Градаційні характеристики

 

Будова шкали охоплення. При дослідженні процесу кольоровідтворення в якості оригіналу-дубліката вибирають шкалу (таблицю) охоплення. Вона містить велике число кольорів, і не лише одинарні, але і подвійні, а також потрійні фарбові накладення і служить універсальним оригіналом-дублікатом.

Шкала представляє собою три одноколірні ступінчасті клини, утворені фарбами тріади, що вивчається, і поєднані на підкладці. Клини сполучені в шкалу тим способом, який використовується в цьому процесі кольоровідтворення. У практиці застосовують 5–10-польні клини. Щоб спростити пояснення, ми узяли шкалу, утворену 4-польними клинами. У верхній частині рис. 2.7 зображена схема поєднання клинів. Поля позначаються цифрою — номером поля і буквою, що вказує фарбу.

 

 

Рис. 2.7 – Шкала (таблиця) охоплення:

а – чистий ряд; б – повноколірний ряд; в – додатковий ряд;

г – псевдосірий ряд, суцільні стрілки вказують корисний контраст,

штрихові – шкідливий

 

Таким чином, субтрактивні координати полів виражаються через поверхневі концентрації фарб або зональну оптичну щільність. Якщо шкали растрові, то координатами можуть служити відносні площі растрових елементів, виражені в долях одиниці або у відсотка.

Наприклад, поля 4-польної растрової шкали утворені елементами з площами 0, 30, 60 і 90 %, то поле 2жЗп1г містить наступні кількості фарб: жовтою – 30 %, пурпурною – 60 %, блакитною – 0%.

Поля і ряди шкали носять наступні назви (рис. 2.7, вгорі, справа).

Ізохромними за цією фарбою називаються поля, що містить її у постійній кількості. Наприклад, ті з них, в позначення яких в нашому прикладі входить 4ж, ізохромні за жовтою фарбою: вона міститься на цих полях в постійній і найбільшій концентрації. Усі поля 2п містять однакові і невеликі кількості пурпурової фарби: 4ж2п1б, 2ж2п4б і так далі.

Поля шкали, утворені тільки однією фарбою при різних поверхневих концентраціях, утворюють чистий ряд (рис. 2.7,а). Наприклад, чистий ряд за пурпуровою фарбою складають поля 1ж1п1г, 1ж2п1г, 1жЗп1г, 1ж4п1г. .

Поля, що містять одну фарбу в змінних кількостях при постійній і найбільшій поверхневій концентрації інший, складають повноколірний ряд шкали охоплення (рис. 12.7,б). Поля 1ж1п4б, 1ж2п4б, 1жЗп4б, 1ж4п4б утворюють повноколірний пурпурово-блакитний ряд (блакитна – в максимальній концентрації, пурпурова – в змінній).

Якщо змінна кількість однієї з фарб поєднується з постійними і найбільшими кількостями двох інших, то такий ряд (доповнюючий чистий до чорного) називається додатковим (рис. 2.7,в). Поля 4ж4п1б, 4ж4п2б, 4ж4пЗб, 4ж4п4б утворюють додатковий ряд за блакитною фарбою.

Сукупність полів, кожне з яких містить однакові кількості усіх трьох фарб, складає псевдосірий ряд – сірий або умовно сірий. У нашому прикладі псевдосірий ряд утворений полями 1ж1п1б, 2ж2п2б, ЗжЗпЗб, 4ж4п4б.

Оригінали клинів, їх негативи, діапозитиви, а при поліграфічному відтворенні – шкали і друкарські форми називаються модельними.

Усі співвідношення процесу відтворення одноколірних накладень, зберігаються і для шкали охоплення. Однак введення в дублікат 2- або 3-фарбових накладень дозволяє отримати нові закономірності.

Кольороподілені негативи шкали. Шкалу охоплення можна було б відтворити досить точно, якби в результаті кольороподілення вийшли негативи, подібні до ідеальних Б, П і Ж, представленим в лівій частині рис. 2.7. Виготовлення з них діапозитивів і потім одноколірних зображень привело б до отримання точних копій одноколірних клинів шкали. Їх поєднання дало б цілком задовільну репродукцію.

У реальному процесі шляхом звичайного кольороподілення оригіналу такі негативи отримати неможливо.

Якість кольороподілення визначається не властивостями тієї, що виділяється, а властивостями фарб, що не виділяються. Блакитний негатив, таким чином, має контраст тільки за блакитною фарбою і при обраній тріаді (рис. 2.6) тотожний ідеальному. У разі фарб, вживаних на практиці, жовта і пурпурова має в червоній зоні слабке шкідливе поглинання, і тому блакитний негатив може дещо відрізнятися від показаного на рис. 2.7.

