автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.13, диссертация на тему:Исследование возможностей цветопередачи в машинах струйной печати на бумажных носителях

На правах рукописи

005002847

Домасёв Максим Валерьевич

ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ЦВЕТОПЕРЕДАЧИ В МАШИНАХ СТРУЙНОЙ ПЕЧАТИ НА БУМАЖНЫХ НОСИТЕЛЯХ

Специальность: 05.02.13 — Машины, агрегаты и процессы (полиграфическая промышленность)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

-1 ДЕК 2011

Санкт-Петербург 2011

005002847

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна» на кафедре технологии полиграфического производства.

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

кандидат химических наук, доцент Гнатюк Сергей Павлович

доктор физ.-мат. наук, профессор Вакуленко Сергей Августович

кандидат технических наук, профессор Леонтьев Владимир Николаевич

Ведущая организация:

ОАО «Ленполиграфмаш», г. Санкт-Петербург

Защита состоится 26 декабря 2011 г. в 12.00 на заседании диссертационного совета Д 212.236.02 при федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна» по адресу: 191186, Санкт-Петербург, ул. Большая Морская ул., д. 18, ауд. 241.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного университета технологии и дизайна по адресу: 191186, Санкт-Петербург, ул. Большая Морская ул., д. 18.

Автореферат размещён на сайте www.sutd.ru

Автореферат разослан 17 ноября 2011 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета в- в- Сигачева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время в полиграфии всё более широко используются машины струйной печати. Они обеспечивают оперативность получения тиражных копий изобразительных оригиналов с высоким качеством печати, по ряду важных параметров превосходящим возможности многих других систем репродуцирования изображения, как «цифровых», так и традиционных.

Основным показателем качества печатной продукции является цвет оттиска как результат комплекса взаимодействий морфологических, топологических, механических и прочих свойств подложки с красками в процессе их нанесения и закрепления в печатной машине.

Проблема надлежащего цветовоспроизведения ныне успешно решается с помощью систем управления цветом (Color Management Systems). Тем не менее, в силу ряда ограничений печатного синтеза цвет оригинала, в том числе, и в струйной печати, может быть передан на оттиске лишь субъективно тождественно в компромиссных условиях, обусловленных прежде всего ограниченной гаммой печатного синтеза. В этой связи всегда актуальной остается задача расширения его цветового охвата, что достигается в струйной печати поиском оптимальных условий печати, совершенствованием свойств красок, а также применением специальным образом произведенной и модифицированной бумаги.

Используемые в настоящее время для оценки этого показателя методы ограничиваются в основном лишь визуальным анализом тел цветовых охватов и их проекций на плоскости в равноконтрастном цветовом пространстве L*a*b* МКО, что не позволяет количественно оперировать данным параметром и вынуждает прибегать к экспертным оценкам. Это затрудняет адекватную оценку качества цветопередачи печатной системы.

Наличие объективных критериев оценки качества цветопередачи позволило бы интенсифицировать научные разработки в области производства материалов для струйной печати, совершенствования машин струйной печати, и оценить влияние на их качественные характеристики большого числа технологических показателей.

Данная задача должна решаться комплексно для системы краска — печатная машина — бумага с учетом свойств и механизмов взаимодействия всех ее компонентов, а результат оцениваться, по возможности, по наиболее представительному и объективному количественному критерию.

Цели и задачи работы. Целью работы является разработка комплексных критериев цветопередачи и методики управления качеством струйной печати. Основными задачами исследования является:

— разработка комплексного критерия объективной количественной оценки возможности цветопередачи в струйных машинах по цветовому охвату печати, который мог бы быть использован как основа выявления характеристик бумажной подложки, наилучшим образом согласующихся с показателями качества печатного изображения;

— исследование связи морфологических, топологических и химических свойств подложек с характеристиками цвета печати;

— создание математической модели прогнозирования потребительских свойств материала;

— экспериментальное апробирование модели прогнозирования.

Методы и средства исследований. В работе использовались методы: денси-тометрии, спектрофотометрии, колориметрии, математического моделирования стохастических трёхмерных объектов методом триангуляции, экспертных оценок, статистического анализа данных, фрактальной оценки морфологии и топологии бумаги, прецизионного химического синтеза; атомно-силовой микроскопии.

Основные положения, выносимые на защиту:

— методика квалиметрии результатов струйной печати;

— метод объективной численной оценки качества цветопередачи оттиска на основе критерия цветового охвата, вычисленного по объему тела цветового охвата методом триангуляции;

— оценка взаимосвязи цветового охвата со структурно-механическими, оптическими, градационными и контрастно-резкостными характеристиками бумаги;

— оценка влияния химической композиции приёмного слоя бумаг для струйной печати на показатели качества цветопередачи;

— критерий качества цветопередачи на основе характеристики цветового охвата и методика его применения как интегрального критерия качества печати и построения на основе этого критерия информационных и научно-исследовательских моделей и баз данных.

Научная новизна работы состоит в следующем:

— предложен комплексный численный критерий оценки качества цветопередачи, который, в отличие от существующих, объективно характеризует цветопередачу в системе краска-бумага-машина струйной печати и в своем количественном выражении позволяет прогнозировать качество струйной печати применительно к широкому спектру материалов;

— разработана модель прогнозирования свойств материалов для струйной печати на основе физических и топологические характеристики материала, а также с учётом химического состава его приемного слоя;

— разработана методика управления характеристиками цветопередачи в струйной печати на основе метода химической модификации поверхности печатной подложки как средство управления характеристиками цветопередачи;

— определены дискриминантные функции, описывающие свойства материалов в зависимости от их группы, на основании чего построена информационно-исследовательская база данных материалов.

Практическая значимость результатов работы:

— разработана методика оценки влияния свойств материалов на цветопередачу и качественные характеристики материалов струйной печати, прогнозирования их потребительских свойств, которые могут быть использованы в научно-исследовательских и маркетинговых разработках и в решении задач совершенствования качества полиграфической продукции;

— разработанное в рамках данных исследований прикладное программное обеспечение может быть использовано в типографиях, репроцентрах, научно-исследовательских и производственных учреждениях;

— научные и практические результаты работы используются в НИР и учебном процессе кафедры полиграфического производства.

Апробация работы. Основные положения работы были доложены на следующих конференциях:

— Международная конференция «Агриа Медиа» 2003 (Эгер, Венгрия);

— Международный симпозиум «Фотография в XXI веке: традиционные и цифровые процессы» 2006 (Санкт-Петербург);

— Третья международная конференция «Химия поверхности и нанотехноло-гия» (Санкт-Петербург — Хилово);

— Международная конференция Printing Technology SPB'2006 (Санкт-Петербург);

— Шестая международная конференция ICISH'2008 (Пекин, КНР);

— Международная конференция молодых ученых Print-2009 (Санкт-Петербург);

— VIII Международная научно-практическая конференция «Визуальная культура: дизайн, реклама, информационные технологии» 2009 (Омск).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 статей из них 1 статья в издании, рекомендованном перечнем ВАК, 7 тезисов, 1 монография.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов и рекомендаций. Содержит 148 страниц, 36 рисунков, 17 таблиц, 5 приложений, список литературы из 82 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность тематики проведенного научного исследования, сформулированы цели и задачи исследования, определены научная новизна и практическая значимость работы.

В первой главе выполнено исследование основных научных разработок в области технологии струйной печати и технологии материалов для струйной печати (бумаг и красок). Приведена система классификации бумаг для струйной печати. Проанализирован химический состав красок для струйной печати. Рассмотрены основные качественные параметры бумаг для струйной растровой печати: геометрические — гладкость, пухлость, пористость; оптические — белизна, глянец; механические — мягкость, прочность; сорбционные показатели.

