А красная ли роза, когда ее никто не видит? Создавая понятие «вещи в себе», Кант вряд ли задумывался над проблемой управления цветом в процессе печати. Нас же этот вопрос интересует в куда большей степени, нежели философские искания. И хотя проблему несоответствия цветовых параметров на разных носителях трудно назвать философской, особенно когда речь идет об отказе заказчика от готового тиража из-за несоответствия цветов на пробном оттиске и готовой продукции, все же оттолкнемся от риторического вопроса: а красная ли роза, когда ее видят все? Тем самым мы подчеркнем важность контроля над цветом в полиграфическом процессе.
Рик Уолес сказал: «В мире цветной компьютерной печати режима WYSIWYG (что видим, то и получаем) не существует. Поставьте рядом десять компьютеров и воспроизведите на экране одно и то же изображение красной розы. Можно почти с уверенностью сказать, что на экранах вы увидите десять оттенков красного цвета. Но с изображением той же розы, напечатанным на бумаге, не совпадет ни одна из картинок на мониторе». Можно реализовать управление цветом и не калибруя монитор, но судить об истинном цвете нужно не по экрану, а по отпечаткам с откалиброванных принтеров и цветопробных систем.
Как пробуют цвет?
Важнейшим моментом во всех подготовительных к печати тиража процессах является печать пробного оттиска, поскольку именно его вы показываете заказчику. Он может быть использован в качестве документа для подтверждения правильности выполнения заказа, а также при разрешении различных конфликтных ситуаций.
До появления цветопробы в ее сегодняшнем виде для контроля качества цветоделенных фотоформ использовали хромоскоп и цветную фольгу.
Различают два вида цветопроб: экранную и на твердом носителе. За экранную цветопробу можно принять изображение на откалиброванном мониторе. Обычно это первичная цветопроба, призванная помочь оператору, занимающемуся цветоделением, правильно выполнить необходимую цветокоррекцию. При такой пробе можно говорить лишь о первоначальной оценке изображения. Цветопробу на твердом носителе можно разделить на три вида: цифровую, аналоговую и пробную печать.
Пробная печать обеспечивает наибольшее соответствие цветопробного оттиска будущему печатному. Это достигается в основном за счет использования тиражных материалов (краски, бумаги). Но по сравнению с цифровой и аналоговой пробная печать более дорога. В этом случае возрастает цена ошибки, допущенной на стадии изготовления фото- и печатных форм.
В настоящее время наиболее популярными являются аналоговая и цифровая цветопробы. Одной из ведущих фирм - производителей этих устройств является фирма DuPont. В начале 80-х годов ею был разработан Eurostandard Cromalin. Торговая марка Cromalin уже стала именем нарицательным в лексике полиграфистов и в настоящее время имеет очень широкую известность на российском рынке систем цветопробы. DuPont Cromalin - это полная технологическая система для изготовления позитивной аналоговой и цифровой цветопроб форматов от А4 до А1, включающая оборудование и расходные материалы.
К слову, с 1998 года начало развиваться совершенно новое направление продукции Cromalin - декоративный Cromalin (Art Cromalin), способный решать ранее невыполнимые задачи. Данное направление разработано для трех основных областей применения: изготовление деколей для керамики и фарфора, изготовление аналоговой цветопробы для флексографской печати путем переноса изображения непосредственно на гибкий запечатываемый материал (полиэтилен, алюминиевую фольгу и др.) и художественное оформление различных поверхностей и предметов. При этом нанести изображение можно на любую поверхность и таким образом украсить стены, машины, бассейны (изображение устойчиво к воде), дома, улицы и все, что вам необходимо.
Аналоговая цветопроба
Цветопроба этого типа применяется, как правило, для контроля качества и выполняется с цветоделенных растрированных форм - негативов или позитивов.
Системы изготовления цветопробы непосредственно с фотоформ производятся несколькими фирмами, среди которых наиболее известными являются DuPont, Kodak, Imation, Agfa.
Преимуществами аналоговой цветопробы можно считать не только небольшое отклонение колометрических характеристик от офсетного оттиска, но и возможность контроля качества готовой фотоформы, а именно: растрирования, векторных элементов, треппинга. Немаловажно и то, что системы аналоговой цветопробы принципиально готовы к переходу на любой иной набор цветов, например Pantone, а также на пигментные пленки для любой смесевой краски, используемой заказчиком.
К недостаткам систем аналоговой цветопробы относятся высокая себестоимость оттиска, встречающееся иногда отсутствие возможности изготовления цветопробы на тиражной бумаге, а также в некоторых системах - невозможность моделирования особенностей печатных процессов (растискивания, свойств тиражной бумаги).
Все эти системы обеспечивают близкое к тиражному качество оттисков и отличаются дополнительными возможностями, предоставляемыми потребителями. Так, например, система Kodak Confirm позволяет получать изображения на тиражной бумаге, а не на специальной основе. Системы Imation Matchprint Agfa и Pressmatch имитируют не только четыре цвета из палитры CMYK, но и ряд цветов из системы Pantone, вплоть до специальных (бронза, серебро). Помимо этого система Imation Matchprint может имитировать различные степени растискивания на будущем оттиске. Качество получаемого изображения, высокая стоимость (как корректировки обнаруженных ошибок, так и самого оттиска) и относительно низкая оперативность предполагают использование аналоговых цветопроб для контроля ответственных материалов и для передачи в печатный процесс.
Цифровая цветопроба
Особенность цифровой цветопробы состоит в том, что она выполняется с помощью печатающих устройств непосредственно с компьютера. В этом случае исключена стадия работы с фототехническим материалом, а также химико-фотографическая обработка. Это особенно актуально при использовании технологии CTP, не предусматривающей использование фотоформ.
В качестве устройств для получения цифровых цветопроб используются принтеры, различные по технологиям перенесения красочного пигмента на основу: принтеры, работающие по принципу термопереноса, сублимационные, струйные, лазерные и принтеры на твердых чернилах.
Как контролируют цвет?
«Только я могу судить о цвете,
- сказал дальтоник,
- потому что я беспристрастен».
Веслав Брудзиньски
Во избежание пристрастности в суждениях о цвете и о его качестве, были созданы элементы систем управления - средства контроля.
Существенную роль в области колориметрии играют колориметрические приборы (спектрофотометры) и денситометры. В последнее время популярны приборы, позволяющие осуществлять и денситометрический, и спектрофотометрический контроль - спектроденситометры. Наиболее весомый вклад в мировое производство средств колориметрической техники сделан фирмами GretagMacbeth, X-Rite, Techkon. Именно их продукция сегодня наиболее востребована.
Принцип денситометрического контроля мы рассмотрим на примере денситометра отраженного света GretagMacbeth D19C и контрольно-измерительной шкалы GretagMacbeth.
В денситометре D19C используют поляризационные светофильтры для сопоставления плотности оттисков, отпечатанных «по сырому» и «по сухому», так как неодинаковые свойства их поверхности (сырой оттиск - глянцевый, а сухой - матовый) приводят к тому, что оптическая плотность сухого оттиска оказывается меньше плотности сырого. При использовании поляризационных светофильтров значительно упрощается сравнение цветопробного и тиражного оттисков. Рассмотрим принципы осуществления контроля каждого из основных цветовых показателей путем измерения денситометром D19C элементов оттиска контрольно-измерительной шкалы.
