Субтрактивный синтез цвета

Схема субтрактивного синтеза в CMYK

Рис.1,Таблица смешения цветов

Субтрактивный синтез цвета (Четырёхцветная автотипия; CMYK: Cyan, Magenta, Yellow, Key colour - голубой, маджента, жёлтый, чёрный) — субтрактивная схема формирования цвета, используемая в полиграфии для стандартной, т.н. триадной, а фактически - четырёхкомпонентной печати. Применяется также в цветных принтерах, при профессиональном подборе смешанных красок на основе специально подобранных пигментов (окраска кузовов автомобилей и пр.), в живописи, и т.д.

Субтрактивный синтез цветовых оттенков

Субтрактивный синтез физических цветов — прямая противоположность аддитивного синтеза основных спектральных цветов (система RGB). Вторичные спектральные цвета: пурпурный, жёлтый и голубой, смешанные при субтрактивном синтезе цвета, являются дополнением первичных цветов, смешанных в аддитивном синтезе цвета, как показано в таблице результатов смешивания (Рис.1):

Пурпурный + жёлтый = красный

Голубой + жёлтый = зелёный

Голубой + пурпурный = синий

Голубой + пурпурный + жёлтый = чёрный

Цифровая фотография обязана внедрению технологии цветной фотографии с применением ячеек с пикселями, накрытых разновидностями RGGB,RGBW,CYGM и др. — фильтрами Байера для субтрактивного синтеза цветов. Однако изобретение Байера основано и внедрено на базе применения 3-х фильтров основных цветов RGB (красный, зелёный, синий). Например, фотосенсор Foveon X3-сенсор состоит из матрицы образующей цветное изображение на базе аддитивного синтеза цвета (RGB).

Современные принтеры дают возможность применять для смешивания более шести красок и обеспечивают высокое качество изображений.

По-русски эти цвета часто называют: голубой, пурпурный, жёлтый; но профессионалы подразумевают циан, маджента и жёлтый (символ K используется для обозначения чёрного пигмента, см. ниже). Печать четырьмя красками, соответствующим CMYK также называют печатью триадными красками.

Ясно, что цвет в CMYK зависит не только от спектральных характеристик красителей и от способа их нанесения, но и их количества, характеристик бумаги и других факторов. Фактически, цифры CMYK являются лишь набором аппаратных данных для фотонаборного автомата или CTP и не определяют цвет однозначно.

Так, исторически в разных странах сложилось несколько стандартизованных процессов офсетной печати. Сегодня это американский, европейский и японский стандарты для мелованной и немелованной бумаг. Именно для этих процессов разработаны стандартизованные бумаги и краски. Для них же созданы соответствующие цветовые модели CMYK, которые используются в процессах цветоделения. Однако, многие типографии, в которых работают специалисты с достаточной квалификацией (или способные на время пригласить такого специалиста) нередко создают профиль описывающий печатный процесс конкретной печатной машины с конкретной бумагой. Этот профиль они предоставляют своим заказчикам.

Происхождение символа K в аббревиатуре CMYK

В системе цветовоспроизведения CMYK используются четыре цвета, первые три в аббревиатуре названы по первой букве цвета, а в качестве четвёртого используется чёрный. Одна из версий утверждает, что K — сокращение от англ. blacK. Согласно этой версии, при выводе полиграфических плёнок на них одной буквой указывался цвет, которому они принадлежат. Чёрный не стали обозначать B, чтобы не путать с B (англ. blue) из модели RGB, а стали обозначать K (по последней букве). С одной стороны, эта версия не выдерживает никакой критики, так как невозможно представить себе ситуацию, чтобы на плёнках оказался какой-то цвет из RGB. С другой стороны, профессиональные цветокорректоры работают с десятью каналами RGBCMYKLab, используя доступные цветовые пространства. Поэтому при обозначении CMYK как CMYB фраза «манипуляция с каналом B» требовала бы уточнения «манипуляция с каналом B из CMYB», что было бы неудобно.

Правдоподобен вариант немецкого происхождения символа К — от слова нем. Kontur. Этот вариант подтверждается тем, что многие старые монтажники так и называют соответствующую плёнку — контур, контурная. Тем более, что в технологии печати чёрный и вправду как бы оконтуривает изображение.

