Báo cáo thí nghiệm màu bài 1 thực hành tổng hợp màu theo kiểu trừ bài 2 khảo sát mật Độ màu thay Đổi theo chiều dày lớp mực

Phương pháp tổng hợp này dựa trên bamàu cơ bản: Màu vàng yellow, màu đỏ cánh sen magenta, màu xanh da trời cyan.Việc trộn các màu cơ bản cùng một tỉ lệ ta sẽ nhận được các màu như sau: Y

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

BỘ MÔN KĨ THUẬT IN



BÁO CÁO THÍ NGHIỆM MÀU

Họ và tên: Nguyễn Thị Phương Anh

MỤC LỤC

BÀI 1 THỰC HÀNH TỔNG HỢP MÀU THEO KIỂU TRỪ 3

1 Mục đích thí nghiệm 3

2 Cơ sở lý thuyết 3

3 Xử lý số liệu và báo cáo kết quả 4

BÀI 2 KHẢO SÁT MẬT ĐỘ MÀU THAY ĐỔI THEO CHIỀU DÀY LỚP MỰC 8

1 Mục đích thí nghiệm 8

2 Cơ sở lý thuyết 8

3 Xử lý số liệu và báo cáo kết quả 9

BÀI 3 PHÂN TÍCH MÀU THEO ĐẶC TÍNH PHỔ PHẢN XẠ ÁNH SÁNG 13

1 Mục đích thí nghiệm 13

2 Cơ sở lý thuyết 13

3 Xử lý số liệu và báo cáo kết quả 14

BÀI 4 XÂY DỰNG KHUNG BAO MÀU 16

1 Mục đích thí nghiệm 16

2 Cơ sở lý thuyết 16

3 Xử lý số liệu và báo cáo kết quả 20

BÀI 1 THỰC HÀNH TỔNG HỢP MÀU THEO KIỂU TRỪ

2.1 Phương pháp tổng hợp màu theo kiểu trừ

Tổng hợp màu sắc theo kiểu trừ là tổng hợp màu của các vật không phát sáng Nó xảy tatheo nguyên tắc hấp thụ liên tiếp theo những tia sáng màu khi rọi vào vật thể Đây làphương pháp trộn mực màu hay là in chồng màu Phương pháp tổng hợp này dựa trên bamàu cơ bản: Màu vàng (yellow), màu đỏ cánh sen (magenta), màu xanh da trời (cyan).Việc trộn các màu cơ bản cùng một tỉ lệ ta sẽ nhận được các màu như sau:

Y(yellow) + M(magenta) + C(cyan) = K(black)

Y(yellow) + M(magenta) = R(Red)

M(magenta) + C(cyan) = B(Blue)

Y(yellow) + C(cyan) = G(Green)

Chỉ cần thay đổi tỉ lệ các màu cơ bản ta sẽ thu được vô số màu Màu trung gian luôn tối hơn

- Bộ dụng cụ pha trộn mực: cốc đựng, máy khuấy, cân đong

- Thiết bị đo màu X-rite DTP22 digital swatchbook Spectrophotometer Color

3 Xử lý số liệu và báo cáo kết quả

a Các mẫu màng mực cùng kết quả đo thông số màu đính kèm

Mã mẫu TN Mẫu TN Thông số

Bảng 1.1 Mẫu màu mực và thông số L, a, b

b Tính toán 3 thông số màu: Tông màu (Hue), Độ bão hòa màu (Saturation),

Độ sáng (Brightness) theo 3 thành phần màu L, a, b

- Tông màu h = tan−1(b

Mẫu Tông màu Độ bão hòa Độ sáng

Bảng 1.2 Giá trị thông số màu theo từng mẫu

- Sai lệch màu giữa M1 và M2: ∆ E=14.10

c Nhận xét

-Theo lý thuyết, màu trung gian, màu thứ cấp tối hơn so với màu cơ bản Nhận xét theo

trực quan cho thấy hầu hết mẫu màu trung gian đều tối hơn mẫu màu cơ bản, tuy nhiên

có một vài mẫu màu trung gian như M2, M4 lại nhìn thấy sáng hơn Điều này do trongquá trình đo thực tế vẫn có những sai số và điều kiện không đảm bảo dẫn đến nhận địnhtrong lý thuyết chưa hoàn toàn chính xác

- Màu thứ cấp cấp tổng hợp trên thực tế không ra được màu đúng chuẩn như trên lý

thuyết vì màu thực tế vẫn có những sai số về tỉ lệ pigment trong lúc pha trộn, quá trìnhlưu trữ không may xảy ra hiện tượng khô mực, oxy hóa,…

- So sánh màu thứ cấp, màu trung gian so với màu cơ bản về độ sáng theo số liệu:

+ Mẫu màu M1, M2 tổng hợp từ 2 màu cơ bản Y+M: Độ sáng mẫu màu thứ cấp

M1, M2 cao hơn màu cơ bản M, thấp hơn màu cơ bản Y

+ Mẫu màu M3, M4 tổng hợp từ 2 màu cơ bản C+Y: Độ sáng mẫu màu thứ cấp

M3, M4 cao hơn màu cơ bản C, thấp hơn màu cơ bản Y

+ Mẫu màu M5, M6 tổng hợp từ 2 màu cơ bản C+M: Độ sáng mẫu màu thứ cấp

M5, M6 thấp hơn màu cơ bản C và M

- So sánh sự khác biệt về tông màu, độ sáng, độ bão hòa giữa màu chồng và màu pha:

+ Độ sáng: Màu pha > Màu chồng.

+ Tông màu: Màu pha > Màu chồng

+ Độ bão hòa: Màu pha < Màu chồng

+ Sự chênh lệch màu ∆ Egiữa mẫu mẫu màu chồng và màu pha là khá cao và có

thể dễ dàng nhận biết bằng mắt

- Lí do gây ra hiện tượng này: Màu pha ta đã trộn đều các màu mực cơ bản lại với nhau

và chỉ tạo 1 lớp mực trên giấy nên lượng ánh sáng phản xạ lại có sự ảnh hưởng lớn củaánh sáng vật liệu nền Màu chồng được tạo ra do tiến hành chồng nhiều lớp mực nên cólớp mực dày hơn, ánh sáng vật liệu nền ít gây ảnh hưởng hơn Bên cạnh đó, quá trìnhtạo màng mực bởi con lăn anilox cũng gây ra ảnh hưởng tới mẫu Với mẫu màu pha, khichỉ lăn một lớp có thể chưa được đều màu, tạo sọc và lớp mục chưa phủ kín hoàn toànnền giấy Với mẫu màu chồng cũng xảy ra hiện tượng tương tự, lớp mực sau có thể chưaphủ qua phần sọc, phần mực chưa đều của lớp mực trước

BÀI 2 KHẢO SÁT MẬT ĐỘ MÀU THAY ĐỔI THEO CHIỀU DÀY LỚP MỰC

1 Mục đích thí nghiệm

2 Cơ sở lý thuyết

2.1 Mật độ màu

Mật độ quang là đại lượng đo mức độ hấp thụ ánh sáng của một bề mặt được chiếu sáng.Mật độ quang được xác định như là tỷ lệ nghịch của ánh sáng phản xạ hoặc ánh sángtruyền qua

D = lg (1/)Trong đó D là mật độ quang,  là hệ số phản xạ hoặc truyền qua

Mật độ màu là giá trị mật độ quang tính theo mức độ hấp thụ chọn lọc bức xạ điện từ củamàu đó

2.2 Định luật Beer Lambert

Tính chất hấp thụ của mọi vật được đặc trưng bởi hệ số hấp thụ tức là tỉ lệ giữa ánh sáng bịhấp thụ và ánh sáng chiếu tới Theo định luật Lamber – Beer thì sự hấp thụ tăng khi lớp hấpthụ và nồng độ chất hấp thụ tăng Những chất có khả năng hấp thụ chọn lọc, hệ số hấp phụthuộc vào bước sóng cũng tuân theo định luật này nhưng áp dụng cho từng bức xạ riêng rẽ

Để có thể so sánh khả năng hấp thụ của một chất khác nhau người ta dùng đại lượng hệ sốhấp thụ cho một chiều dày đơn vị, một nồng độ đơn vị và những hệ số này chỉ còn phụ thuộcvào tính chất của chính chất đó

Trong quá trình in thực tế ta thường gặp trường hợp chiều dày lớp mực thay đổi và ta hãyxem xét sự phụ thuộc của hệ số hấp thụ với chiều dày lớp hấp thụ

- Thiết bị đo màu X-rite DTP22 digital swatchbook Spectrophotometer Color.

