SAM

O ZA

INTE

RNO U

PORA

BO

1

KAKO VIDIMO IN MERIMO BARVE

SAM

O ZA

INTE

RNO U

PORA

BO

2

Objektivno vrednotenje barv:• barvni model (procesno neodvisen)• standardi za kolorimetrične in spektrofotometrične meritve

UVOD OBJEKTIVNO VREDNOTENJE BARV

Leta 1931 je CIE (Commision Internationale d`Eclairege) – mednarodna komisija za razsvetljavo predpisala standardna merila.

Za numerično vrednotenje barv moramo definirati:• opazovalca; vizualni sistem s spektralno občutljivostjo očesa na svetlobo daljših x (λ), srednjih y (λ) in daljših z (λ) valovnih dolžin.• standardiziran vir svetlobe (s spektralno porazdelitvijo energije sevanja S (λ).• geometrijo merjenja odboja svetlobe na opazovanem objektu z merjenjem odboja na spektrofotometru R (λ).

SAM

O ZA

INTE

RNO U

PORA

BO

3

• Standardni merskotehnični opazovalec (2 ° zornim kotom. Na osnovi meritev relativne spektralne občutljivosti očesa so določili standardizirane barvne vrednosti X, Y, Z. (l.1964 dodan 10° zorni kot).

• Standardne svetlobe- svetloba A (večerna svetloba, volframova žarnica, 2856 K)- svetlobe D (D50, 5000K in D65, 6500K-vključuje tudi UV del

spektra)- svetloba F2 (fluorescenčna svetloba - razsvetljava poslovnih

prostorov- …..

UVOD OBJEKTIVNO VREDNOTENJE BARV

SAM

O ZA

INTE

RNO U

PORA

BO

4

CIE xyY sistem (1931), barvne vrednosti so prikazane v barvnem diagramu z barvnimi deleži x, y, z; x in y uporabljena za prikaz na diagramu, z izračunamo.

Razmiki barv niso vizualno enako zaznavni.

• x = y = z = 1/3; težišče trikotnika• Y - svetlost• črta škrlata

CIE BARVNI SISTEMUVOD

X, Y, Z - stand. barvne vredosti

x = X / (X + Y + Z)y = Y/(X + Y + Z)z = Z /(X + Y + Z)

(x + y + z = 1)

SAM

O ZA

INTE

RNO U

PORA

BO

5

CIELAB sistem (1976)Barva je opredeljena z vrednostmi:

L* svetlost barve, od 0 (črno) do 100 (belo)a* lega barve na rdeče-zeleni osi (od +a do -a)b* lega barve na rumeno-modri osi (od +b do -b)

Za določanje barve zadošča uporaba treh vrednosti L*, a*, b*. Barvne vrednosti L*, a*, b* so s standardiziranimi barvnimi vrednostmi matematično povezane:

L* = 116 (Y/Yn)1/3 - 16a* = 500 [(X/Xn)1/3 - (Y/Yn)1/3]b* = 200 [(Y/Yn)1/3 - (Z/Zn)1/3]

UVOD CIELAB BARVNI SISTEM

Xn = 96,422, Yn = 100,00 in Zn = 82,521 (pri D50 in 2°)) - standardizirane Vrednosti belega standarda - npr. BaSO4

SAM

O ZA

INTE

RNO U

PORA

BO

6

Grafični prikaz CIELAB sistema.

UVOD CIELAB BARVNI SISTEM

SAM

O ZA

INTE

RNO U

PORA

BO

7

Barvne razlike se v CIELAB sistemu določijo na osnovi razlik koordinat v vseh treh smereh barvnega prostora:

Sistem izračunavanja barvnih razlik se vse bolj izpopolnjuje. Npr prehod iz 1976 v 1994 ΔE*94. Slednji vsebuje korekcije barvnega telesa iz krogle v elipsoid.

UVOD BARVNE RAZLIKE

Izboljšava izračuna ΔE*94 omogoča, da so razlike med barvami prikazane z manjšim odstopanjem od razlik, ki jih vidi standardni opazovalec.

SAM

O ZA

INTE

RNO U

PORA

BO

8

http://www.brucelindbloom.com/

UVOD BARVNE RAZLIKE

SAM

O ZA

INTE

RNO U

PORA

BO

9

CIE Lab je eden najbolj uporabnih barvnometričnih sistemov.

Uporabljajo ga:• spektrofotometri, • kolorimetri in • spektrodenzitometri.

