Воспроизведение цветовых ощущений

ВОСПРОИЗВЕДЕНИЕ ЦВЕТОВЫХ ОЩУЩЕНИЙ.

 ЦВЕТОВЫЕ МОДЕЛИ RGB, CMY И CMYK

Как мы уже говорили, человечество очень давно решает проблему воспроизведения  цветовых ощущений. Смешивая природные  красители, люди интуитивно добивались того, чтобы спектральный состав света, отраженный от изображения, вызывал  соответствующее цветовое ощущение. Художники создали целые интуитивные  системы, в которых цветовые ощущения вызывались смешением большого числа  базовых красок. 
 Со временем ученые выяснили, что подавляющее большинство цветов можно передать, создавая спектр отражения из трех базовых красителей. Это могут быть или красный, зеленый и синий, или голубой, пурпурный и желтый. Вообще говоря, это может быть любая тройка спектрально-чистых цветов, при условии, что каждый из них не может быть представлен в виде суммы каких-либо количеств двух других цветов из тройки. (Однако, как мы видели, в экспериментах CIE далеко не все цвета удалось воспроизвести.) 
 Задача состоит в том, чтобы с помощью базовых спектральных цветов смоделировать некий спектр, который вызовет определенное, необходимое нам, цветовое ощущение. Поэтому при воспроизведении цвета мы говорим о цветовых моделях. 
 В практике цветовоспроизведения используются две широко известных модели цветовоспроизведения: RGB и CMY, подробное описание которых не входит в нашу задачу. 
 В модели RGB используются цвета Red (красный), Green (зеленый), Blue (синий), а в модели CMY - Cyan (голубой), Magenta (пурпурный), Yellow (желтый). 
 Необходимо четко различать цветовые модели и цветовые координатные системы: в первом случае речь идет о способе воспроизведения цветовых ощущений, а во втором - об измерении этих ощущений. 
 Аппаратов, моделирующих спектры на основе ЦКС XYZ, L*a*b* или LCH, не существует, поскольку для RGB-, CMY-, CMYK-устройств (или устройств, работающих на основе других цветовых моделей) не проводилось масштабных измерений, подобных измерениям CIE. Поэтому эти цветовые модели нельзя назвать физиологическими цветовыми координатными системами. 
 Нельзя сказать: "Мы перевели изображение из цветовой модели RGB в цветовую модель CIE L*a*b*". В действительности мы определили для значений модели RGB, реализованной в данном конкретном аппарате, цветовые координаты в цветовой координатной системе CIE L*a*b*. 
 Устройства, работающие по модели RGB, - это, в основном, аппараты, в которых свечение точек вызывается электронной атакой люминофоров (телевизоры, мониторы) или приложением того или иного потенциала к жидким кристаллам, обладающим специфическими свойствами. При этом качество люминофоров и жидких кристаллов невысоко, все они различаются по своим спектральным свойствам и, к тому же, меняют эти свойства с течением времени. Кроме того, результат цветовоспроизведения зависит от работы управляющей электроники и программного обеспечения. 
 