Анализ литературных источников показал недостаточность имеющихся критериев оценки качества материалов для струйной печати в отношении возможности прогнозирования качества итогового оттиска. Сделан вывод о необходимости оценки качества материала-носителя печатного изображения по печатному изображению как конечному результату взаимодействия системы бумага — краска — печатающее устройство, по которому оценивается качество самой печати потребителем.

Анализ зарубежных исследований показал возможность использования для решения этой задачи различных качественных критериев, созданных на базе колориметрической и экспертной оценки печатного оттиска по качеству цветопередачи. Рассмотрены основные методы этих оценок, их недостатки, определена возможность создания комплексного критерия оценки качества материалов для струйной печати на основе характеристики качества цветовоспроизведения.

Вторая глава посвящена разработке методического аппарата анализа качественных показателей материалов на базе следующих критериев: впитывающая способность, топология поверхности, белизна, оптическая плотность, локальный контраст и резкость, колориметрия. Для проверки эффективности предложенных критериев были использованы методы статистического анализа данных, основанные на методиках корреляционного, регрессионного, дисперсионного и кластерного анализов, а также методы экспертных оценок.

Краевой контраст и резкость определялись по микрофотографиям участка поверхности печатного изображения, образованного границей запечатанного и пробельного участка.

Оценка качества цветовоспроизведения осуществлялось методами классической колориметрии МКО. Для этого использовалась 288-польная цветовая шкала GretagMacbeth RGB Target 1.5. Для каждого образца шкалы вычислялись координаты цвета в системе XYZ МКО относительно стандартного колориметрического наблюдателя МКО 1931 г. и излучения D65. Измерения проводились спектрофотометром GretagMacbeth Eye-One. Ввиду нелинейности цветового пространства XYZ был осуществлен перевод координат цвета в систему L*a*b* МКО. Для удобства представления результата была также использования модификация цветовой координатной системы L*a*b* МКО — модель CIELCH, полученная путем трансформации координат цветности из прямоугольной в полярные координаты цветового тона (h°ab) и насыщенности (C*ab).

По полученным данным в системе координат цветового пространства L*a*b* МКО строилось тело цветового охвата, визуализировавшееся на графике. Особый интерес в рамках решения поставленной данной работой задачи представлялся в определении геометрических характеристик тела цветового охвата, прежде всего объема и площади поверхности. Для этой цели был использован метод пространственной триангуляции по алгоритму QHull.

Объем тела цветового охвата, выраженный в единицах ДЕ3, следует считать точной численной характеристикой способности печатной системы качественно воспроизводить гамму цветов изобразительного оригинала, а значения координат цветовой насыщенности C*ab, вычисленные для трёх основных колорантов печатной машины (CMY) и их попарных смесей (RGB), позволяют определить способность печатной системы воспроизводить отдельные группы цветовых тонов. Чем ниже значения этих характеристик, тем меньший диапазон цветов изобразительного оригинала оказывается возможным воспроизвести в печати с использованием данного носителя и как следствие этого ниже потребительская оценка субъективного качества печати. Для проверки адекватности данного критерия было предложено оценить его связь с субъективным качеством печати, определённым методом экспертных оценок.

Для расчёта показателя объема тела цветового охвата и колориметрических характеристик материалов было написано специализированное программное обеспечение.

а) б)

Рис. 1. Аппроксимация тела цветового охвата в системе Ь*а*Ь* МКО с помощью триангуляции по алгоритму (ЗНи11: а) исходные данные, б) результат триангуляции

Оценка топологии носителя осуществлялась на основе микрофотографий поверхности бумаги по методу фрактальных оценок, предложенному А. Б. Лихачевым. Суть метода заключается в построении описывающих структуру поверхности материала фрактальных моделей параметры которых позволяют с очень высокой степенью точности судить о характере поверхности, её однородности и распределении микронеровностей. Наличие такой оценки позволяет рассчитать корреляции качественных показателей печатного изображения с геометрическими свойствами материала-носителя.

Рис. 2. Микрофотографии поверхности бумаг различных классов: а)

немодифицированная бумага; б) матовая бумага; в) глянцевая бумага (увеличение Х60) и их спектры обобщённых размерностей

О(Ч) (г)

-50 -40

Анализ градационной характеристики материалов осуществлялся по значениям оптической плотности на основе 20-польной линейной градационной шкалы от ' 0% до 100% с шагом 5% для желтого, пурпурного, голубого и черного колорантов.

Oii 10% 2й% 30<й> 40% 50* «3» 70% 804 90% 100*

Рис. 3. Градационная характеристика печатной системы, построенной на базе струйного принтера Epson Stylus Photo R220 и бумаги Lomond Glossy Photo Paper (сплошная линия) и градационная кривая офсетного печатного процесса (пунктирная линия), построенные в линейной шкале координат значение тона (DV), % — оптическая плотность

(D)

В качестве меры белизны бумаги было предложено использовать характеристику светлоты Ь*\у МКО незапечатанного поля материала. Одновременно с этим определялась светлота МКО поля запечатанного чёрной краской и разница этих двух величин АЬ*, которая может быть интерпретирована как показатель динамического диапазона материала.

Для оценки статистической значимости результатов работы и проверки вероятностных зависимостей между различными группами показателей качественной оценки было предложено использовать методы корреляционного, регрессионного, кластерного, дисперсионного и дискриминантного анализа.

Для проверки гипотезы о влиянии химического состава материала-носителя на печатные свойства бумаг и, прежде всего, на качество цветовоспроизведения, был использован метод направленной наноструктурной химической модификации материала, основанный на положениях теории молекулярной сборки Алесковского-Кольцова. Метод основан на проведении управляемой химической реакции замещения в результате которой имеющиеся на поверхности материала функциональные группировки замещаются атомными группами строго определенного состава с образованием атомарного монослоя, связанного химическими связями с поверхностью материала-носителя. Путем многократного повторения реакции удается образовать любое число таких слоев, регулируя тем самым поверхностные свойства образца на атомарно-молекулярном уровне:

Е1

он он о/ X

+Е1На14

Ч-СН2—сн—сн2—снЧ-->-

-2HHal

■сн2—сн—сн2—сн--

Третья глава посвящена экспериментальному исследованию качественных характеристик материалов для струйной печати с использованием предложенных методик. Для этого были отобраны различные сорта бумаг для струйной

фотографической бумаги отечественных и зарубежных производителей в соответствии с ассортиментом, доступном отечественному потребителю. Предварительно оценивалась геометрическая однородность образцов чтобы исключить из исследования бракованные бумаги.

По методу Клемма была определена впитывающая способность материалов (табл. 1), определены мультифрактальные оценки топологии их поверхности (табл. 2).

Табл. 1. Материалы для струйной печати, отобранные в качестве объектов исследования

Обр. № Производитель Коммерческое название Характер поверхности Плотность, г/м.кв. Впитывающая способность, h

1. Светогорск SvetoCopy без покрытия 80 3.25

2. ProfLine ProfLine MT матовая 210 2.12

3. Canon Matte Photo Paper матовая 170 1.90

4. Lomond Matt Inkjet Photo Paper матовая 170 1.98

5. ProfLine ProfLine GL глянцевая 210 1.86

6. Epson Matte Paper Heavyweight матовая 167 1.75

7. Славич Дизайн плюс матовая матовая 170 1.67

8. Kodak Glossy Picture Paper глянцевая 190 1.29

9. Славич Принт фото сатин полуглянцевая 190 1.16

10. HP Premium Plus Photo Paper Matt полуглянцевая 240 1.05

11. Epson Photo Quality Glossy Paper глянцевая 141 0.90

12. HP Premium Glossy Photo Paper суперглянцевая 240 0.68

13. Lomond Super Glossy суперглянцевая 170 0.60

14. Славич Фотоджет глянцевая суперглянцевая 230 0.57

Табл. 2. Мультифрактальные показатели топологии поверхности исследованных материалов

