Nastał czas wielkich czynów. Ruszyli więc zbrojni rycerze, znaczšc szlak blaskiem zbroi, szczękiem oręża i zgiełkiem obozowisk. Oto znów nadzieja znalezienia Jedynych poruszyła serca, nie dajšc rdzewieć ni ostrogom, ni mieczom.
Zapowiedziano nadejcie tych, które położš kres czasom zamętu i tchnieniem swej czarodziejskiej mocy ustalš filary wiata: magicznych Lab CMYK, przywracajšcych pierwotnš harmonię.
Tu czas wrócić do rzeczywistoci, choć zdaje się, że mit żyje nadal. Oto często daje się słyszeć głosy sugerujšce, że wystarczy raz ustalić, jakie wartoci Lab majš mieć kolejne barwy CMYK w druku i odpędzimy na zawsze demony niestabilnoci i niezgodnoci barw podczas drukowania. Tyle razy przecież była mowa o obiektywnoci pomiaru, niezależnoci od rodzaju urzšdzenia przestrzeni barw Lab i dokładnoci pomiarów spektrofotometrów. Tyle jest dowodów, że zmierzonš barwę zawsze da się jednoznacznie opisać i że jedynie nasze niedoskonałe oczy najwyraniej wprowadzajš nas w błšd, bo przecież spektrofotometr jest ostatecznym sędziš. Często pokazuje się nam obrazki w rodzaju pokazanego na rys. 1 i tryumfalnie udowadnia, że dwie barwy (tu zielone) sš identyczne.
Łatwo zapomnieć, że wszystkie ilustracje drukowane sš, jak dotychczas, dla ludzi. Tutaj za lepy by zauważył, że barwy się różniš! I jakie to ma znaczenie, że maszyna twierdzi co innego; to nie maszyna będzie ostatecznym obserwatorem.
Nasze przywišzanie do pojęcia dokładnoci pomiarowej instrumentu jest tak silne, że mówi się o niedoskonałoci ludzkiego wzroku i wskazuje na różne anomalie i osobliwoci. Rzeczywicie, można stwierdzić, że oko ludzkie ma różnš wrażliwoć na poszczególne barwy, ludzki sposób widzenia wykazuje też między innymi takie cechy jak:
Ľ Zależnoć postrzeganych barw od natężenia oraz barwy własnej owietlenia.
Ľ Identyfikowanie jako jednakowych barw o różnym składzie widmowym, w okrelonych warunkach obserwacji (metameria).
Ľ Większa zdolnoć rozróżniania barw sšsiadujšcych niż oddalonych.
Ľ Zależnoć postrzeganych barw od barw sšsiadujšcych (indukcja).
Ľ Zdolnoć uwzględniania oczekiwań w okrelaniu wyniku obserwacji.
Ľ Różne postrzeganie dużych i małych płaszczyzn.
Ľ Wpływ czynników zewnętrznych, takich jak pora roku i dnia, stan zdrowia, przyjmowanie niektórych leków, na postrzeganie barw itp.
Jednak istnienie tych cech nie jest traktowane jako patologia! Przeciwnie, taki sposób widzenia jest uważany powszechnie za normę. Interesujšce porównanie wizualnego i numerycznego aspektu różnicy barwy ilustruje rys. 2.
Jest oczywiste, że interpretacja barwy w procesie widzenia jest czym więcej niż analizš widma wiatła. Wrażenie wzrokowe nie poddaje się jednoznacznemu przyporzšdkowaniu współrzędnych barwy. Wszystko wskazuje na to, że jest to proces dynamiczny. Wrażenie wzrokowe jest jedynie chwilowš
wypadkowš wszystkich aktualnych czynników, majšcych wpływ na postrzeganie barwy. Podobnie jak nie możemy jednoznacznie okrelić położenia elektronów w atomie, tak nie potrafimy liczbowo jednoznacznie opisać tego, co widzimy. Jeżeli za punkt wyjcia przyjšć pewne charakterystyczne wrażenie barwne, to okaże się, że w zależnoci od wspomnianych czynników zewnętrznych będzie ono wymagało do opisu nieco różnišcych się między sobš wartoci Lab. Wystarczy wzišć pod uwagę różne warunki owietlenia, jak na rys. 3, aby stwierdzić, że ten sam obiekt widzimy za każdym razem inaczej.
