Обобщённый печатный процесс: тонопередача

Рис. 1. Измерение Dot Gain в одной точке 50%

Основа управляемой цветопередачи — стабильность показателей печати. А самый важный из них — тонопередача, описывающая фактическую плотность запечатывания по всему диапазону плотностей в зависимости от подаваемых в систему значений. Как правило, в первую очередь технологов интересуют абсолютные (оптические) плотности запечатывания (записываются как 0,1 - 1,6D), а для цветоделения важнее относительные (задаются в графических программах в диапазоне 0-100%). Есть методы расчёта относительных площадей запечатывания через оптические плотности, но мы пока не станем вдаваться в подробности, а сосредоточимся на главном: тонопередача — функция зависимости уровня выхода от уровня входа. Поэтому самый удобный способ её описания — график, тоновая кривая (в английском варианте — tone reproduction curve, TRC). На рис. 1 приведён типичный её вид. Минимальному выходному уровню соответствуют незапечатанные участки, максимальному — полное покрытие (плашка). Больше уровень входа — больше плотность запечатывания. К сожалению, практически ни один (!) печатный процесс не имеет линейной характеристики, потому нас очень интересуют три вопроса:

• Каков вид кривой тонопередачи в теории?
• Каков её вид на практике?
• Как измерить тонопередачу?

Тонопередача в теории. Растискивание

Теоретические основы цветовоспроизведения были заложены задолго до появления компьютеров и лучше всего разработаны для классической автотипии (офсетной печати). Неудивительно, что многие методы измерения и термины по-прежнему используются в современных устройствах, хотя их принцип работы часто абсолютно иной. Примерно это и случилось с основным термином, используемым для описания тонопередачи.

Итак, растискивание — эффект приращения плотности печатного растра, возникающий вследствие физического увеличения площади печатных элементов (растекания, «раздавливания» красителя), а также оптического эффекта светорассеяния в материале.

К счастью, оба процесса неразделимы как визуально, так и при обычном аппаратном измерении. Далее мы не будем отдельно рассматривать физическое и оптическое растискивание, а станем говорить о них как о едином эффекте. Это не значит, что измерение только физического растискивания бесполезно, просто оно менее востребовано.

В «докомпьютерную» эпоху растискивание измерялось как разница между плотностью растра на печатной форме и фактической плотностью запечатывания. Если на форме растровое поле плотностью 50%, а в печати оно получилось 65%, то растискивание составляет 15%. Растискивание неодинаково на разных участках тонового диапазона. Наибольшее приращение плотности растра будет наблюдаться в средних тонах.

Природа растискивания такова, что оно зависит от размера и формы печатного элемента — точки растра. При разных линиатурах и даже формах растровой точки на одной и той же печатной машине будет разное растискивание! Аналогично при использовании гибридных растров можно получить неожиданную тонопередачу. Это означает, что теоретически в настройках цветоделения должны быть учтены и линиатура, и форма растровой точки. Возникает вопрос: «Каким образом? Ведь ни в одной графической программе таких установок нет?!» Очевидно, более точным заданием тоновой кривой. Но для начала вспомним, как измеряется тонопередача, и как она описывается в современных графических пакетах.

Измерение тонопередачи. Денситометрия

Важнейшую характеристику печатного процесса измеряют денситометры. Если для цветовоспроизведения используется несколько красителей, то для большей точности по каждому из них тонопередача определяется индивидуально. И хотя обычно разница невелика, лучше проделать лишние измерения и быть уверенным в том, что краски ведут себя одинаково, нежели обнаружить аномалию в процессе печати тиража. При нормальных условиях главным «подопытным кроликом» чаще всего становится обладающая наибольшим контрастом чёрная краска.

Очень важно понимать: денситометр, в силу своего устройства, меряет только количество отражённого света, через которое рассчитывает оптическую плотность (конкретное значение зависит от используемого фильтра), а уже через плотности вычисляет относительную площадь запечатывания. Формула Мюррея—Дэвиса, используемая для расчёта, далеко не безупречна: чего стоит использование при печати на светорассеивающих носителях поправочных коэффициентов Юла—Нильсена, которые подбираются практически произвольно! И не думайте, что прибор дороже или сложнее (например, спектрофотометр) чудесным образом разрешит проблему.