Обр. № Материал ДО) Д1) Ц2) 0(50) Д50) а(50)

1. Светогорск SvetoCopy 1.917 1.866 1.816 1.498 0.099 1.470

2. ProfLine MT 1.973 1.912 1.859 1.549 0.097 1.520

3. Canon Matte Photo Paper 1.978 1.921 1.870 1.529 0.090 1.544

4. Lomond Matt Inkjet Photo Paper 1.983 1.933 1.859 1.549 0.097 1.520

5. ProfLine GL 1.990 1.945 1.944 1.779 0.598 1.800

6. Epson Matte Paper Heavyweight 1.988 1.927 1.866 1.574 0.106 1.548

7. Славич Дизайн плюс матовая 1.990 1.936 1.874 1.549 0.110 1.520

8. Kodak Glossy Picture Paper 1.996 1.951 1.936 1.764 0.604 1.771

9. Славич Принт фото сатин 1.994 1.940 1.771 1.673 0.106 1.635

10. HP Premium Plus Photo Paper Matt 1.996 1.950 1.760 1.640 0.097 1.600

11. Epson Photo Quality Glossy Paper 2.000 1.968 1.944 1.829 0.598 1.802

12. HP Premium Glossy Photo Paper 2.000 2.000 1.985 1.915 0.454 1.772

13. Lomond Super Glossy 2.000 2.000 1.990 1.900 0.460 1.829

14. Славич Фотоджет глянцевая 2.000 2.000 1.996 1.935 0.455 1.800

Печатные характеристики материалов испытывались на струйном принтере Epson Stylus Photo R220. Для печати использовались оригинальные красочные материалы производства фирмы Epson, выдерживались необходимые процедуры по акклиматизации бумаги, поддержанию постоянных климатических условий и времени стабилизации печатного изображения. Печать выполнялась при соблюдении постоянного режима печати без использования системы управления цветом. Были получены следующие результаты:

Табл. 3. Печатные характеристики бумаг (материалы ранжированы по степени увеличения численного значения объема тела цветового охвата)

Обр. № Краевая резкость Локальный контраст Опгщческая плотность черного поля Градационная кривая D = a+exp(6xDV)* Динамич. диапазон AL* МКО** Объем тела цветового охвата, ДЕ3

а Ь

1. 66.70 0.2706 1.19 0.1202 0.0230 65.39 249590

2. 45.20 0.4544 1.45 0.0693 0.0303 76.93 454910

3. 43.00 0.4218 1.38 0.0743 0.0291 80.77 528750

4. 43.70 0.4154 1.72 0.0541 0.0339 81.43 544050

5. 31.30 0.5309 1.84 0.0494 0.0356 84.68 553300

6. 44.60 0.4658 1.53 0.0738 0.0300 82.62 553980

7. 43.70 0.5571 1.31 0.0550 0.0313 83.66 577430

8. 31.80 0.4702 1.77 0.0425 0.0371 87.66 605220

9. 36.80 0.6121 1.93 0.0528 0.0353 89.04 628440

10. 36.00 0.5297 1.90 0.0737 0.0319 88.82 646120

И. 31.30 0.6030 2.06 0.0397 0.0382 90.30 653370

12. 29.40 0.6346 2.53 0.0434 0.0395 92.39 755600

13. 30.00 0.7041 2.35 0.0381 0.0401 91.12 771530

14. 32.10 0.6020 2.27 0.0394 0.0394 91.35 798070

* DV (dot value) значение размера растровой точки в процентах, задаваемое при печати. Значение коэффициента корреляции уравнения для всех 14 исследованных образцов г > 0.99. ** Показатель оценивался как разница значений светлоты для чёрного и белого полей.

Табл. 4. Цветовая насыщенность С*аЬ по МКО шести цветовых образцов Л, в, В, С, М, У для исследованных материалов (материалы ранжированы по степени увеличения численного значения объема тела цветового охвата)

Обр. № R G В С М Y Объем тела цветового охвата, ДЕ!

1. 65.25 47.92 25.83 38.84 64.27 85.48 249590

2. 81.96 51.34 35.75 43.33 76.20 103.19 454910

3. 86.49 50.58 38.82 45.38 78.86 108.65 528750

4. 87.20 56.29 40.51 48.66 79.74 106.43 544050

5. 84.66 58.84 39.69 49.53 79.70 106.95 553300

6. 89.24 52.66 38.41 45.47 79.99 110.76 553980

7. 87.92 56.55 38.37 47.48 78.83 110.97 577430

8. 84.71 69.96 51.25 51.01 78.93 107.42 605220

9. 88.04 68.96 49.09 52.79 82.47 106.68 628440

10. 93.52 71.44 53.78 49.95 79.95 107.30 646120

И. 94.37 62.02 48.35 49.79 82.57 114.28 653370

12. 104.63 80.35 64.69 51.42 85.25 111.65 755600

13. 99.30 81.52 60.76 52.68 84.91 114.18 771530

14. 103.41 86.00 65.95 53.19 85.31 112.47 798070

В четвертой главе анализируются результаты полученных в третьей главе экспериментальных данных.

Результаты статистического анализа материалов исследований выявили высокие степени корреляции физических, оптических и топологических характеристик материалов с показателями качества цветовоспроизведения. Были также установлены высокие парные корреляции исследованных характеристик, что позволило предположить факт их взаимного влияния друг на друга. Высокие корреляции всех групп исследованных показателей с объемом тела цветового

охвата (табл. 5) позволили рассматривать эту характеристику как интегральный критерий оценки качества материала.

Табл. 5. Коэффициенты корреляции квалиметрических показателей материалов к величине объема тела цветового охвата*

Характеристика № г

Плотность бумаги 1 0,6630

Маркировка типа бумаги 2 0,8601

Впитывающая способность по Клемму, к 3 -0,9804

ФРАКТАЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТОПОЛОГИИ ПОВЕРХНОСТИ МАТЕРИАЛА О(О) 4 0,8965

ПО) 5 0,9739

0(2) 6 0,5625

0(50) 7 -0,8189

Д50) 8 0,5095

а(50) 8 0,7441

КОНТРАСТНО-РЕЗКОСТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ Резкость 10 -0,8896

Контраст 11 0,9006

КОЛОРИМЕТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ Цветовая насыщенность по МКО С*аЬ, ДЕ Я 12 0,9654

в 13 0,8797

В 14 0,9402

С 15 0,9178

м 16 0,9519

У 17 0,8642

к 18 -0,8192

\У 19 0,6748

Светлота по МКО Ь*, ДЕ к 20 -0,9689

21 0,0195

дь* 22 0,9622

ДЕНСИТОМЕТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ Плотность черного поля 23 0,8699

коэффициенты регрессии градационной кривой 0 = а*ехр(Ь*0У) а 24 -0,8518

Ь 25 0,9011

ОБЪЕМ ТЕЛА ЦВЕТОВОГО ОХВАТА V, ДЕ3 26 —

* Вычисление коэффициента корреляции осуществлялось по линеаризованным данным

Показатель объема тела цветового охвата как характеристика качества цветной печати показал высокую корреляцию с субъективной оценкой качества печати, полученной методом экспертных оценок (табл. 6).

Табл. 6. Корреляция инструментальной и экспертной оценки качества цветной печати по вариационному ряду

V, ДЕ> Показатель качества печати (точка вариационного ряда)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

инструментальная оценка 249 590 454 910 528 750 544 050 553 300 553 980 577 430 605 220 628 440 646 120 653 370 755 600 771 530 798 070

экспертная оценка* 249 590 515 857 504 664 517 310 555 280 576 797 569 349 618 973 618 322 661 333 675 543 732 392 768 991 755 960

г = 0,9829**

* Показатель определён как среднее по группе из 12 экспертов, которым предлагалось расположить исследованные образцы в вариационный ряд по степени увеличения субъективного качества печати. В зависимости от номера образца в вариационном ряду, построенном по инструментально определённому значению объема тела цветового охвата, образцу в вариационном ряду построенном экспертом присваивалось соответствующее численное значение объема тела цветового охвата, которое заносилось в таблицу результатов как функциональное значение для данной точки вариационного ряда. Данная методика отражает неспособность аппарата цветового зрения человека выполнять абсолютные цветовые оценки и наблюдаемую одновременно с этим способность выполнять сравнительные оценки, например сравнивать два оттиска по качеству цветовоспроизведения.

