НА РАСТР И ЦВЕТ товарищей нет?

Наличие цветовых и печатных стандартов, увы, не исключает противоречий между типографией и заказчиком. Разрешить их можно только одним способом — объективным цифровым контролем.

GretagMacbeth SpectroEye

Контроль этот, как известно, ведется специальными приборами — денситометрами и спектрофотометрами, чье отсутствие в технологическом цикле допечатного или печатного производства заметно сказывается на качестве выпускаемой продукции. Неудивительно, что в условиях стремительного развития коммерческой полиграфии рынок подобного оборудования не страдает от недостатка клиентов — преуспевающих полиграфических фирм, способных позволить себе приобретение «дорогой игрушки», цена которой редко опускается ниже 1000 долл.

Shamrock Color Print 415

Из сводных таблиц видно, что на отечественном рынке реально присутствуют измерительные аппараты семи производителей: ColorPartner, GretagMacbeth, Koeth, Shamrock, TECHKON, Viptronic и X-Rite. При этом диапазон достаточно широк: от монохромных денситометров с ограниченным числом функций до универсальных программируемых спектрофотометров.

На пути к интеграции

Techkon SP 820

Хотя рассматриваемые виды оборудования решают одну и ту же задачу — унификацию параметров производственного процесса — делают они это принципиально разными способами. Денситометры, как следует из названия, выполняют измерения оптических плотностей контролируемых объектов, а спектрофотометры — их спектральных характеристик и оптических плотностей в отраженном или проходящем свете. В роли объектов чаще всего выступают контрольные шкалы, скопированные или смонтированные на запечатываемый материал, цветоделенные пленки, печатные формы или цветопробы. Суть работы денситометра — в определении соотношения между количеством света, падающего на измеряемый образец, и количеством отраженного или прошедшего сквозь него света. Затем, в зависимости от «интеллектуальности» аппарата, он вычисляет определенный набор контрольных параметров: разность оптических плотностей, растискивание, треппинг (красковосприятие), процент растровой точки, баланс по серому и другие (см. примечание). Определение характеристик производится либо в монохромном режиме, либо по нескольким цветовым составляющим (обычно — CMYK), что обеспечивается соответствующими оптическими фильтрами.

Koeth KE Studio Chameleon

Намного более сложными устройствами являются спектрофотометры. По сути, это спектроскопы, в составе которых — дифракционная решетка, обеспечивающая разложение поступающего в прибор света на спектральные составляющие в рамках видимого диапазона спектра — от 400 до 700 нанометров. Полученная волновая «гребенка» преобразуется в цифровой сигнал с помощью ПЗС-матрицы или фотодиодной линейки. Вслед за этим начинается главное: «умный» спектрофотометр сам, или с помощью связанного с ним компьютера, выполняет расчет множества цветовых и денситометрических характеристик. При этом аппарат выступает в роли чрезвычайно гибкого и точного денситометра. Он уже не полагается на физические характеристики встроенных фильтров, а самостоятельно, в соответствии с заданными пользователем ограничениями, вычленяет из спектра нужный цветовой канал (фактически — любой смесевой цвет) и производит его численную обработку по необходимой программе.

X-Rite DTP 41

Различие между денситометром и спектрофотометром практически исчезает — в один и тот же прибор можно заложить любое число характеристик (делается это путем «перепрошивки» встроенного микропрограммного обеспечения). Наглядный пример: все спектроденситометры компании X-Rite серии 500 — не что иное, как версии одного и того же спектрофотометра с разным набором встроенных функций. Подобные аппараты есть и у других производителей: GretagMacbeth SpectroEye, R410/R410e и SD 620 компании TECHKON, а также Viptronic Vipdens 2000. В результате такой «интеграции» нам пришлось включить ряд приборов сразу в две таблицы, поскольку они одновременно являются и полноценными денситометрами, и спектрофотометрами.

