Цвет и цветовоспроизведение

         

Идеальный процесс цветовоспроизведения


Эти цвета были выбраны таким обра­зом, чтобы цветовое различие по цветовому тону между со­седними образцами не превышало ?E = 10. Для каждого



Рис. 10.10. Схема расположения цветов атласа «Радуга» в цвето­вом круге

цвета получены 7-польные тоновые ряды (на рисунке ука­заны пунктиром) смешением соответствующих хроматичес­ких красок или их смесей с черной и белой.

Всего в атласе 259 образцов-эталонов цвета.

В таблицах атласа даны как колориметрические харак­теристики, так и рецептура красок для каждого из образ­цов. Это позволяет воспользоваться рецептом краски, обес­печивающей получение нужного цвета либо по его коло­риметрическим характеристикам, либо по положению в системе.

Воспроизведение цветного объекта основано на общих принципах синтеза цвета, изложенных в главе 4. Получе­ние цветной репродукции состоит в одновременном синте­зе цветов по предварительно сделанной фотографической записи цветовых составляющих каждого из цветов объекта (см. ниже).

Изучение явлений, связанных с воспроизведением цвет­ного объекта, принято начинать с рассмотрения идеально­го процесса, т. е. такого, условия которого максималь­но упрощены введением ряда допущений. Допускают, что краски субтрактивного синтеза имеют П-образные спект­ральные кривые, что фотографическая съемка ведется на материале, характеристическая кривая которого—прямая, и т. д. Это позволяет выделить принципы процесса. Такой методический прием широко используется в физике: сущность ряда явлений излагается на подобных идеали­зированных представлениях (идеальные газы и жидкости, тонкие линзы и т. д.).

Рассмотрев таким образом основы цветной репродукции, в главе 12 введем уточнения и поправки на неидеальность и получим тем самым достаточно полные сведения о законо­мерностях воспроизведения цветного объекта.

11.1. ПРИНЦИПЫ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ЦВЕТОВ ОБЪЕКТА

Для иллюстрации принципа воспроизведения цветного объекта введем зональную систему основных.


Спектр источника света, освещающего объект, разделим на зональные составляющие, например в пределах зон Гюбля. Их можно выделить из спектра, пользуясь зональными светофильтра­ми. Обозначим световые потоки, прошедшие через зональ­ные светофильтры: красный FOK — буквой К; зеленый Р0з— буквой 3 и синий Foc — буквой С. Получим на этой основе цветовую характеристику фрагмента объекта, пред­назначенного для воспроизве­дения (рис. 11.1, а). Он пред­ставляет собой деталь, имею­щую цвет Цд, расположен­ную на фоне, цвет которого Цф. Отражаемые доли основ­ных, направленных на объект (рис. 11.1, б), по их физичес­кому смыслу — зональные коэффициенты отражения, а по колориметрическому -цветовые координаты цветов Цд и Цф. Иначе говоря, де­таль и фон могут быть описа­ны уравнениями:



Рис. 11.1. Фрагмент оригинала (а) и схема определения зо­нальных координат детали (б): 1, 2, 3 — зональные светофильтры





Взяв зональные основные в количествах, указываемых координатами цветов Цди Цф, воспроизведем эти цвета.

Для этой цели используем установку для аддитивного синтеза (рис. 11.2), подобную изображенной на рис. 4.1, но вместо оптических клиньев поставим модуляторы, по форме повторяющие фрагмент оригинала (квадрат на фоне). Предварительно изготовим такие модуляторы, вырезав участки фрагмента из равномерно засвеченной и проявлен­ной фотопленки. Модулятор красного излучения должен иметь коэффициенты пропускания т в соответствии с уравнениями (11.1), равные Кд и Кф; модулятор зеленого — Зд и Зф; синего — Сд и Сф. Пусть характеристики ламп фонарей подобраны таким образом, что при удаленных мо­дуляторах зональные потоки на выходе из светофильтров равны К, 3, С. Модуляторы снижают их в K, З и С раз. Тогда на экран направляются те же цветовые составляющие, которые входят в уравнения (11.1). Следовательно, на нем воспроизводятся цвета объектов.

