Đặt vấn đề

Khi in với gamut màu lớn, sẽ tạo ra hình ảnh có màu sắc sống động và chi tiết hình ảnh có chiều sâu hơn. Thực tế, vẫn có thể đạt được gamut màu tiêu chuẩn với các màu CMYK, được in bằng hệ thống in Offset theo tiêu chuẩn ISO 12647-2: 2013. Có thể gia tăng hoặc mở rộng gamut màu trong quá trình in bằng cách tăng giá trị Density và kiểm soát dotgain.

Làm thế nào với một nguồn lực vừa phải, vẫn có thể đạt được khả năng in tốt nhất, trong môi trường sản xuất cạnh tranh về chất lượng và thời gian? Câu trả lời là, khi chúng ta in hàng ngày, chỉ cần xác định giá trị density/lab phù hợp để đảm bảo gamut màu lớn nhất có thể, với một loại giấy và mực nhất định.

Để thực tế hóa điều này, trong một điều kiện in cụ thể, chúng ta cần thực nghiệm để xác định giá trị density phù hợp với các loại giấy và mực để cho gamut lớn nhất, các thử nghiệm in đề cập dưới đây, có thể được thực hiện theo các bước như nhau ở mỗi một nhà in cụ thể. Ban đầu, chúng ta sẽ in thử nghiệm trên loại giấy và mực cụ thể theo giá trị tiêu chuẩn (mật độ, gia tăng tầng thứ,…vd, theo tiêu chuẩn ISO 12647-2: 2013).

Sau đó, tiến hành thay đổi các giá trị mật độ tương ứng trong quá trình thử nghiệm. Bước thứ nhất giảm giá trị mật độ của tất cả các màu so với giá trị tiêu chuẩn là -0.15, -0.30. Bước hai, tăng + 0.15, + 0.30, so với giá trị tiêu chuẩn. Các gamut màu của các thử nghiệm sẽ được hiển thi và so sánh với nhau.

Từ lý thuyết và thực nghiệm, cho thấy rằng giá trị mật độ mực ảnh hưởng trực tiếp đến gamut màu trong in offset. Tính toán cho thấy rằng gamut màu thu hẹp khi giá trị mật độ mực giảm và ngược lại.

Trong bài này, Prima sẽ thử nghiệm và đưa ra báo cáo thực tế về cách mà gamut màu sẽ biến đổi như thế nào khi chúng ta thay đổi giá trị mật độ tông nguyên (SID – Solid Ink Dendity) của từng màu CMYK. Trong bài sau, Prima sẽ đưa ra cách thực nghiệm để có thể đạt được gamut tối ưu, phù hợp với mỗi loại giấy và loại mực cụ thể.

Hệ màu và gamut màu

Từ khi sử dụng màu sắc trong hội họa và in ấn, con người luôn tìm nhiều cách thức để hệ thống hóa màu sắc. Vào đầu thế kỷ 20, một họa sĩ tên là A.H. Munsell đã xác định cách phối màu, trong đó một màu được xác định bởi ba thông số là tông màu, độ bảo hòa và độ sáng. Năm 1930, International Commission on Illumination (CIE) được thành lập, đã hệ thống hóa màu sắc bằng không gian màu ba chiều. Theo đó, tất cả các màu có trong tự nhiên được mô tả trong một không gian màu. Mỗi một màu trong không gian màu, được định nghĩa bằng ba thông số:

• Tông màu (Hue): đó là cảm nhận màu của vật thể, như màu đỏ, vàng, xanh lá cây và xanh lam…. trong không gian màu, đó là thông số chỉ góc tọa độ của màu đó.
• Độ bão hòa (Saturation): là một cảm nhận tri giác duy nhất tách biệt với tông màu. Độ bão hòa là độ sặc sỡ so với độ sáng của chính nó, trong khi sắc độ là độ sặc sỡ so với độ sáng của một vùng được chiếu sáng tương tự có màu trắng (Fairchild, 2013).
• Độ sáng (Brightness): mô tả độ sáng hoặc tối của một màu.