Показатель растискивания
Растискиванием называют процесс увеличения относительной площади растровых элементов на оттиске по сравнению с их размерами на фотоформе в результате воздействия механических и оптических факторов.
Растискивание может оперативно контролироваться путем измерения растровых полей контрольной шкалы. Регулировка параметров печатания (давление, подача краски) должна в конечном счете обеспечить нормированные значения растискивания по каждой краске, без чего невозможно добиться требуемого качества цветовоспроизведения на оттиске.
Относительный контраст печати
С помощью этого параметра оперативно определяют качество воспроизведения деталей в тенях изображений. Денситометром измеряют 80-процентное поле оттиска шкалы и сопоставляют его с измеренной плотностью сплошного красочного слоя. Нулевое значение контраста свидетельствует о полном затекании краской пробела на 80-процентном растровом поле, что, в свою очередь, означает «потерю» всех деталей в темной части изображения. В ходе подготовительных операций к печатанию тиража в качестве контрольного выбирают то значение относительного контраста, которое, с одной стороны, обеспечивает требуемое качество воспроизведения теней на изображении, а с другой - пропечатку мелких растровых элементов.
Показатель красковосприятия
При многокрасочной печати необходимо контролировать переход краски на краску - красковосприятие, поскольку при печати «сырое по сырому» вторая и последующая краски ложатся на запечатанную поверхность в меньшем количестве, чем на бумагу или на сухую краску. С помощью денситометра показатель красковосприятия определяют как отношение оптической плотности второго красочного слоя, перешедшего на первый, к оптической плотности этого же слоя на чистой бумаге. Низкое значение показателя красковосприятия сигнализирует об ухудшении цветовых характеристик оттиска из-за уменьшения цветового охвата, что, в свою очередь, является следствием нарушения взаимодействия одного красочного слоя с другим.
Отклонение цветового тона и ахроматичность
У триадных краскок неидеальный характер процесса отражения (поглощения): каждая краска поглощает излучение не только в зоне спектра, соответствующей ее дополнительному цвету (голубая поглощает в красной зоне, пурпурная - в зеленой, желтая - в синей), но и в двух других, хотя, в меньшей степени. Денситометр позволяет определить качество печатных красок по двум показателям: отклонению цветового тона и ахроматичности.
Денситометр для пленок X-Rite 361T для позитивных и негативных черно-белых пленок измеряет оптическую плотность в диапазоне 0,00-6,00 D с точностью до 0,01 D в видимом и УФ-диапазоне. X-Rite 361T позволяет также измерять площадь точки (dot area). Эта информация передается в Macintosh.
Портативные спектроденситометры серии 500 от X-Rite также использует наиболее современную технологию контроля цвета. Старшие модели этой серии - 528 и 530 - позволяют производить колориметрические измерения специальных цветов, бумаги и смесевых красок.
У денситометров Techkon нет подвижных механических частей. Поэтому они износоустойчивы, прочны и невосприимчивы к механическим воздействиям.
Денситометры Techkon, как и современные модели других производителей, покрывают весь диапазон применяемых в денситометрии измерений. Измерения оптической плотности, разности плотностей, серого и цветового баланса, контрастности печати, суммарной площади и приращения растровых точек выполняются нажатием кнопки. Такие специальные типы измерений, как красочный перенос, искажение оттенка и загрязненность краски, располагаются на втором операционном уровне и не затрудняют проведение стандартных измерений.
Спектроденситометр TechkonSD620 для измерений в отраженном свете имеет встроенный поляризационный фильтр и измеряет триадные и смесевые цвета, оттиски и печатные формы.
Спектрофотометры, колориметры и измерение цветов на отпечатках
Колориметры и спектрофотометры - это два типа устройств, которые объективно измеряют цвет запечатанного листа или реального предмета.
В принципе, оба устройства делают одну и ту же работу. Колориметры обычно более простые и, следовательно, менее дорогие устройства. Но они менее точны, чем спектрофотометры. Однако технический прогресс не стоит на месте и ситуация меняется: многие современные колориметры по точности приближаются к ранним моделям спектрофотометров. Однако для измерения цвета в промышленных масштабах все же целесообразно применение спектрофотометров.
Спектрофотометрический контроль
Органы зрения человека включают три группы светочувствительных рецепторов. Первая группа имеет чувствительность к синей зоне спектра видимого излучения, вторая - к зеленой, третья - к красной. Поэтому, в отличие от большинства известных нам величин, значения которых выражаются одним числом (метров, секунд и т.п.), результат измерения цвета представляется набором трех чисел, то есть цвет - величина трехмерная. Приборы для измерения цвета еще совсем недавно были очень дороги, сложны в эксплуатации, а сравнительно большое время, необходимое для измерения, не позволяло эффективно использовать их в производственных условиях. Фирма GretagMacbeth одной из первых в мире освоила выпуск портативных спектрофотометров - цветоизмерительных приборов, предназначенных для непосредственного использования в полиграфическом производстве.
Современные спектрофотометры SpectroEye и Spectrolino дают возможность быстро и с высокой точностью измерять цвет в различных колориметрических системах, ставших сегодня международными стандартами: XYZ, ХyY, Lab, LCh и др. SpectroEye представляет собой портативный прибор, который может работать как в автономном режиме, так и совместно с компьютером. Spectrolino конструктивно выполнен в виде измерительной приставки, сопряженной с компьютером, при этом измеренные данные обрабатываются посредством программного обеспечения GretagMacbeth - KeyWizard, Color Quality.
Кроме того, эти приборы определяют ряд денситометрических показателей: оптическую плотность, показатель растискивания и т.п. Так, по желанию заказчика в функциональный состав спектрофотометра SpectroEye могут быть включены функции денситометра D19C. При этом в отличие от последнего, ориентированного на технологию триадной печати, область применения прибора SpectroEye не зависит от используемого ассортимента красок. Совершенно незаменим спектрофотометр при производстве высококачественной упаковки и этикетки, печатание которых осуществляется с применением как триадных, так и специальных красок (Pantone и др.).
Очень часто на практике необходимо определить цветовое соответствие тиражной продукции и цветопробы. Спектрофотометры позволяют количественно оценить цветовое различие <2206>Е между оттиском и цветопробой, измерив цветовые координаты в системе Lab.
Такой подход позволяет точно определить технологический режим печатания (подачу краски, давление и т.д.) и отпечатать тираж с минимальными потерями бумаги и краски.
Компания X-Rite также использует спектрофотометрию как наиболее точный способ измерения характеристик цвета. Применяя этот способ измерения, можно оперировать точными определениями цвета, например: «калибровано», «охарактеризовано», «установлено», «специфицировано» и «независимо от материала». Например, спектрофотометр Digital Swatchbook создан компанией X-Rite специально для репростудий. Он позволяет измерять и анализировать цвет, определять CMYK-эквивалент и пересылать данные в компьютер. Входящий в комплект программный продукт X-Rite ColorShop дает возможность создать для различных устройств собственные профили.
