Цифровое изображение

1. ЦВЕТОДЕЛЕНИЕ. МЕТОДЫ ЦВЕТОДЕЛЕНИЯ

Цветоделение — разделение исходного изображения на цветовые составляющие, каждая из которых содержит только одномерный (численный) уровень — цветовые плоскости.

Цветоделение в современной полиграфии — процесс подготовки цветных изображений к печати несколькими красками. Данная технология использует принцип субтрактивного синтеза цвета, предполагающий, что на материал, отражающий или пропускающий свет (например, бумагу или прозрачную пленку) наносятся слои цветных красителей, каждый из которых «вычитает» из белого цвета свою долю спектра.

Традиционно цветоделение осуществлялось в типографиях с помощью оптических фильтров и системы растров. В настоящее время процесс автоматизирован и реализован программно для обработки изображений и печати. В частности в графическом редакторе Adobe Photoshop. Цветоделение представляет собой разделение цветного изображения, представленного в системе RGB или LAB на четыре изображения для каждой печатной краски CMYK. Которые позже накладываются друг на друга, образуя при этом многоцветное изображение на оттиске.

Существует несколько стандартных  схем цветоделения, а точнее генерации  черной краски. Для чего же нужна  черная краска в CMY процессе, ведь черный цвет легко создается тремя красками? Все дело в том, что полиграфическому процессу далеко до совершенства, достаточно немного перекосить краски и уже  получается не черный, а к примеру  коричневый. Вот тут то и выполняет  свою роль черная краска. Но черной краской  очень легко испортить изображение. Для этого были разработаны схемы  цветоделения:

В настоящее  время существует три технологии цветоделения:

1. Традиционная технология цветоделения со скелетной градацией черной.
2. Технология ICR (GCR, Gray Component Replacement).
3. Технология UCR (Under Color Removal) .

Традиционная  технология цветоделения со скелетной  градацией черной

При этой технологии черный цвет наносится  поверх трех триадных цветов в самых  темных областях. Его главное неудобство связано с тем, что максимальный уровень краски на самых темных участках оттиска достигает 400% – по 100% для  каждого цвета. При печати это  оборачивается необходимостью тщательно  просушивать каждый лист бумаги или  использовать противоотмарочные порошки  для избежания отмарывания или  перетискивания краски на соседний бумажный лист. Вывод – для офсета не годится.

Технология ICR – технология минимизация  цветных красок за счет черной или  метод (GCR, замена серой составляющей)

В системе ICR оттенки создаются  только тремя или меньшим количеством  красок, причем одна из них – всегда черная. При таком способе цветоделения максимальный уровень краски не превышает 300%. 

Технология UCR – технология вычитания  из-под чёрного

Суть технологии состоит в замене трех цветных красок триады, присутствующих в одном элементе цветного оригинала, на эквивалентное количество чёрной краски. При печатании цветных, особенно темных изображении наибольшие проблемы возникают в самых темных местах изображения, поэтому резонно уменьшить количество триадных красок (CMY) в тех местах, где будет нанесена черная краска, сократив тем самым их суммарное количество. Поэтому метод получил название в русской технической литературе «вычитание из-под черного цвета». При его использовании все тона, состоящие из равного количества триадных красок, оказываются очень чувствительными к балансу по серому цвету который очень тяжело удержать при печати. Поэтому технологию UCR при цветоделении применяется главным образом к темным цветам, практически не влияя на остальные оттенки.

Преимущественно используется технология ICR, метод GCR имеет  следующие схемы:

• None – при цветоделении черная краска в изображении не будет использоваться;
• Light – черная краска будет присутствовать в участках изображения, где плотность «серой компоненты» от 40% и выше;
• Medium (принято в Photoshop по умолчанию) – черная краска будет присутствовать в участках изображения, где плотность «серой компоненты» от 20% и выше;
• Heavy – черная краска будет присутствовать в участках изображения, где плотность «серой компоненты» от 10% и выше;
• Maximum – черная краска при цветоделении будет генерироваться везде, где смешиваются даже минимальные значения красок CMY, полностью замещая их.

Схему Heavy можно использовать только на изображениях, критичных к балансу  серого и некритичных к теням. К примеру, ей можно легко испортить фотографию лица человека. В первую очередь нужно взять за правило, если не уверен в результате – никаких CGR не использовать. Этой технологией без соответствующего опыта очень легко испортить изображение. С другой стороны она дает приличные возможности скомпенсировать возможную ошибку печатника.

