Nikomu nie trzeba tłumaczyć, jakie znaczenie w dzisiejszym świecie ma reprodukcja wielobarwna wysokiej jakości. W świecie komputerów i multimediów, w którym informacja obrazowa jest wszechobecna, barwa jest jednym z najważniejszych środków wyrazu i przekazu. Większość informacji o barwie jest pozyskiwanych, interpretowanych, zapisywanych i przechowywanych w postaci cyfrowej. Współczesne i przyszłe techniki stosowane w procesach produkcyjnych, w których barwa jest jednym z parametrów jakościowych oraz nowe możliwości medialne wymagają przewidywalności wyników reprodukcji zarówno na etapie tworzenia obrazów, jak i na każdym innym etapie procesu technologicznego obróbki tych obrazów. Możliwość przewidywania końcowego efektu reprodukcji wielobarwnej jest jednym z głównych celów komputerowych systemów sterowania reprodukcją barw (w skrócie: systemów sterowania barwą; ang. Color Management Systems).
Tradycyjne systemy reprodukcji w przemyśle poligraficznym były systemami zamkniętymi (obejmującymi znaną, ograniczoną liczbę urządzeń i systemów reprodukcyjnych). Cały proces pozyskiwania i obróbki danych o barwie oryginału podporządkowany był charakterowi końcowego procesu reprodukcji (np. procesowi drukowania offsetowego na papierze powlekanym z użyciem farb triadowych na jednej z maszyn drukujących funkcjonujących w danym zakładzie produkcyjnym). Doświadczony operator skanera, zapisywał dane o oryginale (zazwyczaj w postaci wartości CMYK odpowiadających stopniom pokrycia rastrowego dla piewszorzędowych barw druku: cyan, magenta, yellow i black), które były modyfikowane na indywidualne potrzeby procesu drukowania. Ponieważ używano jedynie parametrów opisujących barwę językiem wartości CMYK, więc wszystkie procesy kontrolne poszczególnych etapów technologicznych bazowały na pomiarach densytometrycznych dobranych do charakterystyk farb triadowych używanych w danym regionie geograficznym. Jakość i przewidywalność reprodukcji zależała od doświadczenia i umiejętności operatora skanera, który musiał znać parametry reprodukcyjne wszystkich maszyn drukujących używanych w drukarni.
Dzisiejszy świat barw, jako danych źródłowych procesu reprodukcji, ma charakter otwarty. Obrazy cyfrowe mogą pochodzić z najróżniejszych źródeł (skanery, aparaty cyfrowe, komputerowe programy graficzne). Dane o barwie mogą być przetwarzane przez różnorakie programy komputerowe i systemy graficzne. Ponadto, obrazy cyfrowe mogą być reprodukowane na różnych urządzeniach i mediach (monitor komputerowy CRT, wyświetlacz ciekłokrystaliczny, drukarka laserowa, drukarka ink-jet, maszyna offsetowa itp.) W wyniku tej różnorodności istnieje konieczność posługiwania się opisem barw w różnych językach, charakterystycznych dla każdego z wymienionych procesów reprodukcyjnych (wartości RGB dla danego monitora, wartości RGB dla danego skanera, wartości RGB dla danego aparatu cyfrowego, wartości CMYK dla danej drukarki, wartości CMYK dla danej maszyny drukującej, wartości poziomu szarości (ang. Gray) dla danej naświetlarki itp.). Przy tej różnorodności urządzeń, końcowy proces reprodukcji może nie być określony podczas tworzenia obrazu, lecz dopiero w późniejszym etapie łańcucha technologicznego. Nadal jednak istnieje konieczność bezpiecznej wymiany inforamcji o barwie oraz przewidywalności efektów reprodukcji na każdym etapie technologicznym. Wymóg ten zmusza do wprowadzenia niezależnego od systemu reprodukcji sposobu interpretacji i przetwarzania danych o barwie.
Zadaniem systemów sterowania barwą jest, tak jak w tradycyjnych systemach, zapewnienie jak najwyższej jakości reprodukcji wielobarwnej, prowadzącej do jak największej zgodności percepcyjnej reprodukcji z oryginałem. Oznacza to, że niezależnie od systemu reprodukcji, w którym odtwarzany jest obraz cyfrowy, powinien on wyglądać (w ramach możliwości technicznych) tak samo. Wynika stąd, że barwy oryginału powinny być takie same jak barwy obrazu zdigitalizowanego wyświetlanego na monitorze komputerowym, czy barwy reprodukcji tego obrazu na odbitce drukarskiej. W rzeczywistości trudno jest osiągnąć idealną zgodność ze względu na istnienie w danym systemie reprodukcji barw, których ze względów technologicznych nie można odtworzyć (np. trudno wymagać, aby na drukarce monochromatycznej (czarno-białej) odtworzyć wiernie barwę chromatyczną (np. o odcieniu zielonym)).