Ba thông số này mô tả trong không gian ba chiều của không gian màu. Chỉ có thể định nghĩa đúng một màu bằng tọa độ của nó trong không gian màu.

Hình 1: Các giá trị của màu, được mô tả trong không gian màu

CIE L*a*b

Vào năm 1976, với mục đích ước tính sự đồng nhất về tri giác bằng cách mô phỏng phản ứng phi tuyến tính của mắt người, CIE đã đề xuất không gian CIE L*a*b* (L độ sáng, a và b là tông màu và độ bảo hòa). CIE mô tả lại cách mắt người nhìn màu và hoạt động với ba tín hiệu cơ bản giống như trong mắt người. Cấu trúc màu L*a*b* được xây dựng dựa trên thực tế là tại mỗi thời điểm, mỗi một màu chỉ có một giá trị duy nhất, không thể vừa là màu đỏ, vừa là màu xanh. Các giá trị đơn giản được sử dụng để mô tả một màu. L* đại diện cho độ đậm nhạt, a* đại diện cho giá trị màu đỏ/xanh lá cây, b* đại diện cho giá trị màu vàng/xanh lam của màu trong hệ thống CIE L*a*b*. (Tritton, 2004; Adams & Weisberg 2000).

• Giá trị L * xác định độ sáng từ 0 đến 100, nghĩa là màu đậm hay nhạt. L=0 màu đen và L=100 là màu trắng, trục L* còn được gọi là trục độ sáng
• Giá trị (-a*) giá trị âm xác định độ xanh lá (green) từ 0 đến 100. (a*) giá trị dương xác định độ đỏ (red) từ 0 đến 100
• Giá trị b * dương xác định độ vàng (yellow) từ 0 đến 100. Giá trị b * âm xác định độ xanh tím (blue) từ 0 đến 100.
• Ở tâm hệ trục không màu, a* và b* bằng nhau và bằng 0. Khi các giá trị a* và b* tăng và hướng phía ngoài biên của vòng tròn thì độ bão hòa màu cũng tăng theo.

CIE L * a * b * là hệ màu được sử dụng phổ biến nhất. Máy tính và phần mềm được sử dụng trong Desktop Publishing, CEPS (Color Electronic Prepress System) và in ấn đều dựa trên hệ màu CIE L * a * b *.

Gamut

Màu sắc trong tự nhiên mà mắt người cảm nhận có vô số màu, được mô tả trong không gian màu CIE Lab. In ấn cũng như các kỹ thuật phục chế khác, không thể mô phỏng lại tất cả các màu có trong tự nhiên, mà chỉ có thể phục chế được một số lượng màu nhất định. Gamut là khoảng không gian màu mà một kỹ thuật phục chế (màn hình máy tính, máy in kỹ thuật số, máy in offset, chụp ảnh….) có thể tái tạo được.

Đối với ngành in nói chung và in offset nói riêng, Gamut của một điều kiện in được xác định bởi ba yếu tố chính là Hue (tông màu), Brightness (độ sáng) và Saturation (độ bão hòa). Ngoài ra Gamut của in offset còn bị ảnh hưởng bởi các đặc tính kỹ thuật trong quá trình xử lý dữ liệu, của quá trình in và đặc tính vật liệu (vật liệu nền, mực in…). Gamut của in offset là một trong những Gamut nhỏ nhất, tất cả các nghiên cứu, biện pháp được ngành in xây dựng và công nhận hầu hết chúng đều nhằm cải thiện khoảng không gian phục chế này.

Hình 2: Gamut của các kỹ thuật phục chế khác nhau, CMYK là Gamut của kỹ thuật in offset.