Instrumenti zaznajo valovne dolžine odbite svetlobe v obliki numeričnih vrednosti. Območje in preciznost izmerjenih vrednosti pa je odvisno od merilnega inštrumenta:

• denzitometer jih interpretira kot D (optično gostoto)• kolorimeter kot triobmočni opis• spektrofotometer kot spektralni opis

UVOD MERJENJE BARV

SAM

O ZA

INTE

RNO U

PORA

BO

10

DENZITOMETER• najbolj razširjen procesni inštrument (grafična priprava, proces

tiska)

KOLORIMETER• meri svetlobo in jo razstavi v RGB. Izmerjene vrednosti

pretvori v številčni barvni opis CIE XYZ (pretvorba v CIE Lab ali CIELuv)

SPEKTROFOTOMETER• meri spektralne podatke – količino svetlobe, ki jo objekt odbija pri

izbranih intervalih. Izris spektralne krivulje, izračun Lab vrednosti.• najpreciznejši inštrument

UVOD MERJENJE BARV

SAM

O ZA

INTE

RNO U

PORA

BO

11

KOLORIMETRI IN

SPEKTROFOTOMETRI

SAM

O ZA

INTE

RNO U

PORA

BO

12

Osnovna struktura naprave za vrednotenje barve:

Kipphan Helmut, Handbook of Print Media, Springer, 2001,1207 str.

KOLORIMETRI IN SPEKTROFOTOMETRI

SAM

O ZA

INTE

RNO U

PORA

BO

13

Pri uporabi kolorimetra moramo opraviti pretvorboiz RGB barvnega prostora?

RGB barvni prostor je procesno odvisen, ni ponovljiv. Toliko kot je naprav (monitojev, skenerjev,…), toliko je različnih RGB prostorov.

Procesno odvisni prostor pretvorimo v procesno neodvisni, standardiziran barvni prostor.

RGB → CIE XYZ ali CIE L*a*b*

KOLORIMETRI IN SPEKTROFOTOMETRI

SAM

O ZA

INTE

RNO U

PORA

BO

14

Vrednotenje barv v grafiki je osnovano na standardu ISO 13655:1996 (v reviziji); SIST ISO 13655:1997Graphic technology — Spectral measurement and colorimetric computation for graphic arts images Grafična tehnologija — Spektrometrija in kolorimetrični izračuni za grafične upodobitve.

Standard predpisuje:• merska geometrija 0°/45° ali 45°/0°• standardni opazovalec 2°• svetlobni vir D50• CIELAB barvni sistem• črna mat podloga (z D 1.5 ± 0.2)• brez polarizacijskih filtrov

KOLORIMETRI IN SPEKTROFOTOMETRI

SAM

O ZA

INTE

RNO U

PORA

BO

15

Kontrola tiskaDenzitometer in kolorimeter sta priporočljiva za spremljanje tiska naklade, vendar se cenovno in dejstva, da kolorimetri večinoma ne uporabljajopolarizacijskega filtra pri spremljanju procesa tiska – mokre barve priporočabolj uporaba denzitometra.

Sivo ravnovesje Denzitometer – z opcijo merjenja skozi več filtrovKolorimeter – v kolikor nimamo posebej klina oz. traku z merskimi polji za kontrolo sivega ravnovesja je ta naprava neprimerna -dobimo le skupne vrednosti merjenega polja npr.: L*a*b*.

DENZITOMETER : KOLORIMETER

Man Roland, The Direct Route to Quality, 2004, 35 str.

KOLORIMETRI IN SPEKTROFOTOMETRI

SAM

O ZA

INTE

RNO U

PORA

BO

16

Konstrukcija in princip delovanja merilnih inštrumentov (kolorimetra in spektrofotometra) je podobna senzoričnemu modelu - človeškemu očesu.

MERJENJE BARV

1. Vzorec se osvetli s svetlobnim virom.

2. Del svetlobe se absorbira (vpije), del reflektira (odbije).

3. Odbito svetlobo zazna oko preko receptorjev.

4. Preko vidnega živca se sproži zaznava barve v možganih.

ČLOVEŠKO OKO

SAM

O ZA

INTE

RNO U

PORA

BO

17

1. Svetloba pade na barvni odtis.

2. Odbita svetloba preko sistema lečpade na senzor (meri intenziteto vpadne svetlobe vsake posamezne barve).

3. Merjeni signal se prenese v računalnik (opravi primerjavo dobljenega signala s tremi vrstami senzorjev (R, G in B), (vrednosti so definirane v CIE sistemu za standardnega opazovalca)

4. Rezultat so tripodročne vrednosti: X, Y in Z, ki jih lahko vrišemo v enega od tridimenzionalnih barvnih prostorov (npr. CIELAB ali CIELUV).