** Значение коэффициента линейной корреляции между инструментальной и экспертной оценками качества печати по значению объема тела цветового охвата.

Была также выявлена высокая вариативность исследованных показателей. Наибольшую вариативность показал объем тела цветового охвата. Этот и другие показатели оказались в сильной зависимости от типа материала, что позволило произвести кластеризацию материалов выделив на основании распределения их качественных показателей пять групп. Этот результат оказался в полном согласовании с системой классификации материалов, принятой среди фирм-производителей бумаг для струйной печати, что, в свою очередь, послужило основой для построения дискриминантных моделей, описывающих свойства каждого класса материалов и позволяющих прогнозировать их свойства, что является основой для построения реляционной базы данных носителей для струйной печати.

Оценивая вариативность показателей между кластерами удалось установить, что показатели качества цветопередачи и объем тела цветового охвата показали высокую величину дисперсии как между группами, так и внутри них, а дисперсия морфологических характеристик материалов имела значимый показатель только между группами, а внутри них оказалась незначительной. В качестве объяснения этого явления была выдвинута гипотеза, что в отличие от всех остальных показателей колориметрические характеристики материала оказываются в сильной зависимости не только от морфологии и физических свойств материала, но и от его химического состава, который, таким образом, оказывается значимым фактором влияющим на качество цветной репродукции.

Для проверки этого утверждения было исследовано изменение показателя объема тела цветового охвата в зависимости от химического состава воспринимающего слоя материала-носителя. В качестве образцов материалов, отобранных для эксперимента, были взяты два образца матовой бумаги для струйной фотографической печати производства: образец №1 фирмы РгоЛте (Китай) и

образец №2 фирмы Canon (Япония), относящиеся к одному классу материалов по своему физическому строению и топологии поверхности, но показавшие различие качественных показателей печати, что следует объяснить, помимо прочих равно возможных факторов, различием их химического состава. Путем привития к поверхности приёмного слоя бумаг химических групп тетрахлори-стого титана удалось нормализовать химическую структуру двух образцов. Изменение поверхностной структуры материалов на атомно-молекулярном уровне было установлено методами атомно-силовой микроскопии (рис. 4).

Рис, 4. Изменение поверхностной структуры материала до (а) и после (б) химического модифицирования его поверхности

Процесс повлиял на изменение зоны цветового охвата и прочие характеристики качества цветопередачи. Для образца №1 наблюдалось увеличение цветового охвата с одновременным увеличением показателей цветовой насыщенности, которые приблизились к аналогичным характеристикам образца №2. При этом характеристики образца №2 остались практически без изменений, видимо поскольку химический состав этого образца уже был оптимально подобран производителем и дальнейшей оптимизации не потребовал (табл. 7).

Табл. 7. Колориметрические характеристики образцов после проведения химической модификации их поверхности: а) — до модификации, б) — после модификации

Образец С*аЬ Объем тела цветового охвата, ДЕ3

R G В С М Y

ProfLine а) 8!.96 51.34 35.75 43.33 76,20 103.19 454910

б) 86.98 50.48 39.66 45.98 78.06 107.66 526921

Canon а) 86.49 50.58 38,82 45.38 78.86 108.65 528750

б) 87.02 52.87 39.92 46.23 78.87 108.92 531428

Таким образом было установлено, что нормализация химической структуры различных бумаг приводит к нормализации их печатных свойств и более полной реализации качественных возможностей, заложенных их морфологией. При этом критерий цветового охвата показал свою высокую чувствительность к изменению любых качественных свойств материала, включая изменение его атомарно-молекулярной структуры.

На основании анализа квалиметрических характеристик (табл, 5) были построены дискриминантые функции для пяти групп исследованных материалов, соответствующих бумагам без покрытия, матовым, глянцевым, микропористым полуглянцевым и микропористым глянцевым бумагам. Анализ приведенных графиков дискриминантных функций наглядно показывает возможность оценивать имеющиеся материалы по 26 критериям, а также прогнозировать свойства новых материалов. Полученные результаты легли в основу создания информационно-исследовательской базы данных материалов для струйной печати, имеющей научное и практическое применение.

Рис. 5. Графики дискриминантных функций: /7 — для класса матовых бумаг, /2 — для глянцевых бумаг,/3 — для микропористых полуглянцевых бумаг,/4 — для микропористых

глянцевых бумаг

квалиметрический показатель

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

В диссертации изложены научно обоснованные технические разработки в области оценки качества цветопередачи в машинах струйной печати. Внедрение этих разработок будет способствовать научно-техническому прогрессу в полиграфической промышленности и повышению качества печатной продукции.

По работе можно сформулировать следующие выводы:

1. Разработана методика квалиметрии результатов струйной печати в рамках которой предложен комплексный численный метод оценки качества цветопередачи по критерию цветового охвата, определяемый с помощью специально написанного программного обеспечения.

2. Показана высокая чувствительность данного критерия к изменению свойств материала, включая изменение его атомарно-молекулярной структуры.

3. Обоснована возможность использования данного критерия как интегрального критерия качества печати.

4. Показана возможность улучшения качества печати за счёт нормализации химического состава печатной подложки.

5. Предложен подход к математико-статистическому описанию свойств материалов на основании корреляционного, регрессионного, кластерного и дискри-минантного анализов.

6. Разработана методика построения информационно-исследовательской базы данных материалов для струйной печати на основе данных дискриминантного анализа, которые могут в дальнейшем использоваться в работах по совершенствованию технологии бумаг для струйной печати.

7. Показана связь показателя качества цветопередачи как интегрального критерия качества печатного изображения, коррелирующего с потребительской оценкой качества печатной продукции, с совокупностью её квалиметрических оценок.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

Статьи в журналах, входящих в перечень ВАК:

1. С.П.Гнатюк, М.В.Домасёв, В.В.Ильина. Принципы классификации материалов для цифровой струйной печати. // Известия высших учебных заведений. Проблемы полиграфии и издательского дела, №6. М., МГУП, 2008.

Публикации в научных журнала и сборниках:

2. Абрамова С.Г., Поддымова М.В., Домасёв М.В., Лихачев А.Б. Гнатюк С.П. Вычисление и визуализация тела цветового охвата материалов для струйной фотографической печати по данным спектрофотометрических измерений. // Проблемы развития кинематографа и телевидения. Сборник научных трудов. Выпуск 18. СПб., СПБГУКиТ, 2005.

3. Григорьева К.В., Медведева Е.А., Домасёв М.В., Лихачев А.Б., Гнатюк С.П. Корреляции оптических характеристик материалов для струйной печати с особенностями структуры, адсорбционными и адгезионными свойствами. // Проблемы развития кинематографа и телевидения. Сборник научных трудов. Выпуск 18. СПб., СПбГУКиТ, 2005.

4. Гнатюк С.П., Домасёв М.В., Лихачев А.Б., Санжаровская Т.Ю. Анализ свойств и классификации материалов для струйной печати. // Актуальные вопросы современной науки. Сборник научных трудов. Выпуск 2. ЦРНС, Новосибирск, 2008.

5. Гнатюк С.П., Домасёв М.В., Костенко Д.М., Трифонов С.А., Шавкун С.Л. Наномодифицированные материалы для цифровой струйной печати. // Актуальные вопросы современной науки. Сборник научных трудов. Выпуск 2. ЦРНС, Новосибирск, 2008.