Не будем подобно страусам прятать голову в песок, а честно признаем — в результате денситометрических измерений получается нечто, коррелирующее с необходимой нам характеристикой. Но тогда почему же это работает? Да потому, что для управления цветопередачей требуется стабильность характеристик и повторяемость результата. Как уже было сказано, полученные измерения в первом приближении вполне сносно описывают процесс. Если критично относиться к результатам и осознавать принципиальные ограничения приборов, такие аппаратные измерения дадут положительный эффект. Сформулируем тезис конкретнее: современные приборы, осуществляющие денситометрические функции, настроены исключительно на классическую офсетную печать. Все остальные технологии требуют оценки применимости методов измерения.

Первоочередная функция денситометрии — оперативный контроль, при котором редко строится полная кривая тонопередачи. Чаще делают один-два замера, по которым строят приближённый график. Этого хватает для удержания печатного процесса в заданных рамках, но достаточно ли для цветоделения?

Растискивание вместо тонопередачи. Dot Gain вместо растискивания

С приходом в издательские технологии компьютерной техники в обиходе специалистов по цветоделению появился новый термин — Dot Gain (DG). Параметр описывает величину приращения плотности растра по отношению к значению на выходе компьютерной системы, а не формы, как при растискивании. Учитывая, что плотность формы по разным причинам не может идеально соответствовать цифровым значениям в электронном файле, характеристика Dot Gain актуальнее. Она позволяет одновременно учесть и процесс изготовления форм, и саму печать. Естественно, у нас Dot Gain тоже стали называть растискиванием. Так произошла незаметная подмена понятий. Это один из немногих случаев, когда новая характеристика оказалось проще и понятнее в измерении. Многие пользователи в нашей стране познакомились с Dot Gain в настройках цветоделения Photoshop. В пакете по умолчанию реализован самый примитивный способ задания DG — одной точкой в середине тонового диапазона (50%).

Принцип прост. Пусть Dot Gain в точке 50% составляет 20%. Значит, вместо поля с относительной плотностью 50% получаем фактическую плотность запечатывания 70%. Далее Photoshop через точки с координатами (0%, 0%), (50%, 70%), (100%, 100%) интерполирует кривую тонопередачи. Растискивание в других точках определяется по графику (рис. 1). Распространённость Photoshop привела к тому, что сейчас под растискиванием имеют в виду именно задание Dot Gain в точке 50%.

Рис. 2. Измерение Dot Gain в двух точках 40% и 80%

Измерение в середине диапазона приемлемо до тех пор, пока DG не превышает 20-25%. При более значительном растискивании, свойственном, скажем, флексопечати, надежнее альтернативная методика измерения в двух точках 40% и 80% (рис. 2). Подавляющее большинство измерительных приборов работают именно по такой схеме.

Реальная кривая тонопередачи

Рис. 3. Обобщённая тонопередача

Кривые на рис. 1, 2 — идеальные графики, редко встречающиеся на практике. Обобщённая тонопередача подавляющего большинства технологий печати выглядит так (рис. 3).

Точка B — минимальная гарантированно воспроизводимая плотность.

Точка C — уровень, выше которого плотности вследствие растискивания неразличимы и обычно имеют максимально возможный уровень — сплошной плашки.

Участок между точками B и C — рабочий диапазон плотностей. При цветоделении специалист по допечатной подготовке должен позаботиться, чтобы динамический диапазон оригинала, особенно фотоизображения, максимально полно использовал этот участок и не выходил за рабочие пределы.

Участок AB — диапазон нестабильного тоновоспроизведения. В лучшем случае растровые точки из этого диапазона не пропечатаются, возникнет эффект «разрыва в светах»; в худшем может появиться грязь в виде архаичных пятен.

Участок СD — «проваленные тени». Плотности из этого диапазона на печати неразличимы.

Фактически определение тонопередачи печатного процесса сводится к определению ключевых точек B и С, а также нескольких замеров на участке BC. Именно для этого и существуют печатные тесты. Залог успешного цветоделения — знание особенностей тонопередачи конкретной технологии, а лучше — конкретного устройства печати.

Об авторе: Александр Миловский (www.milovsky.ru), эксперт по вопросам цветокоррекции и цветовоспроизведения, преподаватель СПб политехнического университета, сертифицированный эксперт Adobe.