Файл: Исправление изображений (Кинофотопроцессы и материалы).pdf

Самой горячей темой дискуссий сегодня среди тех, кто производит цветную продукцию в полиграфии или занимается цветообработкой, является проблема достоверной цветопередачи на всех этапах работы с цветными изображениями.

Основная задача, которую решают полиграфические технологии, -- это высококачественная печать цветных изображений максимально приближенных по воспроизведению цвета к оригиналу. Совершенству нет предела, особенно когда речь идет о предмете, связанном с восприятием цвета.

Большую группу оригиналов, поступающих в полиграфическое производство, составляют именно многоцветные оригиналы. Цветные оригиналы – это цветные изображения на плоскости (фотографии, рисунки, слайды, графика, в том числе, и компьютерная). Они играют особую роль в структуре любого издания, особенно в изданиях, несущих кроме информационной и эстетической, также и эмоциональную нагрузку, например, в рекламных или художественных изданиях. Для их репродуцирования необходимо произвести специальные преобразования, обеспечивающие возможность их полиграфического воспроизведения, главными из которых являются цветоделение и растрирование (для тоновых оригиналов). Все эти преобразования приводят к искажениям, которые сказываются на градационных, резкостных, цветовых и других свойствах получаемого в дальнейшем изображения.

В рамках данной курсовой работы нас будут интересовать только цветовые искажения. Главным образом эти искажения связаны с цветоделением и называются цветоделительными. Их принято разделять на две группы:

искажения по избытку, определяемые в основном наличием у красок дополнительных «вредных» спектральных поглощений в невыделяемой зоне спектра.

искажения по недостатку, определяемые неполным, недостаточным поглощением в выделяемой зоне спектра.

Еще одной причиной возникновения цветовых искажений может служить неточная передача градации на цветоделенных изображениях.

Так же к цветовым искажениям может привести ограниченный цветовой охват полиграфического воспроизведения.

Так как цветовые искажения обычно определяются совокупностью цветоделительных и градационных искажений, то в общем случае, одновременно применяется и градационная, и цветоделительная коррекции. Целью градационной коррекции является изменение градиентов цветоделенных изображений для обеспечения их баланса, а цветоделительной – устранение искажений, возникающих из-за несовершенства красок и светофильтров. Для СПОИ существует еще одна возможность корректировать цвет – селективная коррекция.

Наука на современном уровне достигла больших высот и продолжает быстро продвигаться почти во всех областях как теории, так и практики. И в частности одной из таких прогрессивных областей является полиграфия. Широкое внедрение компьютерной техники в технологические процессы полиграфического производства, особенно в допечатные, привело практически к полному отказу от систем полноформатной обработки (СФОИ). Т.о. в настоящее время преобладает электронное цветокорректирование, выполняемое с помощью компьютерной техники. Современные средства программного обеспечения обработки изобразительной информации в системах поэлементной обработки, предназначенных для полиграфического репродуцирования, освободили технолога-полиграфиста от необходимости решать задачу базовой цветовой коррекции, устраняющей основные недостатки цветоделения, вызванные неидеальностью печатных красок субтрактивного синтеза. Кроме того, программные средства позволяют решать задачи общего и локального осветления или затемнения, изменения контраста изображения, регулирования баланса цветов по нейтральным тонам, имеющим цветовой сдвиг, изменения насыщенности, цветового тона и даже задачи полной замены цвета.

Что же такое цвет?

Цвет – это одно из свойств объектов материального мира, воспринимаемое как осознанное зрительное ощущение. Тот или иной цвет "присваивается" человеком объектам в процессе их зрительного восприятия.

В подавляющем большинстве случаев цветовое ощущение возникает в результате воздействия на глаз потоков электромагнитного излучения из диапазона длин волн, в котором это излучение воспринимается глазом (видимый диапазон - длин волн от 380 до 760 нм). Различные цветовые ощущения вызывают разноокрашенные предметы, их разноосвещённые участки, а также источники света и создаваемое ими освещение. В общем случае цвет предмета обусловлен следующими факторами: его окраской и свойствами его поверхности; оптическими свойствами источников света и среды, через которую свет распространяется; свойствами зрительного анализатора и особенностями ещё недостаточно изученного психофизиологического процесса переработки зрительных впечатлений в мозговых центрах.