6. Гнатюк С.П., Домасёв М.В., Зиненко Т.Н. Принципы классификации материалов для струйной цифровой печати. // Проблемы развития кинематографа и телевидения. Сборник научных трудов. Выпуск 22. СПб., СПбГУКиТ, 2009.

Материалы и тезисы конференций:

7. Гнатюк С.П., Домасёв М.В., Лихачёв А.Б., Шавкун С.Л. Использование принципов химической модификации для управления свойствами носителей

для струйной печати. Тезисы доклада на Международном симпозиуме «фотография в XXI веке: традиционные и цифровые процессы», СПб, 2006.

8. М. В. Домасёв, C.JL Шавкун, А.Б. Лихачев, С.П. Гнатюк. Использование принципов химической модификации для управления свойствами носителей для струйной печати. Тезисы докладов на Третей Всероссийской конференции «Химия поверхности и нанотехнология», СПб. — Хилово, 2006.

9. М.М. Nikonenko, S.L. Shavkun, M.V. Domasev, S.P. Gnatyk. Принципы химического модифицирования бумаг для струйной печати с целью обеспечения контроля их характеристик. Тезисы доклада на Международной конференции Print SPB, СПб., 2006.

10. S. Gnatyuk, М. Domasev, S. Shavkun. Использование нанотехнологий при разработке носителей для струйной цифровой печати. 6-я международная конференция по обработке изображений и печати. Джанянг, Китай, 2008.

11. Домасёв М., Акимова К., Воробьев Г., Миронова И., Нечаев К., Савинский И., Шавкун Л., Шапкин С., Гнатюк С. Влияние физико-химической структуры поверхности рецептивного слоя на свойства наномодифицированных носителей для струйной печати. Тезисы доклада на Международной конференции молодых ученых Print-2009. СПб., СЗИП, 2009.

12. Акимова К.А., Воробьев Г.И., Домасёв М.В., Миронова И.Ю., Нечаев К.В., Савинский И.С., Шавкун С.Л., Шапкин С.А. Научный руководитель Гнатюк С.П. Влияние физико-химической структуры поверхности рецептивного слоя на свойства наномодифицированных носителей для струйной печати. Всероссийская научно-техническая конференция студентов и аспирантов «Проблемы экономики и прогрессивные технологии в текстильной, легкой и полиграфической отраслях промышленности». Дни науки 2009. Тезисы докладов. СПб, СПбГУТиД, 2009.

13. С.П.Гнатюк, М.В.Домасёв. Анализ свойств и классификация материалов для струйной печати. Материалы VIII Международной научно-практической конференции «Визуальная культура: дизайн, реклама, информационные технологии». Омск, ОГТУ, 2009.

Монографии:

14. Домасёв М.В., Гнатюк С.П. Цвет, управление цветом, цветовые расчеты и измерения. СПб, издательский дом «Питер», 2009.

Подписано в печать 15.11.2011 Уч. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ №12

Отпечатано в ИПЦ СЗИП СПГУТД 191180, Санкт-Петербург, ул. Джамбула, 13 тел. (812)315-91-32

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ.

1.1. Технология струйной печати.

1.1.1. Термоструйная печать.

1.1.2. Пьезоструйная печать.

1.1.3. Краскоструйная печать.

1.2. Материалы для струйной печати.

1.2.1. Бумаги для струйной печати.

1.2.2. Классификация бумаг для струйной печати.

1.2.3. Требования к бумагам для струйной печати.

1.2.4. Краски для струйной печати фотографического качества.

1.2.5. Краски на основе водорастворимых красителей.

1.2.6. Пигментные краски.

1.2.7. Взаимодействие окрашенных компонент красок струйных принтеров с носителем.

1.3. Параметры оценки физического качества носителей для струйной печати

1.3.1. Структурно-механические показатели.

1.3.2. Оптические показатели.

1.3.3. Механические показатели.

1.3.4. Сорбционные показатели.

1.4. Цвет и методы измерения цвета.

1.4.1. Определение понятия цвета.

1.4.2. Методики численного выражения цвета.

1.4.3. Измерение спектрального апертурного коэффициента отражения и расчет координат цвета образцов и системе ХУ7, МТС 0.

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.

3.1. Отбор материалов для исследований.

3.2. Исследование физических свойств материалов для струйной печати.

3.2.1. Исследование топологии поверхности материалов.

3.2.2. Исследование впитывающей способности.

3.3. Исследование оптических и колориметрических характеристик материалов для струйной печати.

3.3.1. Разработка тест-объекта для определения колориметрических и оптических характеристик материалов для струйной печати.

3.3.2. Определение контрастно-резкостных характеристик материалов.

3.3.3. Спектрофотометрия цветовых образцов и расчет их колориметрических характеристик.

3.3.4. Денситометрические и градационные исследования.

3.3.5. Определение тела цветового охвата и расчет его объема.

3.3.6. Использование метода экспертных оценок для оценки адекватности критерия цветового охвата.

3.3.7. Определение погрешности и однородности измерений.

3.4. Использование метода мономолекулярного наслаивания ддя управления химическим составом поверхности материалов для струйной печати.

4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ.

4.1. Результаты исследования физических и морфологических характеристик материалов.

4.1.1. Результаты исследования топологических характеристик материалов

4.1.2. Результаты исследования впитывающей способности.

4.2. Результаты исследования оптических характеристик материалов.

4.2.1. Результаты исследования колориметрических характеристик материалов.

4.2.2. Результаты исследования денситометрических и градационных характеристик материалов.

4.2.3. Результаты исследования контрастно-резкостных характеристик материалов.

4.2.4. Результаты исследования цветового охвата материалов.

4.3. Статистическая обработка результатов измерений.

4.3.1. Формирование блока данных и выбор методов статистического анализа.,,,.,,,,,,.,.,.,,.

4.3.2. Анализ взаимосвязей между характеристиками материалов.

4.3.3. Кластеризация материалов.

4.3.4. Исследование вариации показателей между различными группами материалов.

4.3.5. Выводы.ИЗ

4.4. Исследование характеристик материалов, прошедших химическую модификацию.

4.5. Использование методов дискриминантного анализа для построения информационно-исследовательской базы данных материалов для струйной печати.

4.6. Выводы.

РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ:

В диссертации изложены научно обоснованные технические разработки в области оценки качества цветопередачи в машинах струйной печати. Внедрение этих разработок будет способствовать научно-техническому прогрессу в полиграфической промышленности и повышению качества печатной продукции.

По работе можно сформулировать следующие выводы:

1. Разработана методика квалиметрии результатов струйной печати в рамках которой предложен комплексный численный метод оценки качества цветопередачи по критерию цветового охвата, определяемый с помощью специально написанного программного обеспечения.

2. Показана высокая чувствительность данного критерия к изменению свойств материала, включая изменение его атомарно-молекулярной структуры.

3. Обоснована возможность использования данного критерия как интегрального критерия качества печати.

4. Показана возможность улучшения качества печати за счёт нормализации химического состава печатной подложки.

5. Предложен подход к математико-статистическому описанию свойств материалов на основании корреляционного, регрессионного, кластерного и дискри-минантного анализов.

6. Разработана методика построения информационно-исследовательской базы данных материалов для струйной печати на основе данных дискриминантного анализа, которые могут в дальнейшем использоваться в работах по совершенствованию технологии бумаг для струйной печати.

7. Показана связь показателя качества цветопередачи как интегрального критерия качества печатного изображения, коррелирующего с потребительской оценкой качества печатной продукции, с совокупностью её квалиметрических оценок.

1. Раскин А Н. и др. Технология печатных процессов. М., Книга, 1989.