Тот же результат получится, если воспользоваться установкой для субтрактивного синтеза (рис. 4.11), но за­менить однокрасочные клинья такими же по форме моду­ляторами, как и на рис. 11.2, с той только разницей, что серебро их полей замещено идеальными красками (рис. 11.3).


Краски берутся в таких количествах, чтобы мо­ дулятор пропускал управляемые им зональные излучения



Рис. 11.2. Схема аддитивного синтеза репродукции фрагмента

в той мере, в какой того требуют уравнения (11.1), а осталь­ные излучения — полностью. Тогда на экране образуется цветное изображение путем идеального субтрактивного синтеза.

Таким образом, принцип получения цветной репродук­ции состоит в воспроизведении цветовых составляющих цветов оригинала.

Рассмотренная схема позволяет понять сущность цвето­воспроизведения, но она не дает представления о его тех­нике. Измерение цветовых координат каждого из множест­ва участков реального объекта и последующее изготовле­ние модуляторов подбором оптических плотностей было бы чрезмерно сложным. В технике (цветная фотография, по­лиграфия, кино) цветовоспроизведение основано не на из-



Рис. 11.3. Схема субтрактивно­го синтеза репродукции фраг­мента

мерении цветовых координат, а на фотографической реги­страции цветовых составляющих, называемой цвето­делением. Этот процесс заключается в том, что изобра­жения, которые должны модулировать зональные излучения, получают пу­тем фотографической съем­ки через соответствующие светофильтры. На таких фотографических изобра­жениях, цветоделенных не­гативах, цветовые состав­ляющие оказываются заре­гистрированными теми или иными оптическими плот­ностями. Последующие преобразования дают изо­бражения, тождественные упомянутым выше моду­ляторам излучений. Они пропускают (или отра­жают) такие световые по­токи, которые были записаны в результате фотографи­ческой регистрации (цветоделения).

11.2. СТАДИИ ПРОЦЕССА ЦВЕТОВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ

Общая характеристика стадий. Изложенная выше схе­ма цветовоспроизведения с использованием фотографичес­кой регистрации зональных излучений и последующим вос­произведением записи позволяет разделить процесс на сле­дующие стадии.

1. Выделение составляющих всех цветов оригинала, иначе говоря, зональных световых потоков, отражаемых его полями, т.


е. F(n)k = К(n)k К; F(n)з = З(n) З; F(n)c = = С(/n) С, где п — номер поля. Цель выделения — после­дующая фотографическая регистрация.

Выделенные потоки образуют цветоделенные оптические изображения цветного объекта — красное, зеленое и си­нее. Их получают в фотографическом аппарате, объектив которого последовательно экранируют светофильтром со­ответствующего цвета — красным, зеленым, синим. Эта стадия называется аналитической или цветоделительной.

2. Регистрация выделенных составляющих (цветоде-ленных оптических изображений) — их запись, например, той или иной последовательностью почернений на фотогра­фическом материале. (Пользуются и другими методами ре­гистрации составляющих — записью на магнитной ленте в видеомагнитофонах или на формном материале в электро­гравировальных автоматах и т. д.) Сюда же относятся и преобразования записи — превращение негатива в пози­тив, изготовление печатной формы с негатива или диапо­зитива, преобразование черно-белых изображений в одно­красочные и т. д. Это — градационная, или п е-ре ход на я, стадия. Она завершается получением изображений, подобных модуляторам, показанным на рис. 11.2 и 11.3.

3. Собственно воспроизведение цветов оригинала на основании сделанной ранее записи составляющих. Ина­че — сложение воспроизведенных по фотографической (или иной) записи составляющих K(/n)K, 3(n)3, С(n)С и по­лучение множества цветов оригинала. Эта стадия называет­ся синтетической или синтезом изобра­жения. Картина синтеза ясна из рис. 11.2 и 11.3.

Цветоделение. Для выделения составляющих К(n)К, 3(n)3 и С(n)С цветов объекта применяются светофильтры, пропускание каждого из которых должно находиться при­близительно в пределах одной из зон Гюбля. По областям их пропускания они называются зональными, а по назначению — цветоделительными. За ними по­лучают соответственно красное, зеленое и синее оптические изображения объекта. Яркости изображений в идеальном случае (нерассеивающая фотографическая система) про­порциональны зональным составляющим цветов объекта.


