PolyGrafia

Оптична плътност и нарастване на растеровия тон

За определяне влиянието на облеклото върху качествените характеристики в офсетовия печат са изследвани отпе­чатъци, получени при използване на меко и твърдо облекло. Измерени са оптичната плътност D на плътни полета и нарастването на растеровия тон при 40% и 80% в черно и магента.

Оптическата плътност (D) се определя чрез коефициен­та на отразена или преминала светлина, както следва:

D =——1gρ (5)
или
D =——1gτ (6)

където:

D — оптическа плътност
ρ — коефициент на отразяване на светлината
τ — коефициент на преминаване на светлината

В полиграфията нарастването на растеровия тон (от фотоформата на отпечатъка) е разликата между площта на растеровата точка на фотоформата и тази на точка­та на повърхността на отпечатания лист. Както поради технически причини, така и поради ефекта на поглъщане на светлината, печатът без нарастване на растеровия тон е невъзможен. Нарастването на растеровия тон е един от най-критичните фактори, свързани с качеството на печат.

Цялостното нарастване на растеровия тон предста­влява сумата от физичното (също така наричано техни­ческо) и оптическо нарастване (6). Джаксън (Jackson 1990) дефинира физическото нарастване като цялото физическо нарастване на размера на растеровата точка, което въз­никва при всяко превръщане на изображението от цвето­отделянето на оригинала до получаването на отпечатания лист.

Килийн (Killeen 1995) обяснява, че оптичното нараства­не на растеровия тон е визуално явление, дължащо се на поглъщането на светлината от мастилото и на нейното разсейване от повърхността на хартията. Когато светли­ната попадне върху място, на което няма изображение (бяло поле), то тя се разсейва и част от нея попада под расте­ровата точка. Тази светлина не може да бъде отразена обратно към наблюдателя и се казва, че тя е „погълната“. Като резултат растеровите точки изглеждат по-тъмни и по-големи, отколкото е тяхната реална плътност и размер, дължащи се на разсеяната и погълната от мастилото и хартията светлина. Цялостното нарастване на растеро­вия тон е показано на фиг. 3 — вижда се, че физическото на­растване е 15% , а оптичното — 2%. Ето защо цялостното нарастване е 17% .

Уравнение на Мурей и Дейвис (Murray — Davies)

През 1936 година Александър Мурей изразява връзката меж­ду оптичната плътност и площта на растеровата точка. Изследванията на Мурей са в основата на уравнението на Мурей и Дейвис. Последното изчислява едновременно фи­зичното и оптичното нарастване на растеровия тон (т.е. цялостното нарастване). Сравнението на стойностите за отпечатаната растерова точка (измерени с денситоме­тър, отчитащ отразената светлина) със стойностите, из­мерени на съответната фотоформа (с денситометър, от­читащ преминала светлина) дава нарастването на расте­ровия тон. Уравнението на Мурей и Дейвис е било прието като стандарт при изчисляване на цялостното нарастване на растеровия тон (физическо и оптическо). Уравнението има следния вид:

    –(D(t) — D(p))
    1 — 10
TW =——————————————— . 100 (7)
    –(D(s) — D(p))
    1 — 10

където:

TW — растеров тон, %
Ds — оптическа плътност на плътно поле
Dt — оптическа плътност на растерово поле
Dp — оптическа плътност на хартията

Уравнение на Юл и Нилсон (Yule — Nielson )

Уравнението на Юл и Нилсон е модификация на уравнение­то на Мурей и Дейвис, която се използва за изчисляване на физическото нарастване на растеровия тон. Уравнението включва „n — фактор“, който се променя в зависимост от типа на хартията, използваното мастило и като резултат се изразява само физическото нарастване. Уравнението отстранява светлоразсейващия ефект (оптичния ефект) и позволява да се измерят отделно физичното и оптичното нарастване на растеровия тон. Очевидно е, че стойности­те, получени по уравнението на Юл и Нилсон ще бъдат по-ниски от тези по уравнението на Мурей и Дейвис. Уравнени­ето има следния вид:

    –(D(t) — D(p))/n
    1 — 10
TW =——————————————— . 100 (8)
    –(D(s) — D(p))/n
    1 — 10

където:

Ds — оптическа плътност на плътно поле
Dt — оптическа плътност на растерово поле
Dp — оптическа плътност на хартията
n — емпирично изчислен фактор, който е определен за всяка система от специфични материали (хартия и мастило) — (6)

II. Експериментална част

За определяне влиянието на облеклото върху качествените характеристики в офсетовия печат са изследвани отпе­чатъци, получени при използване на меко и твърдо облекло. Измерени са оптичната плътност D на плътни полета и нарастването на растеровия тон при 40% и 80% в черно и магента.

