4a. Kontrola kvality tisku.

4a. Kontrola kvality tisku. Obecná kritéria stanovení kontroly kvality tisku, teoretické základy kolorimetrie a denzitometrie, měření barevnosti, aditivní a subtraktivní syntéza barev, remisní charakteristiky, matematický popis barvy, chromatický diagram CIE, trichromatičtí činitelé, složky a souřadnice, standardní osvětlení a pojem metamerie, barevné diference a další denzitometrická stanovení kvality tisku, příklad na chemický výpočet.

Barevný vjem je výsledkem působení tří faktorů a to pozorované barevné plochy, osvětlením a citlivostí zrakového systému. To zda vnímáme předmět barevně, ovlivňuje soubor vlnových délek, které jsou odraženy nebo pohlceny.

Barevá plocha je plocha, která při dopadu paprsků světla některé vlnové délky pohltí nebo odrazí. Tuto vlastnost mají všechny barevné plochy, podíl odraženého světla se zakresluje do tzv. remisních křivek. Takže např. Bíla plocha většinu dopadajících paprsků v celé oblasti spektra odráží, je to asi 90%. Naopak černá plocha většinu paprsků v celém spektru pohltí a šedá plocha přibližně stejné množství paprsků v celém spektru pohltí a odrazí. Pro popis barevného předmětu slouží tzv. remisní křivky, zobrazují odraz určité oblasti viditelného spektra. Ty oblasti, které se nejvíce odrážejí od povrchu předmětu jsou tvořeny maximem křivky.
Vlastnost osvětlení charakterizují podíly vlnových délek světel. Tato vlastnost se nazývá spektrální distribuce, ta definuje, jaký podíl jednotlivých vlnových délek je v celkovém světle obsaženo. Např. Červené světlo obsahuje 600nm, modré 400nm, zelené 500nm a bílé světlo obsahuje rovnoměrné zastoupení všech vlnových délek. Důležitou vlastností osvětlení je Teplota chromatičnosti, je to teplota absolutně černého tělesa v kelvinech, která tvoří stejný barevný vjem, jako předpokládaný světelný zdroj a udává se u všech zdrojů. Různá oscětlení mohou způsobit, že předmět pod tímto osvětlením se jeví různě, tzn. V různých barvách. Aby se tomuhle jevu předešlo, muselo být definováno standartní osvětlení, které má podobné složení jako denní světlo, jeho teplota chromatičnosti je 5000kelvinů.

Citlivost zrakového systému, nebo-li pozorovatel je dán citlvostí oka, oko je tvořeno třemi blánami, vnější blána chrání vnější plochu oka, tzn. Rohovku, která spolu s čočkou zobrazuje objekt na sítnici. Sítnice tvoří vnitřní blánu oka. Součástí sítnice jsou dva druhy světlocitlivých buněk a to tyčinky a čípky. Tyčinky jsou citlivější a umožňují černobílé vidění, čípky jsou barvocitlivé a umožňují barevné vidění. Jejich žlutá barva vytváří na sítnici žlutou skvrnu a při správném vidění se odražené paprsky sbíhají na žluté skvrně. Spektrální citlivost tyčinek a čípků se velmi liší, tyčinky jsou nejcitlivější v zelené oblasti spektra, zatímco čípky ve žluté oblasti. Tyto rozdíly jsou součástí Purkyňova jevu, který říká, že jas barevných ploch je jiný při pozorování za šera a při denním světle. Při nízkém jasu se spektrální citlivost oka posouvá k nižším vlnovým délkám. Vidění za nízkého jasu nazýváme skotopické a vidění za dostatečného jasu fotopické.
Jev, kdy barvy s odlišným spektrálním složením jsou za určitých podmínek vnímány shodně se označuje jako metamerie. Metamerie souvisí s funkcí vizuálního systému. Oko nerozlišuje spektrální složení barvy. Vjem je dán podrážděním ρ, γ, β čípků citlivým k dlouhým, středním a krátkým vlnovým délkám (lze představit jako tři barevné filtry R, G, B). Principiálně tedy 2 vzorky se zcela odlišným spektrálním složením mohou vyvolat stejnou stimulaci ρ, γ, β čípků. Podrobnější vysvětlení příčin metamerie.

Takové vzorky barev, které mají odlišné spektrální složení, ale vyvolají stejný barevný vjem, označujeme metamerními.
Rozlišujeme metamerii vlivem: osvětlení a pozorvatele.
Metamerie vlivem osvětlení
O metamerii vlivem osvětlení hovoříme, pokud se 2 barevné vzorky se pod jedním osvětlením jeví shodně, ale pod jiným je mezi nimi patrný rozdíl. Například jednotlivé díly výrobku se při osvětlení ve výrobní hale jeví shodné, ale pod osvětlením v místě prodeje nebo v místě používání vykazují odlišný odstín.

Metamerie vlivem pozorovatele
Pár předmětů se jednomu pozorovateli zdá shodný, zatímco druhému rozdílný. Tato situace může nastat, když respondenti mají odlišnosti v barevném vnímání nebo pokud je hodnocení prováděno za podmínek odlišného zorného úhlu (2° a 10°).

Teorií a podstatou barevnosti se zabývá obor koloristika. Každá barva má své neodlučitelné vlastnosti, kterými je jednoznačně určena nebo-li atributy barvy a toje jas, odstín a sytost.
Jas nám charakterizuje „světlost“ nebo „tmavost“ vnímané barvy. Snižování jasu znamená přidávání černé, popřípadě šedé.

Odstín je tím co si představujeme pod pojmem barva: červeň, modř, zeleň, žluť atd.
Sytost udává jak je vnímaná barva kalná nebo čistá, tj. je-li spíše blíže k šedé (kalná) nebo ke svému odstínu (brilantní). Snižování sytosti znamená přidávání bílé.

Barvy z hlediska odstínu dělíme na chromatické a achromatické.
Chromatické barvy jsou ty co mají odstín, jsou to modré, zelené, žluté a červené barvy.
Achromatické barvy nemají odstín, zahrnují černou barvu, bílou a všechny stupně šedi. V běžné praxi ale nevystačíme se základními barvami, ale potřebujeme použít nějaký jiný odstín. Toho můžeme dosáhnout mícháním barev. Rozeznáváme dva typy míchání barev a to aditivní a subtraktivní.

Při Aditivním míchání barev se jedná o míchání tzv. základních (primárních) barev světel červené, zelené a modré RGB, které nám svým mícháním poskytují sekundární barvy. Primární barvy označujeme jako 1/3 (jednotřetinové). Smícháním červené a zelené dostaneme žlutou, smícháním modré a zelené dostaneme azurovou a smícháním modré a červené purpurovou. Smícháním všech tří obdržíme bílou. Takového způsobu míchání se využívá všude tam kde dochází k emisi barvy (monitory, TV atd.) a také v lidském oku.

Při Subtraktivním míchání barev se jedná o míchání sekundárních 2/3 barev látek azurové, purpurové a žluté CMY. Tyto barvy nám svým mícháním dávají primární barvy. Smícháním azurové a purpurové obdržíme modrou, smícháním purpurové a žluté červenou a smícháním žluté a azurové zelenou. Smícháním všech tří potom vznikne černá. Tento druh se používá při míchání barevných látek nebo předmětů (tisk, lakařství apod.).

Obor, který se zabývá měřením barev se nazývá kolorimetrie.Barvu měříme proto, abychom ji mohli zpětně reprodukovat a to se nám bude dařit jen tehdy budeme-li ji popisovat pomocí čísel a jednotek, jelikož slovní popis je nedostačující. Matematický popis barvy nám také umožňuje sledovat barvu ve výše uvedeném výrobním řetězci a stanovit barevné odchylky konečného produktu od původní zakázky.Aby mohla být barva matematický popsána, bylo nutné stanovit matematické funkce, které by udávaly jaké množství RGB světel je nutné sčítat při aditivním míchání světel. Pro stanovení funkcí bylo provedeno experimentální měření pro dvoustupňového a desetistupňového pozorovatele. Měření provádělo 200 experimentátorů se zrakem bez barevných vad. V prvním případě mělo zorné pole pozorovatele, který měl do terčíku doplnit stejnou barvu jako byl barevný předpis 2stupně a v druhém, případě 10 stupňů. Z těchto hodnot se pak vypočítají průměry a nakonec transformací byly vytvořeny funkce x, y, z tzv. trichromatičtí činitelé a na základě těchto funkcí byly vyjádřeny souřadnice barev. Tímto byla barva jednoznačně určena, odvozené vztahy umožnily konstrukci chromatických diagramů, jelikož třetí souřadnice se dala vypočítat na základě prvních dvou souřadnic. A tak vznikl Trichromatický trojúhelníkový diagram, ve kterém platí, že spojnice okrajových částí diagramu přes bílý bod nám dává souřadnice doplňkovývh barev B a B, aditivním mícháním světel D1 a D2 získáme světlo D3, jehož souřadnice leží na úsečce D1 a D2. Trojúhelníkový diagram pokrývá souřadnice všech barev a obvod trojúhelníkového digramu tvoří syté pestré spektrální barvy a spojnice 420-670nm tvoří barvy nepestré. Trichromatický diagram se však nedá použít na teoretické výpočty a ani na výpočty odchylek. Bylo totiž zjištěno, že vzdálenost dvou vizuálně rozlišitelných barev není tak kontaktní. Tato nepřesnost vyplívala z toho, že vzdálenosti vizuálně odlišných barev byly různé. Tuto nepřesnost objevil McAdam, a proto, byly nazvány jako McAdamovy elipsy. Trichromatický diagram sice popisuje a vyjadřuje celou škálu viditelného spektra, avšak veškerá výstupní zařízení a tiskové techniky nedokáží všechny barvy reprodukovat. Proto začaly vznikat barvové prostory, tzv. barvovém gamutu.