Просто денситометр

Рис. 1. Геометрия освещения исследуемого образца по схеме 0°/45°

Присутствуют на рынке и «настоящие» денситометры, порой сравнительно недорогие, например монохромные — Koeth KE Studio «Mouse» (работает на просвет и на отражение), TECHKON T 120 (на просвет) и RT 120 (просвет/отражение). Область применения их весьма широка — оперативная диагностика работы печатного пресса, линеаризация цифровых печатных устройств (принтеров, копиров, цветопроб), калибровка допечатного оборудования (ФНА, экспонирующие устройства). При работе на отражение во всех включенных в таблицу аппаратах используется оптическая геометрия 45°/0° (или 0°/45°) — наклон осей источника и приемника излучения относительно нормали, — исключающая попадание зеркально отраженного света в приемник (см. рис. 1).

Рис. 2. Геометрия освещения исследуемого образца по схеме 0°/diffuse 1 — cветонепроницаемая сфера; 2 — экран рассеивания света; 3 — светонепроницаемая насадка (при удалении обеспечивает пропуск зеркально отраженного света); 4 — исследуемый образец

Несколько проще геометрия денситометров, работающих на просвет, — источник света устанавливается перед исследуемым объектом, за которым расположена приемная фотодиодная линейка. Исключение — GretagMacbeth 200-II, работающий по схеме 0°/diffuse, — осветитель расположен в светонепроницаемой сфере, что позволяет передать на фотоприемник световой поток максимальной интенсивности — потери на рассеяние и отражение в этом случае минимальны (см. рис. 2).

Проблема выбора

При покупке контрольного оптического оборудования в первую очередь следует решить вопрос, какие параметры и в каких условиях необходимо измерять. От ответа зависит практически все — тип аппарата (на просвет или отражение), размер апертуры, производительность (прибор для точечных измерений или сканирующий), набор вычисляемых денситометрических показателей, комплект поставляемых фильтров и многое другое. Если с типом прибора все понятно, то по поводу апертур можно сделать несколько замечаний. Хотя практика показывает, что большинство задач решается с помощью стандартной апертуры диаметром 3 мм (по мнению специалистов, ее вполне достаточно при измерении растров с линиатурой вплоть до 120-150 lpi), бывают и исключения. Одно из них — работа с крупными растрами при изготовлении широкоформатной печатной продукции. Здесь очень пригодится прибор, в комплект которого поставщик предлагает включить апертуру большого диаметра. Например спектроденситометр X-Rite 938 c максимальной апертурой 20 мм.

«Лишний свет» — в сторону

Рис. 3. Схема отражения света от поверхности печатного оттиска

Не следует забывать и о наборе поставляемых светофильтров. Как правило, это поляризационный и ультрафиолетовый фильтры, а также ряд других, в зависимости от комплектации или пожеланий заказчика. Назначение поляризационного фильтра — компенсация изменений свойств краски при высыхании. Как известно, в процессе печати тиража разность оптических плотностей до и после высыхания красочного слоя может составлять от 0,1 до 0,2 единиц. Так как сырой оттиск — глянцевый, а сухой — матовый, то поляризационный фильтр предотвращает попадание рассеянного сухим оттиском света на фотоприемник и препятствует уменьшению измеряемой плотности. Как показано на рис. 3, часть света, падающего на поверхность оттиска, отражается, не успев проникнуть в красочный слой, а результат измерения становится некорректным. После же установки за источником света поляризационного фильтра падающий на образец свет будет поляризован. Пройдя через красочный слой, отраженный световой поток свою поляризацию теряет — в отличие от света, который не попал в этот слой. Размещенный перед фотоприемником поляризационный фильтр обратной направленности, в свою очередь, препятствует прохождению «лишнего» отраженного света. Отметим, что применение поляризационных фильтров в случае контроля, например, полиэстровых печатных форм, теряет смысл — их серебряно-галоидные светочувствительные поверхности не деполяризуют световой поток.