В традиционной фотографии выбор способа цветоделения определяется используемым методом получения цветных отпечатков. Субтрактивное цветоделение используется для получения негативов, с которых потом различными способами можно получить большое количество позитивных отпечатков. А аддитивное — для получения единственного позитивного отпечатка, минуя стадию негатива. В настоящее время цветоделение по аддитивному методу широко используется в цифровой фотографии — в RGBG и RGBE вариантах фильтра Байера и матрицах Foveon X3. Субтрактивное цветоделение — в CMYG-матрицах отдельных моделей, например, компании Nikon.

Цветоделение  — процесс разложения полноцветного  изображения на 3 плоскости RGB, 4 плоскости CMYK, или на большее число плоскостей. С каждой плоскости при помощи фотонаборного автомата может быть выведена фотоплёнка, с которых в свою очередь могут быть изготовлены печатные формы для различных красок, опять-таки с помощью фотопроцесса. При цветоделении возможна дополнительная обработка данных, например с целью уменьшения муара.

Цветоделение  является очень тонкой наукой и от правильности цветоделения зависит, как  будет напечатана  продукция. Притом, методы цветоделения нужно выбирать индивидуально к каждому изображению.

2. МЕТОД СЛИЯНИЯ КАНАЛОВ. НЕЖЕЛАТЕЛЬНЫЙ ЦВЕТ В ИЗОБРАЖЕНИИ, ЕГО КОРРЕКЦИЯ

Средства редактирования цифровых изображений вносят точность в процесс настройки цвета  для вывода на печать. Редактируете ли вы кривые, меняющие значения оттенка  или насыщенности, или смешиваете несколько каналов — эти инструменты  позволяют улучшить исходное изображение  с точностью, недоступной традиционным методам. Цифровые инструментальные средства позволяют согласовать цвета  высококачественных оригиналов (если такое согласование является целью) или добиться максимального улучшения  не слишком хороших изображений.

С момента появления настольных компьютерных технологий началась демократизация процесса редактирования изображений, что привело к опасной неоднозначности  терминологии. Так, мы употребляем термин "коррекция цвета" с легкостью, которая заставляет вздрогнуть опытных  профессионалов в области цветоделения. Появление расплывчатой терминологии связано с увеличением открытости этой области деятельности. С технической  точки зрения цифровую настройку  цвета можно разделить на два  основных вида: балансирование цвета  и коррекция цвета.

Коррекция цвета относится только к манипуляциям, которые изменяют цвет без воздействия на другие цвета — например, фактическое удаление красного, зеленого или желтого цветов из изображения. Такую корректировку можно сделать только в цветовых моделях, базирующихся на световом определении цвета, как, например, HLS, или с использованием средств, которые моделируют корректировки типа HLS (функции Hue/Saturation, Replace Color или Selective Color в Adobe Photoshop).

Самая большая трудность  для большинства пользователей  заключается в том, что цвет на экране не станет тем же самым цветом при печати. Это происходит просто из-за того, что механизмы воспроизведения  цвета на экране и при печати кардинально  отличаются друг от друга.

Когда вы смотрите на монитор  компьютера, то видите действие принципа RGB. Каждый цвет всегда создается при  помощи смешивания красного, зеленого и синего цвета. Проецируемые цвета  составляют аддитивную цветовую схему, при которой каждый цвет задается сочетанием различных уровней этих трех первичных цветов. Первичные  цвета RGB максимальной интенсивности  создают белый цвет. Отсутствие любого цвета — это черный цвет (или  настолько близкий к нему, насколько  это возможно на вашем мониторе).

 Когда вы смотрите  на отпечатанную страницу, то  видите отраженные цвета. Они  создаются при помощи сочетания  различных объемов чернил или  краски, которые поглощают или  отражают свет. Обычно используются  стандартные цвета чернил —  голубой, пурпурный, желтый и  черный (cyan, magenta, yellow, black, они описываются  сокращением CMYK). Впрочем, иногда  могут применяться и другие  цветовые модели. Свет отражается  от страницы и превращается  в цвет, который вы видите. Это  субтрактивная цветовая схема.  В этом случае, чем больше цвета  добавлено в отпечатанное изображение  в виде комбинации чернил, тем  больше света поглощается, и  тем темнее выглядит результат.  Чем меньше чернил, тем светлее  получается цвет, пока не превратится  в цвет страницы — который  считается белым.

