איך יכולת שכפול הצבעים של מכשירי Landa?

ציוד הדפסה דיגיטלי של Landa משתמש בטכנולוגיית דיו ננו, שיש לה יתרון של גודל חלקיקי פיגמנט קטן במיוחד, עשרות ננומטרים בלבד, בהשוואה לגודל החלקיקים של דיו מסורתי של כ-500 ננומטר. חלקיקי פיגמנט ננומטריים אלה יכולים לחדור טוב יותר ולהיצמד לפני השטח של מצעים שונים, ויוצרים עובי תמונה של 500 ננומטר בלבד. עובי זה הוא פחות ממחצית מזה של תמונות דיו אופסט מסורתיות. בשלב זה, הדיו נצמד רק למשטח המצע ואינו חודר פנימה, ורווית הצבע והבהירות של התמונה המודפסת מצוינות. ציוד הדפסה דיגיטלי של Landa יכול להשיג הדפסה של 4~8 צבעים על ידי הדפסת הזרקת דיו ברזולוציה של 600dpi או 1200dpi, מתוכם הציוד להזנת גיליונות תומך בעד 7 צבעים (CMYK+OGB) והציוד הסיבובי תומך בעד 8 צבעים (CMYK+OGB+לבן). על פי נתונים רשמיים, תצורת CMYK של 4 צבעים יכולה לכסות 84% מטווח הצבעים של Pantone, בעוד שתצורת CMYK+OGB בעלת 7 צבעים יכולה לכסות עד 96% מטווח הצבעים של Pantone.

מאמר זה מסתמך על ציוד ההדפסה הדיגיטאלי של Landa של חברת Shenzhen Jiuxing Printing and Packaging Group Co., Ltd. כדי לבדוק ולנתח את יכולת השעתוק הצבע שלו על קרטון לבן בקיבולת כמותית של 300 גרם/מ"ר. ראשית, הציוד עובר ליניאריזציה כדי למדוד את אחידות הרוויה וההדרגה של המונוכרום שלו, ולאחר מכן מנותח קובץ ה-ICC של הציוד כדי להעריך את ביצועי סולם הצבעים וביצועי כיסוי צבעי הספוט שלו.

חקירת אלגוריתם ליבה של שכפול צבע של מערכת הדפסה דיגיטלית 7 צבעים

01

סוגים ועקרונות של אלגוריתמי לינאריזציה

לינאריזציה של ציוד הדפסה דיגיטלי היא טכנולוגיית מפתח להבטחת קשר ליניארי בין אותות קלט ופלט של המכשיר. לליניאריזציה של ערוץ 7 צבעים יש מורכבות טכנית משמעותית בהשוואה ל-CMYK המסורתי 4 צבעים. הראשון הוא הגידול במספר הערוצים, מ-4 ל-7 פירושו שגודל טבלת החיפוש גדל באופן אקספוננציאלי. אלגוריתמי ליניאריזציה נפוצים כוללים את 4 הסוגים הבאים:

(1) אלגוריתם התאמה פולינומית היא שיטת הליניאריזציה הבסיסית ביותר, המממשת ליניאריזציה על ידי התאמת עקומות פולינומיות של נתוני קלט ופלט. היתרונות של אלגוריתם זה הם חישובים פשוטים ופחות פרמטרים, אך החיסרון הוא שיש לו יכולת מידול מוגבלת עבור קשרים לא ליניאריים מורכבים.

(2) אלגוריתם טבלת החיפוש (LUT) הוא שיטת הליניאריזציה הנפוצה ביותר בהדפסה דיגיטלית. 1D LUTs הם הצורה הפשוטה ביותר שמעבדת רק ערוץ בודד של התמונה, ומגדירה ערך פלט עבור כל ערך קלט (0 עד 100). המהות של 1D LUT היא טבלת חיפוש במרחב חד-ממדי, וכל ערך קלט "ממוקם מחדש" על ידי ה-LUT כדי לקבל ערך פלט חדש, המציג קשר אחד-ל-אחד תואם. פרופיל מדפסת ICC טיפוסי מגדיר טבלת חיפוש 1D (1D LUT) בהתבסס על מספר ערוצי הצבע במכשיר, ולאחר מכן משתמש בטבלת חיפוש 3D (3D LUT) להשלמת מיפוי סולם צבעים והמרת צבעים.

(3) אלגוריתם הרגרסיה הליניארית המקומית מתפקד היטב בניהול צבע, במיוחד בתרחישי דוגמה-קטנים ובינוניים המוערכים על ידי טבלאות חיפוש הדפסה דיגיטלית, והביצועים שלו טובים יותר מרשתות עצביות, רגרסיה פולינומית ופונקציות ספליין. הרעיון המרכזי של האלגוריתם הוא להשתמש בקבוצת הרגרסיה הליניארית המקומית של נקודות שכונה עבור כל נקודת רשת כדי להתאים למישור הליניארי לפי קריטריון הריבועים הקטנים המשוקללים, ולהעריך כל רכיב צבע פלט בנפרד.