Ультрафиолетовые фильтры могут применяться при обмере фотоформ, копирование которых на печатную форму осуществляется с помощью источников света, работающих в ультрафиолетовой и синей зонах спектра.

Время — деньги

Наверное, трудно подыскать более удачную иллюстрацию этому выражению, чем работа печатника при выпуске очередного тиража. Так же высоко ценится рабочее время специалиста по допечатной подготовке, труд которого кому-то может показаться не столь эффектным. Потому столь большое значение имеет производительность контрольного оборудования, его способность к быстрой обработке длинных денситометрических шкал. Обратим внимание на так называемые сканирующие денситометры и спектрофотометры, выполняющие непрерывное считывание и анализ контрольных элементов. Как видно из таблицы, к их числу относятся уже упомянутый выше DTP41, а также DTP34 и DTP32 компании X-Rite, TECHKON RS 400, Spectrolino от GretagMacbeth (при условии поставки со сканирующим столом SpectroScan или SpectroMat). Выгоды работы с такими приборами понятны — например, имея в своем распоряжении RS 400, печатник равномерно перемещает его вдоль денситометрической шкалы (используемый в допечатной подготовке и для характеризации выводных устройств, DTP41 сам сканирует шкалу, протаскивая ее через специальный слот) и тут же получает на экране компьютера график распределения плотностей, значения растискивания и других параметров по всем красочным зонам. Есть и другие преимущества: тот же TECHKON RS 400 обеспечивает просмотр полной статистики работ (таблиц и диаграмм средних значений плотности плашки по всем зонам для каждого измерения). При этом столбцы тех цветов, результаты измерений которых выходят за пределы допуска, могут быть подсвечены. В этом контексте отметим спектрофотометр Spectrolino компании GretagMacbeth при его поставке со столом SpectroMat, который с помощью программного пакета iCPrint позволяет в полном объеме документировать денситометрические и спектрофотометрические параметры печатного процесса. Впечатляющие средства переработки контрольной информации предлагает спектрофотометр DTP41, способный в ходе одного сканирования обработать до 720 контрольных полей на листе формата А3.

Оперативная обработка данных, безусловно, предполагает связь прибора с компьютером (подавляющее большинство всех представленных в обзоре аппаратов оснащены параллельным портом, а спектрофотометр Eye-One Pro компании GretagMacbeth — портом USB) и соответствующее программное обеспечение. Владельцам TECHKON RS 400 предлагается приобрести специальный пакет ExPresso, где можно описать и подготовить контрольно-измерительную шкалу любого типа. Не менее широкие возможности получают пользователи аппаратов X-Rite и GretagMacbeth, которым предоставлен свободный выбор комплекта необходимых программ.

Для чего это нужно

Роль денситометрического оборудования в процессе контроля качества печатной продукции огромна. Одна из наиболее распространенных областей его применения — отслеживание оптических плотностей и растискивания в процессе выпуска тиража. С одной стороны, это позволяет удержать в допустимых пределах распределение оптических плотностей по красочным зонам, с другой — выполнять диагностику самой печатной машины. Здесь, помимо названных, полезны и другие денситометрические показатели, в том числе баланс по серому, треппинг и контраст печати (выборочный перечень поддерживаемых каждым прибором показателей приведен в таблицах).

Например, ухудшение контраста сразу может указать опытному специалисту на засаливание печатных цилиндров, нарушение баланса по серому — на загрязнение красок (см. врезку «За чистоту цвета»). Чрезвычайно информативным является такой параметр, как треппинг, отклонения которого могут свидетельствовать об изменении давления печатных цилиндров или неудачной смене увлажняющего раствора, приведшей к ухудшению красковосприятия. В современных денситометрах используется сразу три алгоритма оценки этого показателя — методы Пруссела, Брунера и Ритца, об оптимальности которых специалисты спорят до сих пор.

