Com'è la capacità di riproduzione del colore dei dispositivi Landa?

Le apparecchiature di stampa digitale Landa utilizzano la tecnologia dei nanoinchiostri, che presenta il vantaggio di dimensioni delle particelle di pigmento ultra-piccole, solo decine di nanometri, rispetto alle dimensioni delle particelle degli inchiostri tradizionali di circa 500 nm. Queste particelle di pigmento su scala nanometrica possono penetrare e aderire meglio alla superficie di diversi substrati, formando uno spessore dell'immagine di soli 500 nm. Questo spessore è inferiore alla metà di quello delle tradizionali immagini con inchiostro offset. In questo momento, l'inchiostro aderisce solo alla superficie del supporto e non penetra all'interno e la saturazione del colore e la chiarezza dell'immagine stampata sono eccellenti. Le apparecchiature di stampa digitale Landa possono ottenere una stampa da 4~8 colori mediante stampa a getto d'inchiostro con una risoluzione di 600 dpi o 1200 dpi, di cui l'apparecchiatura con alimentazione a foglio supporta fino a 7 colori (CMYK+OGB) e l'apparecchiatura rotativa supporta fino a 8 colori (CMYK+OGB+bianco). Secondo i dati ufficiali, la configurazione CMYK a 4 colori può coprire l'84% della gamma cromatica Pantone, mentre la configurazione CMYK+OGB a 7 colori può coprire fino al 96% della gamma cromatica Pantone.

Questo documento si basa sull'apparecchiatura di stampa digitale a foglio Landa di Shenzhen Jiuxing Printing and Packaging Group Co., Ltd. per testare e analizzare la sua capacità di riproduzione del colore su cartone bianco con una capacità quantitativa di 300 g/m2. Innanzitutto, l'apparecchiatura viene linearizzata per misurare la saturazione e l'uniformità della gradazione del suo monocromatico, quindi il file ICC dell'apparecchiatura viene analizzato per valutare le prestazioni della gamma cromatica e le prestazioni di copertura dei colori spot.

Studio dell'algoritmo principale della riproduzione del colore del sistema di stampa digitale a 7 colori

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Tipi e principi degli algoritmi di linearizzazione

La linearizzazione delle apparecchiature di stampa digitale è una tecnologia chiave per garantire una relazione lineare tra i segnali di ingresso e di uscita del dispositivo. La linearizzazione del canale a 7 colori presenta una complessità tecnica significativa rispetto alla tradizionale linearizzazione a 4 colori CMYK. Il primo è l'aumento del numero di canali, da 4 a 7 significa che la dimensione della tabella di ricerca aumenta in modo esponenziale. Gli algoritmi di linearizzazione comuni includono i seguenti 4 tipi:

(1) L'algoritmo di adattamento polinomiale è il metodo di linearizzazione più elementare, che realizza la linearizzazione adattando le curve polinomiali dei dati di input e output. I vantaggi di questo algoritmo sono calcoli semplici e un minor numero di parametri, ma lo svantaggio è che ha una capacità di modellazione limitata per relazioni non lineari complesse.

(2) L'algoritmo della tabella di ricerca (LUT) è il metodo di linearizzazione più comunemente utilizzato nella stampa digitale. 1Le LUT D sono la forma più semplice che elabora solo un singolo canale dell'immagine, definendo un valore di output per ciascun valore di input (da 0 a 100). L'essenza della LUT 1D è una tabella di ricerca in uno spazio uni-dimensionale e ogni valore di input viene "riposizionato" dalla LUT per ottenere un nuovo valore di output, presentando una relazione corrispondente uno-a-uno. Un tipico profilo della stampante ICC configura una tabella di ricerca 1D (1D LUT) in base al numero di canali di colore sul dispositivo, quindi utilizza una tabella di ricerca 3D (3D LUT) per completare la mappatura della gamma di colori e la conversione del colore.