3 Xử lý số liệu và báo cáo kết quả

3.1 Các mẫu màng mực cùng kết quả đo thông số màu đính kèm

3 39.23 -35.37 -37.33 2.11

Bảng 2.1 Mẫu màu và thông số L, a, b, Density

3.2 Tính toán thông số màu (Tông màu, Độ bão hòa, Độ sáng) và chiều dày lớp mực

- Tính lượng mực trên một đơn vị diện tích của từng mẫu: mi = m 1 – m 0

lớp

mực

Thông số Khối lượng (g) lớp mực (g/m Chiều dày

2 ) Tông màu h Độ bão hòa c

Bảng 2.2 Giá trị thông số màu theo từng mẫu

3.3 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa mật độ màu và chiều dày lớp mực

a) Đồ thị D – m i

b) Đồ thị so sánh mối quan hệ giữa D và m i

3.4 Nhận xét

- Mật độ màu tăng lên theo chiều dày lớp mực

- Khi thay đổi chiều dày lớp mực:

+ Độ sáng L giảm

+ Tông màu h tăng

+ Độ bão hòa c giảm

tông màu cao thứ 2 còn giá trị độ bão hòa nằm ở mức tương đối (3/5) Bên cạnh đó, dựatrên đồ thị D – mi là dạng đồ thị của hàm lg, tại chiều dày 16.67 g/m2 thì mật độ màu đãđạt giá trị tiệm cận, tức là với chiều dày này thì dù có tăng chiều dày lớp mực lên cũngkhông khiến màu sắc có quá nhiều sự thay đổi để nhận thấy bằng mắt thường và giá trịmật độ màu cũng không thay đổi lớn (chứng minh qua giá trị mật độ màu tại lớp mực

- Trong quá trình thực hành thí nghiệm xảy ra sai số do mẫu thử có hiện tượng sọc, lớpmực dàn mỗi lần chưa đều tại điểm đo

BÀI 3 PHÂN TÍCH MÀU THEO ĐẶC TÍNH PHỔ PHẢN XẠ ÁNH SÁNG

1 Mục đích thí nghiệm

- Thực hành xác định các thông số màu trên cơ sở đo phổ phản xạ ánh sáng

- Biết cách điều chỉnh màu sắc trên cơ sở phân tích phổ

2 Cơ sở lý thuyết

2.1 Các thông số cơ bản của màu và cách xác định dựa trên phân tích quang phổ

Một màu hữu sắc được đặc trưng bởi 3 thông số cơ bản là tông màu, độ chói và độ thuầnsắc

- Tông màu là khái niệm kỹ thuật chỉ sự khác biệt về cảm giác màu giữa màu hữu sắc vàmàu vô sắc có cùng độ sáng Tông màu được biểu thị bằng bước sóng trội của màu  xácđịnh khách quan dựa trên kết quả đo phổ phát xạ hay phổ phản xạ (hấp thụ)

- Độ thuần sắc là chỉ tiêu xác định mức độ trội của tông màu

Độ thuần sắc được đánh giá bằng tỉ số giữa độ chói của tia trội và độ chói tổng của màu

L bx trội : Độ chói của tia trội, cd.m -2

L bx tổng : Độ chói tổng của màu, cd.m

Độ chói là thông số độ chói của 1 nguồn sáng hoặc bề mặt được chiếu sáng

Độ chói bề mặt được chiếu sáng là độ chói do ánh sáng tán xạ từ 1 bề mặt tạo ra, phụthuộc độ chói của nguồn chiếu sáng và đặc tính hấp thụ và phản xạ (xuyên qua) của bềmặt

r - hệ số độ chói

2.2 Đặc trưng phản xạ màu phổ ánh sáng của mực in

a) Mực lý tưởng

Mực lý tưởng là loại mực là khi lớp mực đủ dày chúng hấp thụ hoàn toàn bức xạ của mộtvùng phổ nào đó và cho qua hoàn toàn hai vùng kia Ranh giới hấp thụ, cho qua của mựccánh sen, vàng, cyan lý tưởng trùng khớp và ranh giới màu vàng, đỏ cánh sen, xanh của bức

xạ tối ưu

Mực vàng lý tưởng hấp thụ hoàn toàn bức xạ với bước sóng 400-490 nm của màu xanh tím

B và cho qua hoàn toàn màu lục G (490-570 nm) và màu đỏ R (570-700 nm) Màu của mựcvàng có thể coi là tổng của màu đỏ và lục còn màu xanh tím là màu bổ sung của màu vàng

P = (Lbx trội / L bx tổng)  100%

r =

L/Llt

tím (400-490 nm) Mực cánh sen hấp thụ bức xạ lục (490-570 nm) và cho bức xạ xanh tím,bức xạ tím.