В обоих случаях в ваши глаза попадает свет, либо проецируемый, либо отраженный. Цветовые схемы на самом деле близко связаны. Схемы CMY (без К, черного) и RGB дополняют друг друга. Голубой цвет — это противоположность  красного, пурпурный — противоположность  зеленого, а желтый — противоположность синего на цветовом круге. Красный, зеленый и синий каналы можно разделить и скомпоновать в отдельные слои, чтобы имитировать результат применения аддитивной цветовой схемы. Чтобы сделать это, необходимо разбить на составляющие цветовую информацию для каждого из компонентов цвета, а затем выбрать режим Экран (Screen), чтобы компоненты действовали как проецируемый свет. Если вы инвертируете цвета, которые представляют слои (каждый цвет RGB в дополняющий цвет CMY), инвертируете режим отображения при помощи команды Умножение (Multiply) вместо Экран (Screen), или инвертируете фон (белый на черный), то те же самые уровни компонентов будут создавать субтрактивную цветовую схему. В теории один и тот же тон можно использовать в противоположных схемах для представления эквивалентного результата RGB и CMY.  

Хотя  между цветами CMY и RGB существует определенное соответствие, на практике с этим соответствием  возникают определенные проблемы. Основная сложность заключается в том, что схема с отраженным светом не настолько эффективна, как схема  с проецируемым светом. В качестве дополнительных проблем можно упомянуть  неподходящие носители изображения, отражательную  способность и цвет бумаги или  чернил. Другими словами, в идеальном  мире CMY можно было бы заменить на RGB, и вам не понадобился бы никакой  черный цвет (К), но из-за различных проблем  реальный результат ухудшается. Черные чернила добавляются к схеме CMY, чтобы компенсировать эту неполноценность. Но преобразование из RGB в CMYK все же не сможет обеспечить идеального представления  всех возможных цветов.

Любое преобразование, не являющееся идеальным, приводит к  изменению изображения, вне зависимости  от того, цифровое это преобразование (например, RGB в CMYK) или физическое (например, проецируемый свет, отражающийся от чернил). Функции предварительного просмотра пытаются компенсировать подобные неточности и заставить преобразование выглядеть на экране правильно, но они не могут с абсолютной точностью учесть все переменные факторы и добиться идеала. Учитывая все существующие расхождения, функции предварительного просмотра Photoshop все же делают хорошую работу. Однако даже в этом случае нельзя безоглядно верить тому, что отображается на экране.

Другие  проблемы на стадии захвата изображения

Предположение о том, что изображение отличается от своего экранного представления  — не единственная идея, которую  мы должны принимать как должное. Легко можно предположить, что  цифровое изображение точно повторяет  реальное. Это подразумевает высочайшее доверие к использованному оборудованию и существовавшему на момент фиксации изображения освещению. Любые проблемы, начиная от качества освещения (например, цвет освещения), искажения, вызванного объективом или сканером, и ошибок в обработке, до неправильных настроек монитора, могут по-своему воздействовать на результат. Например, когда изображение (сделанное при плохо сбалансированном по цвету освещении и отсканированное  с пожелтевшей от времени фотобумаги при помощи не откалиброванного сканера) появляется на вашем экране (который  был настроен вашим ребенком так, что серые цвета стандартной  палитры выводятся как жизнерадостные фиолетовые), то изображения, которые  вы мучительно настраиваете, добиваясь  совершенства на экране, при печати выявляют очевидную близость марсианской  культуре благодаря зеленоватым  оттенкам кожи. Когда вы печатаете  на лазерной бумаге, не предназначенной  для вашего принтера с возможностью фотопечати, даже этот зеленый цвет выцветает до тусклого оттенка.

Метод слияния каналов

Старые полутоновые фотографии от долгого хранения могут приобретать  заметный коричневый оттенок. Этот процесс  приобретения цвета, внешне противоположный  выцветанию, является следствием сложных  химических процессов, происходящих в  эмульсионном слое.

Ниже показана фотография памятника 1000-летия России, воздвигнутого в  старинном русском городе Новгороде. Снимок был сделан в начале века, когда цветная фотография еще  не существовала. Время и ненадлежащее хранение стали причиной его плохого  состояния.