Строго говоря, в получении таких оптических изображений и состоит цветоделение. Однако к этой стадии часто отно­сят и последующее получение цветоделенных негативов, на которых зафиксированы указанные оптические изображе­ния, хотя, в сущности, этот процесс относится уже к гра­дационной стадии воспроизведения. Негативы, получен­ные последовательной съемкой за светофильтрами, назы­ваются цветоде ленными — краснофильтровым, зеленофильтровым и синефильтровым.

Рис. 11.4 иллюстрирует цветоделение на примере выде­ления и регистрации синих зональных составляющих каж­дого из цветов выбранного выше фрагмента. На схеме а изображены кривые отражения полей оригинала — оран­жевой детали и зелено-голубого фона. Заштрихованы пло­щадки, пропорциональные составляющим, выделяемым си­ним светофильтром. От оригинала б отражаются составляю­щие K(/n)K, 3(n)3, С(n)С. Они в соответствии с площадями под кривыми а, взятыми в пределах зон, имеют разные зна­чения, показанные толщинами линий. Синий светофильтр в задерживает составляющие K(/n)K, 3(n)3, а пропускает С(n)С. На схеме г — синее оптическое изображение: фон дает на нем .большую освещенность, деталь — меньшую. Подобным же образом можно представить характер зе­лено- и краснофильтрового цветоделенных оптических изображений.

Градационная стадия. В результате фотографической регистрации цветоделенных оптических изображений по­лучают цветоделенные негативы. Их схемы для рассматри­ваемого случая показаны на рис. 11.5. Оптические плот­ности цветоделенных негативов находятся в прямой зави­симости от цветовых составляющих, отражаемых объектом, или, что то же, от зональных освещенностей в цветоделен­ных оптических изображениях. Другими словами, боль­шие составляющие цветов (зональные световые потоки, от­ражаемые объектом) воспроизводятся большими почерне­ниями, и наоборот. Негатив преобразуют в позитив. Тогда большим зональным составляющим, как и в объекте, соот­ветствуют малые плотности изображения.


Позитив поэто­ му служит дозирующим устройством. Его поля управляют падающими на них излучениями в соответствии с зональ­ным отражением оригинала.

Сравнивая негативы, изображенные на рис. 11.5, с мо­дуляторами на рис. 11.2, нетрудно убедиться, что модуля­торы можно изготовить обычным копированием цветоде­ленных негативов.

При получении изображений под аддитивный синтез градационная стадия заканчивается на изготовлении таких позитивов (они называются цветоделенными). Если устано­вить цветоделенные диапозитивы в проекционных фона­рях, дающих зональные излучения, то поля изображений будут дозировать зональные излучения подобно полям объекта (рис. 11.2).

Чтобы провести субтрактивный синтез, необходимо превратить черно-белые позитивы в однокрасочные. Позитив, на котором зарегистрирована красная составляющая, воспроизводится голубой краской, потому что именно она управляет красным излучением, зарегистрированным на соответствующем негативе (см. с. 58). Зеленофильтровый позитив превращают в пурпурный, а синефильтровый — в желтый. При субтрактивном синтезе зональные излуче-



Рис. 11.4. Цветоделение через синий светофильтр:

а — кривые отражения детали и фона фрагмента; б — фрагмент: СдС, СфС, ЗдЗ, ЗфЗ, КдК, КФК — зональные составляющие цветов (в соответствии с кривыми отра­жения); о — синий светофильтр; г — цветоделенное оптическое изоб­ражение; выделены составляющие СдС и СфС



Рис. 11.5. Цветоделенные нега­тивы фрагмента: с — с!жефнльтровый; з — зелено-фильтровый; к — красмофильтро-иый



Рис. 11.6. Схема субтрактив-ного синтеза в отраженном свете наложением однокрасоч­ных изображений на бумагу.

ния дозируются не серыми полями, как в аддитивном, а од­нокрасочными. Пути превращения серых позитивов в од­нокрасочные зависят от техники воспроизведения (цвет­ная фотография, полиграфия и т. д.). Однокрасочные изображения называют частичными.

Градационные свойства всех трех частичных изображе­ний должны быть согласованы.