При уточнённом качественном описании цвета используют три его субъективных атрибута: цветовой тон, насыщенность и светлоту. Наиболее важный атрибут цвета - цветовой тон ("оттенок цвета") - ассоциируется в человеческом сознании с обусловленностью окраски предмета определённым типом пигмента, краски, красителя. Насыщенность характеризует степень, уровень, силу выражения цветового тона. Этот атрибут в человеческом сознании связан с количеством (концентрацией) пигмента, краски, красителя. Серые тона называются ахроматическими (бесцветными) и считают, что они не имеют насыщенности и различаются лишь по светлоте. Светлоту сознание обычно связывает с количеством чёрного или белого пигмента, реже - с освещённостью.

Цветовое пространство – графическое представление размерностей цвета.

Любой цвет или цветное изображение может быть закодировано с помощью 3-х основных моделей: RGB, CMYK и Lab. Цветокоррекция в различных цветовых моделях имеет свои специфические особенности, поэтому сначала стоит рассмотреть немного теории о самих цветовых пространствах. Она поможет понять эту специфику.

1. Цветовое пространство RGB

Для большинства сканеров родной является трехканальная яркостная модель RGB. Она является логичным продолжением способа оцифровки изображения сканером. Три линейки чувствительных элементов с помощью красного, синего и зеленого фильтров воспринимают свою часть спектра, падающего на них света и преобразуют его в электрический ток. С помощью аналого-цифровых преобразователей электрический сигнал квантуется и в виде двоичных цифр записывается в файл на диск компьютера. Эта же цветовая модель используется в электронно-лучевых трубках мониторов. В этой модели цвет складывается из яркостей 3-х его составляющих: красной -Red, зеленой - Green и синей - Blue, поэтому эта модель называется аддитивной (т.к. она основана на аддитивном синтезе цвета).

К достоинствам этой модели можно отнести:

- ее "генетическое" родство с аппаратурой (сканером и монитором), - широкий цветовой охват (возможность отображать многообразие цветов, близкое к возможностям человеческого зрения),

- доступность многих процедур обработки изображения (фильтров) в программах растровой графики, - небольшой (по сравнению с моделью CMYK) объем, занимаемый изображением в оперативной памяти компьютера и на диске.

К недостаткам этой модели можно отнести:

- коррелированность цветовых каналов (при увеличении яркости одного канала другие уменьшают ее),

- возможность ошибки представления цветов на экране монитора по отношению к цветам, получаемым в результате цветоделения (перевода в модель CMYK).

2. Цветовое пространство CMYK

К сожалению, нельзя создать красок аналогичных RGB для печати. Все дело в том, что эти цвета работают только "на просвет", т.е. через пленку-фильтр или люминофор монитора. Цвета как бы вырезаются соответствующими фильтрами из сплошного спектра. В печати все происходит с точностью до наоборот, т. е. бумага поглощает весь спектр за исключением того цвета, в который она покрашена. Но создать краски, являющиеся абсолютно точно "противоположными" (дополнительными) к цветам RGB не удается, поэтому приходится вводить четвертую дополнительную краску - черную. Ее задача - усилить поглощение света в темных областях, сделать их максимально черными, т. е. увеличить тоновый диапазон печати. Неидеальная "противоположность" красок приводит к тому, что для получения серых нейтральных оттенков необходимо накладывать триадные краски не в равных пропорциях, как в случае RGB, а с избытком голубого. Обычно его (Cyan) требуется на 15-20% больше чем пурпурной (Magenta) и желтой (Yellow). Это наглядно видно в графике настройки печатных красок InkSetUp в PhotoShop.

Триадная полутоновая печать осуществляется с помощью технологии растрирования - когда оттенки цвета получаются за счет изменения площади растровых элементов (амплитудное) или их частоты на единицу площади (частотное) растрирование.

CMYK модель является субтрактивной, т. е. чем больше накладывается краски, тем темнее получается цвет.

Достоинством этой модели является:

- независимость каналов (изменение процента любого из цветов не влияет на остальные),

- это родная модель для триадной печати, только ее понимают растровые процессоры - RIP выводных устройств (неделенные RGB изображения на пленках могут выйти серыми и только на черной фотоформе).