Ujęcie to uwzględnia również istnienie pewnych zbiorów barw, które wewnętrznie nie sš rozróżnialne przez człowieka. Zbiory te sš podzbiorami przestrzeni barw, a proces identyfikacji barwy można teraz traktować jako pewien stochastyczny proces, kwalifikujšcy prawdopodobieństwo przynależnoci danej barwy do jednego i tylko jednego z tak okrelonych podzbiorów. Formalnie można je nazwać przestrzeniami reprodukcji barwy, a w przypadku, gdy rzeczywicie wszystkie barwy takiej przestrzeni sš nierozróżnialne Đ przestrzeniami ekwichromatycznymi w przestrzeni barw.
Można też powiedzieć, że przestrzeń ekwichromatyczna wyznaczona jest przez pewnš barwę B oraz pewne bliskie otoczenie tej barwy w przestrzeni barw w tym sensie, że wszystkie barwy należšce do tego otoczenia sš nierozróżnialne. Zgodnie z powyższymi obserwacjami jest to przestrzeń zmieniajšca się dynamicznie. Aby scharakteryzować tę zmiennoć, należy się posłużyć pewnš miarš wielkoci przestrzeni ekwichromatycznej. Miara ta zależy od czynników, których najczęciej nie można wyznaczyć, jednak dla celów praktycznych można posłużyć się pewnym uproszczeniem, w myl którego miara jest funkcjš czasu oraz położenia przestrzeni ekwichromatycznej w przestrzeni barw. Ostatni warunek wynika z faktu różnej wrażliwoci wzroku na różne zakresy barw.
Mówišc obrazowo, przestrzeń ekwichromatyczna jest obiektem w przestrzeni barw podlegajšcym nieustannym losowym drganiom i jednoczenie losowym skurczom i rozkurczom. Ponieważ mechanizm postrzegania danej barwy jest losowy, próba uzyskania koloru identycznego z oryginałem przypomina próbę zestrzelenia konkretnej kaczki z lecšcego stada podczas jazdy na rozpędzonym wielbłšdzie.
Należy podkrelić różnicę pomiędzy przedstawionymi tu przestrzeniami reprodukcji barwy a przestrzeniš barw urzšdzenia. Różnice w postrzeganiu czy reprodukcji konkretnej barwy prowadzš do powstania pewnej przestrzeni reprodukcji barwy. Dopiero tak skonstruowane przestrzenie dla kolejnych barw tworzš co w rodzaju granicy rozdzielczoci w przestrzeni barw urzšdzenia (gamutu).
Losowy charakter i zależnoć postrzegania barwy B od szeregu niezależnych czynników pozwala z kolei założyć, że jest to zmienna losowa o rozkładzie normalnym. Wiadomo też, że da się przedstawić w trójwymiarowym układzie współrzędnych. Wygodnie zatem okrelić barwę B jako wektor losowy, dla którego jest okrelona funkcja gęstoci prawdopodobieństwa: (...)
Parametry rozkładu, a zatem i funkcja gęstoci prawdopodobieństwa nie sš oczywicie znane z góry, jednak na podstawie obserwacji można przyjšć pewne założenia upraszczajšce postawiony problem. Wemy najprostszy przypadek, zakładajšcy, że przestrzeń ekwichromatyczna jest sferyczna. Skoro za barwa jest wektorem losowym w tej przestrzeni, to rozkład będzie symetryczny, z wartociš oczekiwanš wyznaczajšcš jej rodek geometryczny. Korzystajšc ze znanych wzorów można przedstawić wartoć oczekiwanš, wariancję i odchylenie standardowe jako: (...)
Ostatnie wyrażenie warto rozwinšć, korzystajšc ze współrzędnych barwy oraz faktu, że z definicji sš one zmiennymi niezależnymi. Ponieważ barwa jako zmienna losowa jest jednoczenie funkcjš losowych argumentów L, a, b mamy kolejno: (...)