Микропроцессор Digital Swatchbook позволяет быстро собрать информацию о спектре, цвете и плотности по 31 позиции. За две секунды прибор анализирует информацию и пересылает ее в компьютер.
Система X-Rite Autoscan spectrophotometer DTP 41 - еще один быстрый, точный и надежный прибор, обеспечивающий постоянный контроль всего процесса печати. DTP 41 - автоматизированное устройство, позволяющее достичь быстрых и точных результатов. За пять минут он может считать 480 цветовых сегментов. Модификация DTP 41/T создана для измерения как в отраженном, так и в проходящем свете.
DTP 41 можно использовать вместе не только с калибровочными программами, но и с программами управления цветом, установленными на компьютерах разных платформ.
И несколько слов о системах…
Очень часто в литературе о цвете можно встретить термин «стандартный наблюдатель». Он подразделяется на «наблюдателя» 1931 года и «наблюдателя» 1964 года. Под этими терминами понимаются спектральные характеристики фоторецепторов глаза, которые были получены в ходе экспериментов, проведенных Международной комиссией по освещению CIE в 1931 и 1964 годах. Эти данные были положены в основу науки колориметрии. Естественно, что на цветовосприятие оказывает существенное влияние и цвет, который освещает рассматриваемый образец. Далеко не все равно, под каким источником света расценивать образец. Существует три типа стандартных источников: тип А (лампа накаливания желтого цвета, где энергия синего и зеленого цветов мала), усредненный дневной свет и рассеянный дневной свет. Один и тот же цвет под этими источниками будет восприниматься по-разному. В качестве стандарта не случайно применяют такие источники света, которые имеют более равномерные спектральные характеристики, равномерный спектр испускания. В полиграфии сейчас огромное внимание уделяется стандартным источникам света и просмотровым устройствам, которые оснащены стандартными источниками света.
Бизнес не отстает от научной мысли, и на Западе сейчас существует довольно большое количество фирм - изготовителей колориметрических устройств для нужд полиграфии, переквалифицировавшихся с производства просмотровых устройств для текстильной промышленности.
Знание характеристик фоторецепторов, источника цвета и характеристик отражения объекта дает нам возможность определять однозначную характеристику цвета в координатах XYZ (первая колориметрическая система, которая была стандартизирована в 1931 году). Система имеет существенный недостаток - неравноконтрастность. Данной системе не соответствует адекватная зрительная оценка, что является ее узким местом. Именно поэтому она не получила широкого применения в полиграфии. На основе XYZ была построена равноконтрастная система Lab, которая лишена указанного недостатка. В большей степени Lab учитывает специфику зрительного восприятия. На допечатной стадии полиграфического производства Lab является основой для выполнения всех операций. Все спектрофотометры для нужд полиграфии измеряют цвет в этой системе. Равноконтрастной является не только данная система, - на основе XYZ построены еще некоторые равноконтрастные системы: Luv, xyY (для Photoshop ниже пятой версии).
Мы привыкли качественно описывать цвет тремя понятиями: яркость, насыщенность и цветовой тон, который определяет, к какой части спектра относится рассматриваемый цвет. Эти понятия объединены в систему LCH, где L - светлота, С - насыщенность, Н - цветовой тон.
Бытует мнение, что цвет не зависит от спектрального состава образцов. Очень распространены ситуации, когда два цвета при источнике <2206>50, например, воспринимаются одинаково, а при другом источнике цвета - по-разному. Если цвета двух объектов идентичны при освещении одним светом, но различны под другим, то говорят, что они являются метамерной парой. Для того чтобы исключить этот факт, применяются просмотровые устройства.
Принцип работы измерительного устройства - спектрофотометра - основан на регистрации отраженного цветового потока. Основной узел спектрофотометра - источник света, которым мы освещаем образец. Он должен испускать белый свет. Падающий свет отражается от объекта, проходит разложение при помощи дифракционной решетки, которая разлагает отраженный свет в спектр и далее регистрируется фотоприемником. Далее по известным характеристикам источника света и фоторецептора встроенное в прибор микропроцессорное устройство осуществляет вычисление координат цвета за считанные секунды.
Принцип действия прибора отраженного света - денситометра - достаточно прост: свет, отраженный от образца, регистрируется в устройстве; далее, после аналого-цифрового преобразования, прибор показывает значение оптической плотности. Денситометр устроен таким образом, что его измерительные каналы рассчитаны на регистрацию определенной отраженной части спектра; если посмотреть на спектральные характеристики спектральных красок - YCM, то становится понятно, что голубая краска поглощает красный, пурпурная - зеленый, желтая - синий. Поэтому характеристику можно определять только в конкретной зоне спектра. Голубая измеряется за красным фильтром, пурпурная - за зеленым, а желтая - за синим. На те приборы, которые существовали 20 лет назад, печатник перед началом измерения должен поставить определенный фильтр. Сейчас приборы делают это сами.
Как при выборе прибора, так и при измерении спектральных характеристик важно учитывать, что спектральный диапазон, за которым прибор видит краску, стандартизирован различными видами стандартов - европейским и американским. Это вносит путаницу при сопоставлении результатов измерений. Системы подразумевают совершенно конкретную характеристику, за которой прибор видит красочный слой. Если мерить один образец денситометрами, по-разному стандартизированными, то показания приборов будут сильно различаться. Последствий этого на практике немало. Так, одна из типографий пользовалась нормативной базой для европейского стандарта, а эксплуатировала прибор, который соответствовал американскому стандарту. По желтой краске было рекомендовано значение 1,4 оптической плотности. В приборе же это соответствовало единице. В результате оттиск приобрел неожиданный оттенок. Таким образом, одной и той же толщине соответствуют разные значения плотности. Причем отклонения могут быть как незначительные, так и существенные.
Рекомендуемые нормативные базы должны соответствовать данному типу прибора. Единственное, что смягчает последствия несоответствий систем, это то, что черная краска для всех видов цветофильтров совершенно одинакова. Однако в современном мире цветной печати это мало чем может помочь…
Как выбрать прибор для измерения цвета.
Доступность программ и оборудования для изготовления цветной печатной продукции привела к тому, что в полиграфию пришло много людей, не имеющих специального образования (в этом издательский бизнес мало отличается от любого другого в постперестроечной России). Один из самых загадочных для них разделов — системы управления цветом, причём сложности возникают и в теории (как всё это работает?), и в практике (как это сделать?). Разберём начальный этап построения системы контроля за цветом — выбор измерительного прибора.
В предыдущем справочнике покупателя близкой тематики () внимание уделялось измерению цвета в печатном цехе. Сейчас сконцентрируемся на приборах, используемых в допечатной подготовке — при калибровке оборудования и построении цветовых профилей.