2. Кузнецов Ю.В. Технология обработки изобразительной информации. СПб, Петербургский институт печати, 2002.

3. R.W.G. Hunt. The Reproduction of Color. 6th ed. John Wiley & Sons, 2004.

4. Output Hard Copy Devices, ed. by Durbeck and Sheer. Academic Press, 1988.

5. Абрамов B.H., Кочуков A.B., Яковлев В.Б. Материалы для струйной печати. Международный симпозиум. Фотография в XXI веке. Тезисы докладов. Москва-2002. с 143-145.

6. Коломберо Ч., Рамбальди Р. Бумага и другие основы для печати. Гатчина: СЦДБ, 2002.

7. Аким Э.Л. Обработка бумаги. М.: Лесная промышленность, 1979.

8. Каталог продукции Lomond. Lomond Trading Ltd., 2004.

9. Sanjay A. Monie. Glossy Inkjet Coated Paper. US Pat. No 20020164464, Nov. 7, 2002.

10. Holger Glaum, Astrid Mueller. Coatings for Inkjet Media. US Pat. No 20020040661, Apr. 11,2002.

11. Michael L. DeMatte, Sean T. Kelly. Coated Paper for Inkjet Printing. US Pat. No 5,985,424, Nov. 16, 1999.

12. Katsuhiko Haga, Noboru Yamada, Hiroyuki Osumi, Hiroyuki Ando. Inkjet Printing Paper. US Pat. No 6,616,808, Sep. 9, 2003.

13. Katsuhiko Haga, Noboru Yamada, Hiroyuki Osumi, Hiroyuki Ando. Inkjet Paper, Printing Method, and Printed Matter. US Pat. No 20020088586, Jul. 11, 2002.

14. Noboru Kondo, Yoshio Yoshida, Schoichi Endo, Takayuki Fujimoto. Cast Coated Inkjet Paper. US Pat. No 20050237372, Oct. 27, 2005.

15. Gavin L. Gaynor, Larry G. Venable. Microporus Photo Glossy Inkjet Recording Media. US Pat. No 6,979,481, Dec. 27, 2005.

16. Gerhard Stork, Makoto Kato, Karsten Lerius. Printing Medium for the Inkjet Printing Method. US Pat. No 20040027433, Feb. 12, 2004.

17. Мюллер А. Окрашивание полимерных материалов. Пер. с англ. д-ра физ мат. наук С.В.Бронникова. СПб., «Профессия», 2006.

18. Masahiro Yatake, Masayuki Momose. Inkjet Ink. US Pat. No 20039186569, Oct. 23, 2003.

19. Agnes Zimmer, John M. Medley, Vladimir Kantrovich, Wendell Lake, Sandra McCain. Inkjet Ink, Dye Set, Ink Set, and Method of use thereof. US Pat. No 20640123772, Jul. 1,2004.

20. Keishi Taniguchi, Shigeo Hagata. Inkjet Ink Composition, Method for Manufacturing the Inkjet Ink Composition, and Image Forming Method Using the Inkjet Ink Composition. US Pat. No 20030121446, Jul. 3, 2003.

21. Masahiro Yatake, Masayuki Momose. Inkjet Ink. US Pat. No 20030196569, Oct. 23, 2003.

22. Junichi Yamanouchi, Takahiro Ishizuka, Yoshiharu Yabuki. Inkjet Ink, Inkjet Recording Method, and Production Method of Inkjet Ink. US Pat. No 20040106700, Jun. 3, 2004.

23. Toshiki Taguchi, Manabu Ogawa, Yoshihisa Tsukada. Inkjet Ink, Production Method of Inkjet Ink, Inkjet Ink Set, and Inkjet Recording Method. US Pat. No 20040134381, Jul. 15, 2004.

24. Нефедов В. И., Черепин В. Т. Физические методы исследования поверхности твердых тел. М., Наука, 1983.

25. Миронов B.JI. Основы сканирующей зондовой микроскопии: Учебное пособие. М.: Мир физики и техники., 2004.

26. Руководство пользователя атомно-силовым зондовым микроскопом Solver BIO Cell. М.: НТ-МДТ., 2006.

27. Джадц Д., Вышецки Г. Цвет в науке и технике. Пер. с англ. по ред. JI. Ф. Ар-тюшина. М., 1978.

28. CIE (Commission Internationale de l'Eclairage). Publication No. 15.2, Colorime-try. Official Recommendations of the International Commission on Illumination, Second edition. Vienna, Austria. Central Bureau of the CIE. 1986.

29. Цвет в промышленности. Под ред. Родерика Мак-Дональда. Пер. с англ. И.В.Пеновой, П.П.Новосельцева под ред. Ф.Ю.Телегина. М., «Логос», 2002.

30. Mark D. Fairchild. Color Appearance Models. Second edition. Munsell Color Science Laboratory, Rochester Institute of Technology, 2004.

31. Wright W. D. Researches on Normal and Defective Color Vision. London. H. Kampton, 1946.

32. Guild J. Phil. Trans. Roy. Soc. A, 230, 139 (1931).

33. Джеймс X. Теория фотографических процессов. М., Химия, 1980.

34. Стандарт ISO 5-1:2009. Технология фотографии и графики. Денситометрия.

35. Digital Color Imaging Handbook Ed by Gaurav Sharma New York, CRC Press LLC, 2003

36. M В Домасев, С П Гнатюк Цвет, управление цветом, цветовые расчеты и измерения СПб , «Питер», 2009

37. Karl Guyler Visualization of Expanded Printing Gamuts Using 3-Dimensional Convex Hullshttp //www efg2 com/Lab/Library/Color/KarlEGuylerTAGA2000Paper pdf)

38. T560 PM-96 CIE whitness and tint of paper and paperboard (using d/0°, diffuse illumination and normal viewing) TAPPI, 1996 См также стандарт ISO 11475 2004 Бумага и картон Определение белизны по CIE, источник света D65/10 (наружный дневной свет)

39. Стандарт ISO 11664-4 2008 (CIE S 014-4/Е 2007) Колориметрия Часть 4 Цветовое пространство по CIE 1976 L*a*b*

40. Стандарт ISO 2470-1 2009 Бумага, картон и целлюлоза Измерение коэффициента диффузного отражения в синей области спектра (степень белизны по ИСО) См также стандарт ГОСТ 30113-94 Бумага и картон Метод определения белизны

41. Barber, С В , D Р Dobkin, and Н Т Huhdanpaa, "The Quickhull Algorithm for Convex Hulls," ACM Transactions on Mathematical Software, Vol 22, N 4 (Dec 1996), p 469—483

42. Романюк Александр, Сторчак Александр Алгоритмы триангуляции (http //citforum ru/programmmg/theory/algtriangl/index shtml)

43. Скворцов А В Триангуляция Делоне и ее применение Томск Изд-во Томск ун-та, 2002

44. Macedonio G , Pareschi М Т , 1991 An algorithm for triangulation of arbitrarily distributed points Applications to volume estimate and terrain fitting Computers and geosciences, Vol 17, No 7, pp 859—874

45. Preparata F.P., and Shamos M.I., 1985. Computational Geometry An introduction. Springer-verlag New York Inc. Русское издание: Препарата Ф.П., Шаймос М.И. Вычислительная геометрия: введение.

46. Кассандрова О Н., Лебедев В В. Обработка результатов наблюдений. -М.: Наука. 1970.

47. Львовский E.H. Статистические методы построения эмпирических формул: Учеб. пособие для втузов. 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Высш. Шк., 1988.

48. Пустыльник Е.И. Статистические методы анализа и обработки наблюдений. -М.: Наука. 1968.

49. Гайдышев И. Анализ и обработка данных, специальный справочник СПб: Питер, 2001.

50. Дюран Б., Одел П. Кластерный анализ. Пер. с англ. Е.З. Деиденко. Под ред. А.Я. Боярского. -М: «Статистика», 1977.

