Каква е възможността за възпроизвеждане на цветовете на устройства Landa?

Оборудването за дигитален печат Landa използва технология за нано мастила, която има предимството на ултра-малкия размер на частиците на пигмента, само десетки нанометри, в сравнение с размера на частиците на традиционните мастила от около 500 nm. Тези наномащабни пигментни частици могат по-добре да проникнат и да се залепят към повърхността на различни субстрати, образувайки дебелина на изображението от само 500 nm. Тази дебелина е по-малка от половината от тази на традиционните изображения с офсетно мастило. По това време мастилото прилепва само към повърхността на субстрата и не прониква вътре, а наситеността на цветовете и яснотата на отпечатаната картина са отлични. Оборудването за дигитален печат на Landa може да постигне 4~8 цветен печат чрез мастиленоструен печат с разделителна способност 600dpi или 1200dpi, от които листовото оборудване поддържа до 7 цвята (CMYK+OGB), а ротационното оборудване поддържа до 8 цвята (CMYK+OGB+бяло). Според официални данни 4-цветната CMYK конфигурация може да покрие 84% от цветовата гама на Pantone, докато 7-цветната CMYK+OGB конфигурация може да покрие до 96% от цветовата гама на Pantone.

Този документ разчита на листово дигитално печатно оборудване Landa на Shenzhen Jiuxing Printing and Packaging Group Co., Ltd., за да тества и анализира способността му за възпроизвеждане на цветове върху бял картон с количествен капацитет от 300g/m2. Първо, оборудването се линеаризира, за да се измери равномерността на наситеността и градацията на неговия монохромен цвят, а след това ICC файлът на оборудването се анализира, за да се оцени неговата производителност на цветовата гама и производителността на покритието на спот цветовете.

Изследване на основен алгоритъм за възпроизвеждане на цветовете на 7-цветна система за цифров печат

01

Видове и принципи на алгоритмите за линеаризация

Линеаризацията на оборудването за цифров печат е ключова технология за осигуряване на линейна връзка между входните и изходните сигнали на устройството. Линеаризацията на 7-цветния канал има значителна техническа сложност в сравнение с традиционния 4-цветен CMYK. Първият е увеличаването на броя на каналите, от 4 на 7 означава, че размерът на справочната таблица нараства експоненциално. Общите алгоритми за линеаризация включват следните 4 вида:

(1) Алгоритъмът за полиномиално напасване е най-основният метод за линеаризация, който реализира линеаризация чрез напасване на полиномиални криви на входни и изходни данни. Предимствата на този алгоритъм са прости изчисления и по-малко параметри, но недостатъкът е, че има ограничена способност за моделиране на сложни нелинейни зависимости.

(2) Алгоритъмът за справочна таблица (LUT) е най-често използваният метод за линеаризация в цифровия печат. 1D LUT са най-простата форма, която обработва само един канал на изображението, като определя изходна стойност за всяка входна стойност (0 до 100). Същността на 1D LUT е справочна таблица в едно-измерно пространство и всяка входна стойност се „препозиционира“ от LUT, за да се получи нова изходна стойност, представяйки съответна връзка едно-към-едно. Типичен ICC профил на принтер конфигурира 1D справочна таблица (1D LUT) въз основа на броя на цветните канали на устройството и след това използва 3D справочна таблица (3D LUT), за да завърши картографирането на цветовата гама и преобразуването на цветовете.

(3) Алгоритъмът за локална линейна регресия се представя добре в управлението на цветовете, особено в малки и средни-извадкови сценарии, оценени чрез справочни таблици за цифров печат, и неговата производителност е по-добра от невронните мрежи, полиномната регресия и сплайн функциите. Основната идея на алгоритъма е да се използва локалният набор от линейни регресии от съседни точки за всяка точка от мрежата, за да се побере в линейната хиперравнина чрез претегления критерий на най-малките квадрати и да се оцени всеки компонент на изходния цвят поотделно.

(4) Алгоритмите за дълбоко обучение представляват най-новата посока на развитие на технологията за линеаризация. Съвременната технология успя да реализира модела на линеаризация на отпечатани цветни канали, базиран на мрежи за дълбоко обучение, и с онлайн метода за компенсация на много-мерна нелинейна плътност на цвета с предварителна връзка може да постигне широка цветова гама, висока линейност и непрекъснат и стабилен цифров печат.

02

Много{0}}канални алгоритми за управление на цветовете

Много{0}}каналното управление на цветовете за 7-цветни устройства изисква поддръжка на специален алгоритъм. В традиционната 4-цветна CMYK система управлението на цветовете се фокусира главно върху баланса на четири цвята: син, магента, жълт и черен, докато 7-цветната система трябва да вземе предвид взаимодействието на 7 цвята едновременно. В 7-цветна система всеки цвят може да взаимодейства с останалите 6 цвята и тази многоизмерна цветова връзка изисква по-сложни математически модели за описание. В традиционната система CMYK черното се използва главно за баланс на сивата скала и пестене на мастило, докато в 7-цветната система добавянето на оранжево, зелено и синьо прави смесването на цветовете по-сложно. Често използваните алгоритми за разделяне на цветовете включват следните два типа:

(1) Композитните модели на Neugebauer са важни инструменти за обработка на много-цветен печат. Този модел е обобщена версия на модела на Neugebauer, който подразделя цялото XYZ цветово пространство на няколко обемни дяла, прогнозира теглата на цветовите компоненти в даден дял и служи като функция за определяне на XYZ стойностите на трите основни цвята за този дял. Този метод може ефективно да обработва сложни цветови връзки в 7-цветна система.