 При помощи конкретного аппарата мы можем вызвать только ограниченную часть цветовых ощущений (цветовой охват аппарата) и только приблизительно можем предположить, какой цвет мы увидим. Ни о каких строгих расчетах цветовых координат не может быть и речи. 
 Еще хуже обстоит дело с реализацией цветовой модели CMY при воспроизведении изображения на бумаге или иной поверхности. В этом случае используется свойство веществ поглощать большую часть компонент спектра, отражая желаемую компоненту с заданной длиной волны. Эти вещества являются пигментами (красителями). Принтеры, печатные станки и другие аппараты, использующие красители, воспроизводят цвет путем переноса красок, в определенном соотношении, на поверхность запечатываемого материала. 
 В фотографии цвет воспроизводится за счет избирательной активации слоев фотоматериалов экспонирующим устройством, когда краситель в процессе проявления образуется из субкомпонент, заложенных в слои этого материала. 
 В состав фотоматериалов входят дорогостоящие красители, по качеству сопоставимые с качеством люминофоров и примерно с тем же набором недостатков, к которому добавляется еще и нестабильность химической обработки. Но подобные дорогостоящие красители не могут применяться в массовом полиграфическом производстве, а относительно дешевые офсетные краски совершенно не в состоянии при смешивании воспроизвести цвета, близкие к черному, что не дает возможности полностью реализовать идею модели CMY в печатном производстве. 
 Поэтому полиграфистами была выработана практическая цветовая модель CMYK, в которой к трем основным компонентам - голубому, пурпурному и желтому - добавлен еще и черный (в полиграфии было принято называть его ключевым цветом - key color - отсюда литера "К"). Низкое качество красителей обуславливает небольшой цветовой охват CMYK, поэтому для увеличения цветового охвата печатающих устройств были созданы другие цветовые модели. В одной из наиболее распространенных моделей к компонентам CMYK добавляются еще Orange и Green. Эта модель получила название Hexachrome. 
 В цветных струйных принтерах для преодоления свойственных им недостатков, в частности, плохого воспроизведения светлых тонов изображения, могут использоваться цветовые модели, количество базовых красителей в которых доходит до восьми, но наибольшее распространение сегодня получила модель Photoink: Cyan, LightCyan (светло-голубой), Magenta, LightMagenta (светло-пурпурный), Yellow, Black. 
 За время существования офсетного способа печати по модели CMYK было выработано большое количество всевозможных стандартов и способов инструментальных измерений, но все они замкнуты в рамках данной цветовой модели и данного способа печати. 
 Хороший печатник, имеющий большой опыт работы в офсете, может предвидеть, какое цветовое ощущение мы получим в результате сочетания различных плотностей базовых красителей, а с помощью денситометрического контроля отпечатать весь тираж без значительных цветовых отклонений. Но если перевести его на другую печатную машину, ему понадобится немалое время для привыкания к ее особенностям, так как, несмотря на стандартизацию, разные печатные машины формируют несколько разное цветовое ощущение при одних и тех же исходных аппаратных данных. 
 Поясним. Если двум разным высококлассным офсетным печатным машинам дана команда запечатать голубым 35% площади, пурпурным 70%, желтым 95% и черным 5% (С=35; M=70; Y=95; K=5), то цвет в результате получится неодинаковым. А если то же задание дать принтеру, флексографской печатной машине или даже офсетному станку не самого высокого класса, то мы получим принципиально разные цветовые ощущения. Кроме того, большое значение имеет поверхность, на которой производится печать: результаты цветовоспроизведения на различных материалах могут кардинально различаться. 
 Поэтому, когда в файле мы видим данные: С=35; M=70; Y=95; K=5, мы не можем сказать, какому цвету они соответствуют. Для того чтобы узнать это, нам необходимо знать, какой аппарат будет выполнять печать. 
 Если это будет офсетный печатный станок, работающий по Евростандарту или другому общепринятому стандарту печати, то в специальных таблицах мы можем увидеть этот цвет и узнать его цветовые координаты (но только приблизительно, без учета бумаги). 
 Если это будет принтер, флексографская машина или другое нестандартизированное устройство, то, основываясь на опыте работы с этими аппаратами, мы можем представить себе, каким будет цветовое ощущение, но его цветовые координаты останутся неизвестны. Общепринятое выражение "цвет со значением C35 M70 Y95 K5" неверно по определению, поскольку данная комбинация плотностей красок на разных устройствах воспроизводит разные цвета, то есть точки с разными цветовыми координатами в цветовом пространстве человека. Иногда эти точки оказываются близки друг к другу, цвета довольно похожи, но все равно разные. 
 Сами по себе данные С=35; M=70; Y=95; K=5 мало что говорят нам о цвете. Мы только можем сказать, что в большинстве случаев это будет какой-то красноватый оттенок, но на разных аппаратах он получится по-разному. 
 Похожую картину мы наблюдаем и с цветовой моделью RGB. В системе RGB, конечно, существует идеальная модель, для которой мы можем рассчитать цветовые координаты, но какой цвет мы увидим на конкретном, далеком от идеала аппарате, мы не знаем. К примеру, на разных мониторах значения в файле R=145, G=100, B=50 вызовут разные цветовые ощущения, и понятно только то, что это будет красноватый оттенок. 
 Данные RGB и CMYK являются аппаратными данными, мало что говорящими о цветовых ощущениях без привязки к конкретному аппарату. 
 Чтобы добиться совпадения цветов, полученных на разных аппаратах и с помощью разных цветовых моделей, у нас есть только один количественный способ - добиться равенства их цветовых координат. Но определение цветовых координат из аппаратных данных RGB и CMYK невозможно без учета особенностей данного конкретного устройства. 
 В устройствах оцифровки изображений (цветорегистрирующих устройствах) - сканерах и цифровых фотокамерах - приемники, чувствительные к различным участкам спектра, фиксируют интенсивность излучения на этих участках. Цветовая модель будет определяться цветными фильтрами или цветными источниками света, применяемыми в конкретных аппаратах. Для сканеров это чаще всего RGB, а для цифровых фотокамер (ЦФК) - модели RGBG, CMYG (или другие). Только в последнее время появились матрицы, работающие по обычной RGB-цветовой модели. 
 Как и цветовоспроизводящие устройства, устройства оцифровки далеки от совершенства. Данные, полученные с помощью сканеров и ЦФК, не дают возможности вычислить цветовые координаты точек исходного изображения, т.е. они тоже являются не данными о цвете, как многие думают, а массивом аппаратных данных.

http://fotogu.ru/article/157/ - ответы на остальные вопросы