(3) L'algoritmo di regressione lineare locale funziona bene nella gestione del colore, soprattutto negli scenari campione di piccole e medie-dimensioni stimati dalle tabelle di ricerca della stampa digitale, e le sue prestazioni sono migliori rispetto alle reti neurali, alla regressione polinomiale e alle funzioni spline. L'idea centrale dell'algoritmo è quella di utilizzare l'insieme di regressione lineare locale dei punti vicini per ciascun punto della griglia per adattare l'iperpiano lineare secondo il criterio dei minimi quadrati ponderati e stimare ciascuna componente del colore di output separatamente.

(4) Gli algoritmi di deep learning rappresentano l'ultima direzione di sviluppo della tecnologia di linearizzazione. La tecnologia moderna è stata in grado di realizzare il modello di linearizzazione dei canali di colore stampati basato su reti di deep learning e, con il metodo di compensazione della densità di colore non lineare multi-dimensionale feedforward online, è possibile ottenere un'ampia gamma di colori, elevata linearità e output di stampa digitale continuo e stabile.

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Algoritmi di gestione del colore multi-canale

La gestione del colore multi-canale per dispositivi a 7-colori richiede il supporto di algoritmi speciali. Nel tradizionale sistema CMYK a 4 colori, la gestione del colore si concentra principalmente sull'equilibrio di quattro colori: blu, magenta, giallo e nero, mentre il sistema a 7 colori deve considerare l'interazione di 7 colori contemporaneamente. In un sistema a 7 colori, ciascun colore può interagire con gli altri 6 colori e questa relazione cromatica multidimensionale richiede modelli matematici più complessi per essere descritta. Nel sistema CMYK tradizionale, il nero viene utilizzato principalmente per il bilanciamento della scala di grigi e il risparmio di inchiostro, mentre nel sistema a 7 colori, l'aggiunta di arancione, verde e blu rende la miscelazione dei colori più complessa. Gli algoritmi di separazione dei colori comunemente utilizzati includono i due tipi seguenti:

(1) I modelli Neugebauer compositi sono strumenti importanti per l'elaborazione della stampa multicolore-. Questo modello è una versione generalizzata del modello Neugebauer che suddivide l'intero spazio colore XYZ in diverse partizioni di volume, prevede i pesi dei componenti di colore all'interno di una determinata partizione e funge da funzione per determinare i valori XYZ dei tre colori di base per quella partizione. Questo metodo può gestire efficacemente relazioni cromatiche complesse in un sistema a 7 colori.

(2) L'algoritmo di conversione dello spazio colore multi-canale deve considerare la relazione di mappatura tra i diversi spazi colore. Quando si converte da uno spazio colore del dispositivo (CMYKOBG) a uno spazio colore standard (come CIE Lab), è necessario stabilire precise funzioni di conversione. Gli studi hanno dimostrato che si tratta di uno schema tecnico efficace per stabilire la relazione tra lo spazio del dispositivo e lo spazio CIE XYZ attraverso la relazione tridimensionale e per ottenere la separazione dei colori utilizzando l'interpolazione tre-lineare tra i valori della tabella di ricerca e le colonne della tabella.

Preparazione e test sperimentali

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Apparecchiature e apparecchiature di prova

(1) Attrezzatura di prova: attrezzatura per stampa digitale Landa, nano inchiostro a 7 colori (CMYK+OGB);

(2) Carta di prova: cartone bianco Asia Pacific Symbo Yinbo da 300 g/m2;

(3) Strumento di misura: spettrofotometro X-rite i1io;

(4) Software di prova: EFI Fiery Color Profiler Suite (CPS);

(5) Condizioni ambientali: temperatura 25±2 gradi, umidità 55%±5%.

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Processo e passaggi del test

(1) Passaggio 1: stampare il grafico di linearizzazione. Preriscaldare la macchina da stampa digitale Landa per più di 30 minuti e produrre grafici linearizzati utilizzando EFI Fiery Color Profiler Suite (CPS). Il sistema di stampa digitale Landa è dotato di una tavola colore linearizzata da 4 a 7 colori. Questo documento prende come esempio 7 colori, ciascun canale della tabella dei colori a 7 colori ha 54 colori, per un totale di 378 blocchi di colore e il tasso di copertura dell'area del punto è 0~100%.

(2) Passaggio 2, misurare il grafico di linearizzazione. Attendere che il grafico di linearizzazione si asciughi e completare la misurazione dei dati dei 7 canali di colore utilizzando CPS+i1io.