Недостатками этой модели являются:

- узкий цветовой охват, обусловлен несовершенством пигментов и отражающими свойствами бумаги,

- не совсем точное отображение цветов CMYK на мониторе.

- многие фильтры растровых программ в этой модели не работают,

- на 30% требуется больший объем памяти по сравнению с моделью RGB.

3. Цветовое пространство HSB

В этой модели цвета определяются с помощью трех критериев, которые люди распознают интуитивно: цветового тона (Hue), насыщенности (Saturation) и яркости (Brightness). (в самых ранних версиях программы Photoshop действительно имелся цветовой режим HSB. Он больше в ней не используется, но HSB еще можно увидеть, если в среде Photoshop временно установить палитру цветов фирмы Apple, выполнив для этого команду File-Preferences-Genera (Файл-Установки-Основные).)

Цветовое пространство HSB представлено в виде цилиндра. Цветовой тон - это цвета цветового круга RGB/CMY. Если пространство HSB представить в виде трехмерного цилиндра, то видимый спектр цветов располагается по окружности, где каждому цвету соответствует определенный угол.

Насыщенность означает интенсивность цвета. Например, мягкий пастельно-оранжевый цвет имеет слабую насыщенность; ярко-оранжевый, в который окрашены конусы, применяемые в дорожных работах, наоборот, сильно насыщенный. В цилиндре HSB цвета в центре имеют насыщенность, равную 0, которая создает один из серых оттенков. По мере перемещения к внешней границе насыщенность цвета нарастает.

Яркость (цветовая, а не световая) означает интенсивность цвета, или насколько светлым или темным он выглядит. При меньших значениях яркости цвет затемняется, создавая то, что вы воспринимаете как темный оттенок. В цилиндрической модели яркость меняется при перемещении с переднего на задний план. С одной стороны цилиндра яркость имеет наивысшее значение, а с другой - все цвета сводятся к черному.

В отличие от RGB и CMYK, HSB - это ссылочная модель. Зато первые две модели в действительности задают инструкции, которые дают указание монитору или принтеру, как создавать цвет. Однако цветовой тон, насыщенность и яркость можно использовать в качестве основы для выполнения настроек в каждом цветовом режиме. Эти характеристики задаются в палитре цветов программы Photoshop и в командах, таких как Image-Adjust-Hue/Saturation (Изображение-Коррекция-Цветовой тон/Насыщенность) и Image-Adjust-ReplaceColor (Изображение-Коррекция-Заменить цвет).

4. Цветовое пространство LAB

Эта модель наиболее точно описывает параметры цвета, так как обладает самым широким охватом. Ее часто используют в качестве внутренней модели многих программных продуктов и с ее помощью в них осуществляется пересчет из одной модели цвета в другую.

Достоинством данной модели является то, что в ней информация о цвете и яркости разделены и являются независимыми. Это дает возможность изменять тоновые градационные характеристики изображения не затрагивая цветовые. Использование фильтров в канале Lightness не искажает цветовую информацию.

Недостатком можно считать высокую концентрацию цветовой информации в середине осей a и b. Это затрудняет тонкую коррекцию цвета с помощью градационных кривых.

Еще одним преимуществом системы Lab является ее равноконтрастность. Равноконтрастность системы означает, что в любом цветовом диапазоне равные цветовые различия будут выражаться равными числовыми величинами, определяемыми в данной системе (во всех зонах пороги различения будут одинаковы).

Методы цветовой коррекции в системах полноформатной обработки изображений (СФОИ).

Итак, рассмотрев возможные пространства представления цвета, начнем рассматривать методы его коррекции.

Как уже было сказано, коррекция цвета сейчас главным образом производится в СПОИ. Однако большинство методов цветовой коррекции, применяемых в СПОИ, хотя и имеют широкий спектр предоставляемых возможностей и конкретных реализаций, основаны в той или иной степени на методах, применяемых раннее в СФОИ. Поэтому, начать стоит с короткого описания методов цветовой коррекции именно в этих системах.

Сразу стоит отметить, что все эти методы основаны только на градационной и цветоделительной коррекции цвета. В то время, как в СПОИ возможен еще один алгоритм коррекции – селективная коррекция цвета.

Вообще говоря, коррекция может проводиться различными средствами: