Projektowanie grafiki użytkowej

Projektowanie grafiki użytkowej

Modele koloru

Modele koloru

i

i

zarządzanie kolorem

zarządzanie kolorem

1. Model barw

1. Model barw

CMY

CMY

Ukierunkowany jest na
sprzęt drukujący:
drukarki, maszyny
drukarskie.

Wrażenie barwy
uzyskuje się dzięki
światłu odbitemu od
zadrukowanego
podłoża.

Pigment farb/atramentów pochłania określone
długości fali, a odbija pozostałe. Dlatego farby
druku C, M, Y nazywa się subtraktywnymi.

Barwa piksela =
(c,m,y)

C

C

M

M

Y

Y

1

1

1

1

1

1

0

0

C = (1,0,0)
M = (0,1,0)
Y = (0,0,1)
R = (0,1,1)
G = (1,0,1)
B = (1,1,0)
czarna = (1,1,1)
biała = (0,0,0)
neutralna 50% szarość = (0.5,
0.5, 0.5)

W modelu CMY równe ilości trzech barw podstawowych
(c=m=y) tworzą neutralną szarość, która w modelu
CMYK jest generowana przez czwartą barwę podstawową
K (blacK - czarny).

2. Model barw

2. Model barw

CMYK

CMYK

(

(

(

+

0.2

0.4

0.4

0.4

0.5

0.6

0.4

0.9

C M

Y

)

)

)

(

(

(

+

0.2

0.4

0.5

0.2 0.5

C M Y

K

)

)

)

0.4

CMY = (c, m, y)  CMYK = (c - k, m - k, y - k,

k)

k

max

= {c, m, y}

min

Procedury generowania czerni:

UCR

(Under Color Removal) - usuwanie koloru

neutralnego,

GCR

(Gray Component Replacement) - zamiana

szarego

składnika

UCR

odtwarza neutralną szarość jedynie przy

pomocy czarnego atramentu:

(c,m,y,k) = (c - Kmx, m - Kmx, y - Kmx, Kmx)

CMY=(0.4, 0.6, 0.9)
Kmx={0.4, 0.6, 0.9}min = 0.4
CMYK=(0.0, 0.2, 0.5, 0.4)
ilość atramentu: CMY=40%
+60%+90%=190%
CMYK=0%+20%+50%
+40%=110%

[KAMI99]

Aby czarny atrament nie
powodował brudnego wyglądu
świateł, UCR stosuje się od
określonego poziomu
neutralnej szarości (0.50.6).

GCR

odtwarza tylko część neutralnej szarości

przy pomocy czarnego atramentu:

(c, m, y, k) = (c - g, m - g, y - g, g)

gdzie

g = s% Kmx,

s - zadany stopień wycofywania

neutralnej szarości.

Przykład:

CMY = (0.4, 0.6, 0.9), s=50%

Kmx = 0.4, g = 50% 0.4 = 0.2

CMYK = (0.2, 0.4, 0.7, 0.2)

ilości atramentu: CMY = 190%, CMYK = 150%

TIL - całkowity limit atramentu (

TIL - całkowity limit atramentu (

Total Ink Limit

Total Ink Limit

)

)

W żadnym miejscu obrazu nie można nałożyć
więcej atramentu niż przewiduje TIL, który zależy
od rodzaju urządzenia drukującego, papieru,
atramentu:
 280% - maszyny rotacyjne, 320% - maszyny

arkuszowe,
 280% - papier gazetowy, 320% - papier

powlekany.

BIL - poziom generowanej czerni (

BIL - poziom generowanej czerni (

Black Ink

Black Ink

Limit

Limit

)

)

BIL określa maksymalną ilość czerni K jaką można
dodać (standardowo BIL=100%).
W kolorowym obrazie głębokie cienie mogą mieć
szczegóły niewiele różniące się od czerni. Aby je
zróżnicować należy podkolorować cienie
atramentami C,M,Y zmniejszając BIL.

GCR + BIL + TIL + UCA

GCR + BIL + TIL + UCA

Mechanizm UCA (Under Color Addition) stosowany
jest w GCR i polega na zwróceniu koloru
neutralnego jeżeli ilość atramentu CMYK jest
mniejsza od TIL (stosowany jest w cieniach).

Przykład:
CMY = (1,1,1), BIL = 90%, TIL = 300%, s = 100%
1. Kmx = 0.9 ze względu na BIL, g =100% 0.9 = 0.9
CMYK = (0.1, 0.1, 0.1, 0.9), ilość atramentu =
120%
2. Brakuje 300% - 120% = 180% atramentu, który
może być
uzupełniony kolorem neutralnym (0.6, 0.6, 0.6)
(automatyczne włączenie UCA): CMYK = (0.7, 0.7,
0.7, 0.9)

Podsumowanie:

Podsumowanie:

1.

1.

Druk CMYK zawsze obniża łączne zużycie atramentu/farby

w porównaniu z drukiem CMY.

2.

2.

Drukarki stosują własne procedury generowania czerni, więc

nie mamy kontroli nad tym procesem. Uzyskuje się ją przy
tworzeniu wyciągów barwnych dla druku nakładowego.