(3) Passaggio 3, disegnare la curva di gradazione. Vengono tracciate sette curve di gradazione dei canali in base ai dati di misurazione e ai dati teorici. Viene analizzata la differenza tra i dati misurati e i dati target, viene selezionato l'algoritmo di linearizzazione appropriato e viene calcolata la curva di linearizzazione.

(4) Passaggio 4: stampare il file ICC per creare un grafico. Richiama la curva di linearizzazione nel passaggio 3 e stampa il diagramma per creare il file ICC, come iT8.

(5) Passaggio 5, calcolare e generare il file ICC. Una volta asciugato il grafico iT8, l'iT8 viene misurato utilizzando CPS+i1io, i dati vengono salvati e viene selezionato l'algoritmo di separazione dei colori appropriato per generare un file ICC. Questo file ICC è il file con la gamma di colori più ampia per le attuali apparecchiature e carta combinate.

Raccolta e analisi dei dati

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Analisi della linearizzazione del dispositivo

I valori misurati del grafico dei dati linearizzati sono mostrati nelle Figure. 1 e 2. La Figura. 1 mostra la relazione tra l'area di ciascun punto di colore e il corrispondente valore di luminosità CIE Lab del colore L*, i punti nella figura sono i punti di campionamento di ciascun canale, la curva è l'adattamento della seconda curva spline, l'adattamento della seconda curva spline non può esprimere la relazione di mappatura tra la frequenza dell'area del punto e la luminosità ed è necessaria una funzione di mappatura più complessa per descrivere la corrispondenza tra l'area dei punti e il livello di luminosità visiva.

Figura 1 Relazione tra area del punto e valore di luminanza

La Figura 2 mostra la variazione di tonalità e la saturazione massima per sei canali di colore. Nella figura, i canali viola e magenta si piegano notevolmente all'aumentare della saturazione, indicando che l'uniformità della tonalità di questi due set di colori non è molto buona. Naturalmente, l’uniformità della tonalità è legata anche all’uniformità dello spazio colore CIE Lab. Per i canali giallo e arancione, anche la disomogeneità della crominanza è abbastanza evidente. Ad esempio, nel canale giallo, la spaziatura tra i punti è uniforme al di sotto del valore ab* di 50, ma diventa maggiore al di sopra di 50; il canale arancione è simile al canale giallo e compaiono circa 40 punti sovrapposti, risultando in valori anomali. Pertanto, problemi come la flessione della tonalità e la disomogeneità della crominanza aumenteranno la complessità dello sviluppo di algoritmi di linearizzazione e separazione del colore.

Figura 2 Saturazione del colore e prestazioni della tonalità di ciascun canale

Combinando la Figura 1 e la Figura 2, è possibile determinare il colore saturo ottimale del dispositivo. La tabella 1 mostra la corrispondenza tra il croma massimo del cartoncino bianco da 300 g/m2 utilizzato in questo studio e il croma dei substrati ISO 12647-2 Tipo 8.

Tabella 1 Confronto di colore e croma tra il sistema di stampa digitale Landa e i substrati ISO 12647-2 Tipo 8

I dati della tabella 1 indicano che, ad eccezione del magenta, la cui crominanza è inferiore a quella della carta ISO 12647-2 CD1, la crominanza dei colori primari del sistema di stampa digitale Landa può coprire completamente la crominanza degli otto tipi di carta definiti dalla ISO. Si può quindi dedurre che il sistema di stampa digitale Landa, attraverso ulteriori aggiustamenti lineari, può perfettamente rispondere agli standard di stampa offset della ISO 12647-2, e ovviamente può soddisfare anche i requisiti per certificazioni come G7 e C9.

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Analisi della gamma del dispositivo

Dopo la linearizzazione, il file ICC generato riflette le attuali caratteristiche cromatiche del sistema di stampa digitale. Come mostrato nella Figura 3, si confronta la gamma del sistema di stampa digitale Landa con quella di Adobe RGB (1998). Il gamut del sistema di stampa digitale Landa e Adobe RGB (1998) non hanno semplicemente un rapporto di contenimento. Nella regione dal-blu chiaro-al-verde e dalla regione del-rosso-al-blu chiaro, la gamma del sistema di stampa digitale Landa comprende la gamma Adobe RGB (1998). Al contrario, nella regione ad alta luminosità dal verde-al-giallo e dal rosso-al-giallo, è compreso da Adobe RGB (1998).

