводных устройств, являетсяпрограмма PrintOpen.
PrintOpen создает профили печатных устройств для всех способов печати(офсетной, флексографской, глубокой), для CMYK- и RGB-принтеров и устройствпробной печати. Алгоритм работы этого программного продукта схож срассмотренными выше ViewOpen и ScanOpen. В рабочем процессе создания профиляпечатного устройства программой PrintOpen можно выделить следующие основныеэтапы:
1. создание тестовой таблицы и эталонного документа;
2. колориметрические измерения тестовой таблицы;
3. анализ полученных данных;
4. создание калибровочной таблицы (ICC-профиля, печатной таблицы, таблиццветопередачи Color Rendering Dictionaries).
Рассмотрим выделенные этапы более подробно.
Этап 1. Создание тестовой таблицы и эталонного документа
Для проведения инструментальной оценки печатных оттисков необходимыспециальные стандартизированные шкалы, которые содержат набор цветныхэлементов. Определенные с помощью спектроденситометров или спектрофотометровцветовые координаты этих элементов служат основой для построения профиляпечатного устройства. Тестовые таблицы для четырех цветов (голубого,пурпурного, желтого и черного) содержат 210 цветовых элементов, а тестовые таблицыдля трех цветов (голубого, пурпурного, желтого или красного, зеленого, синего)состоят из 135 цветовых элементов. Для построения профиля цветопробныхустройств тестовая таблица может быть расширена до 840 элементов. Этодостигается добавлением к стандартной таблице трех других, каждая из которыхсостоит из 210 элементов. Расширенная тестовая таблица может быть созданатолько для всех четырех основных цветов CMYK.
Исходные тестовые таблицы хранятся в виде PostScript- или TIFF- файла.Тестовые таблицы в PostScript-формате предназначены для PostScript-совместимыхустройств вывода. Тестовые таблицы в TIFF-формате предназначены для всехостальных устройств вывода, которые напрямую работают с графической подсистемойотображения информации QuickDraw. Эталонный документ создается параллельно сPostScript- и TIFF-файлами и содержит информацию о данной тестовой таблице, вчастности о типе таблицы, количестве основных цветовых каналов, данныецветометрии печатных оттисков и т. д. Этот документ необходим, когда сделанотпечаток тестовой таблицы на печатной машине или устройстве пробной печати.
Этап 2. Колориметрические измерения тестовой таблицы
Отпечатанная на печатном устройстве тестовая таблица обрабатывается спомощью спектрофотометра. Каждое поле считывается спектрофотометром, напримерSpectrolino фирмы GretagMacbeth, и полученные значения автоматическизагружаются непосредственно в программу PrintOpen в режиме online либоимпортируются в виде файла формата ASCII в программу PrintOpen в режимеoffline.
Этап 3. Анализ полученных данных
Данные цветометрии тестовой таблицы подвергаются автоматическому анализус помощью программы PrintOpen. Во время этого процесса на основе так называемойбазовой таблицы рассчитываются профиль печатного устройства, печатная таблицадля LinoColor и таблицы цветопередачи (CRD — Color Rendering Dictionary).
В режиме online-измерений ошибочные данные могут быть откорректированысразу же в программе PrintOpen благодаря повторному измерению соответствующихцветовых элементов. В режиме offline в случае ошибки необходимо провестиизмерение заново и только после этого переместить новые значения в программуPrintOpen.
Этап 4. Создание калибровочной таблицы
На основе базовой создаются калибровочные таблицы следующих видов:
§ ICC-профиль для CMY(K)- или RGB-печатных устройств;
§ CMY(K)- или RGB-печатные таблицы для программыLinoColor;
§ таблицы цветопередачи (CRD) для CMYK-вывода наустройства, работающие с языком PostScript Level 2.
На рис. 11 приведен вид тестовых таблицы для устройств CMYK и CMY,которые отличаются различным количеством полей и используются для различныхустройств печати.
/>
/>
Рис. 11. Виды тестовых таблиц, используемых для профилирования печатныхустройств: слева — CMYK, справа — CMY.
Характеристики печатного процесса могут быть определены с помощьюполучения цветопробы тестовой таблицы с цветовой шкалой, которая содержит всевозможные комбинации основных цветов процесса: голубого, пурпурного, желтого ичерного, каждый из которых определен от 0 до 100% с шагом 5% (CMYK-стандартнаятестовая таблица).