Mật độ mực vùng tông nguyên (SID – Solid ink Density)

SID là giá trị mật độ mực được đo tại vùng tông nguyên, giá trị SID của một lớp mực phụ thuộc vào chất lượng của hạt mực, mật độ tập trung của các hạt mực và độ dày của lớp mực. Đo mật độ vùng tông nguyên sẽ gián tiếp cho biết độ dày lớp mực in.

Nguyên lý đo mật độ dựa trên lượng ánh sáng phản xạ lại từ mẫu và cảm nhận về độ sáng tối của mắt người. Lớp mực càng dày hấp thụ ánh sáng càng nhiều, phản xạ ít ánh sáng làm cho mắt người cảm nhận vùng được đo “đậm hơn” hay “nhạt hơn”, tùy vào độ dày của lớp mực. SID càng lớn thì lớp mực càng dày.

Hình 3: Nguyên lý đo mật độ và mối tương quan của SID với độ dày lớp mực

Một màu trong không gian màu CIELAB có ba giá trị L*, a*, b* với L* là độ sáng, a* và b* là các trục màu. Khi tăng giá trị mật độ, có nghĩa lớp mực lúc này dày hơn, các hạt màu (pigment) nhiều hơn. Màu mực khi này trở nên đậm hơn, giá trị L* sẽ giảm xuống do mật độ mực cao hơn làm giảm độ sáng của màu. Các  giá trị a* và b* cũng thay đổi theo hướng ra phía ngoài biên của vòng tròn, nghĩa là tăng độ bão hòa màu.

 

Điểm E (Equy-Energy Spectrum) trong hình 4, được gọi là điểm cân bằng năng lượng phổ hay cũng có thể gọi là điểm A (Achromatic) – điểm không màu. Độ bão hòa của các màu tăng dần từ tâm ra ngoài biên. Khi độ bão hòa màu tăng, nó kéo giãn không gian màu mở rộng ra, và vì SID tăng thì độ bão hòa màu tăng, nên từ đó ta thấy rằng khi tăng giá trị mật độ thì không gian màu cũng mở rộng theo.

Hình 4: Tăng độ dày lớp mực, làm tăng độ bảo hòa màu và kéo giãn các màu về rìa của không gian màu.

Nguyên liệu và phương pháp thử nghiệm

Sử dụng quy trình thiết kế dữ liệu theo quy chuẩn, thiết bị đo và nguyên liệu bao gồm

• CTP: Suprraseter A105
• Trame AM, 175 lpi
• Sử dụng máy đo Spectrodens
• Bảng màu: IT8 7/4 gồm 1617 ô màu, dùng để đo và tạo gamut màu cho tờ in.
• Đo IT8 7/4 bằng máy đo i1 pro2, tạo ICC profile bằng i1 profiler
• Đánh giá và so sánh đánh giá gamut bằng Colorthink.
• Giấy Coated 150gsm
• Mực Summitec (ISO 2846-1)
• Sử dụng máy in Komori Enthrone 29.

Hình 5: Đo bảng màu để tạo ICC và vẽ Gamut

Mục đích của thử nghiệm: Với mỗi loại giấy và loại mực cụ thể, khi tăng hoặc giảm SID của từng màu và của cả 4 màu CMYK thì Gamut sẽ thay đổi theo chiều hướng như thế nào.

Quy trình thử nghiệm

1. Máy in đã được hiệu chỉnh
2. Tạo CIP3 và nạp vào máy in. In thử nghiệm đầu tiên.
3. Canh chỉnh để tờ in đạt giá trị ISO 12647 -2: 2013
4. Tăng và giảm dần SID của từng màu với biên độ ± 0.15D
5. Tạo ICC và đo gamut màu sau mỗi lần tăng hoặc giảm
6. Tăng và giảm  dần SID của cả 4 màu CMYK cũng với biên độ ± 0.15D
7. So sánh gamut của mỗi lần tăng giảm này với gamut của ISO 12647-2: 2013.