Если это требование нару­шено, то одна или две цветовых составляющих будут пре­обладать над остальными. В сторону, указываемую ими, сместятся цвета изображения, например будут иметь красноватый оттенок. При несогласовании контрастности ис­кажения направлены в разные стороны, например света оказываются красноватыми, а тени — синеватыми. Сте­пень согласованности частичных изображений называет­ся б а л а н с о м. О балансе судят по характеру воспроиз­ведения серой шкалы, которая фотографируется вместе с оригиналом. На репродукции она получается серой, если баланс достигнут.

Синтез. Эта часть процесса состоит в смешении цвето­вых составляющих, записанных ранее, и получении в ре­зультате этого цветов-копий, а в целом — репродукции оригинала в виде фотографического позитива, цветного изображения на экране или оттиска с печатной формы.

Аддитивно синтезируемые цвета можно представить че­рез оптические плотности модуляторов. Как было показано выше (уравнения 11.1), коэффициенты их пропускания — цветовые координаты синтезируемых цветов.

Следовательно, аддитивно синтезируемый цвет каждого поля выражается уравнением



диапозитивов (модуляторов) в зонах спектра; п — номер поля.

Рассмотрим теперь количественные соотношения иде­ального субтрактивного синтеза (рис. 11.3). Степень по­глощения света идеальной краской определяется ее зональ­ной плотностью Dji=lgF0i/Fi. Следовательно, коэффициенты пропускания красок в общем случае равны ?i = 10-Dji , где верхним индексом / обозначается краска, а нижним i — зона, в которой измерена плотность краски. Для идеальных красок плотность отличается от нуля только в зоне, управ­ляемой краской. Реальные же краски, как мы увидим позд­нее, имеют плотности во всех зонах спектра.

В соответствии со сказанным для желтой краски можно записать: ?жс

= 10-Dji, для пурпурной ?пз = 10 -Dпз и для голубой ?гк = 10-Dгк. Исходя из этого любой цвет Ц(n) репродукции, субтрактивно синтезированный идеальными красками, выражается уравнением





Следовательно, идеальный субтрактивный синтез под­ чиняется тем же соотношениям, что и аддитивный. В реаль­ном же случае (см. гл. 12) синтез значительно усложня­ется.

В полиграфии и в цветной фотографии применяется син­тез красками, наложенными на бумагу. При этом изобра­жение рассматривается в отраженном свете. Такой случай принципиально тождествен описанному выше (рис. 11.2). На рис 11.6 показано поле, образованное наложением красок на бумагу. Для наглядности красочные слои пока­заны не совмещенными, а расположенными на некотором расстоянии друг от друга и от подложки. При идеальном синтезе эта схема отличается от изображенной на рис. 11.3 только тем, что луч проходит через слои и затем, отразив­шись от подложки, проходит через них во второй раз. Путь луча в красочных слоях, таким образом, удваивается. По­скольку D — xcl, удвоение пути равноценно увеличению оптических плотностей краски по сравнению с измеренны­ми в проходящем свете в два раза.

11.3. ПРИМЕР ИДЕАЛЬНОГО ПРОЦЕССА

Рассмотрев отдельные стадии цветовоспроизведения, проанали­зируем процесс в целом. Сделаем это на примере, имеющем общий ха­рактер, воспроизведения фрагмента оригинала (рис. 11.1, а). Заме­на его цветов на другие приведет только к изменению значений ха­рактеристик изображений (цветовых координат, оптических плотнос­тей), а принципиальных изменений в процессе не произойдет. Зададимся условиями воспроизведения.

Спектральные свойства оригинала. Выберем оригинал, имею­щий кривые отражения, показанные на рис. 11.7, а.

Освещенность оригинала. Положим, что взят эквиэнергетичес-кий источник, создающий на поверхности оригинала освещенность Е0

= 300 лк. В этом случае зональные освещенности E0i = 100 лк.

Характеристики фотографирующей системы. Пусть свойства объектива (светосила, коэффициент пропускания линз и т. д.) тако­вы, что наибольшая освещенность в оптическом изображении (т.е. создаваемая белым полем оригинала) в 10 раз ниже освещенности оригинала.


