автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.13, диссертация на тему:Разработка методов контроля и допусков на цветовоспроизведение для получения психологически точных полиграфических репродукций

Ч»/ / ' , **

МИНИСТЕРСТВ^ ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО

/

/

/

ОБРАЗОВАНИЯ РФ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПЕЧАТИ

Заболотская Марина Святославовна

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ КОНТРОЛЯ И ДОПУСКОВ НА ЦВЕТОВОСПРОИЗВЕДЕНИЕ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПСИХОЛОГИЧЕСКИ ТОЧНЫХ ПОЛИГРАФИЧЕСКИХ

Специальность 05.02Л5 - "Машины, агрегаты и процессы полиграфического производства"

Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук

На правах рукописи

УДК 655,218. Ы

РЕПРОДУКЦИЙ.

доктор технических наук профессор Андреев Ю.С.

Научный руководитель -

Москва - 1998г.

Содержание.

Стр.

ВВЕДЕНИЕ.....................................................................6

ГЛАВА 1. ОБЗОР РАБОТ ПО ОСНОВНЫМ

ВОПРОСАМ ДИССЕРТАЦИИ........................................14

1-1.История вопросов оценки качества

цветовоспроизведения.......................................................14

1-1.1 Принципы подхода к оценке качества

цветовоспроизведения.......................................................14

1-1.1.1 Методы контроля цветовоспроизведения с

позиций физиологической точности.....................................15

1-1.1.2 Методы, базирующиеся на балльной оценке цветовоспроизведения сравниваемых

изображений от "хорошего" до "плохого" качества................2 Ъ

1-1.1.3 Исследования цветовоспроизведения

с позиций психологической точности...................................27

1-2. Стандарты на цветовоспроизведение в полиграфии..........36

1-2.1 Требования ОСТа. Методы денситометрического

контроля стабильности печатного процесса......... .................%

1-2.2 Контроль синтеза на оттиске в условиях производства.....37

1-2.3 Системы колориметрического контроля цвета................33

1-2.4Вывод ы....................................................................40

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ

ПРЕДПОСЫЛКИ ИССЛЕДОВАНИЯ.................................44

2-1. Теоретические предпосылки определения критериев психологической

точности цветовоспроизведения..........................................44

2-1.1 Направления совершенствования допусков на цветовоспроизведение в полиграфии. Допустимые

искажения светлоты и цветности.............................

2-1.2. Классификация полиграфических изобразительных оригиналов и подходов к оценке

качества их цветовоспроизведения..........................

2-1.3 Классификация воспроизводимых сюжетов и

цветов изображений..............................................

2-1.4 Обоснование с позиций теории психологической точности допустимости искажений цветового баланса изображения и полосы.........................................

50

В

56

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ОБЪЕКТИВНОГО КОНТРОЛЯ ЦВЕТОВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ С ПОЗИЦИЙ ТЕОРИИ ПСИХОЛОГИЧЕСКОЙ ТОЧНОСТИ. 3-1. Выбор равноконтрастной колориметрической системы для оценки качества полиграфических

цветных изображений и цветных диапозитивов......... ..............5а

3-1.1. Метод оценки колориметрических систем по

степени приближения их к телу цветовых ощущений...... ..........52

3-1.2 Выводы.....................................................................64

3-2. Цветовоспроизведение изобразительных оригиналов

для полиграфии................................................................69

3-2.1. Характеристики тест-изображений.

Методика колориметрических измерений расчетов..................71

3-2.2. Требования действующего ОСТа 29.106-90 и 29.106-96

(для газетных оригиналов)...................................................75

3-2.3. Оценка качества цветовоспроизведения диапозитивов известными

методами:.........................................................77

3-2.2.1. Оценка цветовоспроизведения диапозитивов методом, предусматривающим построение цветовых

охватов и точек цветов природных объектов в системе CIELUV...77

3-2.2.2. Оценка искажений цветового тона графиками

зависимости А,поздмн =ДЯ°^дмн).............................................80

3-2.2.3. Оценка цветопередачи по величинам цветовых

и цветностных различий ДЕиз_о6..............................................83

3-2.3 Оценка цветопередачи диапозитивов разработанными методами, контролирующими достижение психологической

точности.............................................................................90

3-2.3.1. Сравнение предельных возможностей красителей цветофотографического синтеза и

цветофотографического процесса...........................................91

3-2.3.2. Метод оценки степени нейтральности

ахроматических цветов.........................................................92

3-2.3.3. Графоаналитический метод, основанный на использовании аналитически определенного

цветового пространства........................................................96

3-2.3.4. Графоаналитический метод, основанный на

использовании цветового пространства атласа Манселла..........106

3-2.5 Выводы...................................................................111

ГЛАВА 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДОПУСКОВ НА ЦВЕТОВОСПРОИЗВЕДЕНИЕ В ПОЛИГРАФИИ С ПОЗИЦИЙ ТЕОРИИ ПСИХОЛОГИЧЕСКОЙ

ТОЧНОСТИ.....................................................................114

3-1. Методика определения допусков

на цветовоспроизведение с позиций теории психологически

точной репродукции...........................................................114

3-2. Тела допусков на цветовоспроизведение с

позиций психологической точности.......................................116

3-2.1. Допустимые изменения цветов сюжетно-важных

объектов изображений.........................................................116

ВЫВОДЫ..........................................................................138

ЛИТЕРАТУРА...................................................................141

Введение.

