5.1.3. Выбор уровней белой и черной точек

Одна из главных задач цветовой коррекции, как это ни странно может показаться, - это использование всего доступного тонового диапазона. Эта задача рассматривалась в главе, посвященной тону и контрасту, и решалась преимущественно на примерах полутоновых изображений. Для цветных оригиналов она является одновременно целью и средством. Если растянуть тоновый диапазон цветного изображения, то это благоприятным образом повлияет на качество оригинала, при условии сохранения остальных характеристик. С другой стороны, настройка тонового диапазона - это мощное средство, позволяющее очень экономными средствами удалить большую часть цветовых аномалий пораженного изображения.
Чем шире диапазон тонов, тем выше контрастность оригинала, поскольку в этом случае увеличивается расстояние между соседними тонами. В идеале на изображении должны присутствовать все точки - от абсолютно черной до совершенно белой, но все физические устройства вывода имеют ограничения на диапазон воспроизводимых тонов. Например, струйный принтер отпечатает все точки с яркостью, превышающей 250R250G250B, как белые. В результате в таких областях будут потеряны детали, что приведет к деградации печатной версии картинки. Есть ограничения и на воспроизведение очень темных тонов, которые при превышении некоторого порога будут представлены областями со сплошной черной заливкой. Это значит, что любой оригинал существует в некотором ограниченном тоновом диапазоне, который желательно растянуть на возможно большую ширину.

На заметку! Самая светлая область изображения - это не обязательно самая яркая область. Это совсем не игра слов и плоский парадокс. Уровень белой точки определяется по самой светлой невырожденной области оригинала, т. е. такому фрагменту, который содержит графическую информацию. Например, изображения металлических бликов, блеска драгоценных камней, искр, расплавленного металла, языков пламени, фотовспышки и пр. — это почти всегда самые яркие части картинки. Но они не могут быть выбраны для определения уровня белой точки, поскольку являются однородными, не имеют деталей и не несут полезных графических данных.

Два самых популярных инструмента коррекции цвета и тона - Levels и Curves располагают средствами для выбора самой светлой и самой темной точки изображения. Это стандартная техника растяжения тонового баланса, которую можно применить для любого оригинала с разложением на каналы. Белая точка - это самая светлая область картинки, содержащая различимые детали; черная точка представляет собой самый темный фрагмент, отличный от сплошной заливки черной краской. Это теоретическое определение нуждается в уточнении, поскольку фактически достижимые уровни светлого и темного зависят от выводного устройства.
Света и тени в системе RGB
Самый высокий уровень яркости нейтрального цвета описывается в системе RGB формулой 255R255G255B, но этот теоретический максимум оказывается недостижимым для большинства устройств воспроизведения цвета. Практика показывает, что уровень света реальных приборов лежит в диапазоне от 250R250R250B до 240R240G240B. У мониторов он выше, чем у любых принтеров, фотопринтеры и устройства вывода на фотопленку превосходят по уровню светов любые офисные струйники. Для современных струйных и лазерных принтеров эта величина обычно колеблется от 255 до 250, устройства печати на фотопленке могут воспроизводить света, приближающиеся к 250.
Существует простая процедура, которая позволяет определить рациональный уровень светов устройства печати.

Средствами редактора Photoshop создать 15 квадратов с разной плотностью серого. Цветовая формула этих образцов должна меняться от 255R255G255B до 241R241G241B. Упорядочить их по убыванию яркости, причем каждый последующий образец должен отличаться от своих соседей на одну единицу яркости.
Отпечатать изображение с тестовыми образцами.
Исследовать печатную копию и найти образец с самым легким оттенком серого, причем все образцы перед ним должны выглядеть как совершенно белые.