Что нового
Со времени нашего предыдущего обзора на рынке измерительных устройств произошло несколько событий, которые могут существенно изменить ситуацию. Вначале GretagMacbeth объявила о начале продаж самого доступного прибора для калибровки мониторов — цена Huey не превышает 100 долл. Одновременно выяснилось, что и он, и уже известный Eye-One Display 2 будут поставляться в Россию под торговой маркой Pantone. Причём цена на последний снизилась практически на треть (менее 300 долл., а если выбрать комплект Eye-One Display LT с упрощённой версией ПО, то даже дешевле 200 долл.). Чуть позже появилась ещё более серьёзная новость. Американская X-Rite приобрела все активы Amazys — владельца торговой марки GretagMacbeth. Теперь у X-Rite огромный ассортимент аппаратного и программного обеспечения, по ряду позиций конкурирующего. Во время подготовки номера не было никакой информации о мерах X-Rite по оптимизации продуктового ряда. Скорее всего, официальные сообщения появятся в июле — вскоре после выхода номера. А пока будем рассматривать X-Rite и GretagMacbeth как отдельных производителей, помня, что изменения не за горами.
Измерения на допечатном участке
Самый простой (по принципу действия, а не по конструкции) прибор — монохромный денситометр . Как видно из названия, он измеряет оптическую плотность прозрачных и непрозрачных оригиналов, в качестве которых выступают цветоделённые плёнки или печатные формы. Прибор незаменим для любого владельца ФНА или CTP — с его помощью выполняют линеаризацию устройства.
Практически все денситометры имеют встроенный ЖК-экран, показывающий результаты измерений. Чтобы подключиться к компьютеру, как правило, достаточно купить подходящий кабель.
Недостаток монохромных денситометров очевиден. Измеряемая ими оптическая плотность не представляет для пользователя интереса. А действительно полезный показатель — относительная площадь растра — рассчитывается на основании формул, включающих эмпирические коэффициенты, что чревато ошибками, растущими при измерении малоконтрастных объектов (офсетных форм). Но относительную площадь растра можно измерить непосредственно, если проанализировать его увеличенное изображение, полученное цифровой камерой с хорошей оптикой. Это позволяет определить и другие параметры — линиатуру, угол наклона, форму точки. Идея проста, но коммерческие приборы, действующие по этому принципу, стали доступны относительно недавно. Обзор одного из них — цифрового микроскопа Techkon Spectroplate — см. в , с. 22. Там же описание цифрового микроскопа PlateViewer с ПО от «МакЦентр». В только что вышедшей версии ПО можно измерять линиатуру и растр; анализировать изображение с других цифровых микроскопов и пр.
Измеряем спектры
 |
| X-Rite PlateScope |
Когда изображение переходит от цветоделённых плёнок и форм на цветные отпечатки (или непосредственно из компьютера на принтер), оператору нужна объективная информация о работе печатной машины, т. е. данные об оптической плотности красителей на оттиске. Для таких измерений требуются цветные денситометры , регистрирующие количество света в определённом участке спектра — в том, где краска пропускает свет . В первых моделях нужный диапазон света «вырезался» с помощью цветных фильтров (стеклянных или желатиновых) с требуемым коэффициентом пропускания, для каждого цвета краски — свой фильтр. Но красители в офсетной печати отличаются от цифровой, а те и другие — от красителей в фотографии. Поэтому спектральные характеристики цветных фильтров должны меняться в зависимости от типа красок на оттиске. На практике все красители объединены в несколько стандартных групп, называемых «Status». Status T используется для измерения полиграфических отпечатков в Северной Америке, Status E отличается параметрами жёлтого канала и используется в Европе. Денситометры со Status A и Status M нужны в фотолабораториях — для измерений, соответственно, позитивных (отпечатки и слайды) и негативных материалов.
 |
| Сканирующий Techkon RS800 |
Использование цветных фильтров для выделения требуемого участка спектра имеет серьёзный недо-статок — конкретный прибор может работать только с изображениями, относящимися к определённому типу. Сейчас выпуск классических цветных денситометров с фильтрами практически прекращён. Вместо них появились спектроденситометры , которые измеряют распределение световой энергии во всём видимом диапазоне, а потом математически рассчитывают количество света на нужном участке. Это не только делает их универсальными приборами, работающими с любыми красками, но и позволяет измерить любой параметр цвета — от колориметрических значений (в системе Lab, LCH, XYZ или любой другой) до спектрального состава цвета. Впрочем, теоретически, — большинство моделей начального уровня не могут этого делать — просто разработчики не включили соответствующие формулы во встроенное ПО.
Спектроденситометры — не единственные приборы, измеряющие спектральное распределение силы света. В ассортименте всех производителей есть и другой тип приборов — спектрофотометры . Провести чёткую границу между ними трудно: измеряют они одно и то же. Основное отличие — обработка результатов. Первые их обрабатывают самостоятельно и отображают на встроенном экране. Передача данных на компьютер — денситометрических, колориметрических или спектральных — вторичная задача, часто реализуемая с помощью дополнительного кабеля и ПО. Спектрофотометры, напротив, не обрабатывают данные; задача — передать их в компьютер, а там ими займётся специализированная программа.
Выбор между спектрофотометром и спектроденситометром непрост. Первый — самый универсальный прибор, позволяющий получить любой параметр цвета, от плотности до спектрального распределения энергии (правда, для этого может потребоваться дополнительное ПО, как KeyWizard для спектрофотометров GretagMacbeth). Но модели начального уровня вполне доступны. Так что наличие прибора и соответствующего ПО может решить вопрос и с контролем печатной машины, и с построением профилей. Но трудно представить печатника, который ходит вокруг машины со спектрофотометром, привязанным кабелем к компьютеру. Лучше не экономить и приобрести своё устройство для каждого участка: спектрофотометр — для допечатного участка, а спектроденситометр — для печатного цеха.
Серийные измерения
Многие приборы выполняют измерения только по одному образцу за раз, а типовая шкала для построения профиля, содержащая до нескольких тысяч образцов света, становится настоящим испытанием. Поэтому способность прибора к серийному измерению — важное основание для выбора.
Самый простой вариант — вручную провести вдоль ряда цветных образцов по специальной линейке, входящей в комплект. Прибор измеряет цвет с большой частотой (несколько десятков раз в секунду), а потом автоматически разделяет строку на отдельные элементы, исходя из изменений цвета. Впервые способ был использован в малоизвестном у нас приборе Color MouseToo! компании ColorSavvy, а по-настоящему популярным стал в EyeOne Pro. Позже X-Rite усовершенствовал его в своём Pulse: на линейке появились деления, позволяющие прибору точнее отслеживать перемещение по строке из цветных образцов, что упростило её разделение на элементы.
Большинство устройств серии X-Rite DTP также считывает по строкам, но сами протягивают лист, а вы только переустанавливаете лист в механизме подачи для сканирования каждой строки.
Более удобно протягивание листа через прибор с полным считыванием тестовой шкалы. GretagMacbeth iCColor справится с листами до 10Ё15 см, X-Rite научил работать новый DTP-70 с листами формата А4, а в июле GretagMacbeth обещает выпустить EyeOne iSis в двух версиях — формата А4 (до 1100 цветовых образцов на листе) и А3 (до 2500).
Почти все производители выпускают специальные столики с манипуляторами, которые перемещают их по тестовой шкале (например, футуристический iO для Eye-One Pro).
Но высокий уровень автоматизации не гарантирует бешеной скорости. Например, при ручном перемещении Eye-One Pro по линейке на измерение тестовой шкалы из тысячи образцов уходит 15-20 минут, а полностью автоматический Spectroscan закончит работу минут через 40-50, зато его владелец свободен для более интеллектуальных задач, чем перемещение приборчика.
Апертура
Очень простой параметр, означающий размер измеряемого участка . Есть приборы с апертурой от одного до нескольких миллиметров. Маленькая апертура полезна, если приходится измерять образец цвета маленькой площади. Проблем с такими измерениями не возникает — типичная апертура 2-3 мм позволяет измерить любую тестовую шкалу. Чаще необходим прибор с большой апертурой (8-10 мм) при измерении отпечатков, выполненных низкочастотным регулярным растром или стохастическим растром с большим размером точки. Простое правило — апертура прибора должна быть не меньше десятикратного размера шага растра или размера точки. Владельцы настольных струйных принтеров при выборе спектрофотометра могут не обращать внимания на этот параметр, а вот для измерения отпечатков широкоформатных принтеров следует подобрать спектрофотометр с большой апертурой. К сожалению, придётся выбирать среди гораздо более дорогих приборов.
Геометрия
Взаимное расположение источника света и блока измерения обозначается двумя числами через дробь: первое — угол падения света (отсчитывается от нормали к поверхности), второе — угол, под которым блок измерения «смотрит» на поверхность. Варианты 0/45 и 45/0 подойдут для подавляющего большинства применений. Но если цвет образца сильно зависит от угла зрения, придётся использовать более дорогие спектрофотометры со сферической геометрией (diffuse/8, или d/8). Свет, прежде чем попасть на датчик, многократно переотражается внутри сферы, покрытой изнутри материалом с высоким коэффициентом. Такие приборы необходимы при измерении отпечатков, сделанных на металлизированных поверхностях или материалах с крупной текстурой. Причину использования приборов с такой геометрией легко понять, если представить измерение на зеркальной поверхности: свет от осветителя будет отражаться симметрично к вертикали, а измерительный датчик окажется в темноте. Промежуточная между 45/0 и сферической геометрия — приборы с кольцевым осветителем для измерения металлических формных пластин. Антон Перехода («Апостроф-Принт») отмечает: «К нам не раз обращались купившие прибор 0/45 и желающие использовать его для измерения офсетных форм. Продавец не сообщил им, что прибор измерит пластину, только если она имеет тёмно-зелёный или тёмно-синий цвет эмульсии, а также светло-серую подложку. При всех других вариантах чудеса гарантированы».
Против ультрафиолета
Компонент многих марок бумаги оптические отбеливатели — вещества, светящиеся под воздействием ультрафиолета. Производители пытаются увеличить белизну бумаги — так получаются материалы, «отражающие» более 100% света. Плата — синеватый цвет бумаги, не очень заметный глазу, но хорошо определяющийся спектрофотометром. Это искажает результат работы программы-профилировщика, следствие — увеличение количества пурпурной краски в отпечатке. Особенно это характерно для офисной бумаги с высокой белизной и некоторых типов недорогих материалов для струйной печати. Но УФ-фильтр предотвращает попадание ультрафиолета на бумагу при измерении. Некоторые приборы поставляются в двух конфигурациях — с фильтром и без него. А GretagMacbeth утверждает, что при использовании профилировщика ProfileMaker эффект отбеливателей будет компенсирован программным способом, и УФ-фильтр не обязателен.
Программное обеспечение
Многие приборы из нашей таблицы работают без подключения к компьютеру, в основном денситометры и цифровые микроскопы. Для выполнения сложных операций, таких как построение цветовых профилей , требуется дополнительное ПО. Впрочем, цветовые профили начального уровня — на основании небольших тестовых шкал — можно создавать и с помощью программ, включённых в комплект поставки некоторых спектрофотометров уровня GretagMacbeth Eye-One Pro и X-Rite Pulse. Степень «начальности и ограниченности» профилей меняется в зависимости от комплектации прибора.
Если нужны широкие возможности, ищите полноценные программы-профилировщики, выбор которых сейчас не так велик. Популярны GretagMacbeth ProfileMaker и Monaco Profiler (принадлежащий X-Rite), каждый поддерживает работу со множеством приборов, в т. ч. конкурирующих. В крайнем случае, можно измерять с помощью программы от производителя прибора и переносить результаты в профилировщик с помощью текстовых файлов — их формат несложен, а обрабатывать удобно в MS Excel.
Заключение
Выбор подходящего измерительного прибора только кажется сложным. Если понять принцип действия устройства, то дело сведется к выбору производителя. А их на российском рынке представлено не так много, и репутация каждого не вызывает сомнений. Поэтому в итоге задача сводится к выбору поставщика.
* Вопреки первому впечатлению, краска не отражает свет, но пропускает в определённом спектральном диапазоне. Свет отражается бумагой после прохождения через красочный слой. Измерительные устройства
Журналов в свободном доступе.
Независимо от того, какого назначения или размера продукцию производит компания - автомобиль или тостер, необходимость точного измерения цвета и согласования спецификации цвета с клиентом, поддерживают все.
Чтобы помочь производителям в этом вопросе, компании-разработчики придумали специальный набор инструментов, обеспечивающий понимание языка «цвета» для контроля качества любому желающему.
Так же, как работник нуждается в надлежащем инструментарии для реализации проекта, производители должны сначала потратить время, чтобы понять потребности и задачи своих клиентов: что необходимо измерять и с какой точностью. Для понимания необходимо задуматься над ответами на более простые, но не менее важные вопросы.
Какое цветовое пространство использует клиент?
Измерительные приборы, как правило, присваивают цифровое значение каждому из трех основных элементов цвета: оттенок, насыщенность и яркость. Есть три наиболее часто используемые системы координат, определяющие цвет в огромной вселенной всевозможных оттенков: CIE XYZ, CIE Lab и CIE LCH.
Какой уровень точности считывания (точности прибора) требует клиент?
Чем выше уровень точности спектрального разрешения измерительного прибора в видимой зоне спектра, тем выше будет его стоимость. Это аксиома, которую нужно принять. Например, колориметр выдает значения в одном из указанных выше стандартов с умеренной точностью, а спектрофотометр, определяющий спектр в 31 точке, выдает полные данные спектральной кривой отражения и может вычислить координаты в любом цветовом пространстве на более высоком уровне точности.
Какую систему и какой диапозон допусков использовать?
Общие системы допусков включают dELab, dECMC, dE 2000 и например, часто применяемый в США HunterLab. Важно выбрать подходящую систему для гарантированного выпуска продукции, соответствующей спецификации заказчика. Спектрофотометр потребуется при малом диапазоне оговоренных допусков, колориметр – при более широком.
Какова структура измеряемой поверхности?
