Prinzip und Anwendung eines Farbmessgeräts basierend auf der Farbwiedergabe gedruckter Bücher in China

Apr 27, 2023

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Farbe ist das wichtigste Element beim Drucken und bei der Reproduktion. Die Gewährleistung einer echten Farbwiedergabe im Druckproduktionsprozess ist ein weltweites Problem. Gegenwärtig wird das digitale Farbmanagement eingesetzt, um die Farbeigenschaften jedes Produktionsglieds im Produktionsprozess zu beschreiben. Dies ist der beste Weg, um eine genaue Farbwiedergabe zu erreichen, und seine Voraussetzung und Grundlage ist die Genauigkeit der Farbmessdaten.

Derzeit hat sich die Dichtemessung in einigen Druckereien als überlegen erwiesen. Der Dichtemesswert kann die Informationen über die Dicke der Tintenschicht widerspiegeln und die Steuerung der Punktausdehnung durch die Dichtemessdaten leiten, um die Druckqualität zu steuern. Er ist bequem und zuverlässig und wird von Menschen als vertrauenswürdig eingestuft. Der Dichtewert kann jedoch nicht direkt die Stimulation der Bildfarbe für das menschliche Auge widerspiegeln. Es kann grundsätzlich eine Überwachungswirkung haben, wenn es zur Überwachung des Farbunterschieds beim Drucken verwendet wird. Es treten jedoch bestimmte Fehler auf, die Farbdarstellung ist nicht genau genug und es ist nicht förderlich für die Kommunikation von Daten mit Kunden, also die Messung von Exzellenz entsteht. Die Chrominanzmessung kann die psychologischen und physiologischen Gesetze des Farbsehens besser widerspiegeln, detailliertere Farbinformationen liefern und eine gute Rolle bei der Förderung des Farbmanagements beim Drucken spielen.

Prinzip und Anwendung des Densitometers

Das Densitometer besteht aus einer Lichtquelle, einer Linsengruppe, einem Polarisator (optional), einem Farbfilter, einem Sensor und einem elektronischen System sowie einem Display.

Das Densitometer misst mithilfe der integrierten Rot-, Grün- und Blaufilter die Lichtreflexion oder -transmission der Farben Gelb, Magenta und Grün und berechnet den Dichtewert. Dieses auf dem Dreifarbenfilter basierende Prinzip macht seinen Aufbau sehr einfach und weit verbreitet, stellt aber aufgrund der Mängel des Filters selbst auch die unüberwindlichen Einschränkungen des Densitometers dar: Es kann nur den Dichtewert von Drucksachen messen, aber beinhaltet nicht den Ausdruck des Farbtons und kann daher den tatsächlichen visuellen Effekt der Farbe nicht wirklich widerspiegeln, was eine Art Messgerät für „Farbenblindheit“ darstellt.

Darüber hinaus weist die Densitometermessung auch einige andere Einschränkungen auf, wie zum Beispiel: Der Anwendungsbereich ist auf das Vierfarbendruckverfahren beschränkt, obwohl es häufig zur Unterstützung der Überwachung der Tintendicke verwendet wird, es jedoch keinen direkten Zusammenhang zwischen Dichte und Tintendicke gibt. Daher wird das Densitometer für Benutzer verwendet, um die maximale/kleine Dichte, die Punktausdehnung und den Druckkontrast auf dem Film oder der Platte für die Kompensation und Korrektur vor dem Druck bereitzustellen, um das Produktionsmanagementpersonal bei der korrekten Rasterung anzuleiten, die Tintenmenge zu bestimmen, Belichtung, Tintenbalance und andere Kontrollparameter und eignet sich nicht gut für die Messung und Steuerung der Genauigkeit der Farbwiedergabe, der Farbwiedergabe.

Zweitens: Prinzip und Anwendung des photoelektrischen Kolorimeters

Das fotoelektrische Kolorimeter kann als Reflexionsmessgerät mit einem speziellen Satz von drei Filtern betrachtet werden, die sich von den Rot-, Grün- und Blaufiltern des Densitometers unterscheiden. Dieser Filter gewichtet die Wellenlängen des Spektrums in jedem Kanal des Kolorimeters entsprechend dem CIE-Spektraltristimuluswert. Es handelt sich in erster Linie um ein Reflexionsproblem, nicht um ein logarithmisches Problem.

Im Vergleich zur Dichtemessung kann das fotoelektrische Kolorimeter Farbinformationen gezielt anhand von drei Stimuluswerten beschreiben und ist nicht nur auf Helligkeitsinformationen beschränkt. Da immer noch das Prinzip des Dreifarbfilters verwendet wird, ist der Spektralbereich der Abtastung begrenzt, sodass die Genauigkeit nicht hoch ist, was für die Farbmessung und -steuerung im hochpräzisen Farbmanagement nicht geeignet ist.

Prinzip und Anwendung des Spektrophotometers

Bei der Spektrophotometrie wird die spektrale Reflexion des gesamten sichtbaren Spektrums in gleichen Abständen gemessen. Im Vergleich zum photoelektrischen Kolorimeter kann die Spektrophotometrie als kontinuierliche Spektrumsmessung betrachtet werden, sie liefert viel mehr und reichhaltigere Farbinformationen.