Выдержка t = 1 с, а кратность всех трех цветоделитель-ных светофильтров f = 2. Допустим, что негативный материал имеет спектральную чувствительность, равномерно распределенную по спектру. Характеристические кривые как негативного, так и пози­тивного материалов — прямые линии, наклоненные к оси абсцисс под углом 45°.

Характеристики преобразования черно-белых позитивных цвето-деленных изображений в однокрасочные. Условимся, что оптичес­кие плотности цветоделепных диапозитивов преобразуются в зональ­ные плотности частичных изображений, образованных идеальными красками, с уменьшением зональных плотностей, относительно до­стигнутых на диапозитивах на 0,1 единицы.

Выбрав условия, проанализируем процесс. Составим уравне­ния цветок полей; оригинала. С этой целью найдем зональные коэф­фициенты отражения оригинала рi, усреднив значения р?, взятые в



Рис. 11.7. Спектральные характеристики полей фраг­мента

а — кривая р(л); б средние значения плотностей, взятые п пределах зон

пределах зон, т е. рi. =p?cp. На рис. 11 7, б показаны горизонталь ными линиями плотности di, полученные по значениям рi. Зональ­ные координаты имеют следующие значения. Деталь. С = 0,1, 3=0,5; К = 0,8. Фон С = 0,5; 3 = 0,8; К = 0,1. Чтобы сделать сравнение оригинала с репродукцией более наглядным, целесооб­разно от р; перейти к Di = — lg рi; (рис. 11 7, б). Значения D i ука­заны на рисунке. В соответствии с зональными плотностями цвета оригинала можно выразить следующими уравнениями. Деталь.



Вычислим экспозиции, сообщаемые негативному материалу при цветоделительной съемке, учитывая освещенность оригинала и ха­рактеристики фотографирующей системы.

Освещенности и оптическом изображении без учета свойств объ-

ектпва и светофильтров рассчитываются по формуле Ei=10-Dopi

E0i где Dopi— зональные оптические плотности полей оригинала. Учти снижение освещениостей вследствие неполного пропускания объектива (в нашем примере в 10 раз) и светофильтров (в два раза), получим







Рис. 11.8. Схема графического определения оптиче­ских плотностей диапозитивов:

D" — плотность негатива; Dn

—плотность позитива

Вычисленные значения освещенностей в цветоделенных опти­ческих изображениях приведены в табл. 11.1.

11.1. Характеристики цветоделенных изображений

Иоле оригина­ла

Освещенности в цве­тоделенных оптичес­ких изображениях, лк

Экспозиции, получае­мые материалом при цветоделении

Оптически с плотности цве­тоделенных негативов

 







lgHk

lgHз

lgHз







Деталь

4,0

2,5

0,5

0,6

0,4

—0,3

1,1

0,9

0,2

Фон

0,5

4,0

2,5

—0,3

0,0

0,4

0,2

1,1

0,9

Так как выдержка во всех случаях равна 1 с, то освещенности численно равны экспозициям. Логарифмы экспозиций, сообщаемых материалу при цветоделении, также приведены в табл. 11.1.

Воспользуемся для получения цветоделенных негативов материа­лом, имеющим характеристическую кривую, показанную в левой части рис. 11.8. По значениям lg Hi;, сообщаемым, например, деталью, можно определить оптические плотности соответствующих полей негативов (0,2; 0,9 и 1,1), а затем — по методу Джонса (извест­ный из теории фотографических процессов метод расчета сложных градационных систем) найти оптические плотности цветоделенных диа.позитивов. Значения получаемых плотностей видны на графиках ц в табл. 11.2. Было принято, что зональные оптические плотности частичных изображений меньше оптических плотностей диаиозити bob на 0,1.

:

11.2. Характеристики модуляторов и частичных изображений

 

Оптические плотности цветоде-лепных диапозитивов

Зональные плотности частичных изображений

Поле оригинала

Dk





Dkг

Dзп

Dсж

Деталь

0,3

0,5

1.2

0,2

0,4

1 ,1

Фон

1,2

0,3

0,5

1,1

0,2

0,4

Введем обозначения: ?lgHн, ?lgНп — интервалы экспозиций, сооб­щаемых негативному и позитивному материалам; ?Dн, ?Dп — ин­тервалы плотностей негатива и позитива, ?н



, ?п — коэффициенты контрастности негатива и позитива. Из рис. 11.8 следует



Подставив (11.4) в (11.5), получим



И, следовательно,



По последней формуле можно вычислить только интервалы плот­ностей диапозитива, так как сами плотности зависят от значений lg H, определяемых выдержкой при копировании. Задавшись значе­ниями D" и lg Я", т. е. привязав характеристическую кривую пози­тивного материала к кривой негативного, получим соотношения, по­казанные на рисунке.