3.

3.

Przy tworzeniu koloru neutralnego urządzenia drukujące

posługują się krzywymi mieszania atramentów
uwzględniającymi ich zanieczyszczenie.

4.

4.

UCR jest dobrą metodą druku na papierze nie powlekanym,

ponieważ znacząco zmniejsza ilość atramentu absorbowanego
przez papier.

5.

5.

GCR z mechanizmem UCA nadaje ciemnym obszarom obrazu

bogatszy, bardziej nasycony wygląd.

6.

6.

Obniżenie poniżej 100% poziomu generowanej czerni (BIL)

umożliwia wydobycie szczegółów z ciemnych obszarów obrazu.

3. Model barw

3. Model barw

CIE Yxy

CIE Yxy

X, Y, Z - standardowe barwy zdefiniowane w 1931r.

przez Międzynarodową Komisję

Oświetleniową,
Y - z założenia luminancja, która jest fizyczną
miarą

jasności barwy.

Dowolna barwa C jest
dodatnio ważoną sumą
barw X, Y, Z:

C = XX + YY +
ZZ

Niech

x

X

X Y Z

y

Y

X Y Z

z

Z

X Y Z



 



 



 

,

,

Punkty (x,y,z) są na płaszczyźnie X + Y + Z = 1,
ponieważ x+y+z = 1.

Trójkąt na płaszczyźnie X + Y + Z = 1, fragment
przestrzeni CIE wyciętej przez trójkąt, widok trójkąta z
frontu i po zrzutowaniu na płaszczyznę XY (wykres
chromatyczności)

[FOLE95].

Wartości współrzędnych x, y
barwy zależą tylko od
odcienia (związanego z
dominującą długością fali) i
nasycenia.

Barwę A można otrzymać
jako mieszaninę
standardowego światła
białego (iluminant C o
temperaturze barwowej
6774K) i czystego
spektralnego światła z
punktu B.
Nasycenie s = AC / BC.

Dopełniające barwy D, E mogą być zmieszane w celu
uzyskania C.

F jest barwą niespektralną.

Wykres chromatyczności

Wykres chromatyczności

Zastosowania wykresu chromatyczności:

Zastosowania wykresu chromatyczności:



definiowanie gamy

barw urządzenia,



porównywanie gamy

barw różnych
urządzeń w celu
ograniczenia gamy
barw urządzenia
wejściowego do gamy
barw urządzenia
wyjściowego (np.
drukarki),



rendering barw w

celu przekształcenia
wszystkich barw
obrazu do gamy
urządzenia
wyjściowego.

[FOLE95]

metody renderingu barw:

a) nasyceniowa, b) percepcyjna, c) absolutna

kalorymetrycznie, d) względna kalorymetrycznie

[KAMI99].

a)

b)

c)

d)

4. Model barw CIE La*b*

4. Model barw CIE La*b*

Zawiera najszerszą
zdefiniowaną
matematycznie przestrzeń
barw, która powstała w
wyniku transformacji
matematycznej
krzywoliniowego stożka
CIE.

Najważniejszy model barw
grafiki komputerowej,
wykorzystywany do
obliczeń na barwach przez
systemy zarządzania
barwami CMS (Color
Management System).

5. CMS - system zarządzania

5. CMS - system zarządzania

barwami

barwami

(

(

Color Management

Color Management

System

System

)

)

.

.

Elementy CMS:


niezależna od urządzenia przestrzeń barw

(CIE La*b*),



profile barwowe urządzeń,



dopasowanie barw (Color Matching

Method),



algorytmy renderowania barw.

Przykładowe CMS:

Kodak CMS, Kodak Photo CD, Color Tune
(Agfa).

Przepływ danych

Przepływ danych

Skane

r

Monit

or

Drukar

ka

Obra

z

RGB

Obra

z

CMY

K

Obraz

RGB

Profil

skane

ra

Profil

monitor

a

Profil

drukark

i

CMS

La*b*

Profile barwowe

Profile barwowe

Zadaniem profilu barwowego jest uwzględnienie
przekłamań kolorystycznych urządzenia i
umożliwienie przekształcenia obrazu do
właściwego modelu barw.

Informacje zawarte w profilu barwowym:


model barw urządzenia i gama barw urządzenia,



odchylenie barw od standardowego wzorca (np.

wzorca IT8.7) oraz sposób ich korekcji do
poprawnych wartości.

Dopasowanie modeli barw (

Dopasowanie modeli barw (

Color Matching

Color Matching

Method)

Method)

Mechanizm zarządzania zbiorem profili
barwowych urządzeń i dokonywanie konwersji z
jednego modelu barw do drugiego.

Literatura:

[FOLE95]

Foley, van Dam, Feiner, Hughes: „Wprowadzenie do grafiki
komputerowej”, PWN 1995.

Foley, van Dam, Feiner, Hughes: „Computer Graphics.
Principles and Practice.”, Addison-Wesley 1993.

[KAMI99]

B. Kamiński: „Cyfrowy prepress, drukowanie i procesy
wykończeniowe”, Translator s.c. 1999.