Es gibt drei Grundprinzipien der Spektrophotometrie eines Spektrophotometers: Spektrophotometrie mit rotierendem Farbfilter, Spektrophotometrie mit Streuprisma und Beugungsgitterspektrophotometrie, wie in Abbildung 3 dargestellt. Die erste Methode besteht darin, 20 bis 30 schmalbandige Farbfilter auf der Scheibe zu installieren, indem die Scheibe gedreht wird Lichttrennung erreichen. Die beiden letztgenannten Methoden nutzen die Lichtdispersion, um die zusammengesetzte Strahlung der Lichtquelle in monochromatische Strahlung unterschiedlicher Wellenlängen zu zerlegen und in einer bestimmten Reihenfolge anzuordnen. Als dispersive Elemente kommen Prismen oder Beugungsgitter zum Einsatz.

Beispielsweise basiert das Rasterspektrophotometer am CPC2 in Heidelberg auf dem Prinzip des Beugungsgitters.

Herkömmliche Spektrophotometer haben Wellenlängenintervalle von 10 oder 20 nm und das aufgezeichnete sichtbare Spektrum ist in etwa 30 Segmente unterteilt. Bei einigen hochpräzisen Systemen kann das Messintervall auch kleiner sein (bis zu 1nm). Anschließend wird unter dem angegebenen Beleuchtungskörper und Beobachtungsfeld die Lichtmenge jeder Wellenlänge einzeln durch den Fotodetektor gemessen und anschließend der Chrominanzwert des zu messenden Produkts anhand des Reflexionsspektrums oder Transmissionsspektrums berechnet.

Die CIE-Koordinaten verschiedener beleuchteter Objekte und beobachteter Felder können auch aus den Spektralmessungen eines Spektralphotometers berechnet werden. Insbesondere bei der Umrechnung von Spektralwerten in CIE-Farbtristimuluswerte wird der leuchtende Körper direkt als Parameter verwendet, sodass bei der Umrechnung von einer Beleuchtungsbedingung in eine andere eine mathematische Näherung verwendet wird.

Ein Spektralfotometer kommt der visuellen Reaktion des menschlichen Auges näher als ein Densitometer oder ein Kolorimeter, da es die im sichtbaren Spektrum reflektierte Lichtmenge misst, unterscheidet sich jedoch vom menschlichen Auge. Das Auge beurteilt Licht auf der Grundlage der gleichzeitigen Wahrnehmung aller Wellenlängen, während das Reflexionsspektrum von Drucksachen Wellenlänge für Wellenlänge gemessen werden muss, was bedeutet, dass das Spektrum bei jeder Wellenlänge zerlegt werden muss, bevor das Spektrum in den fotoelektrischen Empfänger gelangt. Derzeit verwenden die meisten Spektrophotometer den reflektierten Lichtweg für die Spektrophotometrie, und es handelt sich nicht um ein echtes Spektrophotometer. Es handelt sich lediglich um eine Summe und nicht um ein Integral für eine vorgegebene Wellenlängenmessung.

Die durch Spektraldaten definierte Farbe ist vollständiger, die Messgenauigkeit ist hoch, es können Sonderfarben gemessen und die Spektraldaten berechnet werden, um den Dichtewert und den Chromawert zu erhalten. Es eignet sich für die Auswertung von Sonderfarben, Spektralanalysen und Farbauswertungen im Rahmen des Farbmanagements sowie für die Erstellung von Dateien mit Farbeigenschaften von Geräten.

Theoretisch können alle Tinten, egal ob Vierfarbentinte oder Sonderfarbentinte, mit einem Spektralfotometer gemessen werden. Das System vergleicht die gemessenen Daten automatisch mit dem Soll-Farbwert und zeigt das Ergebnis auf dem Bildschirm an. Bei Auswahl des Dichtewerts kann die Masse mit herkömmlichen Methoden bestimmt werden; Wenn der Lab-Wert ausgewählt ist, kann die Farbabweichung visuell anhand des △E-Werts bestimmt werden und das Ausmaß der Abweichung wird in einem Diagramm angezeigt. Der Bediener kann anhand der Daten auf dem Diagramm bestimmen, welcher Bereich die richtige Farbe hat und welcher Bereich mehr oder weniger Tinte enthält. Entscheidet sich der Bediener für eine Farbanpassung, wird das Spektralfotometer auch online gesteuert, indem per Knopfdruck die empfohlenen Anpassungsdaten an die Farbzoneneinstellungen gesendet werden.

Wenn der Dichtewert keine Sonderfarbe ausdrücken kann, gilt das Gleiche auch für vierfarbige Tinte. Dies liegt daran, dass zwischen der Messung der Dichte und dem Pigmentgehalt der Tinte kein Zusammenhang besteht und der Dichtewert keinen Ausdruck des Farbtons enthält. Dies ist ein Problem, mit dem alle Druckunternehmen vertraut sind. Ändert sich die Tintenart, ist zwar die gleiche Druckdichte gegeben, es ist jedoch nicht unbedingt gewährleistet, dass man die gleiche Druckfarbe erhält.

