CC BY
18
УДК"5"2 А.О.ПОЖАРСКИЙ
И. А. СЫСУЕВ
ОПРЕДЕЛЕНИЕ
СПЕКТРАЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ОПТИМАЛЬНЫХ СТИМУЛОВ СУБТРАКТИВНОГО СИНТЕЗА ЦВЕТА НА ОСНОВЕ
ИНТЕГРАЛЬНОГО ПОКАЗАТЕЛЯ ОЦЕНКИ ЦВЕТОВОСПРОИЗВОДЯЩЕЙ СИСТЕМЫ
*
Омский государственный технический университет
§
В продолжение [ 1 ] рассматривается выбор оптимальных стимулов цветовоспроизведения. Разработан интегральный показатель оценки цветового охвата цветовоспроизодя-щей системы: вводятся понятия цветовой плотности и цветовой массы на примере цветового пространства колориметрической системы CIE L*a'b*-1976. На основе оценки посредством интегрального показателя получены спектральные характеристики оптимальных стимулов, обеспечивающих наибольший цветовой охват цветовоспроизводя-щей системы.
Несмотря на высокий уровень воспроизведения цветных изображений, достигнутый на сегодняшний день, разного рода цветовоспроизводящими системами, в современной полиграфии актуальным вопросом остается увеличение цветового охвата систем печати.
В большинстве случаев воспроизведение цветных изображений производится триадой красящих материалов (красок, чернил, тонеров ит.п.). Эти красящие материалы с точки зрения цветовоспроизведения являются стимулами (в данном случае) субтрактивного синтеза цвета. Очевидно, что при ограничении по количеству стимулов синтеза цветовой охват системы печати также будет ограничен. Это ограничение касается как реальных стимулов (используемых для печати красящих веществ), так и оптимальных стимулов (гипотетических веществ с идеальными, с точки зрения цветового синтеза, спектральными характеристиками) .
Оптимальные цветовые стимулы (рис. 1) имеют место, когда значения спектрального коэффициента отражения в некоторых участках спектра имеют нулевые значения и равняются единице — в остальных
при наличии не более двух переходов от нуля к единице [2]. Цвета оптимальных стимулов являют собой теоретический предел возможных цветов предметов по насыщенности и светлоте.
Триада оптимальных стимулов по определению обладает наибольшим цветовым охватом в сравнении с триадами иных стимулов. Поскольку триадные оптимальные стимулы задаются интервалами полного отражения или поглощения, то для наилучшего цветовоспроизведения такой триадой необходимо уточнить границы указанных интервалов и выбрать те из них, которые в комбинации дают наибольший цветовой охват. Следовательно, для того чтобы определить спектральные характеристики оптимальных стимулов, требуется оценивать цветовой охват триады.
Здесь возникает необходимость определения способа описания цветового охвата триады стимулов. В данном случае требуется такая численная интегральная характеристика, которая могла бы однозначно определить триаду стимулов с наибольшим охватом.
Авторами был разработан интегральный показатель, характеризующий количество цветов, воспро-
Ж
~з к "с "3 к * С 3
а б
Рис. 1. Спектральные характеристики оптимальных стимулов, а) Г - голубого, б) П - пурпурного, в) Ж - желтого, С, 3, К - обозначения условных границ соответственно синей, зеленой и красной зон спектра, р - коэффициент отражения, X - длина волны
изводимое цветовоспроизводящей системой, в частности, системой печати, и различаемых стандартным наблюдателем. Данным показателем является значение объема тела цветового охвата системы печати в единицах ДЕ равноконтрасгного цветового пространства CIE L*a*b*-1976 (L'a'b*).
Очевидно, что при прочих равных условиях больший объем тела охвата цветов означает большее количество цветов, воспроизводимых системой печати. Причем, чем точнее вычисляются цветовые различия Д Е, тем более точно результат вычисления объема тела охвата цветов будет согласовываться с цветовос-приятием человека. Примечательно, что объем тела охвата цветов, вычисленный с использованием функции цветовых различий, будет объективно описывать количество различаемых человеком цветов, воспроизводимых данной системой.
Для увеличения точности оценки вместо устаревшей функции ДЕ целесообразно использовать функцию ДЕад, принятую в 2000 году Международной комиссией по освещению и на сегодня наиболее точно описывающую цветовые различия. В этом случае объем цветового охвата системы будет в большей степени объективно описывать количество различаемых человеком цветов.