51. Hartigan J. A. Clustering algorithms. New York, John Wiley & Sons, 1975.

52. Малыгин А. А. Химическая сборка поверхности твердых тел методом молекулярного наслаивания \\ Соросовский Образовательный Журнал, № 7, 1998.

53. Кольцов С. И. Химическое конструирование твердых веществ. — Л.: Изд-во ЛТИим. Ленсовета, 1990.

54. Кольцов С. И. Состав и химическое строение твердых веществ: Учеб. пособие. Л.: Изд-во ЛТИ им. Ленсовета, 1984.

55. Кольцов С. И. Синтез многослойных неорганических полимеров\\ Тезисы доклада науч.-техн. конференции. Л.: Госхимиздат, 1963.

56. Кольцов С. И. Состав и строение твердых веществ: Учеб. пособие. Л.: Изд-во ЛТИ им. Ленсовета, 1987.

57. Кольцов С. И. Химические превращения на поверхности твердых тел. Л.: Изд-во ЛТИ им. Ленсовета, 1984.

58. Алесковский В. Б. Химия надмолекулярных соединений: Учеб. пособие. СПб.: Изд-во С-Петербургского ун-та, 1996.

59. Гельмут Кипхан. Энциклопедия по печатным средствам информации. Технологии и способы производства. М., МГУП, 2003.131

60. Стефан Стефанов, Валерий Викторов. Цвет ready-made или теория и практика цвета. М., «Репроцентр М», 2006.

61. Edward J. Giorgianni, Thomas E. Madden. Digital Color Management Encoding Solutions. 2nd ed. New York, JohnWiley & Sons, 2008.

62. Бешелев С. Д., Гурвич Ф. Г. Экспертные оценки. М.: «Наука», 1973.

63. Д. Дюбуа, А. Прад. Теория возможностей. Пер. с фр. под ред. С. А. Орловского. М.: «Радио и связь», 1990.

64. Прил. 2. Определение погрешности расчётов1121. Определение погрешности спектрофотометра GretagMacbeth Eye-One

65. Значение распределения Стьюдента (при к И- 1 = 77 и Р = 0,05) (= 1 991,1 0е»е = 1.99 / —0.24 "Г 78-1

66. Ширина доверительного интервала = 2е = 0 48

67. ВЫВОД Точность измерений, соответствующая уровню доверительной вероятности Р = 0,05, достигается при выборке п- 4 и более

68. ПРОВЕРКА НОРМАЛЬНОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ

69. Предельное значение х2 (ПРИ числе степеней свободы к — 6-3=3) 11 07

70. П2.2. Определение погрешности метода триангуляции для аппроксимации тела цветового охвата

71. ИЗМЕНЕНИЕ ОЦЕНКИ ОБЪЕМА ТЕЛА ЦВЕТОВОГО ОХВАТА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ЧИСЛА ОБРАЗЦОВ, ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ ТРИАНГУЛЯЦИИ

72. N 8 16 32 64 128 256 512 1024 2048

73. V, ДЕ3 462284 480266 490231 502984 521668 528710 528732 528643 528706

74. ВЫВОД: Ошибка триангуляции становится независящей от объема выборки при объеме выборки N > 200.

75. П2.3. Оценка геометрической однородности характеристик образцов бумаг

76. ВЫВОД: Образец бумаги №1 при уровне доверительной вероятности Р = 0.05 может считаться пространственно однородным.

77. ВЫВОД: Образец бумаги №2 при уровне доверительной вероятности Р = 0.05 не может считаться пространственно однородным и потому должен быть исключён из исследования.

78. Прил. 3. Программа ввода и обработки данных измерений колориметрических характеристик цветовых образцов

79. Осуществляет анализ данных измерений тестовой мишени il RGB target 1.5 ирассчитывает следующие характеристики исследуемых материалов: объем телацветового охвата и насыщенность шести основных цветов RGBCMY + черный

80. Files = dir('input\*.txt');

81. Report{1,2} = 'Red Chroma';

82. Report{1,3} = 'Green Chroma';

83. Report{1,4} = 'Blue Chroma';

84. Report{1,5} = 'Cyan Chroma';

85. Report{1,6} = 'Magenta Chroma';

86. Report{1,7} = 'Yellow Chroma';

87. Report{1,8} = 'Black Lightness';

88. Report{1,9} = 'White Lightness';

89. Report{1,10} = 'Delta Lightness';

90. Report{1,11} = 'Color body Volume';for i = 1 : size(Files,1) ;filename = 'input\',Files(i).name.; target = ilRGB15TargetReader(filename); a = target.a'; b = target.b'; L = target.L'; [C,V] = convhulln([a b L]); Report{i+1,1} = filename;

91. Report{i+1,2} = num2str((target.PatchesLab{2, 6}(2)л2 + target.PatchesLab{2,6} (3)л2)л0.5, '%3.2f');

92. Report{i+1,3} = num2str((target.PatchesLab{3,6}(2)л2 + target.PatchesLab{3,6}(3)л2)л0.5,'%3.2f');

93. Report{i+1,4} = num2str((target.PatchesLab{4,6}(2)л2 + target.PatchesLab{4,6}(3)л2)л0.5,'%3.2f1);

94. Report{i+1,5} = num2str((target.PatchesLab{5,6}(2)л2 + target.PatchesLab{5,6}(3)л2)л0.5, '%3.2f');

95. Report{i + 1,6} = num2str((target.PatchesLab{6, 6}(2)л2 + target.PatchesLab{6,6}(3)л2)л0.5,'%3.2f');

96. Report{i+1,7} = num2str((target.PatchesLab{7,6}(2)л2 + target.PatchesLab{7,6}(3)л2)л0.5,'%3.2f');

97. Report{i+1,8} = num2str(target.PatchesLab{l,l}(l),'%3.2f'); Report{i+l,9} = num2str(target.PatchesLab{l,6}(l),'%3.2f'); Report{i+1,10} = num2str(target.PatchesLab{1,6}(1)-target.PatchesLab{l,1}(1),'%3.2f');

98. Report{i+1,11} = num2str(round(V),'%i');end;

99. П3.1. Подпрограмма для ввода и обработки файла данныхfunction answer = ilRGB15TargetReader(filename)

100. П3.2. Подпрограмма для расчета координат цвета XYZ МКО на основании данных спектрального апертурного коэффициента отраженияfunction answer = CIESpectrumR2XYZ(SR,S)

101. Spectrum Reflectance Data XYZ Color Stimulus Calculator

102. Вычисляет координаты цвета X, Y, Z по данным спектрального апертурного % коэффициента отражения относительно стандартного колориметрическогонаблюдателя МКО 1931 г.