Das Spektralfotometer fungiert auch als Densitometer, und die Dichtemessung ist keine Technik, die man von heute auf morgen völlig aufgeben kann. Obwohl einige Drucker auf die neue Technologie umgestiegen sind, verwenden sie immer noch die alte Technologie als Instrument zur Qualitätsbeurteilung, die den unterschiedlichen Bedürfnissen der Benutzer gut gerecht wird.

Neben der Kontrolle der Tintenmenge im Tintenbereich während des Druckvorgangs bietet die Spektrophotometrie mehrere weitere Vorteile. Um im Prozess des Farbmanagements die Genauigkeit und Konsistenz der Farbe in jedem Link des Druckmaterials von der Eingabe bis zur Ausgabe sicherzustellen, müssen wir das ICC-Profilprofil für das Farbmanagement in jedem Link verwenden. Die spektrophotometrische Messmethode bietet die Voraussetzung und Garantie für die Erstellung von Profilprofilen: Denn Profile unterstützt nur Lab- oder XYZ-Werte, keine Dichtewerte.

IV. Tatsächliche Nutzung

Das derzeit beliebteste Instrument auf dem Markt ist das Spektralfotometer der Serie 500 von X-Rite, das Dichtemessung, Punktzunahme, Überdruckrate, Druckkontrast, Graubalance, Tonfehler, Farbvergleich und Chrominanzfunktionen abdeckt. Der 530 kann auch mit Software zur Farbqualitätskontrolle verwendet werden; Das automatisch scannende Spektralfotometer DTP41 von X-Rite wird ebenfalls von vielen Benutzern verwendet und verfügt über einen hohen Automatisierungsgrad, wodurch die Erstellung von ICCProfile-Funktionsbeschreibungsdateien einfach und schnell möglich ist.

Das tragbare Spektrofotometer SpectroEye von GretagMacbeth bietet alle Chrominanzmessfunktionen, die zur genauen Messung und Steuerung von Sonderfarben erforderlich sind, sowie alle Chrominanzdichtemessungen, die zur Überwachung von Farben während des Druckens verwendet werden. SpectroEye bietet eine breite Palette an Farbräumen und Farbdifferenzformeln, einschließlich CMC-, FMCⅡ- oder ΔE*94-Farbdifferenzformeln für CIELAB-Farbsysteme, um eine perfekte Einhaltung von Standardverfahren für die instrumentierte Farbqualitätskontrolle zu gewährleisten, und kann sogar als verwendet werden Teil des Tintenfarbanpassungssystems zur Tintenanpassung.

Darüber hinaus können mit dem ES{0}}-Spektralfotometer von EFI problemlos sowohl Bildschirme als auch Drucksachen gemessen werden. Normale Farbmanagementsoftware kann dies unterstützen, und Benutzer können je nach Bedarf wählen, ob sie anhand eines einzelnen Farbblocks oder eines einzelnen Farbbalkens messen möchten. Einige Modelle unterstützen auch den batteriebetriebenen Offline-Modus. Dieses Modus-EFI-Spektrophotometer kann bis zu 512 Farbblockmesswerte messen, bequem auf den Computer hochladen und für den Offline-Betrieb geeignet.

V. Schlussbemerkungen

Im Allgemeinen wird das Kolorimeter jetzt relativ selten verwendet, Densitometer und Spektrophotometer haben ihre eigenen Vorteile gezeigt, obwohl erstere keine Chroma-Funktion haben, sondern die Dicke der Tintenschicht widerspiegeln, den Druckzustand überwachen und während des gesamten Druckprozesses verwendet werden können der Preis ist relativ günstig; Das Spektralfotometer verfügt sowohl über eine Dichte- als auch eine Chroma-Funktion und eine hohe Präzision. Dies ist der zukünftige Farbmanagement-Trend bei der Farbwiedergabe, aber gleichzeitig ist der Preis hoch und erfreut sich nicht großer Beliebtheit.

Unabhängig davon, welche Art von Messgerät verwendet wird, ist es jedoch sehr wichtig, die Gerätekalibrierung und Parametereinstellung zu korrigieren. Nur so kann der normale Gebrauch des Geräts und der Referenzwert des gemessenen Werts sichergestellt werden. Im Allgemeinen sollten die Messparameter berücksichtigt werden, darunter Standardlichtquelle, Messapertur, Feldwinkel, Reaktionsmodus, Berechnungsformel und -koeffizient usw. Für die Dichtemessung sollte die Auswahl eines Dreifarbfilters und eines Polarisationsfilters in Betracht gezogen werden. Im Farbmanagement-Prozess ist es am besten, dasselbe Messgerät und dieselbe Farbmanagement-Software zu verwenden. Beispielsweise wird das gleiche ES-1000-Spektralfotometer bei der Linearisierung des digitalen Proofs und den Produktionsprozessen des ICC-Profils verwendet, um sicherzustellen, dass die Farbbeschreibungen vergleichbar sind und so den Fehler reduzieren.