Рассмотрим действие цветоделенных диапозитивов при адди­тивном синтезе и полученных с них однокрасочных (частичных) изображений при субтрактивпом.

Аддитивный синтез. Цветоделенные диапозитивы, полученные в результате идеального градационного процесса (табл. 11.2), поста­вим в проекционные фонари и дадим характеристику цветов, синтезированных на экране (рис. 11.2). Они описываются следующими уравнениями. Деталь:



Из их сопоставления с уравнениями (11.3, а) и (11.3, б) следует, что яркости репродукции меньше соответствующих яркостей ориги­нала в 10~0-2 = 0,63 раза. Это видно из разницы показателей сте­пени. Чтобы сделать изложение более наглядным, перейдем к урав­нениям, в которых цветовые координаты представлены как 10 * =

= pi

Деталь:



При сравнении цветовых координат репродукции (уравнения 11.3, д и 11.3, е) и оригинала (рис. 11.7, а) видно, что их отношения постоянны. Поэтому цветности репродукции строго повторяют цвет­ности оригинала, что достаточно при воспроизведении отражающих объектов. Это подтверждается и расчетом цветового тона и насыщен­ности по формулам (4.2) и (4.3). Значение показателя цветового тона как для репродукции, так и для оригинала равно 1,75, а показателя насыщенности — около 11.

В идеальном процессе можно строго воспроизвести не только цветности, но и цвета. Для этого есть два пути. Первый заключает­ся в увеличении яркости ламп проекторов (рис. 11.2) в соответствии с отношением координат цветов оригинала и копии в 1,6 раза.


Тогда возрастут единичные количества основных, и цветовые составляю­щие уравнений цветов репродукции и оригинала станут равными. Второй путь — уменьшение выдержки при копировании цветоде-ленных негативов. Ее нужно уменьшить так, чтобы оптические плот­ности диапозитивов уменьшились на 0,2. Поскольку коэффициент контрастности копировального материала равен единице, выдержка должна составлять 0,63 с. Тогда диапозитив будет иметь плотности, отмеченные на рис. 11.8 кружками и соответствующие требуемым уравнениям (11.3, а) и (11.3, б).

Субтрактивный синтез. Переведем серебро диапозитивов в соот­ветствующие количества идеальных красок. Это можно сделать толь­ко умозрительно, поскольку таких красок в природе нет. Поэтому пути перевода здесь не рассматриваются. Как было показано выше, зональные плотности частичных изображений должны быть меньше оптических плотностей диапозитивов на 0,1 (см. табл. 11.2).

На основании выражения (11.3) составим уравнения цветов, полученных на экране при субтрактивном синтезе по схеме, показан­ной на рис. 11.3.

Деталь:



Цветовой тон и насыщенность остаются на прежнем уровне: Rц.т = 1.75 и Rn

=11.

Снижение яркости репродукции можно компенсировать, если это требуется, указанными выше путями.

Все приведенные соотношения относятся не только к синтезу цветного изображения на экране, но и к синтезу в отраженном свете с учетом поправок, приведенных на с. 152.

11.4. «ВЫДЕЛЕНИЕ КРАСОК» В РЕЗУЛЬТАТЕ Ц Е ЕТО Д Е Л И Т ЕЛ ЬНО И СЪ ЕМ К И

Идеальный субтрактивный синтез основан на том, что каждая краска управляет одной зональной составляющей синтезируемых цветов: голубая — красной, пурпурная — зеленой, желтая — синей. На цветоделенных негативах должны быть зарегистрированы соответствующие опти­ческие изображения оригинала — красное, зеленое или синее. Негативы в конце концов преобразуют в однокра­сочные позитивные изображения, регулирующие интенсив­ности зональных излучений. Поэтому цветоделение под субтрактивный синтез называют также «выделением красок», а сами краски, которыми формируются частичные изобра­жения, — выделяемыми.