(4) אלגוריתמי למידה עמוקה מייצגים את כיוון הפיתוח העדכני ביותר של טכנולוגיית לינאריזציה. הטכנולוגיה המודרנית הצליחה לממש את מודל הליניאריזציה של ערוצי צבע מודפסים המבוססים על רשתות למידה עמוקה, ועם שיטת פיצוי צפיפות צבע לא-לינארית רב-ממדית-ממדית מקוונת, היא יכולה להשיג סולם צבעים רחב, ליניאריות גבוהה ופלט הדפסה דיגיטלית רציפה ויציבה.

02

אלגוריתמים לניהול צבעים מרובי-ערוציים

ניהול צבעים מרובה-ערוצים עבור התקני 7-צבע דורש תמיכה באלגוריתמים מיוחדים. במערכת ה-CMYK המסורתית של 4 צבעים, ניהול הצבעים מתמקד בעיקר באיזון של ארבעה צבעים: כחול, מגנטה, צהוב ושחור, בעוד שמערכת 7 הצבעים צריכה להתחשב באינטראקציה של 7 צבעים בו זמנית. במערכת של 7 צבעים, כל צבע עשוי לקיים אינטראקציה עם 6 הצבעים האחרים, ויחסי צבע רב-ממדי זה דורש מודלים מתמטיים מורכבים יותר לתיאור. במערכת ה-CMYK המסורתית, שחור משמש בעיקר לאיזון גווני אפור וחיסכון בדיו, בעוד שבמערכת 7 הצבעים, תוספת של כתום, ירוק וכחול הופכת את ערבוב הצבעים למורכב יותר. אלגוריתמים הנפוצים להפרדת צבעים כוללים את שני הסוגים הבאים:

(1) דגמי Neugebauer מרוכבים הם כלים חשובים לעיבוד הדפסה מרובת-צבע. מודל זה הוא גרסה כללית של מודל Neugebauer המחלק את כל מרחב הצבע XYZ למספר מחיצות נפח, מנבא את משקלי רכיבי הצבע בתוך מחיצה נתונה, ומשמש כפונקציה לקביעת ערכי XYZ של שלושת הצבעים הבסיסיים עבור אותה מחיצה. שיטה זו יכולה לטפל ביעילות ביחסי צבע מורכבים במערכת של 7 צבעים.

(2) אלגוריתם ההמרה של מרחב צבע-רב-ערוצי צריך לשקול את יחסי המיפוי בין מרחבי צבע שונים. בעת המרה ממרחב צבע של מכשיר (CMYKOBG) למרחב צבע סטנדרטי (כגון CIE Lab), עליך לקבוע פונקציות המרה מדויקות. מחקרים הראו שזו סכמה טכנית יעילה לבסס את הקשר בין מרחב המכשיר למרחב CIE XYZ באמצעות קשר תלת-ממדי, ולהשיג הפרדת צבעים על ידי שימוש באינטרפולציה תלת-לינארית בין הערכים של טבלת החיפוש ועמודות הטבלה.

הכנה ובדיקה נסיונית

01

בדיקת ציוד וציוד

(1) ציוד בדיקה: ציוד הדפסה דיגיטלי של Landa, דיו ננו 7 צבעים (CMYK+OGB);

(2) נייר בדיקה: 300g/m2 קרטון לבן של אסיה פסיפיק Symbo Yinbo;

(3) מכשיר מדידה: X-rite i1io ספקטרופוטומטר;

(4) תוכנת בדיקה: EFI Fiery Color Profiler Suite (CPS);

(5) תנאי סביבה: טמפרטורה 25±2 מעלות, לחות 55%±5%.

02

תהליך בדיקה ושלבים

(1) שלב 1: הדפס את תרשים הליניאריזציה. חממו מראש את מכונת ההדפסה הדיגיטלית של Landa במשך יותר מ-30 דקות והוציאו תרשימים ליניאריים באמצעות EFI Fiery Color Profiler Suite (CPS). מערכת ההדפסה הדיגיטלית של Landa מצוידת בטבלת צבעים ליניארית של 4 עד 7 צבעים. נייר זה לוקח 7 צבעים כדוגמה, לכל ערוץ של טבלת הצבעים 7 צבעים יש 54 צבעים, סך הכל 378 גושי צבע, ושיעור הכיסוי של אזור הנקודות הוא 0~100%.

(2) שלב 2, מדוד את תרשים הליניאריזציה. המתן עד שהתרשים הליניאריזציה יתייבש והשלם את מדידת הנתונים של 7 ערוצי הצבע באמצעות CPS+i1io.