(2) Алгоритъмът за преобразуване на много-каналното цветово пространство трябва да вземе предвид връзката на картографиране между различни цветови пространства. Когато преобразувате от цветово пространство на устройство (CMYKOBG) в стандартно цветово пространство (като CIE Lab), трябва да установите точни функции за преобразуване. Проучванията показват, че това е ефективна техническа схема за установяване на връзката между пространството на устройството и CIE XYZ пространството чрез три-измерна връзка и за постигане на разделяне на цветовете чрез използване на три-линейна интерполация между стойностите на справочната таблица и колоните на таблицата.

Експериментална подготовка и тестване

01

Тестване на оборудване и оборудване

(1) Тестово оборудване: оборудване за дигитален печат Landa, 7-цветно нано мастило (CMYK+OGB);

(2) Тестова хартия: 300 g/m2 азиатско-тихоокеански бял картон Symbo Yinbo;

(3) Измервателен уред: X-rite i1io спектрофотометър;

(4) Тестови софтуер: EFI Fiery Color Profiler Suite (CPS);

(5) Условия на околната среда: температура 25±2 градуса, влажност 55%±5%.

02

Процес на тестване и стъпки

(1) Стъпка 1: Отпечатайте линеаризиращата диаграма. Загрейте предварително машината за дигитален печат Landa за повече от 30 минути и изведете линеаризирани диаграми с помощта на EFI Fiery Color Profiler Suite (CPS). Системата за дигитален печат Landa е оборудвана с линеаризирана цветна таблица от 4 до 7 цвята. Тази хартия взема 7 цвята като пример, всеки канал от 7-цветната цветова таблица има 54 цвята, общо 378 цветни блока, а степента на покритие на точковата област е 0~100%.

(2) Стъпка 2, измерване на графиката за линеаризация. Изчакайте диаграмата за линеаризация да изсъхне и завършете измерването на данните на 7-те цветови канала с помощта на CPS+i1io.

(3) Стъпка 3, начертайте градационната крива. Начертани са седем градационни криви на канала според данните от измерването и теоретичните данни. Разликата между измерените данни и целевите данни се анализира, избира се подходящият алгоритъм за линеаризация и се изчислява кривата на линеаризация.

(4) Стъпка 4: Отпечатайте ICC файла, за да направите диаграма. Извикайте кривата на линеаризация в стъпка 3 и отпечатайте диаграмата, за да направите ICC файл, като iT8.

(5) Стъпка 5, изчислете и генерирайте ICC файла. След като диаграмата iT8 изсъхне, iT8 се измерва с помощта на CPS+i1io, данните се записват и се избира подходящият алгоритъм за разделяне на цветовете за генериране на ICC файл. Този ICC файл е най-големият файл с цветова гама за текущо оборудване и хартия заедно.

Събиране и анализ на данни

01

Анализ на линеаризацията на устройството

Измерените стойности на диаграмата с линеаризирани данни са показани на фигури . 1 и 2. Фигура . 1 показва връзката между площта на всяка цветна точка и съответната стойност на яркостта L* на CIE Lab на цвета, точките на фигурата са точките за вземане на проби от всеки канал, кривата е напасването на 2-рата сплайн крива, напасването на 2-рата сплайн крива не може да изрази връзката на картографиране между точката скоростта и яркостта и е необходима по-сложна функция за картографиране, за да се опише съответствието между площта на точките и нивото на визуална яркост.

Фигура 1 Връзка между площта на точката и стойността на яркостта

Фигура 2 показва вариацията на нюанса и максималната наситеност за шест цветови канала. На фигурата лилавият и пурпурният канал се огъват забележимо с увеличаване на наситеността, което показва, че еднородността на оттенъка на тези два набора от цветове не е много добра. Разбира се, еднородността на нюанса също е свързана с еднородността на цветовото пространство на CIE Lab. За жълтите и оранжевите канали нехомогенността в цветността също е доста очевидна. Например в жълтия канал разстоянието между точките е равномерно под ab* стойността от 50, но става по-голямо над 50; оранжевият канал е подобен на жълтия канал и се появяват около 40 припокриващи се точки, което води до отклонения. Следователно, проблеми като огъване на нюанса и нехомогенност на цветността ще усложнят разработването на алгоритми за линеаризация и разделяне на цветовете.

Фигура 2 Наситеност на цветовете и ефективност на нюанса на всеки канал

Чрез комбиниране на Фигура 1 и Фигура 2 може да се определи оптималният наситен цвят на устройството. Таблица 1 показва съответствието между максималната цветност на 300g/m2 бяла карта, използвана в това изследване, и цветността на субстрати тип 8 по ISO 12647-2.