В действительности таблица не содержит полной шкалы цветового охвата, атолько репрезентативную выборку из 210 опорных элементов для четырех основныхцветов CMYK или 135 элементов для RGB. При более точной настройке цветасоздается расширенная в 4 раза тестовая таблица с общим количеством элементов840. Вслед за коррекцией ошибок, возникающих во время проведения измерений илипечати, полученные данные интерполируются таким образом, чтобы все возможныеCMYK-комбинации печатных устройств могли быть определены в системе CIELab ирезультаты можно было бы с высокой степенью приближения имитировать на мониторе.Однако, для того чтобы осуществить цветоделение, нужно знать, какая именнокомбинация величин CMYK создает конкретный цвет во время печати, то есть нужнодвигаться в противоположном направлении — от системы CIELab к системе CMYK.
Величины всех цветов, которые невозможно воспроизвести в напечатанномвиде, должны быть сдвинуты в цветовом пространстве. Эта процедура модифицируетвоспроизводимые цвета таким образом, что в результате во время печатиобеспечивается гармоничное воспроизведение цветовой гаммы оригинала.
Вся информация, касающаяся печатного процесса, сохраняется в файле в видебазовой таблицы, являющейся результатом выполнения первых трех этаповпрограммой PrintOpen и основой для создания тестовой таблицы.
Для начала работы необходимо выполнить настройку всех параметров, нужныхдля вывода тестовой таблицы печатного процесса, таких как угол наклона растра,линиатура растра, геометрическая форма растровой точки и др. Использованиеразличных значений линиатуры растра может в результате привести к неправильноадаптированной тестовой таблице, и с высокой долей вероятности она будет иметь различнуювеличину растискивания точки.
Значения параметров настройки тестовой таблицы в документе должны точносовпадать со значениями, которые содержатся в PostScript- или TIFF- файлах, ибыть использованы при печати тестовой таблицы. Если они не совпадают, анализполученных цветометрических данных будет основан на неверных величинах ирезультат создания базовой таблицы, естественно, не будет соответствоватьпечатному процессу. После окончания процесса цветометрических измеренийтестовая таблица появляется на экране монитора. Цветовые элементы, которые немогут быть точно воспроизведены на экране монитора, например, чистый голубой,будут помечены на экране диагональной линией.
Следует иметь в виду, что краски на отпечатанной тестовой таблице илицветопробе тестовой таблицы со временем тускнеют. Из-за старения или выгоранияособенно заметно изменяются цвета на газетной бумаге и специальной бумаге дляцветных принтеров. В том случае если большинство измерений ошибочны илиповторные замеры показали те же ошибки, то коррекция становится невозможной, илюбые дальнейшие расчеты приведут к ложным результатам. В этом случаенеобходимо по возможности отпечатать тестовые таблицы и провести измерениязаново.
Помимо естественного старения и выгорания материала на результатыизмерений могут влиять, например, появление царапин при передвижениисчитывающего элемента спектрофотометра по поверхности тестовой таблицы. Чтобыэто предотвратить, необходимо закрывать листом бумаги ту часть тестовойтаблицы, где находится спектрофотометр.
Полученные значения цветовых замеров можно экспортировать изэталонного документа программы PrintOpen в текстовой файл. Текстовой файлсодержит информацию о производителе, дате, типе устройства, которое былоиспользовано, его настройках, условиях печати и количестве наборовXYZ-значений.
Чтобы осуществить анализ полученных данных, они должны находитьсяв документе PrintOpen. При проведении измерений в режиме online этот документуже создан и является эталонным и его используют для экранного представленияданных. Если значения величин определены в режиме offline, понадобитсясвободный эталонный документ, который создается с помощью команды New… менюFile. Полученные данные записываются в формате ASCII и могут быть перемещены вдокумент PrintOpen с помощью модуля импорта данных. Программа анализируетрезультаты измерений в комплексе. Все элементы, цветометрические значениякоторых существенно отклоняются от стандартных, помечаются знаком вопроса.Причина появления таких значений — специфика печатного процесса или ошибки визмерениях. Если это является ошибкой измерения, то ее можно исправить,особенно при работе в режиме online, повторив процесс измерения этих элементовспектрофотометром. Стандартно измерения осуществляются слева направо и сверхувниз. Создание калибровочной таблицы — последний этап, который выполняется спомощью программы PrintOpen. Как уже упоминалось выше, можно создатьрасширенную по отношению к стандартной тестовую таблицу PrintOpen с общимколичеством элементов 840 в том случае, если необходимо более точноохарактеризовать печатное устройство. Расширенная тестовая таблица состоит изчетырех одинарных тестовых таблиц (ХТ1, ХТ2, ХТ3, ХТ4), которые создаютсясначала по отдельности, печатаются и измеряются, а затем помещаются в одинэталонный документ.