MERJENJE BARV KOLORIMETER, SPEKTROFOTOMETER

SAM

O ZA

INTE

RNO U

PORA

BO

18

KOLORIMETRI

MERJENJE BARV

SAM

O ZA

INTE

RNO U

PORA

BO

19

Konstrukcija kolorimetra je podobna denzitometrski. Namesto treh barvnih filtrov: R,G in B in optičnega filtra je uporabljena kombinacija filtrov, ki imitirajo tri vrednosti: X, Y in Z.

Imajo nižjo absolutno točnost kot spektrofotometri. Ustrezni so za vrednotenje relativnih primerjav med vzorci.

Kolorimetri so cenejši od spektrofotometrov.

Reflektirana svetloba se meri s tremi različnimi kombinacijami filtrov. Dobimo tri področne vrednosti X pri R filtru, Y pri G filtru in Z pri B filtru.

Dobljene vrednosti vnesemo v neodvisni – barvni prostor (CIELAB ali CIELUV).

MERJENJE BARV KOLORIMETRI

SAM

O ZA

INTE

RNO U

PORA

BO

20

MERJENJE BARV KOLORIMETRI

Razlika z denzitometri je:• v svetlobnem viru • spektalni propustnosti R, G, B filtrov in • prikazu vrednosti meritev

Vrednost barve je podana z X, Y, Z ali iz njih izvedenimi (npr. CIE L*a*b*).

Merska geometrija 0/45 ° ali 45/0 ° (obstajajo pa tudi z d 8°). Opremljeni so lahko s polarizacijskimi filtri.

• svetlobnega vira• optičnega sistema za

usmerjanje svetlobe• zaslonke za omejitev

merskega polja

• barvnih filtrov R, G, B • tipala za pretvarjanje barvnih

dražljajev v električne signale• zaslona za prikaz vrednosti

Najbolj preprosti kolorimetri so sestavljeni iz:

SAM

O ZA

INTE

RNO U

PORA

BO

21

MERJENJE BARV KOLORIMETRI

SAM

O ZA

INTE

RNO U

PORA

BO

22

MERJENJE BARV KOLORIMETRI

Fotoelektrični kolorimeter, optično filtriranje s tristimulusnimi filtri.

SAM

O ZA

INTE

RNO U

PORA

BO

23

SPEKTROFOTOMETRI

SAM

O ZA

INTE

RNO U

PORA

BO

24

Spektrofotometri:• refleksijski • transmisijski

Refleksijski - najpogostejši v grafiki, določanje refleksijskih vrednosti v vidnem delu spektra (380 – 780 nm) na osnovi razlike med vpadlo in odbito svetlobo.

Specialni spektrofotometri omogočajo merjenje tudi v UV in IR delu spektra.

SPEKTROFOTOMETRI

Premrov Alina, semnirarska naloga: SGP 1, Spektrofotometer, 2004

SAM

O ZA

INTE

RNO U

PORA

BO

25

Referenčni vrednosti, ki sta potrebni za izris spektralne krivulje sta:

Ø valovna dolžina svetlobe in Ø odbojnost (stopnja refleksije)

Spektrofotometri merijo podatke pri izbranih valovnih dolžinah.

Spektrofotometer:(Digital Swatch-book) meri odbojnost pri 31 izbranih valovnih dolžinah s korakom 10 nm.

Inte

nzite

ta

SPEKTROFOTOMETRIMERJENJE BARV

Izmerjene spektrofotometrične vrednosti nam dajo spektralne krivulje –prstni odtis barve.

SAM

O ZA

INTE

RNO U

PORA

BO

26

SPEKTROFOTOMETRIMERJENJE BARV

Reflektirana svetloba se loči na difrakcijski rešetki (mreži) in nato izmeri s pomočjo vrste senzorjev.

Odvisno od natančnosti se reflektirna svetloba meri s koraki 1, 5 ali 10 nm. Iz izmerjenih vrednosti refleksij se nato izmerijo trikromatične vrednosti X, Y in Z.

Ker te triobmočne vrednosti ne dobimo s pomočjo filtrov, ampak izcelotnega spektra, je absolutna natančnost spektrofotometrov zelo visoka.

Prednost:• lahko vrednoti D za vse standardne filtre (spektrodenzitometri)• prikaz spektralne porazdelitve omogoča oceno metamerizma

SAM

O ZA

INTE

RNO U

PORA

BO

27

1. Uporabi se standardni izvor svetlobe A, C, D50 ali D65 in standardni opazovalec (2 in 10°).

2. Odtis se osvetli pod kotom 45°. Reflektirana svetloba pri 0° se usmeripreko odklonskega zrcala na merilno glavo spektrofotometra, kjer se s pomočjo uklonske mrežice svetloba razprši v celoten spekter.