Рис. 4. Схема формирования второго красочного слоя по Ритцу

Как известно, получаемое значение треппинга (процентное соотношение плотностей красочных слоев) сильно зависит от типа используемого цветового фильтра. Для преодоления этого недостатка и были введены методы Ритца и Брунера. В частности, метод Ритца базируется на допущении, что на итоговое значение треппинга большое влияние оказывает неравномерность покрывающего красочного слоя. Эксперименты показали, что этот слой фактически представляет собой скопление мельчайших капель краски, распределенных по поверхности нижней краски (см. рис. 4). Поскольку его физическая структура очень напоминает растр, расчет треппинга по Ритцу выполняется по модифицированной формуле Мюррея — Девиса (с ее помощью денситометр вычисляет процент растровой точки). В результате, говорят приверженцы этого метода, осуществима задача оценочного сравнения цветопробных отпечатков с печатными оттисками. В целом ряде денситометров, в том числе в аппаратах TECHKON и Viptronic, одновременно «прошито» сразу два или три метода расчета треппинга. Для информации: довольно часто, например в описаниях Viptronic, метод Ритца скрывается под загадочным термином «перлфактор».

Практические задачи

Не менее актуальное применение денситометра — подбор подходящей краски. Директор «Издательско-полиграфического комплекса ИТАР-ТАСС» Феликс Шмайгер рассказал, что с помощью сканирующего денситометра TECHKON RS 400 специалисты его типографии сумели выбрать одну из трех разновидностей красок хорошо известного производителя. Проблема заключалась в том, что при выпуске тиража никак не удавалось добиться надлежащего уровня удержания краски — не обеспечивался необходимый диапазон оптических плотностей. Шмайгер особо подчеркнул важность сквозного спектро- и денситометрического контроля на всех этапах полиграфического производства, начиная от цветоделения и сканирования, заканчивая выпуском тиража.

К сожалению, это пожелание еще долго будет актуальным для подавляющего числа отечественных полиграфических фирм (типография, возглавляемая Шмайгером, собирается выйти на необходимый уровень только через три года). Замер денситометрических показателей по цветопробе сегодня почти нонсенс, а построение цветового профиля печатной машины — вообще фантастика. Впрочем, есть исключения. Так, собственную систему сквозного контроля качества с использованием денситометрического оборудования разработал и внедрил главный технолог издательства «Алмаз-Пресс» Олег Гурулев. Внешне эта система не производит большого впечатления — вы не найдете на столах печатников мощных современных спектрофотометров или сканирующих денситометров. Впрочем, имеющегося в издательстве оборудования вполне достаточно для контроля печати триадными красками.

Ее главная идея — обеспечение качества на основе стабильности. Стабильность здесь достигнута почти во всем — в строгой фиксации минимального процента растровой точки при сканировании, в контроле допустимой величины оптической плотности 100% плашки на фотоформе (не менее 3,6 D), в удержании на должном уровне скольжения цилиндров печатной машины (в данном случае контроль выполняется визуально) и т. д. Уровень использования денситометрического оборудования, кстати, не так уж и высок — в печатных цехах применяются приборы GretagMacbeth D19C, с помощью которых контролируют лишь оптическую плотность и растискивание; для калибровки ФНА используются денситометры D200-II той же фирмы. Весьма полезным, по мнению Гурулева, является способность D19C измерять площади растровых точек непосредственно на печатных пластинах (аналогичные функции есть у денситометров ColorPartner и TECHKON), что дает возможность периодически отслеживать качество работы экспонирующего оборудования.

Документация на цвет

Спектрофотометры сегодня наиболее востребованы дизайнерами, в лабораториях по изготовлению смесевых красок (при выпуске этикеточной и упаковочной продукции), в допечатной подготовке, широко применяются при характеризации цифровых устройств — принтеров, копиров, цветопроб. Один из примеров — сканирующий спектрофотометр DTP41 компании X-Rite, на базе которого выстроено огромное количество программно-аппаратных решений. Суть их — в построении цветовых профилей аппаратуры путем сканирования эталонных шкал IT8, генерируемых, в частности, хорошо известными программными пакетами — GretagMacbeth Profile Maker, Heidelberg PrintOpen ICC, X-Rite ColorShop, Agfa ColorTune. Другой пример — замер цветового эталона заказчика, получение рецептуры краски, ее корректировка и контроль в процессе печати фирменных этикеток.