Kết quả thử nghiệm

Sau khi hiệu chỉnh máy in, tạo CIP3 và nạp vào máy in. Tiến hành in, canh chỉnh chồng màu và điều chỉnh mực để đạt giá trị Lab theo ISO 12647-2:2013.

Bảng 1: L*a*b* chuẩn của ISO-12647-2: 2013 (bên trên) và giá trị đạt được trên tờ in thực tế (bên dưới)

Đo và vẽ đường gia tăng tầng thứ

Bảng 2: Giá trị GTTT các màu CMYK đã được in trên giấy Coated 150.

Bảng 3: Đồ thị GTTT của bài in thử nghiệm.

Với Lab như bảng 1, gia tăng tầng thứ ở đồ thị bảng 2, SID đo được của mỗi màu, C: 1.49. M: 1.43. Y: 1.41. K: 1.83.

Thử nghiệm 1

Đối với thử nghiệm đầu tiên, giá trị mật độ mực màu Cyan được tăng lên, trong khi các giá trị màu khác được giữ nguyên. Giá trị mật độ mực màu Cyan sau khi được thay đổi sẽ là: 1.56, 1.69, 1.83.

Hình 6 cho thấy gamut màu tăng nhẹ so với ISO 12647-2: 2013, khi tăng giá trị mật độ màu Cyan lên + 0.15D và + 0.30, trong khi các màu khác được giữ nguyên.

Hình 6: Khi tăng SID của Cyan, gamut được mở rộng hơn ở vùng Cyan, so với IS0 12647-2:2013.

Thử nghiệm 2

Đối với thử nghiệm 2, SID Magenta được tăng lên, trong khi các giá trị mật độ mực của các màu còn được giữ nguyên. Giá trị màu Magenta sau khi thay đổi đo được lần lượt là 1.48, 1.67, 1.81.

Hình 7 cho thấy gamut màu không thay đổi so với ISO 12647-2: 2013 khi các giá trị mật độ màu Magenta được tăng lên +0.15 D và +0.30 trong khi các màu khác được giữ nguyên.

Hình 7: Khi tăng SID của Magenta, gamut không có sự khác biệt so với IS0 12647-2:2013.

Thử nghiệm 3

Thử nghiệm thứ ba, các giá trị mật độ màu Yellow được tăng lên, trong khi các giá trị màu khác được giữ nguyên. Các giá trị về điểm tram trên bản in đã bù trừ 20% so với giá trị tiêu chuẩn. Giá trị màu Yellow sau khi thay đổi đo được lần lượt là 1.41, 1.54, 1.70.

Hình 8: Khi tăng SID của Yellow, gamut mở rộng khá lớn trong vùng màu vàng so với IS0 12647-2:2013

Hình 8 cho thấy gamut màu được mở rộng trong vùng màu Yellow so với ISO 12647-2: 2013 khi các giá trị mật độ màu Yellow được tăng lên + 0.15 và + 0.30, trong khi các màu còn lại được giữ nguyên. Ngoài ra, cũng thấy rằng các giá trị về điểm tram thay đổi đã làm ảnh hưởng đến kết quả của gamut màu.

Thử nghiệm 4

Đối với thử nghiệm thứ tư, các giá trị mật độ màu Black được tăng lên, trong khi các giá trị màu khác được giữ nguyên. Giá trị màu Black sau khi thay đổi đo được lần lượt là 1.83, 2.08, 2.16.

Hình 9: Tăng SID của màu đen, không làm ảnh hưởng đến gamut so với IS0 12647-2:2013

Hình 9 cho thấy gamut màu không thay đổi so với chuẩn ISO 12647-2: 2013 khi các giá trị mật độ màu Black được tăng lên + 0.15 và + 030 trong khi các màu khác được giữ nguyên.