Оптична щільність пурпурового (зелено-фільтрового) негативу залежить не лише від кількостей пурпурової, але і блакитної, яка помітно поглинає в зеленій зоні спектру. Тому пурпурний негатив має градацію не лише за пурпуровою фарбою, як це повинно бути в ідеалі, але і за блакитною (рис. 2.7). При цьому контраст за пурпуровою фарбою значно більше, ніж за блакитною.

Жовтий негатив, як випливає з рисунку, має значний шкідливий контраст за пурпуровою фарбою.

Шкідливі поглинання в тих зонах, де ми знехтували дуже малою зональною щільністю фарб, істотно не змінюють картину спотворень.

Смуга кольороподілення. Шкала охоплення дає можливість отримати графічні залежності, більш повно характеризуючи кольороподілення, чим розглянуті вище графіки відокремлення.

Порівнянний чистий і додатковий ряди на одному з кольороподілених негативів шкали охоплення. Нехай це буде пурпуровий негатив. На рис. 2.8 показані поля тільки чистого і додаткового рядів, а інші не заштриховані (ср. з негативом П в правій частині рис. 2.7).

Оптична щільність полів додаткового ряду менша, ніж полів чистого. Це пояснюється тим, що чистий ряд містить в оригіналі тільки одну фарбу, а додатковий – всі три, і всі вони в тій або іншій мірі поглинають в зоні пропускання видільного світлофільтру: одна – корисно, а дві інші – шкідливо. Оскільки фарби, що не виділяються, знаходяться на полях додаткового ряду таблиці в максимальних кількостях, то оптична щільність полів негативу цього ряду є найменшою при цьому утримуванні фарби, що виділяється, на полі оригіналу.

 

 

Рис. 2.8 – Чистий і додатковий ряди пурпурного негативу шкали

 

Іншими словами, наприклад, поле З_n оригіналу шкали (рис. 2.8), що містить постійну кількість пурпурової фарби, не може при цьому градаційному процесі забезпечити на кольороподільному негативі оптичну щільність, більшу, ніж це показано в лівій частині рисунку, і меншу, ніж в правій.

Виразимо розглянуті співвідношення графічно (рис. 2.9). По осі ординат відкладемо кількості фарби, що містяться в оригіналі шкали охоплення. У нашому випадку вони задані номером поля. Іноді замість цього відкладають ефективну щільність, площі растрових елементів і інші характеристики кількості фарби. По осі абсцис відкладемо оптичну щільність кольороподілених негативів шкали (чи зворотні логарифми актинічності полів, оптична щільність діапозитивів та ін.). У вибраній системі координат викреслимо криві, що виражають тільки що розглянуті властивості чистого і додаткового рядів. Це – градаційні криві, але побудовані дещо незвично: кількість фарби дається у функції оптичної щільності негативу, а не навпаки.

 

Рис. 2.9 – Смуга кольороподілення: а – до отримання смуги; б – положення градаційної кривої псевдосірого ряду; в – деформація смуги при порушенні адитивності щільності в додатковому ряду

 

Оскільки негативна щільність полів чистого ряду більша, ніж додаткового, то градаційна крива чистого лежить правіше кривої додаткового.

Зміщення кривих визначається мірою поглинання фарб, що не виділяються, в додатковому ряду, тобто їх кольороподільними властивостями.

Сукупність градаційних кривих чистого і додаткового рядів, представлених вказаним способом («на боці»), називається смугою кольороподілення. Усередині неї по горизонталі знаходяться точки, що виражають можливі кількості виділеної фарби, якщо в оригіналі концентрація постійна, а фарби, що не виділяються, при цьому містяться в змінних кількостях – від нуля в чистому ряду до максимуму в додатковому.

Смуги кольороподілення, побудовані для усіх трьох кольороподілених негативів, дають повну картину стану кольороподілення при використанні цих фарб.

На прикладі смуги кольороподілення зручно продемонструвати так звані спотворення кольороподілення за недоліком фарби. З рис. 2.8 видно, що чистий ряд отримає при відтворенні менше фарби, ніж додатковий: негатив чистого ряду має більшу щільність, ніж негатив додаткового. Те ж графічно виражене і смугою – градаційна крива чистого ряду розташована правіше кривою додаткового. Зниження щільності негативу додаткового ряду – наслідок шкідливого поглинання фарб, що не виділяються.