Чрезвычайно полезная, но пока нечасто используемая функция спектрофотометров — выделение из отраженного спектра анализируемого образца пользовательского цветового канала и проведение для него всех необходимых расчетов, в том числе денситометрических. Это позволяет контролировать отклонение любого уникального цвета от заданных параметров в течение всего технологического цикла. В качестве примера приведем функцию BestMatch спектрофотометра SpectroEye компании GretagMacbeth, подгоняющую цвет под заданные характеристики. Как проиллюстрировано на рис. 5, прибор в графическом и цифровом виде выдает в единицах DЕ (подробно об этом параметре — в статье Максима Синяка «Спектрофотометр: взгляд изнутри», Publish ? 2, 2000) величину отклонения от допустимого значения цветовых координат в пространстве CIELab. Полученные значения подскажут грамотному специалисту, в какой мере необходимо, например, скорректировать глубину красочного слоя или вязкость краски.

Рис. 5. Иллюстрация принципа работы функции BestMatch в спектрофотометре SpectroEye компании GretagMacbeth

Аналогичные возможности имеются и в спектроденситометрах X-Rite — моделях 528, 530, 938, позволяющих работать с ограниченным набором хранимых в памяти базовых цветов — до 24 значений. В спектрофотометрах TECHKON встроенная библиотека может быть еще больше — до 500 эталонных спектров в аппаратах 820/830. Есть подобная функция и в спектроденситометре TECHKON 620 — измерение в режиме AUTOREF, когда прибор автоматически начинает поиск эталонного цвета и программного фильтра, соответствующих измеряемому образцу. Еще более мощные ресурсы предлагает GretagMacbeth SpectroEye — в нем «прошиты» цветовые библиотеки Pantone, Toyo, DIC и HKS, что дает возможность контролировать параметры практически любого, занесенного в цветовые справочники, оттенка.

Стандартные подходы

Немаловажным фактором оценки покупаемого денситометра или спектрофотометра является перечень поддерживаемых цветовых и измерительных стандартов. Для денситометра особенно значим тип стандарта, оговаривающего спектральный диапазон фильтров, используемых для «вырезания» из видимого спектра четырех цветовых каналов. Существует два вида таких стандартов: американский (ANSI) и, обладающий статусом международного, европейский (ISO), которые имеют определенные различия в характеристиках пропускания светофильтров. Один из наиболее популярных представителей «европейской команды» — немецкий стандарт DIN 16536, поддерживаемый приборами фирм GrеtagMacbeth и TECHKON.

Достаточно близок к нему по спектральным характеристикам американский ANSI Status E, привлечение которого, в принципе, не должно приводить к существенным различиям в результатах измерений. Но при организации технологических систем сквозного контроля качества вряд ли можно посоветовать приобретать приборы разных производителей — в дополнение к проблемам единой методики контроля вы прибавите сложности согласования их показаний. Безусловно, оговаривается поддержка указанных стандартов и в спектрофотометрах, реализующих функции денситометрии.

Отнюдь не лишними могут оказаться способности спектрофотометра по анализу цветовых характеристик объекта путем имитации различных источников света (как известно, результаты измерений спектрофотометра вообще не зависят от источника освещения, поскольку он имеет дело лишь с отраженным световым потоком и, в отличие от денситометра, никак не преобразует свет). Такая возможность будет, например, полезной при выявлении эффектов метамеризма — изменения видимого цвета объекта в условиях неодинакового освещения. Как видно из таблицы, подавляющее число рассматриваемых спектрофотометров имитируют практически все наиболее распространенные источники света.