(3) שלב 3, צייר את עקומת ההדרגתיות. שבע עקומות הדרגתיות של ערוץ משורטטים על פי נתוני המדידה והנתונים התיאורטיים. ההבדל בין הנתונים הנמדדים לנתוני היעד מנותח, נבחר אלגוריתם הליניאריזציה המתאים ומחושב עקומת הליניאריזציה.

(4) שלב 4: הדפס את קובץ ה-ICC כדי ליצור תרשים. קרא לעקומת הליניאריזציה בשלב 3 והדפיס את הדיאגרמה כדי ליצור את קובץ ה-ICC, כגון iT8.

(5) שלב 5, חשב והפק את קובץ ה-ICC. לאחר שהתרשים iT8 מתייבש, ה-iT8 נמדד באמצעות CPS+i1io, הנתונים נשמרים, ואלגוריתם הפרדת הצבע המתאים נבחר ליצירת קובץ ICC. קובץ ICC זה הוא קובץ סולם הצבעים הגדול ביותר עבור ציוד נוכחי ונייר בשילוב.

איסוף וניתוח נתונים

01

ניתוח ליניאריזציה של מכשירים

הערכים הנמדדים של תרשים הנתונים הליניארי מוצגים באיורים. 1 ו-2. איור. 1 מציג את הקשר בין השטח של כל נקודת צבע לצבע המתאים ערך בהירות המעבדה של CIE L*, הנקודות באיור הן נקודות הדגימה של כל ערוץ, העקומה היא ההתאמה של עקומת השפל השניה, ההתאמה של קצב ה-spline ל-2 לא יכולה לבטא את ההתאמה של עקומת ה-do. בהירות, ויש צורך בפונקציית מיפוי מורכבת יותר כדי לתאר את ההתאמה בין אזור הנקודות לרמת הבהירות החזותית.

איור 1 הקשר בין שטח הנקודה וערך הארה

איור 2 מציג את שונות הגוון והרוויה המקסימלית עבור שישה ערוצי צבע. באיור, ערוצי הסגול והמגנטה מתכופפים באופן ניכר ככל שהרוויה עולה, מה שמעיד על כך שאחידות הגוון של שתי קבוצות הצבעים הללו אינה טובה במיוחד. כמובן שאחידות הגוון קשורה גם לאחידות של מרחב הצבעים של CIE Lab. עבור הערוצים הצהובים והכתומים, גם חוסר ההומוגניות ב-chroma ניכרת למדי. לדוגמה, בערוץ הצהוב, המרווח בין נקודות אחיד מתחת לערך ab* של 50, אך הופך גדול יותר מעל 50; הערוץ הכתום דומה לערוץ הצהוב, ובסביבות 40 מופיעות נקודות חופפות, וכתוצאה מכך יוצאות דופן. לכן, סוגיות כמו כיפוף גוון ואי-הומוגניות כרומה יגדילו את המורכבות של פיתוח אלגוריתמים ליניאריזציה והפרדת צבעים.

איור 2 רווית צבע וביצועי גוון של כל ערוץ

על ידי שילוב של איור 1 ואיור 2, ניתן לקבוע את הצבע הרווי האופטימלי של המכשיר. טבלה 1 מציגה את ההתאמה בין ה-chroma המקסימלי של הכרטיס הלבן 300g/m2 המשמש במחקר זה לבין ה-chroma של מצעי ISO 12647-2 Type 8.

טבלה 1 השוואה של צבע וכרומה בין מערכת הדפסה דיגיטלית של Landa לבין מצעים מסוג ISO 12647-2 Type 8

נתוני טבלה 1 מצביעים על כך שלמעט מגנטה, שהכרומה שלו נמוכה מזו של נייר ISO 12647-2 CD1, ה-chroma של צבעי היסוד של מערכת ההדפסה הדיגיטלית של Landa יכולה לכסות במלואה את ה-chroma של שמונת סוגי הנייר המוגדרים על ידי ISO. לכן ניתן להסיק שמערכת הדפוס הדיגיטלי של Landa, באמצעות התאמות ליניאריות נוספות, יכולה להתאים באופן מושלם לתקני דפוס האופסט של ISO 12647-2, וכמובן גם לעמוד בדרישות להסמכות כמו G7 ו-C9.

02

ניתוח סולם התקנים

לאחר הליניאריזציה, קובץ ה-ICC שנוצר משקף את מאפייני הצבע הנוכחיים של מערכת ההדפסה הדיגיטלית. כפי שמוצג באיור 3, הוא משווה את הטווח של מערכת ההדפסה הדיגיטלית של Landa לזה של Adobe RGB (1998). למגוון של מערכת ההדפסה הדיגיטלית של Landa ו-Adobe RGB (1998) אין פשוט קשרי בלימה. באזור הבינוני-כחול-עד-באזור -אדום בהירות-ל-כחול, טווח מערכת ההדפסה הדיגיטלית של Landa מקיף את טווח ההדפסה של Adobe RGB (1998). לעומת זאת, באזור -בבהירות-בבהירות-בצהוב ובאזור אדום-ל-צהוב, הוא מוקף על ידי Adobe RGB (1998).