Проте можливий і інший підхід до цих явищ. За норму кількості фарби в репродукції можна прийняти її зміст як в чистих, так і в додаткових рядах.

У першому випадку додаткові, як було прийнято вище, вважаються спотвореними за надлишком фарби. В іншому чисті ряди розглядаються як спотворені за недоліком.

Відповідно до цих точок зору можна підбирати режими градаційного процесу. Якщо вибрати їх так, щоб кольори чистих рядів виявилися досить насиченими, то додаткові отримають надлишок фарби. Наслідку цього небажані: одно з них – втрата деталей в тінях зображення. Такі спотворення або неусувні, або виправляються насилу. Тому при визначенні режиму градаційного процесу зручніше приймати за норму кількість фарби в додаткових рядах. Тоді чисті виявляються спотвореними по її недоліку. Цей дефект усувається легше. Практика поліграфічного кольоровідтворення користується саме таким підходом: кольори, відтворні однією фарбою, вважаються спотвореними за її недоліком. Для підвищення їх насиченості застосовується ретуш діапозитивів – оптична щільність в потрібних місцях збільшує звичайними засобами ретуші.

Визначимо тепер положення градаційної кривої псевдосірого ряду відносно смуги кольороподілення. Його перше (тобто біле) поле дає на негативі таку ж оптичну щільність, як і перші поля інших рядів (рис. 2.9,б), тому що всі вони не містять фарби. На другому полі псевдосірого ряду вміст фарб невеликий, що не виділяються. Отже, щільність його негативного зображення D_c виходить більшою, ніж щільність другого поля додаткового ряду D_д, яке в оригіналі містить спотворюючи фарби, що не виділяються, в максимальних кількостях. В той же час щільність D_c менше щільності D_ч негативу другого поля чистого ряду, на якому немає фарб, що не виділяються. Тому друга точка кривої псевдосірого ряду знаходиться в середині смуги. Отже, в середині смуги лежать і інші точки, тобто і уся градаційна крива псевдосірого ряду.

На рис. 2.9, а і б криві чистого і додаткового рядів паралельні. Це можна спостерігати, коли фарби підкоряються закону Бугера-Ламберта-Бера, тобто оптична щільність барвистих шарів адитивна. Причиною порушення адитивності можуть бути не лише відхилення від цього закону, але і інші явища, наприклад взаємодія барвистих шарів. Якщо з якої-небудь причини адитивність порушується, то сумарна оптична щільність полів додаткового ряду опиняється в оригіналі меншою суми щільності (а в негативі великими) і ця різниця зростає з ростом кількостей фарб (рис. 2.9,в).

В цьому випадку збільшується віддзеркалення поля оригіналу, і градаційна крива зміщується так, як показано на рис. 2.9,в. Негатив в області малої щільності опиняється щільнішим, ніж при нерозсіювальних фарбах, і смуга кольороподілення стискується у верхній її частині.

Градаційна крива псевдосірого ряду служить межею, що розділяє обидві області смуги, – спотворень за надлишком фарби і за її недоліком. Дійсно, будь-яка точка кривої вказує негативну щільність, якою відтворюються кількості фарби, якраз потрібні для утворення сірого кольору. Якщо негативна щільність виявляється більшою, ніж виходить з кривої, то фарби в репродукції сірого ряду міститься менше, ніж необхідно для того, щоб колір вийшов дійсно сірим. Це розцінюється як недолік фарби. Якщо ж щільності негативу менше, ніж того вимагає крива, то це призводить до надлишку фарби: поле набува відповідного колірного тону. Тому частина смуги, що лежить вище кривий псевдосірого ряду, – область спотворень за недоліком, а та, яка розташована нижче, – область спотворень за надлишком (рис. 2.9,б).

Таким чином, інформація, що міститься в смузі кольороподілення, велика. Про кольороподільні властивості можна судити за шириною смуги, про міру світлорозсіювання у фарбових шарах (чи інших нелінійних спотвореннях) – за кутом між кривими, що обмежують смугу, і, нарешті, по ширині верхньої і нижньої частин смуги – про спотворення за недоліком і надлишком фарби.

Смуга кольороподілення, показана на рис. 2.9, була запропонована Нюбергом. Іноді її будують інакше. Зернов запропонував відкладати по осі ординат величини, що визначають необхідні кількості фарби, а за віссю абсцис – фактично отримувані. Артюшин користується смугою, побудованою в координатах D^еф (с_п).