Спецификация поверхности – одна из важнейших ступеней выбора и начала работы с приборной базой. Является ли поверхность ровной или глянцевой, как приборная панель автомобиля, или же она грубая и текстурная, как пластиковая деталь, используемая при строительстве домов. Некоторые текстурированные поверхности такие, как ткани, сильно зависят от угла измерения. Это означает, что измерение цвета будет зависить от ориентации прибора относительно исследуемого образца.
Какой тип освещения клиент принимает за нормированный?
При рассматрении одного и того же образца цвета под разным освещением (источником освещения) можно увидеть больше или меньше цветовых различий. Это явление называется метамеризм. По этой причине производители выбирают в качестве основных один или несколько источников освещения, ориентируясь, прежде всего, на источники, которые используют при освещении в точках продаж. К наиболее распространенным стандартизованным источникам освещения можно отнести: C, D50, D65, F2, F7 и F11.
Для точного измерения цвета окрашенных поверхностей или специальных покрытий производители часто используют спектрофотометры со сферической, 0 / 45 ° или 45 ° / 0, и мультиугловая геометриями измерений.
Спектрофотометр со сферической геометрией, использующий полый шар, сделанный из специального материала, покрытый внутри сульфатом бария, для измерения цвета и блеска образцов с текстурной поверхностью. Портативные спектрофотометры со сферической геометрией измерения в целом удобны в использовании, экономически эффективны и предназначены для обеспечения быстрого и точного определения цвета на широком спектре материалов таких,как бумага, пластики, текстиль, керамика.
Производители также регулярно используют спектрофотометры с т.н. линейной геометрией 0 /45 ° или 45 ° / 0, которые имитируют поведение человеческого глаза, но выбор данного прибора зависит от используемой текстуры и блеска. Многие спектрофотометры линейной геометрией должны физически прикасаться к измеряемой поверхности или прозрачным держателям. Однако новое поколение спектрофотометров 0 / 45 ° может проводить измерения на расстоянии, без контакта с поверхностью. Бесконтактные технологии позволяет производителям оперативно измерять материалы в жидком состоянии (краски, покрытия, пасты) в рамках процесса контроля качества.
Мультиуголовые спектрофотометры в настоящее время приняты автопроизводителями и их поставщиками для определения эффекта красок и покрытий, содержащих микронизированный алюминий, слюду, диоксид титана или другие добавки , позволяющие добиваться эффекта изменения цвета или мерцания. Спрос на краски и покрытия со специальными эффектами например, «хамелеон», сильно вырос за последние десять лет, что вызывает необходимость в применении особых условий измерения.
Так как свет от пигментов, используемых для создания эффектов, отражается во многих направлениях, мультиугловые спектрофотометры могут измерять цвет под различными незеркальными углами 25 °, 45 °, 75 ° и / или 110 °, и с использованием угла в 15 °, если это будет необходимо. Так же, как новые спектрофотометры 0 / 45 °, многоугловые спектрофотометры могут измерять с расстояния до объекта.
Использования измерительных приборов в комбинации с передовым программным обеспечением позволит предприятию более эффективно устанавливать воспроизведение цвета.
Такая комбинация позволит компании связать числовые показатели – насыщенность, цветовой оттенок, яркость - с переменными факторами производственного процесса – методом нанесения краски, временем смешивания, рецептурами конкретной формулы.
Для консультаций по измерению цвета и выбора необходимых инструментов, пожалуйста, свяжитесь с Усковым Романом (X-Rite) - [email protected]
Использование фотометрических приборов стало возможным благодаря введению в 1931 г. Международной комиссией по освещению (МКО, или CIE в латинской транскрипции) стандартного колориметрического наблюдателя (три стандартные кривые спектральной чувствительности трех разных «фотоприемников» человеческого глаза), спектров стандартных излучений и стандартного отражающего рассеивателя, заданных в табличном виде. Измерение цвета по системе МКО для неизлучающих объектов сводится к определению трех координат цвета X,Y,Z путем преобразования спектра отражения, пропускания или излучения образца, полученного на фотометрическом приборе со стандартной оптической геометрией измерения для выбранных колориметрических условий по установленным формулам.
Колориметрическими условиями называется совокупность выбранных условий измерения спектральных характеристик образца и расчета координат цвета. К основным условиям относятся: оптическая геометрия прибора; режим измерения (с включением или исключением зеркальной составляющей); стандартное излучение (их много); колориметрический наблюдатель (их два). По координатам цвета X,Y,Z могут быть рассчитаны координаты цвета в других системах, производных от системы МКО, таких как, например, система CIELab.
Фотометрические приборы, применяемые в колориметрии с точки зрения их потребительских свойств можно классифицировать по следующим признакам:
1. По способу получения координат цвета:
- Колориметры – непосредственное измерение координат цвета для ограниченного набора колориметрических условий (источник - колориметрический наблюдатель).
- Компараторы – приборы для сравнения цветовых характеристик образца по отношению к некоторому эталону этого же цвета.
- Различие между колориметром и компаратором цвета, заключается в том, что в первом случае измерение цвета производится относительно единственного образца цвета – стандарта белой поверхности, а во втором случае по отношению к цветному эталону.
- Спектрофотометры – непосредственное измерение спектра и расчет цветовых координат по спектральным данным для всех возможных сочетаний источник - колориметрический наблюдатель.
2. По типу измеряемого излучения, и соответственно, объекта:
- Измеряющие отраженный свет;
- Измеряющие пропущенный свет;
- Измеряющие излученный свет (спектрорадиометры, эмиссионные колориметры);
- Гибридные, измеряющие отражение/пропускание, отражение/излучение.
3. По оптической геометрии измерения:
- С геометрией 45/0 и 0/45;
- С геометрией Д/0 и 0/Д;
- С геометрией 0/0 и другими более редкими.
- Многоугловые (гониоспектрофотометры);
- Спектрорадиометры и эмиссионные колориметры;
- С принимающей полусферой;
- С фокусирующей оптикой.
4. По условиям применения:
- портативные;
- настольные;
- On-Line, устанавливаемые на производственных линиях.
По материалам X-RITE
Одной из важнейших задач современного производства является обеспечение идентичности экземпляров продукции установленным образцам. Человеческий глаз различает несколько миллионов оттенков цвета, и даже незначительное различие цвета может показаться нам неприемлемым. При этом мы способны запомнить лишь несколько десятков цветов и каждый из нас даст свое описание цвета объекта, то есть, мы не сможем передать точную информацию о цвете, руководствуясь только собственными чувствами. Так же, как и при других точных измерениях, нам необходим эталон и измерительный прибор для численного представления свойств объекта (рис. 1).
Рис. 1
При измерении, например, размера, Вы можете использовать эталоны длины различных типов и классов точности. Их физические свойства незначительно изменяются с течением времени, что позволяет сохранить необходимую точность измерений.
Ситуация значительно усложняется при измерении и сравнении цветов продукции. Подавляющее большинство физических объектов изменяет свой цвет с течением времени под влиянием различных факторов окружающей среды (солнечная радиация и искусственное освещение, влажность, воздух), в результате изменения состояния поверхности (появление блеска, шероховатости, царапин, загрязнений), в результате естественного разложения (органические вещества) и даже в результате изменения температуры объекта.