Figura 3 Confronto tra la gamma di colori Landa Digital Printing System e Adobe RGB (1998).

Questa situazione indica che quando si utilizza la carta sperimentale in cartoncino bianco con il sistema di stampa digitale Landa per processi di stampa ad alta-fedeltà, la capacità di riproduzione di gialli, arancioni e verdi saturi è leggermente più debole. Ciò potrebbe migliorare se si utilizza carta con un punto di bianco più elevato.

La Figura 4 mostra un confronto tra la gamma di colori del sistema di stampa digitale sperimentale Landa e la gamma di colori GRACoL2006_Coated. Dal confronto si evince che la gamma cromatica del sistema di stampa digitale Landa comprende sostanzialmente la gamma GRACoL2006_Coated. In particolare, l'area dal blu-al-verde e l'area dal rosso-al-blu di media luminosità rientrano completamente nella gamma GRACoL2006_Coated; tuttavia, nell'area dal-verde chiaro-al-giallo molto elevato, la gamma GRACoL2006_Coated è leggermente più ampia. Ciò indica che la combinazione della carta sperimentale in cartoncino bianco con il sistema di stampa digitale Landa può riprodurre i colori della stampa offset ISO 12647-2 e che l'utilizzo di carta con un punto di bianco leggermente superiore può ottenere una migliore riproduzione del colore nelle aree ad alta luminosità.

Figura 4 Confronto del sistema di stampa digitale Landa con la gamma di colori GRACoL2006_Coated

Le Figure 5 e 6 utilizzano la funzione di simulazione dei colori spot di ORIS X Gamut per calcolare la proporzione di colori spot Pantone che il sistema di stampa digitale Landa può riprodurre con due tolleranze di differenza cromatica: inferiore o uguale a 3 e inferiore o uguale a 5. Come mostrato nella Figura 5, quando la tolleranza è inferiore o uguale a 3, è possibile ottenere la corrispondenza del 94,9% dei 2.390 campioni di colore Pantone; La Figura 6 mostra che quando la tolleranza è inferiore o uguale a 5, è possibile ottenere la corrispondenza del 98,6% dei 2.390 campioni di colore Pantone. Questo esperimento conferma l'accuratezza dell'affermazione ufficiale di Landa secondo cui la configurazione OGB CMYK a 7 colori può coprire fino al 96% della gamma di colori Pantone.

Figura 5 Copertura del sistema di stampa digitale Landa della gamma di colori Pantone (tolleranza della differenza di colore inferiore o uguale a 3)

Figura 6 Copertura della gamma cromatica Pantone da parte del sistema di stampa digitale Landa (tolleranza della differenza cromatica inferiore o uguale a 5)

In sintesi, questo esperimento ha testato la capacità di riproduzione del colore del sistema di stampa digitale Landa utilizzando cartoncino bianco da 300 g/m², comunemente utilizzato nei prodotti dell'azienda. L'analisi dei dati chiave acquisiti durante il processo ha rivelato che: la capacità dei colori primari CMYK del sistema di stampa digitale Landa può corrispondere alla carta ISO 12647-2 CD1 e coprire completamente gli altri sette tipi di carta; rispetto alla gamma di colori Adobe RGB, la gamma di 7-colori del sistema di stampa digitale Landa è relativamente più piccola nelle aree ad alta-luminanza e leggermente più grande nelle aree a media luminanza. Per la stampa ad alta fedeltà utilizzando Adobe RGB come spazio colore primario, si consiglia di utilizzare carta con un punto di bianco più elevato. La gamma di colori a 7 colori del sistema di stampa digitale Landa comprende fondamentalmente la gamma di colori GRACoL2006_Coated, può corrispondere pienamente allo standard di colore ISO 12647-2 e quando la differenza di colore è inferiore o uguale a 3, può corrispondere a oltre il 94% della gamma di colori Pantone.