Оптимално намастиляване

Оптималното намастиляване е това, при което се допуска известно нарастване на растеровия тон при достатъчно висока наситеност на отпечатъка. Определя се по метода на максималния печатен контраст по следната формула:

    DV — DR
K =————————— (9)
    DV

където:

K — печатен контраст
DV — оптическа плътност на плътно поле 100%
DR — оптическа плътност на растерово поле с относител­на площ на фотоформата 70-80%

Прави се серия от отпечатъци от явно недомастилява­не до явно пренамастиляване и по формулата се изчислява печатният контраст. Тази стойност на DV, при която се получава максимален печатен контраст, е оптималната.

Като се има предвид влиянието на печатната машина, хартията и мастилото върху нарастването на растеро­вия тон, стойностите на DR ще бъдат различни. Ето защо оптималното намастиляване се определя за конкретни условия на печатния процес. Основно правило е дебелина­та на мастиления филм върху печатната форма при офсе­товия печат да е приблизително еднаква по цялата площ, а градационното и цветово възпроизвеждане да се осигу­рява от различния растеров тон в отделните части на изображението.

Условия, при които са направени отпечатъците

За получаване на отпечатъците са използвани позитивни печатни форми, предварително очувствени. Оптималната експонация е определена по метода на FOGRA. Използвана­та хартия е двустранно повърхностно облагородена с маса m = 130 g/m2. Мастилата са черно и магента, Europe скала, CMYK.

1) Твърдо облекло — машина Roland 200, 2+0 цвята, ре­дът на нанасяне на мастилата е черно, магента;
2) Меко облекло — машина Planeta, 1+0 цвята, редът на нанасяне на мастилата е магента, черно;

При подготовка на машината е постигнато намастиля­ изследванияване в рамките на допуска за отклонение от оптималните стойности (табл. 1).

В таблица 2 са посочени допуските за нарастване на растеровия тон при твърдо облекло на офсетовия цилиндър.

За черно нарастването на растеровия тон при 40% може да е с 3% повече, т.е. да е 64%, а при 80% — с 2% повече, т.е. да е 95%.

Тест формата се състои от полета с различна оптич­на плътност за определяне на намастиляването; растеро­ви полета от 10 до 100% за определяне нарастването на растеровия тон; контролна скала за определяне на сив ба­ланс; поле D за приплъзване и дублиране. При изследване на отпечатъците са измерени растерови полета 40% и 80%, и DV (плътно поле 100%).

Оптичната плътност и нарастването на растеровия тон на получените отпечатъци са измерени с денситоме­тър Gretag Macbeth SpectroEye при следните настройки:

• Цветoва температура D50;
• Ъгъл на стандартен наблюдател 2°;
• Статус Е за денситометрични измервания;
• Използване на поляризационен филтър;
• С нулиране по бялото (хартията) в полето на грайфера.

При изследване на отпечатъците, получени при из­ползването на меко и твърдо облекло, са измерени оптич­ната плътност D и нарастването на растеровия тон при 40% и 80%. Анализирани са всички получени резултати, които попадат в допустимите стойности за оптимално намастиляване.

Статистическа оценка на резултатите, получени от прове­дените измервания

При многократното измерване на случайната величина y при едни и същи условия се получават данни, в които към действителната стойност на измерваната величина се наслагват случайни въздействия. Изследователят обаче се интересува от истинската стойност на y, както и от го­лемината на разсейването около нея.

Основните числени характеристики на случайните ве­личини са математическото очакване my и дисперсията σy2 (7).

Оценката на математическото очакване, която се на­рича средна стойност ( ), се изчислява по формулата:
    n
    Σ yi
_    i = 1
y =———————————— (10)
    n
Оценката на дисперсията, която се отбелязва с Sy2, се изчислява по формулата:
    n _
    Σ (yi — y)2
    i = 1
Sy2 =———————————— (11)
    n — 1

Числото ν = n — 1 в знаменателя се нарича брой степе­ни на свобода. При n = 1 наблюдение не може да се изчисли дисперсията и да се оцени разсейването на данните около математическото очакване.