Otrzymana postać jest niemal identyczna z ogólnie znanym wzorem na różnicę barwy DE: kwadraty różnic składowych zastšpione sš przez odpowiednie wartoci oczekiwane. Ta drobna modyfikacja ujmuje całš losowš złożonoć zagadnienia, jeli jako ostatecznš miarę przyjmiemy funkcję postaci: (...)
co wyraża zależnoć rozróżniania barwy również od zakresu, w którym się ona znajduje: w czerwieniach, zieleniach itp. Jako element uzupełniajšcy układankę należy wzišć pod uwagę rezultaty badań na postrzeganie barw. Mianowicie przy porównywaniu barw wyznaczono redniš maksymalnš odległoć pomiędzy barwami, które sš jeszcze nierozróżnialne przez przeciętnego obserwatora Đ już sama ta definicja milczšco zakłada istnienie procesu stochastycznego. Odległoć tę podaje się w zależnoci od ródła jako DEmax = (3, 4), tj. z przedziału od 3 do 4. Wartoć tę należy oczywicie traktować jako pewnš wartoć redniš.
Przyjrzyjmy się teraz procesowi reprodukcji barwy. Zarówno barwa oryginalna, jak i reprodukowana sš elementami odpowiednich przestrzeni ekwichromatycznych, z charakterystycznymi parametrami rozkładu. O zreprodukowanej barwie mówimy wtedy, gdy dla konkretnego egzemplarza reprodukcji zarówno oryginał, jak i kopia należš do wspólnej przestrzeni ekwichromatycznej, czyli ich odległoć w przestrzeni barw nie przekracza podanego wyżej warunku na wartoć DEmax. Osišgnięcie tego warunku nie jest jednak sprawš prostš, można sobie tu wyobrazić wiele strategii postępowania. Dodatkowš wskazówkę można na szczęcie wydedukować na podstawie dotychczasowych spostrzeżeń. Jest rzeczš oczywistš, że w procesie reprodukcji barwy warunkiem koniecznym jest przynajmniej częciowe nakładanie się przestrzeni ekwichromatycznych oryginału i kopii. Oznaczmy teraz przestrzenie ekwichromatyczne jako zbiory barw nierozróżnialnych, dla oryginału i reprodukcji odpowiednio jako Bo i Br. Posługujšc się symbolikš zbiorów możemy okrelić następujšce zależnoci:
Ostatnia zależnoć wynika z klasycznej definicji prawdopodobieństwa. Wynika z niej wprost, że najkorzystniejsza sytuacja występuje wówczas, gdy przestrzeń reprodukcji zawiera się w przestrzeni oryginału. W przypadku przestrzeni reprodukcji można zauważyć, że nie zawsze jest ona ekwichromatyczna, stanowi bowiem zbiór barw, które w pewnym otoczeniu reprodukuje urzšdzenie wyjciowe. Aby uzyskać dobrš zgodnoć reprodukcji, musi to więc być urzšdzenie odpowiednio stabilne. Ideałem jest więc sytuacja, w której dla reprodukowanej barwy urzšdzenie to powinno być w stanie generować przestrzeń ekwichromatycznš, i oczywicie zbiór Br nie powinien być liczniejszy niż zbiór Bo, w przeciwnym bowiem wypadku szybko ronie ryzyko powstania zauważalnej różnicy pomiędzy barwami. W praktyce niestety większoć urzšdzeń drukujšcych nie jest wystarczajšco stabilna, dlatego też mogš pojawić się różnice barwy pomiędzy poszczególnymi odbitkami oraz odbitkami i oryginałem.
Przyjmujšc na chwilę umowę, w myl której wektor barwy potraktujemy jako pojedynczy element pewnego zbioru, można ten problem zilustrować jak na rys. 4.
Obszar zielony ilustruje prawdopodobieństwo lokalizacji barwy oryginału. Krzywe odpowiadajš w analogiczny sposób barwie reprodukowanej przez dwa różne urzšdzenia. Jak widać, wartoć rednia barwy reprodukowanej różni się nieco od wartoci redniej oryginału, jednak urzšdzenie jest na tyle stabilne, że tylko niewielka częć zbioru barw będzie rozróżnialna (obszar zakreskowany). Urzšdzenie drugie, co zaskakujšce, chociaż jest rednio bliżej oryginału, jest bardziej niestabilne i ryzyko powstania różnišcej się barwy wzrasta. Z tej, wydawałoby się, nieco wyszukanej teorii da się również wycišgnšć wnioski bardzo praktyczne. Możemy stwierdzić, w odniesieniu do przestrzeni reprodukcji barwy i zgodnoci odwzorowania, że:
Ľ W celu uzyskania wiernej reprodukcji barwy gamut urzšdzenia drukujšcego musi obejmować wszystkie barwy oryginału, w przeciwnym wypadku częci barw nie da się wiernie zreprodukować.