Вывод
Главный продукт работы ICC — детально описанный стандартизованный форматпрофиля, свободно доступный на web-узле консорциума www.color.org/.. Профиль начинается с заголовка. В нем задается класс устройства (сканер,монитор или принтер), рекомендуемый модуль управления цветом, вид входного ивыходного цветового пространства и служебная информация, например, дата созданияи версия. В заголовке формально указывается и источник освещения, но в текущейспецификации единственным допустимым вариантом является D50.
Основной объем профиля приходится на таблицы или тэги*. Для разных типовустройств необходимы различные тэги. В простейшем варианте RGB-профиля длясканера и монитора указываются XYZ координаты красного, зеленого и синего устройстваи белый цвет материала (например, бумаги для профиля сканера на отражение).Задаются также градационные кривые для каждого из RGB цветов. Эта информацияпозволяет однозначно осуществить переход от RGB к XYZ цветам и обратно. Теперьоткроем в любой, например четвертой, версии PhotoShop диалог настройкимонитора. В нем можно задать именно эти параметры — цвета белого, люминофоров иградационную характеристику через параметр гамма. Как задавать одни и те жечисла — не так важно. И не стоит надеяться, что профиль монитора волшебнымобразом все исправит. Для полноты следует упомянуть, что для RGB устройстввозможен также более сложный формат, аналогичный формату профилей выводныхустройств (для краткости — принтеров), к которым мы и переходим.
Принципиальная особенность выводного устройства — взаимная зависимостьцветовых каналов. Если для монитора мы можем в большинстве случаев считатьзеленый, красный и синий независимыми, то говорить о независимости друг отдруга CMYK цветов не приходится. Краска в печати накладывается и на бумагу и надругую краску. Добавление 10% голубого сильно изменит светлый цвет и оченьслабо — темный и т.д. Поэтому профили принтеров содержат длинные таблицы матрицдля пересчета из XYZ или Lab в пространство устройства и обратно. Матричнаяматематика такова, что таблицы “туда” и “обратно” не совпадают, поэтомухранятся оба варианта. Осуществить переход между цветовыми пространствами можнонесколькими способами. ICC использует четыре способа, или rendering intent. Дваиз них колориметрические, абсолютный и относительный. В абсолютном вариантебелый цвет считается одинаковым и соответствующим источнику D50. Самый белый впечати — это цвет бумаги, а он далеко не совпадает с D50. Поэтому чащеиспользуется относительный вариант. Здесь белый цвет источника сопоставляетсябелому устройства с соответствующим изменением остальных цветов. Еще одинвариант perceptual (от английского perception — восприятие) обеспечиваетнаилучший результат не с точки зрения прибора, а с точки зрения человека.Основное его отличие в том, что изменяются не только цвета, которые лежат запределами цветового охвата устройства, но и близкие к ним. Соотношение междупередаваемыми цветами сохраняется, но изменяются даже те из них, которые можнопередать точно. Последний вариант, saturation (насыщенность), предназначен дляпечати бизнес-графики самыми яркими из возможных цветами и к корректнойцветопередаче отношения не имеет.
Наконец, приводится описание цветового охвата устройства и XYZ егобелого. Это обязательнаяинформация. Кроме нее может содержаться много дополнительной, например о UCR.
Как мы помним, профиль содержит описание устройства, а собственно работапо пересчету цветов поручена модулям управления цветом, СММ. Проблемы на первыйвзгляд нет. Ведь работоспособный СММ доступен в составе операционной системы.Но на рынке есть несколько недешевых фирменных СММ. Алгоритмы их работыявляются тайной фирм производителей. Если за них платят деньги, значит онивыдают результат лучше, чем получается в стандартном варианте.
Итак, для одних и тех же устройств мы взяли одни и те же профили, соответствующиестандарту.Преобразовали цвета с использованием не зависящего от устройствапространства. А результат получили разный. Почему? Imation предлагает провестикрасивый эксперимент, подробно описанный на web-сайте фирмы. Возьмите CMYKкартинку и задайте ее преобразование из какого-нибудь CMYK цветовогопространства в него же, например из Matchprint в Matchprint. По идее, картинкане должна измениться, но вы можете увидеть разницу, произведя поканальноевычитание старой картинки из новой. Проблемы
Белый. Условия освещения у потребителя полиграфической продукции частоотличаются от стандартных. Очевидно, нужна коррекция. Приложение Е.16 кспецификации ICC профиля содержит замечательную фразу: “Если предполагается,что носитель будет наблюдаться при освещении, хроматически отличающимся от D50,профиль должен содержать коррекции для хроматической адаптации”. Значит,добавим еще по таблице на каждый вид освещения.