3. Izsevano svetlobo vidnega spektra (med 380 in 730 nm) merijo fotodiode.

4. Rezultati se podajo kot triobmočne vrednosti X, Y in Z in kot barvne (kromatične) koordinate x, y in Y.

5. Izmerjene vrednosti se lahko takoj primerjajo z referenčnimi. Nato pa se zahtevane vrednosti digitalno posredujejo do dozerja črnila, kjer se takoj opravi sprememba in tako odpravi napaka.

SPEKTROFOTOMETRIMERJENJE BARV

SAM

O ZA

INTE

RNO U

PORA

BO

28

Princip merjenja faktorja refleksije sspektrofotometrom:• krožni filter (filter wheel principle)• princip monokromatorja(monochromator principle)• princip uklonske mrežice (diffraction grating principle)

Kipphan Helmut, Handbook of Print Media, Springer, 2001,1207 str.

SPEKTROFOTOMETRIMERJENJE BARV

SAM

O ZA

INTE

RNO U

PORA

BO

29

SPEKTROFOTOMETRIMERJENJE BARV

SAM

O ZA

INTE

RNO U

PORA

BO

30

OBLIKE SPEKTROFOTOMETROV

Primera sodobnih avtomatskih spektrofotometrov:»X-Rite X-Rite DTP41B AutoScan Spectrophotometer –USB« (6.) ter »DTP41 Series II AutoscanSpectrophotometer.« (7.).

Primeri sodobnih avtomatskih sistemov s spektrofotometrom:»ATS Scanning Spectrophotometer« (7.) ter »X-Rite Pulse ColorElite System« (8.)

SAM

O ZA

INTE

RNO U

PORA

BO

31

Primer;

Spektrofotometer z integracijsko sfero• Geometrija merjenja (8º:di) - 8º vpadni kot, difuzni odboj z vključenim zrcalnim odbojem (diffuse included). • integracijska sfera prevlečena z odbojno snovjo • vzorec pritrjen na obod sfere • svetloba vpada na vzorec pod kotom 8º

Reflektirana svetloba iz vzorca se odbije v katerikoli smeri po sferi. Na dnu sfere je detektor - meri količino svetlobe.

Perkin-Elemer Lambda 950

SAM

O ZA

INTE

RNO U

PORA

BO

32

LITERATURA

SCHLÄPFER, K. Farbmetrik in der Reproduktionstechnik und im Mehrfarbendruck. UGRA St. Gallen, 1993.LOOS, H. Farbmessung. Verlag Beruf + Schule, Itzehoe, 1989.GOLOB, V. Teorija barvne metrike. Strokovni seminar DKS numerično vrednotenje barve, Ljubljana, 1999.Informacijski materiali Gretag-Macbeth, X-Rite.Heidelberg, Colour&Quality, 1999Premrov Alina, semnirarska naloga: SGP 1, Spektrofotometer, 2004Man Roland, The Direct Route to Quality, 2004, 35 str.Kipphan Helmut, Handbook of Print Media, Springer, 2001,1207 str.

SAM

O ZA

INTE

RNO U

PORA

BO

33

OPAZOVANJE IN VREDNOTENJE ODTISOV

SAM

O ZA

INTE

RNO U

PORA

BO

34

BARVNA ODSTOPANJA

Pri opazovanju odtisov moramo zagotoviti ustrezne razmere:Ø svetlobaØ vidno poljeØ nevtralno zunanje polje

Na splošno ne glede na matematični obrazec za vrednotenje barvnih razmikov (CIELAB, CIELAB94, CIELUV, CMC …) veljajo naslednje soodvisnosti:

moteča, nedopustna razlikaΔE > 12 zelo dobro vidna, izjemno velika razlikaΔE = 6,0-12,0dobro vidna, očitna razlikaΔE = 3,0-6,0vidna, majhnaΔE = 1,0-3,0opazna, zelo majhnaΔE = 0,2-1,0zanemarljiva razlika (preciznost instrumentov)ΔE < 0,5ni opaznaΔE < 0,2BARVNA RAZLIKABARVNI RAZMIK

SAM

O ZA

INTE

RNO U

PORA

BO

35

BARVNA ODSTOPANJA

Barvnometrični razmik ΔE ne pove ničesar o spremembi barvitosti, nasičenosti in svetlosti barvnega učinka.