Ľ Niezbędnym warunkiem osišgnięcia dobrej zgodnoci reprodukcji jest odpowiednia stabilnoć urzšdzenia drukujšcego; pożšdane jest, aby przestrzeń reprodukcji barwy była przestrzeniš ekwichromatycznš.
Ľ Spełnienie warunku redniej maksymalnej wartoci DE nie jest jeszcze gwarantem dobrej zgodnoci w całym zakresie barw. Wzrok ma różnš czułoć na różne barwy i właciwoci tej nie udało się jak dotychczas odtworzyć syntetycznie. Oznacza to, że innš zgodnoć reprodukcji osišgniemy np. dostrajajšc barwy nasycone, a innš balansujšc szaroci.
Ľ W przypadku próby symulowania efektu druku urzšdzenie próbne musi być stabilniejsze od urzšdzenia docelowego. Wynika to z koniecznoci ograniczenia tzw. propagacji błędów. Widać też od razu, że pomysł dostrajania do siebie nawzajem urzšdzeń do wykonywania odbitek próbnych jest w zasadzie nieporozumieniem. Zostały one zaprojektowane do symulacji maszyn drukujšcych, a nie siebie nawzajem. Przy porównywalnej stabilnoci, zwłaszcza gdy jest ona stosunkowo wysoka, decydujšce znaczenie majš różne przestrzenie ekwichromatyczne dla różnych zakresów barwnych, dodatkowo przesunięte w przestrzeni barw, co wynika z różnic konstrukcyjnych, materiałowych i eksploatacyjnych. Wskutek tego jakakolwiek regulacja doprowadzi do bardzo dobrego odwzorowania pewnej klasy obrazów oraz widocznego przesunięcia barwy w innej klasie obrazów.
Przy okazji udało się rzucić nieco wiatła na niektóre z problemów tzw. zarzšdzania barwš. Powszechne i nie całkiem uzasadnione przekonanie, że poprzez kalibrację można zawsze dokładnie dopasować do siebie kolorystycznie dowolne urzšdzenia, doprowadziło do sytuacji, w której odbitka próbna przestaje być symulacjš rzeczywistego druku, a staje się ilustracjš wymagań. Wydawałoby się, że nie jest to jeszcze niczym nagannym, wszak tłumaczone jest koniecznociš utrzymania jakoci. Jednak skutek jest taki, że kolejne odbitki drukarskie ăkršżšÓ wokół odbitki próbnej i różniš się od niej, a jeszcze bardziej między sobš, ponieważ drukarz próbuje dorównać do wzorca zamiast do pierwszej odbitki nakładowej! Ponieważ dysponuje urzšdzeniem mniej dokładnym i stabilnym, częciej przereguluje lub nie doreguluje. Potem za sš dšsy: a to na system zarzšdzania barwš, a to na widocznie niedostatecznš jakoć w drukarni. Postępu w tej dziedzinie należy oczywicie oczekiwać, ale nie z dnia na dzień, a już na pewno nie specjalnie dlatego, że mamy ważne zlecenie.
Zarzšdzanie barwš nie jest procesem jednokierunkowym: od projektu do wykonania. Ograniczeń technicznych poszczególnych etapów technologicznych nie da się zignorować, dlatego też niezbędnym uzupełnieniem zarzšdzania barwš jest standaryzacja całego cišgu technologicznego.
Nie wyeliminuje to wszystkich różnic, urzšdzenie zwane okiem zaskoczy nas jeszcze nieraz, jednak jest już możliwe utrzymanie takiej tolerancji reprodukowanych barw, aby różnice te przeciętnie były akceptowalne. Do samego końca też definicje zawierajš okrelenia pojęciowo zwišzane z prawdopodobieństwem, przypominajšc, że odrobina niepewnoci tkwi w samej naturze otaczajšcego nas wiata.