Таблица 1 Сравнение на цвета и наситеността между Landa Digital Printing System и ISO 12647-2 тип 8 субстрати

Данните от таблица 1 показват, че с изключение на магента, чиято цветност е по-ниска от тази на хартията ISO 12647-2 CD1, цветността на основните цветове на системата за дигитален печат Landa може напълно да покрие цветността на осемте вида хартия, определени от ISO. Следователно може да се заключи, че системата за дигитален печат Landa, чрез допълнителни линейни настройки, може перфектно да отговаря на стандартите за офсетов печат на ISO 12647-2 и, разбира се, може също да отговори на изискванията за сертификати като G7 и C9.

02

Анализ на гамата на устройството

След линеаризация, генерираният ICC файл отразява текущите цветови характеристики на системата за цифров печат. Както е показано на Фигура 3, той сравнява гамата на системата за дигитален печат Landa с тази на Adobe RGB (1998). Гамата на системата за дигитален печат Landa и Adobe RGB (1998) не просто имат взаимовръзка на ограничаване. В зоната със средна-светлота на синьо-до-зелено и с ниска-светлост червена-до-синя област, гамата на системата за дигитален печат Landa обхваща гамата на Adobe RGB (1998). За разлика от това, във високата-светлост зелено-до-жълта област и червено-до-жълта област, тя е обхваната от Adobe RGB (1998).

Фигура 3 Сравнение на Landa Digital Printing System и Adobe RGB (1998) цветова гама

Тази ситуация показва, че при използване на експерименталната бяла картонена хартия със системата за дигитален печат Landa за процеси на печат с висока{0}}прецизност, способността за възпроизвеждане на наситени жълти, оранжеви и зелени цветове е малко по-слаба. Това може да се подобри, ако се използва хартия с по-голяма белота.

Фигура 4 показва сравнение между цветовата гама на експерименталната система за цифров печат Landa и цветовата гама GRACoL2006_Coated. От сравнението може да се види, че цветовата гама на системата за дигитален печат Landa основно обхваща гамата GRACoL2006_Coated. По-специално, синята-до-зелена зона и червената-до-синя област със средна лекота са изцяло в рамките на гамата GRACoL2006_Coated; въпреки това, в много висока{10}}светлозелена-до-жълта област, гамата GRACoL2006_Coated е малко по-голяма. Това показва, че комбинирането на експерименталната бяла картонена хартия със системата за дигитален печат Landa може да възпроизведе цветовете на ISO 12647-2 офсетов печат, а използването на хартия с малко по-висока белота може да постигне по-добро възпроизвеждане на цветовете в зоните с висока светлина.

Фигура 4 Сравнение на системата за дигитален печат Landa с цветовата гама GRACoL2006_Coated

Фигури 5 и 6 използват функцията за симулация на спот цвят на ORIS X Gamut, за да изчислят дела на спот цветовете Pantone, които системата за дигитален печат Landa може да възпроизведе при два толеранса на цветовата разлика: По-малко или равно на 3 и По-малко от или равно на 5. Както е показано на Фигура 5, когато толерансът е По-малък или равен на 3, 94,9% от 2390 цветни петна на Pantone могат да бъдат съответстващ; Фигура 6 показва, че когато толерансът е по-малък или равен на 5, 98,6% от 2390 цветни петна на Pantone могат да бъдат съпоставени. Този експеримент потвърждава точността на официалното твърдение на Landa, че 7-цветната CMYK OGB конфигурация може да покрие до 96% от цветовата гама на Pantone.

Фигура 5 Покритие на системата за дигитален печат Landa на цветовата гама Pantone (допустимо отклонение на цветовата разлика по-малко или равно на 3)

Фигура 6 Покритие на цветовата гама Pantone от системата за дигитален печат Landa (допустимо отклонение на цветовата разлика по-малко или равно на 5)

В обобщение, този експеримент тества способността за възпроизвеждане на цветовете на системата за дигитален печат Landa, използвайки 300 g/m² бял картон, който обикновено се използва в продуктите на компанията. Анализът на ключови данни, уловени по време на процеса, разкри, че: способността за основен цвят CMYK на системата за дигитален печат Landa може да съвпадне с хартия ISO 12647-2 CD1 и да покрие напълно останалите седем вида хартия; в сравнение с цветовата гама на Adobe RGB, 7-цветовата гама на системата за дигитален печат на Landa е сравнително по-малка в области с висока-осветеност и малко по-голяма в области със средна осветеност. За висококачествен печат, използващ Adobe RGB като основно цветово пространство, се препоръчва да използвате хартия с по-голяма белота. 7-цветната гама на системата за дигитален печат Landa основно обхваща цветовата гама GRACoL2006_Coated, може напълно да съответства на цветовия стандарт ISO 12647-2 и когато цветовата разлика е по-малка или равна на 3, тя може да съответства на над 94% от цветовата гама на Pantone.