Методика определения объема тела цветового охвата с использованием уточненной функции цветовых различий ДЕОТ подробно описана в [3, 4].
В развитие указанной методики предлагается нижеследующая интерпретация производимых согласно ей определений.
Система L'a*b* хотя и именуется равноконтраст-ной, таковой на самом деле не является. Идеально ра-вноконтрастная система является однородной с точки зрения цветовосприятия человека. Это означает, что цветовое пространство имеет постоянную цветовую плотность — т. е. плотность расположения в цветовом пространстве различаемых человеком цветов. В этом случае, рассчитав объем тела охвата цветов в единицах ДЕ (как расстояние между точками цветов в цветовом пространстве), можно определить его цветовую массу. В настоящем приложении цветовая масса — показатель, характеризующий количество различаемых человеком цветов, заключенных в определенной области цветового пространства (ОЦП), в частности, например, в пределах тела охвата цветов системы печати.
В связи с существенной неравноконтрастностью системы L'a'b' в последние годы предприняты попытки описать ее неоднородность с точки зрения цветовосприятия, что выразилось в разработках функций цветоразличения CMC (Colour Measurement Committee, 1995), BFD, LCD (Leeds Colour Difference), M2b и принятии Международной комиссией по освещению (С1Е) уточненных функций цветовых различий CIE94 (CIE, 1994), С1ЕДЕ2000 (CIE, 2000 - ДЕ„0). Последняя — наиболее совершенный на сегодняшний день вариант описания неравноконтрастности системы L*a*b* и, по сути, является описанием цветовой плотности пространства L*a*b*.
Поэтому представляется целесообразным применять для количественной оценки цветового охвата системы печати показатель цветовой массы тела охвата цветов, вычисленный с учетом неоднородности цветовой плотности цветового пространства L*a*b* посредством уточненной функции цветоразличения
По аналогии с [3] цветовая масса некоторой области цветового пространства рассчитывается методом численного интегрирования:
а
М ■
250000 200000150000' 100000 50000
о
360 410 460 510 X, НМ
б
В
г
Рис. 2. Зависимости значения цветовой массы М тела охвата цветов от изменения спектральных интервалов максимального отражения ста мулов: а - изменение длины волны конца интервала максимального отражения голубого стимула (Г), б - изменение длины волны конца первого интервала максимального отражения пурпурного стимула (П,), в - изменение длины волны начала второго интервала максимального отражения пурпурного стимула (П2), г - изменение длины волны начала интервала максимального отражения желтого стимула (Ж)
Параметры оптимальных стимулов идеального субтрактивного синтеза, определенные с помощью показателя цветовой массы тела охвата цветов
Таблица 1
Стимул Первая зона максимального отражения Вторая зона максимального отражения Координаты пьг га е системе Clli L'a'b'-1976
спектральный интервал спектральный интервал
начало конец начало конец L' ""1 а- ь-
Г 360 549 - - 72,39 -60.25 -47,52
П 360 485 587 830 59.45 110,71 -63,16
Ж 506 830 - - 96,10 -17.02 131,94
Ь*
б в
Рис. 3. Проекциилиний зависимостей координат цвета (CIE L'a'b"-1976) оптимальных стимулов от изменения спектральных интервалов максимального отражения: а - на плоскость а'Ь", б - на плоскость L'a', в - на плоскость L'b', 1 - изменение длины волны конца интервала максимального отражения голубого стимула от 360 до (—►) 830 нм,
2 - изменение длины волны конца первого интервала максимального отражения пурпурного стимула от 360 до (—►) 587 нм
при этом второй спектральный интервал максимального отражения 587-780 нм,
3 - изменение длины волны начала второго интервала максимального отражения пурпурного стимула от 485 до (—»■) 830 нм
при этом первый спектральный интервал максимального отражения 360-485 нм, 4 - изменение длины волны начала интервала максимального отражения желтого стимула от 360 до (—И830 нм
м
оцп
=2 I Ем,
где Моцп — цветовая масса исследуемой области цветового пространства,
]_', а', Ь' — пределы численного интегрирования, описывающие границы области,
М1л — цветовая масса элементарного объема V,й = =ДL■ х Да' х ДЬ' (причем ДЬ" = Да* = ДЬ*):
А EmvxAEm« xAEi,o„-.