Корен квадратен от Sy2 се нарича средноквадратич­но отклонение на случайната величина и има нейната размерност:
Получените стойности за S, т.е. разсейването на да­нните около математическото очакване, са най-малки при определяне на оптичната плътност на черно и магента при меко и твърдо облекло.

Грешката при определяне средните стойности за на­растването на растеровия тон има по-високи стойности, като тя е по-голяма при 40%, отколкото при 80% и за двата цвята, както при меко така и при твърдо облекло.

От статистическата оценка на получените резултати се вижда, че нарастването на растеровия тон при използ­ването на меко облекло е по-голямо в сравнение нараства­нето при твърдо облекло. При 40% нарастването при меко облекло е средно около 20% по-голямо от това при твърдо облекло, а при 80% то е около 7-8% по-високо. При определяне на оптималното намастиляване по метода на максималния печатен контраст, по-голямото нарастване на растеровия тон за 80% при мекото облекло ще доведе до по-ниска опти­мална стойност на DV. А при построяване на градационни­те криви се вижда, че при една и съща оптическа плътност на оригинала, колкото е по-ниска максималната оптическа плътност на отпечатъка, толкова възпроизвеждането на оригинала е с по-голяма загуба на информация, т.е. използва­нето на меко облекло води до по-неточно възпроизвеждане на изображението.

В случай, че се използват едни и същи стойности за DV опт за твърдо и меко облекло, по-голямото нарастване на растеровия тон при меко облекло ще доведе до значител­на загуба на информация, особено в средните и високите тонове.

Графично представяне на получените резултати

Получените от измерванията резултати са представени графично. Кривите, които описват получените зависимо­сти, са построени по метода на най-малките квадрати. На фиг. 4 и фиг. 5 е показано нарастването на растеровия тон за магента и черно при меко и твърдо облекло.
От двете фигури се вижда, че нарастването на расте­ровия тон и за двата цвята (черно и магента) е идентично и е по-високо при използването на меко облекло.

На фиг. 6 и фиг. 7 е сравнено нарастването на растеро­вия тон за измерваните два различни цвята (черно и маген­та) съответно при меко и твърдо облекло:

Получените графики показват, че мастилото не оказва влияние върху нарастването на растеровия тон при опреде­лен тип облекло.

Освен нарастването на растеровия тон в зависимост от вида на използваното облекло (меко и твърдо) е изслед­вано и нарастването на растеровия тон в зависимост от получената оптична плътност на отпечатъка. На фиг. 8 и фиг. 9 е показано нарастването на растеровия тон при 40% и 80% за меко и твърдо облекло в зависимост от получената оптична плътност.

От двете фигури се вижда, че в дадения интервал на оптична плътност (1.75 — 2.00) има постепенно нарастване на растеровия тон при 40% и 80% за твърдо облекло, докато нарастването за меко облекло в тази област има относи­телно постоянна стойност. Това означава, че при твърдо облекло е за препоръчване намастиляването да се поддържа към средните и горните граници на допуска. А при меко об­лекло явно намастиляването следва да се определи и то ще бъде с по-ниски стойности от това за твърдо облекло.

III. Изводи

1. Нарастването на растеровия тон при използването на меко облекло е по-голямо в сравнение с нарастването при твърдо облекло. При 40% нарастването при меко об­лекло е средно около 20% по-голямо от това при твърдо облекло, а при 80% то е около 7-8% по-високо.
2. В случай че се използват едни и същи стойности за оп­тимално намастиляване за твърдо и меко облекло, по-голямото нарастване на растеровия тон при мекото облекло ще доведе до значителна загуба на информация, особено в средните и високите тонове.
3. Мастилото не оказва влияние върху нарастването на растеровия тон при определен тип облекло.
4. При твърдо облекло е за препоръчване намастиляването да се поддържа към средните и горните граници на до­пуска. При меко облекло явно намастиляването следва да се определи и то ще бъде с по-ниски стойности от тези за твърдо облекло.
5. Въпреки че стойностите за оптимално намастиляване при меко облекло са по-ниски, а нарастването на расте­ровия тон и загубата на информация са по-големи, избо­рът на облекло зависи от състоянието на печатната машина и гладкостта на хартията. При неточности в работата на печатния апарат и при грапави хартии, е необходимо облеклото да има по-големи деформационни свойства, т.е. да е по-меко, за да компенсира неравно­стите на хартията и печатния апарат. В такива случаи е възможно използването на меко облекло да даде по-до­бри резултати.