Третья версия - K является сокращением от слова ключевой англ. Key: в англоязычных странах термином key plate обозначается печатная форма для чёрной краски.

Применение и произношение CMYK по-русски

Как правило, аббревиатуру CMYK произносят, как «цмик». Также употребляется термин «триадные краски». Следует заметить, что это сочетание слов может обозначать как все четыре цвета, так и исключительно CMY.

Принцип субтрактивной модели

Так как модель CMYK применяют в основном в полиграфии при цветной печати, а бумага и прочие печатные материалы являются поверхностями, отражающими свет, удобнее считать, какое количество света (и цвета) отразилось от той или иной поверхности, нежели сколько поглотилось. Таким образом, если вычесть из белого три первичных цвета, RGB, мы получим тройку дополнительных цветов CMY. «Субтрактивный» означает «вычитаемый» — из белого вычитаются первичные цвета.

Отличие символов CMYK и RGB

Несмотря на то что чёрный цвет можно получать смешением в равной пропорции пурпурного, голубого и жёлтого красителей, по ряду причин (чистота цвета, переувлажнение бумаги и др.) такой подход обычно неудовлетворителен. Основные причины использования дополнительного чёрного пигмента таковы:

• На практике смешение реальных пурпурного, голубого и жёлтого цветов даёт скорее грязно-коричневый или грязно-серый цвет; триадные краски не дают той глубины и насыщенности, которая достигается использованием настоящего чёрного. Так как чистота и насыщенность чёрного цвета чрезвычайно важна в печатном процессе, в печатный процесс был введён ещё один цвет.

• При выводе мелких чёрных деталей изображения или текста без использования чёрного пигмента возрастает риск неприводки (недостаточно точное совпадение точек нанесения) пурпурного, голубого и жёлтого цветов. Увеличение же точности печатающего аппарата требует неадекватных затрат.

• Смешение 100 % пурпурного, голубого и жёлтого пигментов в одной точке в случае струйной печати существенно смачивает бумагу, деформирует её и увеличивает время просушки.

• Чёрный пигмент (в качестве которого, как правило, используется сажа) существенно дешевле остальных трёх.

Печать при помощи модели CMYK

При печати в CMYK изображение растрируется, то есть представляется в виде совокупности точек цветов C, M, Y и K. На расстоянии точки, расположенные близко друг к другу, сливаются, и создаётся ощущение, что цвета накладываются друг на друга. Глаз смешивает их и таким образом получает необходимый оттенок. Растрирование выделяют амплитудное (наиболее часто используемое, при котором, количество точек неизменно, но различается их размер), частотное (изменяется количество точек, при одинаковом размере) и стохастическое, при котором не наблюдается регулярной структуры расположения точек.

Числовые значения и преобразование в CMYK

Каждое из чисел, определяющее цвет в CMYK, представляет собой процент краски данного цвета, составляющей цветовую комбинацию, а точнее, размер точки растра, выводимой на фотонаборном аппарате на плёнке данного цвета (или прямо на печатной форме в случае с CTP). Например, для получения тёмно-оранжевого цвета следует смешать 30 % голубой краски, 45 % пурпурной краски, 80 % жёлтой краски и 5 % чёрной. Это можно обозначить следующим образом: (30,45,80,5). Иногда пользуются таким обозначением: C30M45Y80K5.

Важно отметить, что числовое значение краски в CMYK не может само по себе описать цвет. Цифры — лишь набор аппаратных данных, используемых в печатном процессе для формирования изображения. На практике реальный цвет будет обусловлен не только размером точки растра на фотовыводе, соответствующем числам в подготовленном к печати файле, но и реалиями конкретного печатного процесса: растискиванием, на которое могут влиять такие факторы, как состояние печатной машины, качество бумаги, влажность в цеху; условиями просмотра отпечатка (спектральными характеристиками источника освещения) и другими.

Для получения представления о цвете, заданном в цветовой модели CMYK, применяют цветовые профили, которые связывают значения аппаратных данных с реальным цветом, выраженным, как правило, в цветовых моделях XYZ или LAB. Наибольшее применение в наши дни нашли ICC-профили.

См. также

• Цвет
• Аддитивный синтез цвета