Таким образом, выражение «вы­делить краску» — значит сфотографировать те участки оригинала, которые воспроизводятся ею. При этом опти­ческие плотности цветоделенных негативов должны соот­ветствовать градации количеств краски, нужных для точ­ного воспроизведения оригинала.

Поскольку красное излучение управляется голубой краской, то негатив, на котором зарегистрированы красные составляющие, превращают в голубое частичное изображе­ние. Поэтому процесс регистрации красных составляющих называется выделением голубой краски. Чем меньше опти­ческая плотность участка краснофильтрового негатива, тем больше оптическая плотность диапозитива и, следова­тельно, количество краски на соответствующем поле изо­бражения. Точно так же на зеленофильтровом негативе выделена пурпурная краска, а на синефильтровом — жел­тая.

Принцип цветоделения как процесса выделения краски можно проиллюстрировать следующим образом. Пусть на экране фотоаппарата рядом с цветным оригиналом на­ходится однокрасочный ступенчатый клин, например жел-



тый. При фотографировании через синий светофильтр те участки клина и оригинала, которые имеют одинаковые зо­нальные плотности, будут воспроизведены одинаково. Сле­довательно, через синий светофильтр фотографируются те участки оригинала, которые воспроизводятся желтой краской, взятой в соответствующих количествах, т. е. «вы­деляется» эта краска. Приведенный пример распространя.-ется и на другие краски.

Основное требование цветоделения под субтрактивный синтез состоит в том, чтобы оптические плотности каждого из цветоделенных негативов зависели от количеств, выде-ляемых красок и не зависели от количеств невыделяемых.

При цветоделении под субтрактивный синтез в полигра­фической технике негативы часто называют не по свето­фильтрам, а по краскам. Краснофильтровый негатив (или диапозитив) носит название «голубого», зеленофильтро-вый - «пурпурного» и синефильтровый — «желтого». Эти названия неудачны, но для полиграфистов они стали тра­диционными.



11.5. ТРЕБОВАНИЯ К ЦВЕТОДЕЛИТЕЛЬНЫМ СВЕТОФИЛЬТРАМ

Задача цветоделения состоит в выделении зональных составляющих каждого из цветов оригинала для их после­дующей фотографической регистрации (см. с. 147). Рассмот­рим, как влияет на точность ее решения ширина спектраль­ного интервала, пропускаемого светофильтром.

Пусть, например, зелено-голубое поле оригинала отра­жает в соответствии с кривой, показанной на рис. 11.9, а сплошной линией. Результаты цветоделения через строго зональные светофильтры (рис. 11.9,6) показаны на рис. 11.9, в: небольшое отражение в синей зоне обеспечит сравнительно невысокую плотность синефильтрового не­гатива, а большое отражение в зеленой зоне — большую плотность зеленофильтрового. Краснофильтровый негатив будет иметь плотность весьма незначительную, соответст­вующую отражению поля объекта в красной зоне. Все не­гативы получены в одинаковых условиях проявления и экспонирования с учетом спектральной чувствительности материала в каждой из зон. Следовательно, цель цветоде­ления — регистрация интенсивности зональных излуче­ний — при использовании зональных светофильтров будет достигнута. В рассмотренном случае плотности цветоделен­ных негативов, а следовательно, и количества выделенных



Рис. 11.9. К выбору границ пропу­скания ц1зетолелительны.х свето­фильтров:

а — спектральная кривая зелено-голу­бого ноля оригинала; б — спектраль­ные кривые светофильтров; в — нега­тивные изображения поля, полученные цветоделением через зональные свето­фильтры; г — то же, но сннефильтро-вый негатив получен цветоделением через сине-голубой светофильтр

красок зависят только от отражения оригинала в зоне ре­гистрации и не зависят от его отражения в других зонах спектра.

Изменим условия опыта. Возьмем вместо строго зо­нального синего светофильтра сине-зеленый, пропускаю­щий не только в синей, но в той или иной мере и в зеленой зоне. Его кривая показана на рис. 11.9.6 пунктиром. Оптическая плотность еннефильтрово-го негатива возрастает (рис. 11.9, г), потому что при экспонировании на ма­териал будут действовать излучения не только синей, но и зеленой зоны.