103. XYZ = CIESpectrumR2XYZ(SR,CIEStandartllluminant('F1'))

104. Если переменная S опущена, вычисления ведутся относительно стандартного % излучателя D65if nargin == 1

105. S = 50.0 54.6 82.8 91.5 93.4 86.7 104.9 117.0 117.8 114.9 115.9 108.8 109.4 107.8 104.8 107.7 104.4 104.0 100.0 96.3 95.8 88.7 90.0 89.6 87.7 83.3 83.7 80.0 82.2 82.3 78.3 69.7 71.6 74.3 61.6 69.9 .'; elseif nargin == 2 switch S case 'A'

106. S = 9.8 12.1 14.7 17.7 21 24.7 28.7 33.1 37.8 42.9 48.2 53.9 59.9661 72.5 79.1 85.9 92.9 100 107.2 114.4 121.7 129 136.3 143.6 150.8 158 165 172 178.8 185.4 191.9 198.3 204.4 210.4 216.1 .';case 'B'

107. S = 22.4 31.3 41.3 52.1 63.2 73.1 80.8 85.4 88.3 92 95.2 96.5942 90.7 89.5 92.2 96.9 101 102.8 102.6 101 99.2 98 98.5 99.7 101 102.2 103.9 105 104.9 103.9 101.6 99.1 96.2 92.9 89.4 .';case 'C1

108. S = 33 47.4 63.3 80.6 98.1 112.4 121.5 124 123.1 123.8 123.9 120.7 112.1 102.3 96.9 98 102.1 105.2 105.3 102.3 97.8 93.2 89.7 88.4 88.1 88 87.8 88.2 87.9 86.3 84 80.2 76.3 72.4 68.3 64.4 .'; case 'D50'

109. S = 24.5 29.9 49.3 56.5 60.0 57.8 74.8 87.3 90.6 91.4 95.1 92.0 95.7 96.6 97.1 102.1 100.8 102.3 100.0 97.7 98.9 93.5 97.7 99.3 99.0 95.7 98.9 95.7 98.2 103.0 99.1 87.4 91.6 92.9 76.9 86.5 .'; case 'D55'

110. S = 32.6 38.1 61 68.6 71.6 67.9 85.6 98.0 100.5 99.9 102.7 98.11007 100.7 100 104.2 102.1 103 100 97.2 97.7 91.4 94.4 95.1 94.2 90.4 92.3 88.9 90.3 93.9 90 79.7 82.8 84.8 70.2 79.3 .';case 'D65'

111. S = 50.0 54.6 82.8 91.5 93.4 86.7 104.9 117.0 117.8 114.9 115.91088 109.4 107.8 104.8 107.7 104.4 104.0 100.0 96.3 95.8 88.7 90.0 89.6 87.7 83.3 83.7 80.0 82.2 82.3 78.3 69.7 71.6 74.3 61.6 69.9 .';case 'D7 5'

112. S = t 66.7 70 101.9 111.9 112.8 103.1 121.2 133 132.4 127.3 126.81178 116.6 113.7 108.7 110.4 106.3 104.9 100 95.6 94.2 87 87.2 86.1 83.6 78.7 78.4 74.8 74.3 75.4 71.6 63.9 65.1 68.1 56.4 64.2 .';case 'Fl'

113. S = 5.4 5.6 5.8 6.1 7.4 10.6 17.2 26.5 33.6 38.3 39.7 39.8 40.7 43.6 49.9 57.4 67.8 82.3 100.0 113.2 125.7 112.9 103.2 93.3 109.8 145.7 143.6 272.2 296.5 86.9 35. 6 21 .2 12.4 8.0 5.2 3.5 incase ' F2'

114. S = 10.7 12.0 13.9 16.8 20.8 28.0 37.9 48.8 58.5 64.4 66.5 67.0 66.6 67.7 69.9 73.2 78.7 88.4 100.0 110.4 116.0 115.3 111.2 104.6 104.01049 103.6 116.9 147.7 62.3 40.5 30.2 23.6 18.0 14.0 10.8 .'; case 'F3'

115. S = 23.0 27.5 33.4 43.6 55.0 67.7 81.0 94.2 104.6 111.1 114.3 115.5 114.2 111.4 107.6 103.6 101.0 99.8 100.0 101.1 102.7 102.7 101.2 99.5 98.9 97.4 92.7 96.5 96.0 63.6 47.2 38.1 31.4 25.3 20.5 16.7 .'; otherwise

116. S = S; %Излучатель задается табулированным распределениемend;end;

117. PSRSX = sum(SR.*S.*CIE19310bserver('x')); PSRSY = sum(SR.*S.*CIE19310bserver(' у' ) ) ; PSRSZ = sum(SR.*S.*СIE1931Observer(' z ') ) ; PSY = sum(S.*CIE19310bserver('у *)); к = 100 / PSY;

118. X = к * PSRSX; Y = к * PSRSY; Z = к * PSRSZ; answer = X , Y , Z .;

119. ПЗ.З. Подпрограмма для расчета координат цвета L*a*b* МКО по координатам XYZ МКОfunction answer = CIEXYZ2Lab(SampleXYZ,Illuminant)

120. Переводит цветовые координаты XYZ МКО в Lab1. Синтаксис:1.b = CIEXYZ2Lab( x Y Z ., 'Illuminant' 1 1 либо1.b = CIEXYZ2Lab( x Y Z ., [ Xi Yi Zi ]: 1 либо1.b = CIEXYZ2Lab( x Y Z . ) где :1. Lab = Lab.

121. XYZ. -- цветовые координаты образца в системе XYZ МКО'illuminant' -- текстовая переменная, указывающая стандартный излучатель

122. X0 = 109 .85; Y0 = 100 .00; Z0 = 035.80case 'В'

123. X0 = 100 .00; Y0 = 100 .00; ZO = 100.00case 'С'

124. X0 = 098 .07; Y0 = 100 .00; ZO = 118.23case 'D50'

125. X0 = 096 .42; Y0 = 100 . 00; ZO = 082.49case 'D55'

126. X0 = 096 . 68; Y0 = 100 .00; ZO = 092.14case 'D65'

127. X0 = 095 .04; Y0 = 100 .00; Z0 = 108.89case 'D75'

128. X0 = 094 .96; Y0 = 100 .00; Z0 = 122.62case 'Fl'

129. XO = 112 .52; Y0 = 100 .00; ZO = 29.43;case 'F2'

130. XO = 102 .54; Y0 = 100 . 00; Z0 = 52.00;case 'F3'

131. XO = 94. 00; Y0 = 100. 00; Z0 = 89.61;case 'E'

132. X0 = 100 . 00; Y0 = 100 . 00; ZO = 100.00otherwiseerror('Правильно введите название стандартного излучателя1. МКО' )end;else %Если указаны цветовые координаты излучателя

133. SizeOf = Size(Illuminant); %Проверяем размерность введенной переменнойif (SizeOf(1)==1)&&(SizeOf(2)==3)

134. Х0 = Illuminant(1); Y0 = Illuminant(2); Z0 = Illuminant(3); elseif (SizeOf(3)==3)&&(SizeOf(2)==1)

135. X0 = Illuminant(1); Y0 = Illuminant(2); Z0 = Illuminant(3);elseerror('Необходимо ввести цветовые координаты излучателя в виде1. X Y Z . ' ) endendelseerror('Проверьте правильность ввода аргументов функции');end;

136. SizeOf = size(SampleXYZ); %Проверяем размерность введенной переменной if (SizeOf(1)==1}&&(SizeOf(2)==3)

137. XI = SampleXYZ(1); Y1 = SampleXYZ(2); ZI = SampleXYZ(3); elseif (SizeOf(3)==3)&&(SizeOf(2)==1)

138. XI = SampleXYZ(1); Y1 = SampleXYZ(2); ZI = SampleXYZ(3);elseerror('Необходимо ввести цветовые координаты образца в виде X Y Z .')end;

139. X = a b L .; sRGB = [ target.sR' target.sG' target.sB' ];

140. Построение графика цветностей точек цветовой мишени в координатах а*, Ь* figure('Color',0.5 0.5 0.5.,.

141. Name1,'Samples chromacity plot'); axes('Color',0.8 0.8 0.8.); axis([-200 200 -200 200]); grid on; xlabel('a*'); ylabel('b*'); hold on; axis equal; scatter(a,b,2000,sRGB, 'filled'); hold off;

142. Построение объемного графика точек цветовой мишени в пространстве L*a*b* figure('Color',0.5 0.5 0.5.,.

143. Расчет и построение триангуляции тела цветового охвата пространстве L*a*b*1. С,V. = convhulln(X);figure('Color',0.5 0.5 0.5.,.

144. Прил. 5. Параметры дискриминантных моделей

145. Графики дискриминантных функций: П — для класса матовых бумаг, П. — для глянцевых бумаг, О — для микропористых полуглянцевых бумаг, f4 — для микропористых глянцевых бумаг