Npr. ΔE = 4,0 je barvni zamik, ki se lahko pojavisamo zaradi spremembe:Ø barvitosti aliØ nasičenosti in svetlosti

Tako moramo pri (spornih) ΔE razstaviti na posamične razmike (ΔH , ΔC , ΔL).

Veljajo pa dejstva:Ø razlike barvitosti ΔH – najbolj opazneØ spremembe ΔL – manj opazneØ spremembe nasičenosti ΔC – najmanj opazne

SAM

O ZA

INTE

RNO U

PORA

BO

36

BARVNA ODSTOPANJA

Vrednotimo lahko:Ø merilna polja aliØ tiskovne površine (slike)

Naročnika zanima predvsem želen odtis – vrednotenje tiskovne površine.

Problem: Ø tiskovne površine so lahko premajhne (min. premer mora biti 5 mm)Ø problem pozicioniranja instrumenta in primerjava ponatisovØ težko je določiti natančno katere dele slik naj merimo

Za tiskarja je primernejše vrednotenje merilnih trakov.

Problem:Ø ne vsebujejo vseh značilnih barvnih učinkov tiskovine

SAM

O ZA

INTE

RNO U

PORA

BO

37

Spremenjene oz. nedefinirane razmere za barvnometrično vrednotenje v primeru primarnih TB lahko povzročijo velike barvne razlike:

ΔE*ab

5,04,13,0Sijajna past DA/NE2,97,67,445°/0° v 8°/0°

10,15,415,6C/2° v D65/10°2,92,84,1C/2° v D65/2°9,26,812,9C/2° v C/10°

RumenaMagentaCianSprememba razmer

BARVNA ODSTOPANJA

SAM

O ZA

INTE

RNO U

PORA

BO

38

BARVNA ODSTOPANJA

V ofsetnem tisku so barvni razmiki med polnimi in rastrskimi polji funkcija nabarvanja – nanosa TB na odtisu. Odstopanja nabarvanja so v normalnih razmerah od ± 0,1 do 0,2 µm (cca. ± 0,1 do 0,2 g/m2 TB).

Normalnim odstopanjem v nabarvanju primarnih TB ustrezajo naslednja barvna odstopanja:

ΔE*abTiskarska barva

3,8Rumena

3,4Magenta

2,5Cian

SAM

O ZA

INTE

RNO U

PORA

BO

39

BARVNA ODSTOPANJA

V normalnem območju nabarvanja pri sekundarnih tiskarskih barvah R, G in B pamoramo računati z ekstremi;Ø ena od obeh primarnih TB je lahko nabarvana na spodnji, Ø druga pa na zgornji meji dopustnega tolerančnega območja.

Npr.: zelena; nabarvanje cian je na spodnji, nabarvanje rumene pa na zgornji tolerančni meji. V teh primerih veljajo za 50 % A naslednji tipični barvni zamiki:

ΔE*ab

=

=

=

=

+ Magenta

Magenta

Cian

Cian

Cian +

+

+

+

6,5Rumena

5,5Rumena

5,8Rumena

4,1Magenta

SAM

O ZA

INTE

RNO U

PORA

BO

40

BARVNA ODSTOPANJA

Tolerance za procesne TB predpisujeta tudi standarda SIST ISO 12647 – 2, 3 (časopisni tisk).

2,03,04,02,5Raztros

4,06,08,05,0Odstopanje

ČrnaRumenaMagentaCian

ΔE*abSIST ISO 12647-2

3,04,05,03,0Raztros

5,07,08,05,0Odstopanje

ČrnaRumenaMagentaCian

ΔE*abSIST ISO 12647-3

Odstopanje – barvni razmik med odobreno polo za tisk in referenčnimi vrednostmi.Raztros – barvni razmik med naključno odvzetim odtisom in odobreno polo za tisk.

SAM

O ZA

INTE

RNO U

PORA

BO

41

Literatura

1. Uradni Adobov tiskarski vodnik, prevajalec B. Troha: Od zamisli do tiskovine, Pasadena,Ljubljana, 2000, 228 str.2. Kipphan, H. Handbook of Print Media, Heidelberg, Springer, 2001, 1206 str.3. Kumar, M. Barvna odstopanja v ofsetnem tisku, Interdisciplinarnost barve 2. del, V aplikaciji, Društvo koloristov Slovenije, Maribor, 2001-2003, 561 str.4. Aull, M. Tehnologija tiska, Učbenik in delovni zvezek, TZS, Ljubljana 19975. http://www.gpa.si/gpa/slo/proof.html6. http://www.solos.si/naredisam/korekture.html