Так же, восприятие цвета невозможно без освещения объекта и в значительной степени зависит от параметров освещения и взаимного расположения наблюдателя, источника света и объекта наблюдения.
При использовании образца продукции в качестве эталона цвета, Вам пришлось бы обеспечить условия хранения для каждого из образцов и производить сравнение цвета в условиях специального освещения. Возможно, Вы могли бы сравнивать цвета по фотографиям или по каталогам, с карточками различных цветов, но фотографии передают не весь спектр видимого света и искажают цвета, а каталог не отражает фактуру поверхности и имеет ограниченный набор оттенков. Таким образом, использование образца продукции или любого физического объекта в качестве эталона цвета становится технически сложной, подчас неразрешимой проблемой, и, в любом случае, не позволяет гарантировать соответствие цвета утвержденным образцам.
Для численной оценки колориметрических (цветовых) параметров, международной комиссией по освещению (CIE), с учетом особенностей человеческого зрения, была разработана система измерения на основе «цветового пространства» – трехмерной системы координат, указывающей значение светлоты, оттенка и насыщенности измеренного цвета. Измерения производятся при стандартизированных условиях, обеспечивающих воспроизводимость результатов. Каждому измеренному цвету соответствует уникальная точка и для передачи точной информации о цвете достаточно указать координаты этой точки в цветовом пространстве.
Измерение и сравнение цветов производится специализированными приборами – спектрофотометрами и колориметрами. Konica Minolta Sensing выпускает широкий спектр стационарных и портативных приборов измерения цвета, как универсальных, так и для решения специфических задач.
Принцип измерения и конструкция современных спектрофотометров и колориметров обеспечивают высокую повторяемость результатов измерений, необходимую для точной оценки и сравнения цветов. Параметры используемых осветителей, наблюдателей, углов измерения и апертур приборов установлены стандартами CIE. В момент измерения цвета объект располагается в фиксированном положении относительно источника освещения (осветителя) и объектива фотоприемника (наблюдателя). Зона измерения задается калиброванным отверстием (апертурой) и закрыта от окружающего света. В результате измерения пользователь получает численное значение параметров измеренного цвета (колориметрическое значение), которое может использоваться в качестве эталона, хранящего данные о цвете эталона продукции или в качестве образца, для сравнения цвета образца с цветом эталона. Аппаратное измерение и сравнение цветов позволяет исключить субъективную оценку соответствия цвета человеком.
В промышленности, торговле и в исследовательской деятельности можно выделить несколько направлений в измерении цвета.
Во первых, это измерение цветоразличия между цветом эталона продукции и цветом каждого последующего образца (партии товара и т.п.). При этом, возможно использование, как собственных эталонов продукции, так и эталонов заказчика или требований стандартов. Например, изготовитель мебельной пленки может проверять соответствие закупаемых красителей и цветоразличие изготавливаемой пленки, как однотонной, так и со сложной фактурой, разноцветным узором, что позволит отгружать заказчикам партии пленки с минимальным цветоразличием от предыдущих поставок. Изготовитель мебельных щитов, используя цифровые колориметрические данные, может заказать пленку с необходимым оттенком, насыщенностью и светлотой, и изготовить продукцию, соответствующую собственному каталогу или образцам заказчика. Изготовитель мебели, в свою очередь, может подбирать мебельные гарнитуры с минимальным цветоразличием составляющих предметов.
Эту последовательность можно перенести на любую другую цепочку предприятий, где продукция одних выступает в качестве сырья для других и звенья, использующие аппаратное измерение и контроль цвета окажутся в наиболее выгодных условиях, так как смогут однозначно установить требования и объективно произвести оценку. Возможно, наибольшую потребность в измерении и сравнении цветов имеет изготовитель конечной продукции, так как он является последим звеном цепи и несет наибольший риск. В любом товаре, имеющем недопустимое цветоразличие в окраске элементов, потребитель сразу заметит несоответствие цветов, что вызовет проблемы с реализацией товара.
Рис. 2
Рис. 3
С данной проблемой столкнулись, в частности, специалисты лаборатории по окраске гидрофильных контактных линз ООО «Доктор Оптик» г. Москва. По условиям производства, заготовки для контактных линз изготавливаются парами со стандартными параметрами или с параметрами заказчика. Пары заготовок окрашиваются в специализированном устройстве, обеспечивающем непрерывное перемешивание красителя, стабильную температуру и время крашения. Несмотря на использование лучших современных технологий, оборудования и красителей, вследствие физических особенностей материала контактных линз, периодически наблюдается заметное различие окраски линз в парах. В результате, в автоматизированный и технологически совершенный процесс, пришлось ввести дополнительную операцию: ручную сортировку и подбор линз в пары с одинаковыми оптическими параметрами и минимальным цветоразличием в паре. Так как восприятие цвета зависит от множества факторов (опыт и возраст сотрудника, условия освещения, цвет окружающей обстановки и фона и т.п.), каждый из специалистов производил сортировку в соответствии с собственным восприятием цвета, что не всегда совпадало с мнением заказчиков. Процесс подбора в пары по цвету был трудоемким малопроизводительным и при этом, не обеспечивал должного качества.
Для решения проблемы было предложено использовать спектрофотометр Konica Minolta CM-5 , являющийся автономным и полнофункциональным стационарным прибором. Спектрофотометр имеет большой встроенный дисплей, отображающий настройки прибора, параметры и результаты измерений. CM-5 производит измерения цвета в отраженном свете (измерение на отражение), а также измерение цвета и прозрачности в проходящем свете (измерение на пропускание). Встроенное программное обеспечение позволяет вести базу данных эталонных цветов и данных образцов, определять цветоразличие образца относительно эталона, устанавливать допустимые отклонения оттенка, насыщенности и светлоты, соответствие или не соответствие образца эталону на основании допусков. Конструкция прибора обеспечивает измерение материалов любого типа, как пластин, пленок, монолитных объектов, гранул, порошков, так и жидкостей, паст и т.п.
Выбор спектрофотометра CM-5 был обусловлен специфическими функциями прибора и возможностью использования разнообразных аксессуаров (рис. 2).
Так как контактные линзы хранятся в специальной жидкости и поверхность извлеченной для измерения линзы увлажнена, для защиты фотометрической сферы прибора от случайного попадания жидкости был выбран режим измерения «измерение с чашкой Петри на отражение». Дополнительный аксессуар чашка Петри, выполнен из оптического кварцевого стекла, влияние дна чашки на результат измерения компенсируется при проведении калибровки белого, благодаря использованию внешней калибровочной пластины. Так как воспроизводимость измерений напрямую зависит от точности позиционирования измеряемого объекта, был разработан специальный держатель контактной линзы. Устройство держателя обеспечивает стабильность установки линзы относительно апертуры прибора и исключает ошибки оператора, что обеспечивает воспроизводимость результатов измерений (рис. 3).