Thử nghiệm 5

Thay đổi SID của bốn màu CMYK cùng một lúc, cụ thể như sau: đầu tiên tăng SID của 4 màu lên +0.15, + 0.30, sau đó giảm xuống -0.15, – 0.30 so với ISO 12647-2:2013. SID của các màu trong thử nghiệm như sau:

– Cyan: 1.28, 1.41, 1.48, 1.67, 1.89.

– Magenta: 1.18, 1.31, 1.42, 1.61, 1.78.

– Yellow: 1.21, 1.32, 1.43, 1.58, 1.75.

– Black: 1.53, 1.68, 1.81, 1.98, 2.07.

Giá trị mật độ của tất cả các màu đã được thay đổi theo tỷ lệ nhất định và các gamut màu được so sánh với nhau.

Hình 10: Giảm SID cả 4 màu CMYK, gamut bị thu hẹp. Tăng SID của cả 4 màu CMYK, gamut mở rộng hơn so với IS0 12647-2:2013, nhất là ở tất cả các vùng của không gian màu.

Hình 10 cho thấy ảnh hưởng của các giá trị SID khác nhau đến gamut màu. Trong đó đường màu xanh lá đại diện cho gamut theo ISO 12647-2. Đường màu trắng trắng là gamut khi tăng SID của 4 màu thêm + 0.15; đường màu vàng đại diện cho các giá trị SID + 0.30. Gamut này lớn nhất

Gamut thu hẹp lại khi SID giảm – 0.15 và – 0.30. Đường màu hồng đại diện cho SID giảm -0.15, đường màu đỏ mô tả gamut khi giảm SID của 4 màu – 0.30.

Từ các thực nghiệm đã chứng minh. Khi tăng SID từ -0.30 lên +0.30, gamut màu được mở rộng rất nhiều. Đo bằng số lượng màu được phục chế trong mỗi gamut cho thấy như hình 11

Hình 11: Số lượng màu trong mỗi gamut tăng dần khi SID ttăng

Kết luận

Thực nghiệm cho thấy rằng giá trị mật độ mực ảnh hưởng trực tiếp đến gamut của in Offset. Gamut màu thu hẹp lại khi giá trị mật độ mực giảm và ngược lại. Như vậy bằng các thay đổi SID của 4 màu, chúng ta có thể tăng số lượng màu phục chế được.

Tuy nhiên, một số vấn đề trong khi in sẽ xảy ra khi in với các giá trị mật độ cao, mặc dù nó giúp mở rộng gamut. Gamut màu là quan trọng với in phục chế, nhưng tăng SID có thể dẫn đến nhiều sự cố trong in ấn.

Trong bài viết sau, chúng tôi sẽ đề cập đến làm thế nào để xác định giá trị mật độ tối ưu với Gamut phục chế lớn nhất mà không gây ra các vấn đề trong quá trình in.

Primavn thành viên của Printing United Alliance

Tham khảo

[1] Adams R. M. & Weisberg J.B. (2000) The GATF PracticalGuide to Color Management. Pittsburgh, GATFPress.

[2] Dalton, J. S., Preston, J. S., Heard, P. J., Allen, G. C.,Elton, N. J. & Husband, J. C. (2002) Investigation intothe Distribution of Ink Components Trough PrintedCoated Paper: Part 2. Utilising XPS and SIMS. Colloidsand Surfaces A: Physicochemical and engineeringAspects. 205 (3), 199-213. Available from: doi: 10.1016/S0927-7757(02)00021-3 [Accessed 21th May 2017].

[3] Fairchild, M. D. (2013) Color Appearance Models. 3rd ed.Chichester, Wiley.

[4] Leach, R. H. & Pierce, R. J. (eds.) (1993)

[5] The Print-ing Ink Manual. 5th ed. Springer, London.Morovič, J.(2008) Color Gamut Mapping.New York, Wiley.

[] ISO 12647 – 2: 2013, Graphic technology – Process control for the manufacture of half-tone colour separations, proof and production prints – Part 2: Offset lithographic processes.