Удобные приборы

Еще один существенный фактор при выборе контрольно-измерительного устройства — удобство работы с ним. Показатель это довольно субъективный, но важный. Пользователя могут привлечь, например, возможности автоматического выбора режима измерения (в зависимости от типа и последовательности измеряемых контрольных шкал аппарат вычисляет конкретный параметр), сохранения данных с последующим их переносом в компьютер (как в X-Rite 938), более высокие значения повторяемости, автоматическая процедура внутренней калибровки по встроенному эталону (как в GretagMacbeth SpectroEye) и др. Не менее важны и чисто эксплуатационные характеристики. При работе со сканирующими денситометрами очень полезными окажутся поставляемые производителями направляющие линейки и столы для сканирования. Меньшее количество подвижных частей в приборах, естественно, повысит ресурс их безотказной работы. Еще один аспект — удобное расположение измерительной головки, что облегчает процесс «прицеливания», не мешая полностью видеть всю контрольную шкалу при измерении. Привлекательными с этой точки зрения являются приборы ColorPartner, TECHKON и Shamrock, выступающие измерительные головки которых размещены на длинной горизонтальной стороне корпуса.

Кадры решают все

Подводя итог, отметим, что приобретение контрольно-измерительной аппаратуры само по себе отнюдь не приведет к моментальному росту качества вашей продукции. Для получения столь желанного результата требуется умение работать с ней, что в первую очередь подразумевает наличие высокой квалификации и строгого системного подхода к формированию методик контроля. И Олег Гурулев, и Феликс Шмайгер с большим сожалением говорили о дефиците квалифицированных кадров, особенно болезненном при переходе на цифровые методы контроля. Поэтому, прежде чем думать о приобретении своего первого денситометра или спектрофотометра, нужно предварительно убедиться в собственной способности, а также умении персонала эффективно его использовать. Увы, не секрет, что мощные интеллектуальные ресурсы сканирующих денситометров и спектрофотометров зачастую используются в лучшем случае на 20-30%. Никто, конечно, не заставляет вас разрабатывать сложные программы вторичной обработки информации, но осознание того, что печатники готовы к выполнению полноценной диагностики оборудования и процесса печати, а специалисты из препресс-бюро понимают, как грамотно осуществить линеаризацию фотонабора или экспонирующей рамы — обязательно должно присутствовать.

Примечание. Следует различать два смысловых значения термина «треппинг» (от английского trapping). Первое (в контексте данной статьи) — показатель цветовой абсорбции (цветопоглощения), характеризующий взаимодействие двух красочных слоев. Определяет степень поглощения верхнего красочного слоя нижним в сравнении с печатью на чистом носителе. Второе — технология (а также численное значение в долях растровой точки) для скрытия неприводки на границах цветовых областей в процессе верстки.

ЗА ЧИСТОТУ ЦВЕТА

Несмотря на то, что лучшим средством контроля чистоты цвета, безусловно, является спектрофотометр, решить задачу оценки загрязненности печатных красок вполне по плечу и денситометру. Сделать это можно с помощью двух денситометрических показателей — доли серого (greyness) и ошибки цветового тона (hue error). Поскольку идеально чистых красок не выпускает ни один производитель (это просто экономически невыгодно), в каждой из них всегда имеются посторонние примеси. Кроме того, в процессе печати одной краски поверх другой, например желтой по пурпурной, неизбежно происходит загрязнение желтой из-за подмешивания второй цветовой составляющей. Проведение стандартных денситометрических измерений плотностей по трем краскам вполне может привести к результатам, показанным на рис. 6.

Рис. 6. Результат измерения оптических плотностей по трем цветовым каналам

Как видно из графика, при определении плотности голубой краски заметную погрешность внесли пурпурная и желтая. Поскольку теоретически наложение равных долей голубого, пурпурного и желтого дает нейтральный серый, расчет доли серого всегда позволит выделить меньшую постороннюю составляющую в конкретной краске. В то же время, оставшаяся в нашем примере доля пурпурной краски представляет собой ошибку цветового тона, которая служит оценкой доли большей составляющей загрязнения.