Systemy sterowania barwą mają również zastosowanie we wszelkiego rodzaju procesach proofingu cyfrowego, czyli w rozwiązaniach mających za zadanie zasymulować efekt reprodukcji jednego systemu reprodukcji za pomocą obrazu uzyskanego w innym systemie. Cecha ta wykorzystywana jest do takiej modyfikacji barw obrazu, aby przedstawić efekt jego reprodukcji np. w procesie drukowania offsetowego za pomocą obrazu na monitorze komputerowym – „soft-proof” bądź obrazu wydrukowanego w systemie druku cyfrowego – „hardcopy proof”.
W całym procesie reprodukcyjnym istnieje wiele podprocesów technologicznych. Każdy z nich posługuje się własnym językiem opisu barw - ang. „device dependent color spaces” (RGB skanera, RGB monitora, RGB aparatu cyfrowego, CMYK procesu drukowania, poziomy odcienia szarości) oraz charakteryzuje się własnym obszarem barw możliwych do uzyskania (ang. Color Gamut). Systemy sterowania barwą mają za zadanie przetłumaczyć dane z jednego języka np. RGB skanera na inny język np. CMYK procesu drukowania. Jak już wspomniano, nie wszystkie barwy możliwe do odtworzenia w jednym systemie reprodukcji da się zreprodukować w innym (patrz rysunek poniżej). Dla przykładu, w tradycyjnej fotografii czarnobiałej rozpiętość gęstości optycznej na oryginałach refleksyjnych jest dużo większa niż rozpiętość gęstości optycznej w rastrowym druku czarnobiałym. Pomimo to, procedury „zagęszczania tonów” umożliwiają ich reprodukcję bez utraty szczegółów. Tego samego oczekuje się od systemów sterowania barwą.
Przekrój płaszczyzną L*=50 obszarów barw (ang. Color Gamuts) możliwych do uzyskania w dwóch procesach reprodukcji. Zielona krzywa reprezentuje obszar barw pewnego monitora, czerwona – procesu drukowania wg. ISO 12647-2.
Oznacza to, że wszystkie barwy, które mogą być pozyskane na drodze skanowania (nawet te, których nie można uzyskać w procesie drukowania) muszą znaleźć swoje odpowiedniki w procesie drukowania. Systemy sterowania barwą mają możliwość przekształcania obszaru barw możliwych do uzyskania w jednym systemie reprodukcji na obszar barw możliwych do uzyskania w innym systemie (ang. Color Gamut Mapping). Wymóg ten jest niezmiernie istotny, gdyż w przypadku jego niespełnienia możliwa byłaby utrata szczegółów w reprodukcji analizowanego oryginału.
Aby sprostać opisanym zadaniom, współczesne systemy sterowania barwą wykorzystują wymianę informacji bazującą na barwometrii. Jest to dziedzina nauki zajmująca się obiektywnym i numerycznym opisem barw. Związanych jest z nią szereg pojęć z zakresu fizyki promieniowania elektromagnetycznego, fizjologii i psychologii. Jedną z najistotniejszych cech wszystkich przestrzeni kolorymetrycznych jest fakt, że za pomocą współrzędnych liczbowych są w stanie opisać wszystkie występujące w przyrodzie barwy, czyli w szczególności barwy możliwe do uzyskania na drodze każdego systemu reprodukcji. Na dodatek opis ten zbliżony jest do percepcji barw przez przeciętnego obserwatora.
Mając do dyspozycji barwometryczny odpowiednik każdej z opisywanych naturalnymi dla danego systemu reprodukcji parametrami barwy, systemy sterowania barwą są w stanie obiektywnie zinterpretować dane o niej. „Obiektywnie” oznacza, w tym przypadku, niezależnie od indywidualnych cech procesu reprodukcji (ang. device independent color space). W systemach sterowania barwą do kolorymetrycznego opisu procesu reprodukcji służą tzw. profile. Znajduje się w nich liczbowy opis zależności pomiędzy parametrami bezpośrednio sterującymi reprodukcją barw w danym procesie a ich współrzędnymi barwometrycznymi. W profilach jako współrzędnych kolorymetrycznych używa się składowych trójchromatycznych XYZ (CIEXYZ) lub współrzędnych L*a*b* (CIELAB) przy ściśle określonych warunkach pomiarowych. Chcąc przekształcić dane z przestrzeni jednego urządzenia reprodukcyjnego np. dane RGB pochodzące ze skanera, na parametry sterujące reprodukcją barw w innym systemie np. CMYK w druku offsetowym, system sterowania barwą tłumaczy dane RGB na dane kolorymetryczne np. L*a*b* w oparciu o zdefiniowane w profilu skanera zależności, a następnie, bazując na opisie barwometrycznym procesu drukowania zawartym w jego profilu, przekształca dane L*a*b* na wartości CMYK.