Krychlový prostor RGB je přístrojově závislý a proto se nehodí na teoretické výpočty. Uplatňuje aditivní míchání světel a je vhodný pro zpracování signálů v televizoru nebo monitoru.

Krychlový prostor CMYK je také přístrojově závislý. Uplatňuje subtraktivní míchání barev a je využíván pro tisk a výstupní zářízení.

Barvový model HSV a HSL jsou tvořeny hodnotami odstínu, sytosti a jasu. Májí tvar kuželu a jsou přístrojově závislé.

Barvový model CIE l*u*v je první přístrojově nezávislý model, umožňuje vyhodnocování barvových diferencí a tolerancí, má tvar kužele obráceného na špičku, na plášti se nacházejí pestré barvy a směrem k vertikální ose čistota barev klesá, na ose l jsou jen nepestré barvy.

Barvový model CIE Lab je přístrojově nezávislý prostor a v podstatě se jedná o jiné vyjádření chromatického diagramu s doplněním o souřadnice jasu. Pomoví něj lze vyjádřit barvy v číselných hodnotách a tím je lokalizovat uvnitř barvového prostoru. Je nepoužívanějším barvovým modelem.

Kontrolu kvality tisku provádíme měřícími přístroji, které podle funkce dělíme na denzitometrické a spektrální.

Densitometr je obvykle nejpoužívanějším přístrojem. Měří tzv. optickou hustotu, což je schopnost předmětu pohlcovat (absorbovat) nebo nepropouštět světlo. Toho se dosahuje měřením, kolik ze známého množství světla projde skrz nebo se odrazí z měřeného předmětu.
Densitometr obsahuje stabilizovaný zdroj normalizovaného bílého světla. To prochází skrz čočku, kde je zaměřeno na vzorek. Ze vzorku je odraženo (propuštěno) a dopadá jeden ze tří filtrů (RGB), které se nastaví podle měřené barvy. Fotosenzory (např. fotodiody) potom převádějí množství světla, které dopadlo, na elektrický proud. Elektronika v densinometru porovná toto množství s množstvím, jenž zdroj původně emitoval. Výsledek nakonec zobrazí na displeji. Důležitým parametrem pro výběr densitometru (tedy kromě ceny) je rozsah optické hustoty, kterou je přístroj schopen měřit. Významným údajem je také opakovatelnost měření (tj. jaká nastane chyba při měření stejného vzorku o stejné optické hustotě), přesnost měření rastru a stabilitu světelného zdroje.

Kolorimetr měří také světlo, ale toto světlo rozkládá na jednotlivé složky RGB, podobně jako lidské oko. Opět obsahuje normalizovaný zdroj, ze kterého emitované světlo prochází nejprve barevným filtrem, pak dopadá na vzorek a odtud je odraženo (propuštěno) na fotosenzor. Kolorimetry se používají především jako levnější náhrada spektrofotometru, jelikož vždy měří pouze při jedné vlnové délce.

Spektrofotometr nám slouží k měření spektrálních dat. Jedná se vlastně o přístroj, který nám detekuje množství světelné energie odražené ze vzorku (popřípadě propuštěné vzorkem), a to po určitých intervalech vlnových délek, přes celé viditelné spektrum. Spektrofotometr se skládá ze zdroje světla, monochromátoru, který mění polychromatické světlo na monochromatické (o jedné vlnové délce), štěrbiny která vybírá právě měřenou vlnovou délku a detektoru který vyhodnocuje dopadající světlo. Takto dostaneme sadu naměřených dat, jejíž vizuální interpretací jsou spektrální křivky. Jelikož spektrofotometr shromažďuje komplexní informace o měřeném vzorku, lze jej užít i jako densitometru nebo kolorimetru. Důležitými údaji pro výběr spektrofotometru je standardní typ zdroje světla, rozsah měřitelného spektra a spektrální interval (po jak malém kroku je schopen měřit). Významná je také geometrie měření. Ta udává úhel pod jakým je předmět osvětlován a úhel pod jakým je snímán. Nejčastějšími hodnotami jsou 45°/0° nebo 0°/45°, přičemž první hodnota udává osvětlení a druhá detekci.