Пусть квадраты с заливкой от 255 до 250 выглядят как абсолютно белые, а серый фон проявляется у образца с формулой 251R251G251B. Данное значение должно быть выбрано в качестве уровня белой точки, поскольку все оттенки более высокой яркости не могут быть воспроизведены на данном печатном устройстве и будут представлены чистыми фрагментами белой бумаги. Если по каким-то причинам невозможно провести описанный эксперимент, то можно ориентироваться на усредненное значение уровня белой точки из диапазона 245R245G245B-242R242G242B.
Самый темный тон в системе RGB создается при нулевых значениях всех цветовых координат, что описывается формулой 0R0G0B. На практике редкое выводное устройство способно воспроизвести 90 %-ный серый цвет с различимыми деталями. Обычно области с такой и более высокой плотностью тона представляются однородно черными. По этой причине уровень черной точки должен быть отодвинут от предельного значения. Опыт показывает, что для большинства обычных устройств вывода (мониторов, струйных и лазерных принтеров) рациональное значение черной точки лежит в диапазоне от 5R5G5B до 15R15G15В.
Если требуется найти точное значение этого параметра, то можно проделать эксперимент, аналогичный выбору уровня белого.
Света и тени в системе CMYK
Технологические ограничения в системе CMYK проявляются сильнее, чем в RGB. По причинам, которые упоминались в предыдущем разделе, CMYK-устройства не могут воспроизводить тоновый диапазон в его теоретически доступных размерах. Уровни светлой и темной точек должны отличаться от теоретических границ диапазона, равных OCOMOYOK и 100C100M100Y100K. Практика показывает, что для полиграфических установок высокого уровня доступны уровни серого цвета, равные 2-3 %. Самые современные печатные машины способны воспроизводить 1 %-ный серый тон на мелованной бумаге высшего качества. Более светлые тона при печати вырождаются и представляются в виде фрагментов бумаги, полностью свободных от печатных красителей.
Система CMYK отличается еще одной особенностью генерации цвета. Для большинства цветов она предлагает несколько составов красителей, смешение которых дает искомый колер. Так, по крайней мере теоретически, любой ахроматический тон можно получить при помощи определенной плотности только черного красителя или смешивая в равных долях краски CMY. Например, серый по составу OCOMOY5K можно получить и без добавления черной краски, по формуле 4C3M2YOK. Теоретически для генерации серого тона вклады красок CMY должны быть равны, но несовершенство красителей, явление адсорбции, взаимодействие красок между собой и носителем приводят к тому, что для получения нейтрального тона вклады основных красок должны различаться. Если смешать их в равных долях, то отпечатанный образец будет иметь заметный красновато-коричневый оттенок, который объясняется слабостью голубого красителя. Чтобы нейтрализовать этот оттенок, обычно увеличивают процентное соотношение краски Cyan, оставляя равными вклады других цветовых координат. Серый тон плотной мелованной бумаги описывается следующими примерными формулами: 2C1M1Y, 5C3M3Y. Другие типы бумаги и небумажные носители требуют иных составов красителей для генерации серых оттенков.
В Photoshop самые светлые серые тона получаются без участия черной краски. Ее вклад растет по мере увеличения плотности тона. На рис. 5.1 в наглядном графическом виде показаны способы генерации серого, которые используются методами OCR (Gray Component Replacement - Замещение серого компонента) и UCR (Under Color Removal - Удаление нижележащего цвета).
Точное определение уровня белой точки можно получить по результатам тестового простого испытания. Средствами редактора надо создать двенадцать цветовых образцов и закрасить их серым разной плотности. Формулы заливки приведены в следующей таблице, причем плотность тона примерно равна по горизонтали и увеличивается по вертикали, значения цветовых координат перечисляются в последовательности CMYK. Цветовые образцы не должны иметь никаких рамок вокруг себя; их размеры должны быть достаточны для осмотра невооруженным глазом.

Рис. 5.1. Воспроизведение светлых оттенков серого цвета в Photoshop. На рисунке показаны графики вкладов красителей для генерации различных оттенков серого цвета. На левой схеме представлен метод GCR (Замещение серого компонента), правая схема описывает метод UCR (Удаление нижележащего цвета). В обоих случаях черная краска не участвует в создании светло-серых тонов

Таблица.
Цветовые формулы заливок тестовых образцов. Каждая цифра означает процентное содержание краски в системе CMYK

2110
0001
3110

3220
0002
4220

4330
0003
5330

5440
0004
5430

Необходимо отпечатать созданные образцы при стандартных условиях печати и на обычной бумаге. На печатном оттиске требуется найти образец самого светлого тона, все образцы с меньшей плотностью должны выглядеть как совершенно белые. Формула такого образца и дает численное выражение уровня светлой точки в системе CMYK. В большинстве стандартных случаев это значение равно 4C2M2Y (третья колонка, второй сверху образец).
Проблемы совершенно иного свойства возникают при печати темных тонов. Максимально возможная плотность красок, наносимых на печатный лист, равна 400 % (максимальный вклад всех четырех красителей). При печати с большими плотностями возникают проблемы с высыханием и смазыванием красителей; практика показывает, что предельная совокупная плотность красок не может превышать 360 %. Для отдельных сортов бумаги эта планка еще ниже, например для газетной бумаги предельная плотность не может превышать 260 %.
Доля черной краски в тенях зависит также и от типа изображения. Известно, что оригиналы с большим вкладом нейтральных тонов получаются на печати лучше, если увеличить вклад черного канала. Приведем ориентировочные значения уровня черной точки:

от 80C70M70Y70K до 65C55M55Y90K - для мелованной бумаги и листовых печатных машин;
примерно 75C65M65Y65K- для немелованной бумаги;
около 70C60M60Y60K - для газетной бумаги.

Для цветоделения фотоизображений ранее применялось стандартное значение 80C70M70Y70K. Теперь фирма Adobe рекомендует задавать уровень черной точки равным 65C53M51Y95K.