MJÄEJ ГАеДЕ(юь. = AE0ll(L',,a-ДЕ«К1П- = ÄEU0 (L"i- a'i' b'ií L*,, a".¿, b",), 1-",, a",, b'J,
i b",; L"2, a",, b',),
AEoo.,- = ÄEoo (L',' a*i. bV
Ь',, а',, Ь',, иЬ',, а'2, Ь'.2 — координаты цвета опорных точек элементарного объема, причем Д1_" = Ь*,,-!.",, Да" = а".,-а"г ДЬ'= Ь'.,-Ь'г
Поскольку спектральные характеристики оптимальных стимулов описываются только спектральными интервалами максимального (р=1) и минимального (р = 0) отражения (рис. 1), то при их определении достаточно вести поиск по параметру изменения интервалов максимального отражения.
Было сделано предположение, что зависимость цветовой массы тела охвата цветов, образуемых триадой оптимальных стимулов, от их спектральных характеристик (границы зон максимального отражения) имеет максимумы. Согласно тому же предположению оптимальные стимулы должны иметь такие спектральные характеристики, изменение которых любым образом должно повлечь уменьшение значения цветовой массы тела охвата.
Исходя из этого предположения, был произведен итерационный поиск спектральных характеристик оптимальных стимулов, на каждом этапе которого определялось максимальное значение цветовой массы тела цветового охвата триады при изменении спектральных интервалов максимального отражения.
Результаты определения спектральных характеристик оптимальных стимулов по наибольшему цветовому охвату представлены в табл. 1 и на рис. 2.
Из рис. 2 видно, что зависимости значения цветовой массы тела цветового охвата от изменения спект-
ральных характеристик имеют выраженные максимумы в точках, когда границы спектральных зон максимального отражения принимают значения, указанные в табл. 1. Эти данные подтверждают предположение, высказанное выше.
Интересным представляется также проиллюстрировать характер зависимостей цветов оптимальных стимулов при изменении спектральных интервалов максимального отражения.
Данные зависимости изображены на рис. 3.
Таким образом, оптимальные стимулы с приведенными спектральными характеристиками обеспечивают наибольший цветовой охват идеального суб-трактивного синтеза, оцениваемый интегральным показателем цветовой массы. Стимулы, параметры которых были определены, являются оптимальными с точки зрения максимального цветового охвата.
Библиографический список
1. Пожарский А,О., Сысуев И.А. К вопросу о выборе триады оптимальных цветовых стимулов // Омский научный вестник. — 2003. - №2(23). - с. 137-140.
2. ДжаддД., Вышецки Г. Цвет в науке и технике. — М.:Мир, 1977. - С. 370-374.
3. Пожарский А.О., Сысуев И.А. Оценка цветового охвата системы печати посредством объема тела охвата цветов, вычисленного с использованием уточненной функции цветовых различий. // Омский научный вестник. — 2005. - №4. — С. 180-182.
4. ПожарскийА.О. Построение тела охвата цветов, воспроизводимых системой печати как часть задачи вычисления его объема.//Омский научный вестник. - 2006. — №2. — С. 136-138.
ПОЖАРСКИЙ Артем Олегович, аспирант кафедры «Дизайн, реклама и технология полиграфического производства».
СЫСУЕВ Игорь Александрович, кандидат технических наук, доцент кафедры «Дизайн, реклама и технология полиграфического производства».
Поступила в редакцию 01.09.06. © Пожарский А. О., Сысуев И. А.
Книжная полка
Галкин С.И. Техника и технология СМИ: Художественное конструирование газеты и журнала: спец. учебное пособие. - М.: Аспект Пресс, 2005. - 215 е.: ил. Гриф.
В учебном пособии отражены современные тенденции дизайна периодических изданий. Особенностью книги является прикладной характер: теоретические положения всегда подкрепляются примерами из практики. Кроме того, здесь подробно излагается методика макетирования и моделирования. В некоторых случаях пособие может быть использовано как справочник.
Предназначено как для студентов факультетов и отделений журналистики, так и для практиков - дизайне-| ров, верстальщиков, технических редакторов газет и журналов.
I <
0
1 Средства массовой информации России: учебное пособие / Засурский Я.Н., ред. - М.: Ас-| пект Пресс, 2005. - 383 с.
о
у В учебном пособии рассмотрено место средств массовой информации в современной структуре рос-I; сийскогообщества. Становление правовых основ журналистики и особенности трансформации СМИ России f j в последнее десятилетие изучены через призму процессов переходного периода и глобализации. Проведен аначиз современной российской медиаструктуры и ее экономических особенностей. Подробно рассмотрены КШ системные характеристик российских массмедиа, их взаимоотношения с аудиторией.