Рис. 4
Рис. 5
Линза прикладывается вогнутой стороной к выпуклой поверхности линзадержателя. Оператор прикасается промокательной бумагой к краю контактной линзы, для удаления капель жидкости и устанавливает держатель в пазы апертурной маски прибора. Поверхность контактной линзы оказывается в непосредственной близости от отверстия апертурной маски и отделена от него стеклом чашки Петри. Измерение производится в цветовом пространстве LСh, где L – значение светлоты, С – значение насыщенности, h – значение оттенка. При измерении учитывается зеркальная составляющая (SCI), для максимального соответствия аппаратного вердикта и визуальной оценки человеком. Оператор измеряет одну линзу из пары в качестве эталона цвета, вторую, в качестве образца (рис. 4). Сразу после измерения, на дисплее отображается результат в виде абсолютных значений L, C, и h, цветоразличие по каждому из параметров ∆L, ∆C, и ∆h, суммарное цветоразличие ∆E и итоговый вердикт, основанный на введенных пользователем допусках цветоразличия. Так как соответствие цветов и пределы допусковдля каждого производства и материала различны, для оценки допусков группой специалистов ООО «Доктор Оптик» были подготовлены пары линз различного цвета, имеющие, при визуальной оценке, одинаковый цвет, малозаметное цветоразличие, заметное, значительное и недопустимое цветоразличие. По результатам измерения этих образцов было установлено, что среди пар линз, отобранных как имеющие приемлемое цветоразличие, суммарное цветоразличие составляет от ∆E=1,8 для розовых линз до ∆E=3.0 для синих, при этом, неприемлемым становится различие насыщенности ∆C более 0,8, а влияние различия светлоты ∆L было менее существенным и не меняло вердикт визуальной оценки при значении менее ∆L=2,5 (рис. 5). Также было установлено, что различие оттенка ∆h в одной окрашиваемой партии крайне незначительно и не превышает ∆h=0,5 при среднем значении ∆h=0,3. Измеренные величины типичны при окрашивании различных материалов, так как незначительное изменение концентрации красителя влияет на насыщенность цвета, но не приводит к существенному изменению оттенка.
Так как в ходе эксперимента было выявлено значительное влияние на визуальный вердикт различия в насыщенности ∆C, незначительное влияние различия светлоты ∆L и незначительное различие оттенка ∆h в одной партии окраски, на основании тестовых измерений была разработана методика расчета значений допуска ∆L, ∆C, ∆h и суммарного цветоразличия ∆E для линз различного цвета, оптической силы и ценовых категорий.
В процессе измерений было установлено, что у линзы, извлеченной из контейнера с жидкостью, вследствие испарения жидкости с поверхности линзы, изменяются физические размеры (уменьшается диаметр, увеличивается толщина), что приводит к значительному увеличению насыщенности окраски и изменению вердикта о соответствии/не соответствии цвета линз в паре. На основании показаний спектрофотометра был построен график временной зависимости изменения насыщенности цвета различных экземпляров и типов линз, который показал незначительное изменение насыщенности, в пределах ∆C=0.2, в течение первой минуты и резкое изменение насыщенности, до ∆C=0.8 (цветоразличие становится неприемлемым), в течение второй минуты. То есть, точность измерений, воспроизводимость результатов и итоговый вердикт, в данном случае, зависят не только от типа измерения, позиционирования линзы, настроек допусков, но и от времени измерения с момента извлечения линзы из жидкости.
Рис. 6
С учетом данных особенностей материала и быстродействия прибора (одно измерение за 3 секунды), была составлена временная карта процесса измерений, регламентирующая последовательность действий оператора и продолжительность каждой операции.
Строгое соблюдение процедуры измерения позволило создать базу данных эталонных цветов, для классификации продукции по цвету, хранения и последующего точного воспроизведения необходимых оттенков и подбора линз в пары (рис. 6).
При ручной сортировке, каждый из специалистов извлекал пару линз из контейнера и визуально оценивал цветоразличие. При недопустимом цветоразличии он поочередно извлекал одну за другой линзы из своей группы контейнеров до тех пор, пока не подбирал пару к одной из первых. Подбор пары перебором всех вариантов производился для каждого экземпляра линзы.
Использование спектрофотометра позволило сократить число сотрудников, участвующих в сортировке и значительно повысить эффек тивность и качество работы.
Оператор CM-5 берет пару окрашенных линз, извлекает одну из них, прикладывает к держателю и помещает на апертуру прибора. Производит измерение колориметрических данных линзы в качестве эталона цвета и возвращает линзу в контейнер. Извлекает вторую линзу из пары, устанавливает и измеряет в качестве образца, сравниваемого с эталоном. На дисплее прибора отображается вердикт о соответствии/не- соответствии образца эталону, на основании введенных допусков для данного типа линз. При положительном вердикте пара поступает в продажу, при отрицательном вердикте данные обеих линз сохраняются в памяти прибора в качестве эталонов. CM-5 имеет функцию автоматического подбора эталона с минимальным цветоразличием. Оператор измеряет линзу, не имеющую пары, и прибор, среди хранящихся в памяти до 1000 данных измерений, выбирает вторую линзу с минимальным цветоразличием. В результате однократного измерения всех линз, часть из них сразу переводит в готовый товар, а оставшиеся создают базу данных для сопоставления параметров. Таким образом, отпадает необходимость многократного извлечения и измерения каждой линзы, что значительно повысило производительность.
Рис. 7
Данные CM-5 могут быть сохранены непосредственно с прибора на USB карту памяти для хранения, распечатки или обработки на компьютере. Данные могут использоваться в табличных редакторах, для углубленного анализа и выявления зависимости изменения цвета контактных от типа и концентрации красителя, продолжительности окраски, интенсивности перемешивания, температуры и продолжительности процесса. Печать результатов измерений для ведения отчетов и документирования может производиться принтером, подключенным непосредственно к спектрофотометру. Благодаря небольшому весу и габаритам, прибор не требует специального места для установки и может использоваться непосредственно на рабочем столе специалиста. Включение и подготовка прибора к работе занимают около минуты. Д ля повышения точности измерений, например, при подготовке эталонных данных для партии продукции, прибор может автоматически произвести серию измерений в одной или нескольких точках объекта и вычислить среднее квадратичное значение. Также, CM-5 может производить оценку параметров запрограммированных пользователем, для учета специфических факторов конкретного производства. Настройки типа и параметров измерений, параметров и вида отчетов могут быть сохранены в виде файлов настроек на USB карту памяти, что обеспечивает быструю перенастройку прибора для каждого типа измерений.
CM-5 производит измерения как на отражения, так и на пропускание, что позволяет измерять рассеяние света и прозрачность заготовок и окрашенных линз. Прибор имеет расширенный диапазон измерения цвета (от 360 нм до 740 нм), что дает возможность измерять пропускание контактными линзами ультрафиолетового излучения (рис. 7). Результат измерения отображается как в виде спектрального графика, упрощающего визуальную оценку, так и в виде численного значения пропускания на выбранной длине волны с шагом 10 нм. Использование спектрофотометра позволило наладить производство и стандартизировать целый ряд параметров контактных линз.
В следующей главе мы рассмотрим цветоподбор на основе сложения спектров красителей, примеры использования спектрофотометров и специализированного программного обеспечения.