Перед полиграфической промышленностью стоят задачи разработки и внедрения новых электронных систем обработки изобразительной информации, систем колориметрического контроля процессов цветового синтеза, печатного, пробопечатного оборудования и печатных красок. При определении конкретных показателей и параметров проведения технологических процессов цветного репродуцирования необходимыми данными должны быть допуски на цветовоспроизведение многокрасочного оттиска.

Человеческий глаз различает до нескольких десятков тысяч различных оттенков цветов. Ни один из других органов чувств не способен к такому разнообразию ощущений. Чувствительность глаза к различиям зависит от фоновой части изображения, контраста в сюжетно важных и фоновых участках градационного интервала и др. Отсутствие учета влияния перечисленных факторов на установление допусков и требований к цветовоспроизведению при полиграфическом репродуцировании является причиной многих ошибок.

Правильность цветовых допусков определяется особенностями зрительного аппарата человека. Определить области цветовых допусков непросто. Можно сообщить производителю, что цветопередача должна удовлетворять требованиям предполагаемого использования полиграфической продукции и положиться на его компетентность. Особенно опасно поддаваться такому соблазну в случае массового производства. Цвета изображения должны быть согласованы между собой. Если цветовые допуски велики, можно достичь экономии средств с помощью введения простых методов контроля. В случае малых цветовых допусков необходимы надежные измерения и контроль цвета, требующие больших затрат.

Необходимость установления цветовых допусков определяется также

положением в экономике. Если спрос превышает предложение, потребитель приобретает даже те товары, цветопередача которых не отвечает норме. В противном случае введение допуска на цвет - это защита продавца против отказа от товаров, как не соответствующих по цвету, со стороны потребителя, нашедшего аналогичный товар у другого продавца по более низкой цене. Цветовые допуски необходимы как изготовителям, так и потребителям. Цветовые допуски - это компромисс между тем, что покупатель хочет приобрести, и что изготовитель может ему предложить.

В зависимости от сюжета, общего цветового контраста, критичности отдельных цветов в оригинале и других параметров цветовые искажения в различных участках изображения оказывают различное влияние на оценку репродукции в целом. Несмотря на важность перечисленных факторов на практике их чаще всего не принимают во внимание.

Методы контроля синтеза цвета на оттиске также не учитывают цветовое содержание конкретного оригинала. Сущность практически всех методов заключается в определении достижения или недостижения денситометрических или колориметрических характеристик растровых полей и цлашек эталонным значениям. Такие методы не позволяют в полной мере дать заключение о качестве изображений различного сюжетного содержания с точки зрения потребителя.

Задача цветного репродуцирования, вне зависимости от способа воспроизведения и характера оригинала заключается в получении изображений, оптимальных по цветопередаче с точки зрения потребителя.

В настоящее время определение параметров процесса цветного репродуцирования и оценку качества цветовоспроизведения проводят в расчете на достижение физиологической точности. Практически все 4-х красочные полиграфические технологии не в состоянии обеспечить достижение этого вида точности. Охват фотооригиналов заведомо больше охвата растровых полиграфических оттисков. Другая причина, делающая сомнительной необходимость достижения физиологической точности при

воспроизведении фотооригиналов с натурных сюжетов - это использование самого фотооригинала в качестве эталона сравнения. Фотооригиналы уже несут в себе искажения первичной информации - цветов объектов природы - к восприятию которой приспособлен зрительный аппарат человека. Ранее Ч. Бартлесоном и Р. Хантом с сотр. было показано, что памятные цвета -запомненные человеком цвета природных объектов - не совпадают по объективным физическим характеристикам с цветами соответствующих натурных объектов. Необходимо иметь алгоритмы преобразования цветовой информации, приводящие к оптимальным по цветопередаче с точки зрительного восприятия репродукциям. Для составления алгоритмов нужно определить допуски на цветопередачу с позиций психологической точности.

Цель и задачи исследования. Цель - определение допусков на цветовоспроизведение и разработка методов объективного контроля цветопередачи для получения психологически точных полноцветных долиграфических репродукций.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1) Провести анализ известных подходов к оценке качества цветовоспроизведения.

2) На основе анализа разработать принципы подхода к оценке качества цветопередачи с позиций психологической точности, включающие в себя:

а) выбор объектов контроля цветовоспроизведения

б) определение эталонов сравнения при оценке цветопередачи выбранных объектов контроля

в) выбор системы объективных физических величин для выражения результатов эксперимента

г) определение допусков на цветовоспроизведение объектов контроля

3) С целью выбора равноконтрастной колориметрической системы для оценки качества цветовоспроизведения разработать метод оценки цветовых пространств по степени приближения их к телу цветовых ощущений и исследовать при помощи разработанного метода цветовые пространства наиболее широко используемых колориметрических систем.