Более того, плотность теперь за­висит от отражения объек­та в зеленой зоне, управ­ляемой не желтой, а пур­пурной краской. Если пе­рейти к объекту, спект­ ральная кривая которого показана на рис. 11.9, а пунктиром, оптическая плотность синефильтрового негатива уменьшится. Ко­личество выделенной на этом негативе желтой крас­ки увеличится, несмотря на то что отражение объек­та в синей зоне не измени­лось. Отсюда следует, что условие цветоделения, тре­бующее, чтобы плотность цветоделенного негати­ва (и, следовательно, ко­личество выделенной краски) зависела только от отраже­ния объекта в зоне пропускания светофильтров, при рас­сматриваемом светофильтре не соблюдается

Таким образом, если светофильтр пропускает в двух зонах спектра, то нарушается основное требование цвето­деления - выделение и регистрация зональных световых потоков, отражаемых оригиналом.

Можно определить допустимое пропускание свето­фильтра в зоне, не выделяемой им. Оно приемлемо в том случае, если интенсивность выходящего за пределы зоны и пропущенного светофильтром излучения такова, что не зарегистрируется материалом. Это происходит, когда экс­позиции, сообщаемые излучениями невыделяемой зоны, меньше пороговых или, по крайней мере, близки к ним. Най­дем условие, при котором упомянутое требование выпол­няется. Интервал оригинала, изготовленного на непрозрач­ной подложке, не превышает ?D = 2 (фактически он мень­ше этого значения). Следовательно, световой поток, отра­женный светлыми участками объекта, в 100 раз больше отраженного темными. Выдержку при съемке (в том числе цветоделительной) рассчитывают так, чтобы теневые участ­ки негатива имели плотность, близкую к плотности вуа­ли, а экспозиции, полученные ими, были бы близки к поро­говым. Из теории фотографических процессов известно, что интервал экспозиций, сообщаемых через любой модулятор, равен интервалу его оптических плотностей. Это значит, что плотность светофильтра в той зоне, которую светофильтр не выделяет, должна превышать его минимальную плот­ность по крайней мере на две единицы.


В этом случае све­тофильтр в невыделяемой зоне будет пропускать в 100 раз меньше, чем в выделяемой. При таком соотношении пропус­каний даже самые мощные излучения невыделяемой зоны не будут регистрироваться: их интенсивности уменьшаются светофильтром в 100 раз по сравнению с выделяемыми, и поэтому экспозиции, даваемые ими, равны пороговым. Сле­довательно, соблюдение указанного требования обеспечи­вает достаточно строгую регистрацию только выделяемых излучений.

Интервалы прозрачных оригиналов больше интервалов непрозрачных, отражающих, и допустимый перепад плотно­стей светофильтра в этом случае должен быть соответствен­но увеличен.

Сужение ширины области пропускания светофильтра относительно предельной не приводит к ухудшению цветоде­ления, за исключением тех случаев, когда кривая отражения объекта очень крута. Тогда за «узким» светофильтром мо­жет быть зарегистрировано отражение, отличающееся от среднего зонального. Однако это мало вероятно, поскольку объекты природы имеют плавные спектральные кривые. Тем не менее «узкие» светофильтры не получили распро­странения, потому что с сужением полосы пропускания воз­растает кратность. При съемке со светофильтром, пропускающим половину зоны, продолжительность экспониро­вания приходится увеличивать вдвое по сравнению с вы­держкой при обычном светофильтре.

Выпускаемые в настоящее время стеклянные светофильт­ры (ГОСТ 9411—66) дают возможность решить задачу цве­тоделения — регистрацию зональных составляющих -достаточно строго. То же можно сказать и о желатиновых светофильтрах.

Иногда в литературе встречаются указания на несовер­шенство светофильтров, вследствие которого страдает ка­чество цветоделения. Однако, как мы увидим из дальней­шего, так называемые «цветоделительные искажения» на самом деле связаны с многозональностью красок субтрак-тивного синтеза, не позволяющей правильно воспроизводить запись оптического изображения, сделанную при цветоде­лении (см.

Содержание раздела