Снова белый. Профиль строится для определенного цвета бумаги. Любое егоизменение требует построения нового профиля. Представьте, что клиент приходит втипографию со своей бумагой, а там отказываются печатать и выводить пленки натом основании, что для нее нет профиля и его надо отдельно делать, чем ипредлагают посетителю заняться. Опять, будь СММ чуть поумнее, проблемы бы невозникло.
Черный. Полиграфистов любят учить экономии. Говорят, что черный канал —лишний, хранить информацию надо в RGB или Lab, а черный синтезировать на месте.Попробуйте прочитать крупный текст, набранный голубым по черной плашке наоттиске и на мониторе. Или преобразуйте цвета С=0; М=0; Y=0; K=100 и C=100;С=100; M=100; Y=100; K=0 в Lab и обратно. Они что, не изменились?
Дрейф и разброс устройств. Стабильность печати оставляет желать лучшего.Сегодня мы печатаем так, а завтра чуть-чуть по другому. На глаз растискивание20% и 25% отличается, но и то и другое обычно всех устраивает. Но если у васрастискивание в разных секциях отличается на те же 5% — беда. Системауправления цветом не делит цветовые сдвиги по направлению на приемлемые и неприемлемые. Для нее важна только величина ошибки. Для человека важно инаправление — ошибиться на метр влево гораздо лучше, чем провалиться наполметра в землю.
Совместимость. Чем сложнее профиль, тем менее он совместим с чужими, тожесложными, профилями. Серьезные производители предупреждают, что произвольное смешиваниепрофилей, полученных из различных источников, приводит к плачевным результатам.Открытыми системами это не назовешь.
На рынке сосуществуют две технологии, очень условно CMYK и Lab. Первая изних старая, проверенная и работоспособная и общение с ней требует высокой квалификациии недешевого оборудования. Важным ее достоинством являются глубокие знания оприроде офсетной печати. Для пусть не идеальной, но очень неплохой, настройкина конкретную типографию требуется минимум информации, легко умещающейся настранице факса. Фактически про печать заранее все известно, и длядополнительной настройки нужна информация об отклонениях конкретного экземпляраот усредненного. Дадите ее — сработаем на пять. Не дадите — будем делать поумолчанию и почти наверняка получим не ниже четверки. Недостаток — продолжениедостоинства. Если у нас на выходе не четырехкрасочный офсет, схема не работает.А таких вариантов становится все больше. Это печать в более чем четыре цвета иустройства электрографической печати, например ксероксы, любые электронныеносители, включая CD, Сеть и так далее.
Перспективная Lab, области, на которые CMYK не претендует, она успешнозаполняет. Со временем этого следует ждать и на родной почве CMYK. Но Lab определеннонадо для этого поумнеть. Сейчас она вооружена горой таблиц или профилей, иутверждает, что в них все написано, а что не написано, то скоро напишется.Скоро прекратяться проблемы по поводу бумаги не той белизны, и приведет впорядок черный цвет.
К сожалению, сегодня более широкое применение профилей сдерживаетсятехническими трудностями полной реализации системы управления цветом воперационной системе Windows, недостаточной квалификацией пользователей,ограничениями в управлении цветом в файлах EPS PDF и рядом других причин. Этоведет к тому, что, скорее всего, в ближайшие годы мы станем свидетелями новыхразработок, которые позволят полностью или частично исключить участие пользователяв управлении цветом.
Так компания Apple начала использовать в своих мониторах принципизмерения тока электронных лучей в трубке. Это позволяет производитьавтоматическую калибровку и создавать ICC-профиль монитора. Результаты такойкалибровки, конечно, не так точны, как при использовании внешнего колориметраили специального калибратора, но процесс калибровки стал значительно проще.
Еще один пример: на конференции Seybold в Сан-Франциско компанияColorSavvy показала бета-версию спектрофотометра, который будет встраиваться вбудущие модели цветных принтеров различных производителей. По замыслу фирмытакие принтеры будут перекалибровывать себя после каждой отпечатанной страницы.
Сегодня уже ни для кого не секрет, что гарантированное получениекачественной печатной продукции возможно только в том случае, если весьпроизводственный процесс является полностью управляемым и контролируемым.

Список литературы
1. Андреев Ю.С. Конспект лекций ТОИИ 2. –Москва, 2003г.
2. Кузнецов Ю.В. «Технология обработкиизобразительной информации». – Москва-Санкт-Петербург 2002г. стр.190
3. Основы технологииобработки изобразительной информации: Лабораторные работы для специальности«Технология полиграфического производства». – М.: Издательство МГУП, 1998.
4. Полянский Н.Н. «Методическиеуказания по оформлению курсовых проектов и выпускных работ». – М… ИздательствоМГУП, 2000.
5. Гельмут Киппхан. «Энциклопедияпо печатным средствам информации». МГУП 2003г.