4) Исследовать цветопередачу полиграфических изобразительных фотооригиналов. Оценить влияние выбора цветофотографических систем на степень близости получаемых оригиналов, которые можно считать вторичными по отношению к первичным объектам окружающего мира, к психологически точным изображениям.

5) Разработать методику определения областей допустимых с точки зрения психологической точности,отображений сюжетно-важных цветов.

6) Установить трехмерные тела допусков на цветовоспроизведение в полиграфии с позиций теории психологической точности.

Научная новизна результатов заключается:

1. В классификации полиграфических изобразительных оригиналов и репродуцируемых цветов с позиции применимости различных подхов к оценке точности цветовоспроизведения.

2. В новых подходе и методике определения допусков на цветовоспроизведение объектов репродуцирования с привлечением областей приемлемых и предпочтительных воспроизведений их цветов.

3. Впервые экспериментально определены трехмерные тела допусков на цветовоспроизведение наиболее важных объектов цветного репродуцирования.

4. В результатах сравнительного исследования цветовоспроизведения изобразительных фотооригиналов для полиграфии, изготовленных на ряде отечественных и зарубежных фотоматериалов.

5. В методе получения психологически точных полиграфических репродукций.

Практическая ценность и реализация работы. Результаты диссертационной работы использованы в курсе лекций в 1997-1998, 19981999 учебных годах и при подготовке лабораторного практикума по дисциплине Технология обработки изобразительной информации для специальности 281400.

Разработанные методы и подходы к оценке качества цветовоспроизведения позволяют провести дальнейшие исследования для расширения данных о допусках на цветовоспроизведение оригиналов с различной семантикой.

Допуски на цветопередачу, определенные на основе психологической точности, могут служить базой для использования при проведении процессов цветного репродуцирования в промышленности.

Апробация работы и предложения по дальнейшему использованию материалов диссертации.

Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на международных конференциях Международной академии информатизации в 1996-1999 годах и на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Московского государственного университета печати (МГУП) в 1995-1998 годах.

Методы объективного контроля цветовоспроизведения с позиций психологической точности могут быть применены в научно-исследовательских и практических работах по оценке качества цветовоспроизведения в различных репродукционных процессах.

Допуски на цветопередачу, определенные с позиций теории психологической точности, могут стать основой стандартизации процесса полиграфического цветовоспроизведения и других процессов цветного репродуцирования.

Направлениями дальнейшего использования материалов диссертации

является применение разработанных теоретической базы, методов оценки цветовоспроизведения и допусков на цветопередачу для контроля качества цветовоспроизведения в репродукционных процессах. Эти методы и допуски могут получить достаточно массовое применение, поскольку охватывают большую часть многообразия полиграфических оригиналов. Интеграция допусков на цветовоспроизведение с системами колориметрического контроля допечатного и печатного процессов составит комплекс аппаратных и программных средств, позволяющий оценивать полиграфическое цветовоспроизведение с позиций визуального восприятия человека.

Публикации. По результатам работы опубликовано 18 статей.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, общих выводов по работе, списка литературы. Содержание работы изложено на 140 страницах, содержит 8 таблиц и иллюстрировано 28 рисунками. Список литературы содержит 78 наименований, из них 42 на русском и 56 на иностранных языках. Общий объем диссертации - 147 страниц.

Защищаемые положения.

1) Положения теории психологической точности цветовоспроизведения

2) Объективные методы оценки качества' цветовоспроизведения с позиций психологической точности.

3) Допуски на цветопередачу, определенные с позиций теории психологической точности цветовоспроизведения.

В главе 1 проведен обзор работ по основным вопросам диссертации, касающимся различных принципов подхода к оценке качества цветовоспроизведения. Рассмотрена история, а также современное состояние вопросов оценки качества цветопередачи. Рассмотрены нормы на цветовоспроизведение в полиграфии.

Во второй главе разработаны теоретические предпосылки определения допустимых, с точки зрения психологической точности, преобразований цветовой информации. Предложена классификация полиграфических изобразительных оригиналов иподходов к оценке качества их цветлоовоспроизведения. Дана единая классификация репродуцируемых средствами полиграфии сюжетов и цветов изображения.

В главе 3 разработан метод оценки цветовых пространств по степени приближения их к телу цветовых ощущений. Обоснован выбор равноконтрастных колориметрических систем для выражения результатов эксперимента.

Исследована цветопередача диапозитивов-фотооригиналов для полиграфии, полученных на ряде цветных обращаемых и негативно-позитивных фотоматериалов отечественного и зарубежного производства.

Определены и сопоставлены предельно возможные максимальные охваты красителей цветофотографического синтеза, полиграфических смесевых красок и триадного автотипного синтеза.

Результаты исследования качества цветопередачи фотооригиналов известными методами оценки качества позволили предложить новые методы оценки цветопередачи: графоаналитический метод, основанный на раздельной оценке основных и памятных цветов, графоаналитический метод, использующий параметры системы Манселла и области предпочтительных воспроизведений цветов наиболее важных объектов цветного репродуцирования, и аналитический метод сравнительной интегральной оценки цветовосп