Należy pamiętać, że profile opisują statyczny stan systemu reprodukcji. Sam profil nie gwarantuje, że stan przez niego opisywany jest osiągany w każdym momencie wykorzystywania systemu. Do tego, by być przekonanym, że korzystamy z opisywanego przez profil stanu służą procedury kalibracji gwarantujące (w pewnych tolerancjach) stabilność danego systemu.
Ze współczesnymi systemami sterowania barwą związany jest skrót ICC. Pochodzi on od angielskiej nazwy International Color Consortium, konsorcjum założonego przez przedstawicieli największych firm dostarczających rozwiązania w dziedzinie reprodukcji wielobarwnej. W 1993 roku ICC opublikowało jednolitą specyfikację struktury plików komputerowych pełniących rolę wspomnianych profili. Od tamtej chwili pliki charakteryzujące kolorymetrycznie systemy reprodukcyjne noszą nazwę profili ICC. Na dzień dzisiejszy obowiązuje wersja 4 specyfikacji profili ICC. Oprócz struktury standard ten opisuje jakie niezbędne informacje muszą być zawarte w profilach oraz jak interpretować dane opisujące reprodukcję w poszczególnych procesach reprodukcyjnych. Profile ICC mogą być interpretowane na dowolnej platformie komputerowej w dowolnym miejscu na świecie, co czyni z nich niezależną platformę komunikacyjną przy wymianie informacji o barwie.
Idea kontroli barwy stosowana w tradycyjnych procesach reprodukcyjnych ma jedynie sens w zamkniętych systemach reprodukcji, w których każdy z podprocesów używa tego samego języka do opisu barwy i sterowania jej reprodukcją. Adjustacja poziomów jasności czy wartości tonalnych wyliczanych z pomiarów densytometrycznych dla barw pierwszorzędowych jest wystarczająca do kalibracji poszczególnych etapów technologicznych, natomiast nie sprawdza się jako narzędzie do zrównywania efektów reprodukcji na etapach początkowym i końcowym łańcucha technologicznego. Nawet, jeżeli cały system działa w jednej technologicznej przestrzeni opisu barwy np. RGB, to przez różnice w odcieniach poszczególnych barw pierwszorzędowych oraz różnice rozpiętości jasności poszczególnych etapów, nie ma możliwości kontrolowania całego procesu w oparciu o parametry barw pierwszorzędowych. Jedynym sposobem przewidywania efektów reprodukcji wielobarwnej jest zastosowanie współczesnych systemów sterowania barwą i wymianę informacji o niej przez obiektywne współrzędne kolorymetryczne.
W komputerowej reprodukcji wielobarwnej obrazy przechowywane są w plikach, w których informacja o barwie ma charakter technologiczny. W tradycyjnym podejściu, przed wydrukowaniem pracy, dane o barwie zapisywane są w postaci wartości CMYK. Wartości te są uzależnione od technologii drukowania (zwłaszcza parametr dotyczący czerni K i całkowitego pokrycia tonalnego – ang. total ink limit), parametrów zadrukowywanego materiału i farb graficznych (barwy pierwszo-, drugo- i trzeciorzędowe, balans szarości, sposób generowania czerni – UCR i GCR itp.) oraz samego obrazu. Wobec nieodwracalności niektórych operacji (przekształcenia z przestrzeni trójwymiarowej w czterowymiarową) można stwierdzić, że zapis taki nadaje się do wykorzystania tylko przez dany system reprodukcji, a dla innych jest bezużyteczny. W systemach zamkniętych, chcąc przygotować pracę w oparciu o ten sam oryginał pod inną technikę drukowania należałoby poddać go ponownemu procesowi skanowania i zapisać nowe dane w pliku.
Dzięki stosowaniu systemów sterowania barwą, a co za tym idzie wymianie informacji na bazie barwometrii, reprodukcja ma charakter niezależny od któregokolwiek z procesów technologicznych wchodzących w skład całego procesu. Dane opisujące barwę technologicznie np. RGB skanera, mogą być interpretowane w dowolnej chwili czerpiąc informacje z profilu ICC skanera i profilu ICC docelowego procesu cząstkowego. W ten sposób raz zeskanowany i opracowany obraz może być wydrukowany w wielu technikach druku posiadających opisy w postaci profili ICC. Na skutek takiej interpretacji danych o barwie nie ma konieczności redukowania obszaru barw uzyskanych z oryginalnego obrazu aż do chwili wyboru techniki jego reprodukcji.
Systemy sterowania barwą są otwarte na wszystkie techniki reprodukcji obrazu – istniejące i wprowadzone w przyszłości. Jedyną czynnością, jaką trzeba wykonać w celu wprowadzenia danego procesu reprodukcji w grono systemów sterowania barwą jest charakteryzacja kolorymetryczna tego procesu opisana przez profil ICC.
W następnym artykule niniejszej serii zostaną przedstawione podstawowe zagadnienia barwometryczne, których poznanie jest niezbędne do zrozumienia procesów zachodzących w dzisiejszych systemach sterowania barwą.
Góra strony | 