איור 3 השוואה של Landa Digital Printing System ו-Adobe RGB (1998) סולם צבעים

מצב זה מצביע על כך שכאשר משתמשים בנייר הכרטיס הלבן הניסיוני עם מערכת ההדפסה הדיגיטלית של Landa לתהליכי הדפסה-בנאמנות גבוהה, יכולת השעתוק של צהובים, כתומים וירוקים רוויים מעט חלשה יותר. זה עשוי להשתפר אם נעשה שימוש בנייר עם לובן גבוה יותר.

איור 4 מציג השוואה בין סולם הצבעים של מערכת ההדפסה הדיגיטלית הניסיונית של Landa לבין סולם הצבעים GRACoL2006_Coated. מההשוואה ניתן לראות כי סולם הצבעים של מערכת ההדפסה הדיגיטלית של Landa מקיף בעצם את סולם ה-GRACoL2006_Coated. במיוחד, האזור הכחול-ל-ירוק והאזור האדום-ל-כחול בבהירות בינונית נמצאים לחלוטין בטווח GRACoL2006_Coated; עם זאת, באזור-הבהיר מאוד-עד-הצהוב, טווח ה-GRACoL2006_Coated הוא מעט יותר גדול. זה מצביע על כך ששילוב נייר הכרטיס הלבן הניסיוני עם מערכת ההדפסה הדיגיטלית של Landa יכול לשחזר את הצבעים של הדפסת אופסט ISO 12647-2, ושימוש בנייר עם לובן מעט יותר גבוה יכול להשיג שכפול צבע טוב יותר באזורים בהירים גבוהים.

איור 4 השוואה של מערכת הדפסה דיגיטלית של Landa עם סולם צבעים GRACoL2006_Coated

איורים 5 ו-6 משתמשים בפונקציית סימולציית צבעי הספוט של ORIS X Gamut כדי לחשב את השיעור של צבעי הספוט של Pantone שמערכת ההדפסה הדיגיטלית של Landa יכולה לשחזר תחת שתי סובלנות הבדלי צבע: פחות או שווה ל-3 ופחות מ- או שווה ל-5. כפי שמוצג באיור 5, כאשר הסבילות היא פחות או שווה ל-9% מ-3, 09 צבע של Pantone, יכול להיות 3, 09 כתמי צבע. תואם; איור 6 מראה שכאשר הסובלנות קטנה מ-5 או שווה ל-5, ניתן להתאים 98.6% מ-2,390 כתמי הצבע של Pantone. ניסוי זה מאשר את הדיוק של הטענה הרשמית של לנדא כי תצורת CMYK OGB בעלת 7 צבעים יכולה לכסות עד 96% מטווח הצבעים של Pantone.

איור 5 כיסוי מערכת ההדפסה הדיגיטלית של Landa של סולם הצבעים של Pantone (סבולת הבדלי צבע קטנה או שווה ל-3)

איור 6 כיסוי של סולם הצבעים של Pantone על ידי מערכת ההדפסה הדיגיטלית של Landa (סובלנות להפרשי צבע קטנה או שווה ל-5)

לסיכום, ניסוי זה בדק את יכולת שכפול הצבעים של מערכת ההדפסה הדיגיטלית של Landa באמצעות קארדסטוק לבן בגודל 300 גרם/מ"ר, המשמש בדרך כלל במוצרי החברה. ניתוח של נתוני מפתח שנלכדו במהלך התהליך העלה כי: יכולת הצבע העיקרי CMYK של מערכת ההדפסה הדיגיטלית של Landa יכולה להתאים ל-ISO 12647-2 נייר CD1 ולכסות באופן מלא את שבעת סוגי הנייר האחרים; בהשוואה לטווח הצבעים של Adobe RGB, טווח הצבעים 7- של מערכת ההדפסה הדיגיטלית של Landa קטן יחסית באזורי בהירות- גבוהים ומעט גדול יותר באזורי בהירות בינונית. להדפסה בנאמנות גבוהה באמצעות Adobe RGB כמרחב הצבע העיקרי, מומלץ להשתמש בנייר בעל לובן גבוה יותר. סולם 7 הצבעים של מערכת ההדפסה הדיגיטלית של Landa מקיף בעצם את סולם הצבעים GRACoL2006_Coated, יכול להתאים באופן מלא לתקן הצבעים ISO 12647-2, וכאשר הפרש הצבעים קטן או שווה ל-3, הוא יכול להתאים ליותר מ-94% מטווח הצבעים של Pantone.