Với mực lý tưởng khi thay đổi số lượng thì độ bão hòa, độ sáng thay đổi theo nhưng tôngmàu không đổi

c) Mực thực tế

Khác với mực lý tưởng, mực in thực tế không thể tách hoàn toàn các vùng phổ Ở mực inthực tế luôn có hiện tượng hấp thụ thừa ở những vùng bxđt không cần hấp thụ hoặc hấp thụthiếu ở những vùng bxđt cần hấp thụ hoàn toàn (xem hình 1) Nguyên nhân là các pigmentmàu không lý tưởng, độ thuần sắc không cao và bản thân mực không trong suốt, có hiệntượng tán xạ ánh sáng Trong 3 loại mực thực, mực vàng gần với mực lý tưởng hơn cả Sailệch chủ yếu do hấp thụ vùng ánh sáng B không đủ Nhược điểm lớn nhất của mực cánh sen

là hấp thụ thừa vùng bức xạ xanh tím tức là lẫn màu vàng và do vậy mực cánh sen thực cótông màu ngả đỏ cờ hơn so với mực lý tưởng Mực xanh cyan sai lệch lớn nhất khi hấp thụthừa cả vùng bức xạ xanh tím và lục Kết quả mực cyan thực bị lẫn màu đen

Với các mực thực, khi thay đổi số lượng cả 3 thông số màu (độ sáng, độ bão hòa, tông màu)đều thay đổi

Hình 1 Phổ phản xạ của mực lý tưởng và mực thực (bộ mực điển hình)

2.3 Vật liệu và dụng cụ thí nghiệm

- Mẫu in các ô màu được tạo ra bằng cách chồng 4 màu mực cơ bản C, M, Y, K

- Thiết bị đo màu X-rite DTP22 digital swatchbook spectrophotometer color

3 Xử lý số liệu và báo cáo kết quả

Đo phổ màu thứ cấp I31 – được tạo bởi 2 màu mực sơ cấp M và Y

3 Tổng các năng lượng phản xạ từ bước sóng

Tính toán thông số màu dựa trên phổ phản xạ:

Tông màu (nm) Độ chói Độ thuần sắc (%) Màu sơ cấp M 690 19.24 2.59

BÀI 4 XÂY DỰNG KHUNG BAO MÀU

1 Mục đích thí nghiệm

- Tìm hiểu phương pháp xác định khung bao màu

- Xây dựng khung bao màu cho 1 hệ thống in cụ thể bao gồm thiết bị, giấy và mực xác định

- Đánh giá sự thay đổi khả năng phục chế của 1 hệ thống khi thay đổi giấy hoặc mực in

2 Cơ sở lý thuyết

2.1 Khung bao màu

Khung màu (color gamut) là tập hợp các màu có thể tạo ra được từ 1 hệ thống in cụ thể.Còn khung bao màu (color gamut boundary) có thể hiểu đơn giản là đường bao (đườngranh giới) của khung màu trong không gian màu (hình 1)

Hình 1- khung bao màu của một số thiết bị

Khung bao màu có ý nghĩa đặc biệt quan trọng trong công nghệ phục chế màu Nó là cơ sở

để xác định khối màu (color gamut volume) của 1 hệ thống tái hiện màu nào đó (màn hình,máy ảnh, máy quét, máy in, máy quay) và là thông tin chủ yếu để thực hiện việc quản lýmàu như tạo profile màu cho các thiết bị, hiệu chỉnh màu (gamut mapping) Sự mô tả chínhxác khung màu là yêu cầu cần thiết cho tất cả các hệ thống mô phỏng quá trình in hay in thửcũng như quá trình hiển thị hình ảnh

Khung bao màu của mỗi một hệ thống phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như tính chất vật liệunền, khả năng hấp thụ ánh sáng của mực màu, kỹ thuật phục chế ảnh nửa tông, quá trình xử

lý, truyền hình ảnh, điều kiện quan sát,… Do vậy, việc xây dựng khung bao màu cần phảithực hiện trong một điều kiện xác định

Ngoài ra, mặc dù một khung màu chính xác phải được mô tả trong không gian 3 chiềunhưng trên thực tế, các khung bao màu thường có dạng 2 chiều như một biểu đồ màu với 2trục tọa độ CIE xy hoặc CIE ab Trong khung bao màu 2 chiều, thông số độ sáng(lightness) không được thể hiện Điều này có thể dẫn đến một số đánh giá sai về các màunằm ngoài hay nằm trong khung bao màu

Do ý nghĩa quan trọng cũng như mức độ phức tạp của việc xác định khung bao màu, rấtnhiều phương pháp đã được đề xuất Về cơ bản các phương pháp đều chứa 2 phần: mẫukiểm tra (test target hoặc gamut-boundary descriptor) và mô hình tính toán.

xác định các điểm nằm trên bề mặt khung màu Mẫu đơn giản nhất gồm 8 màu: trắng, đỏ,lục, xanh tím, cyan, cánh sen, vàng và đen với các ô màu nền bẹt Mẫu phức tạp có thểlên tới hàng nghìn màu Số điểm màu càng nhiều thì việc mô tả khung màu càng chínhxác Tuy nhiên, lượng điểm đo quá nhiều có thể gây ra sự trùng lặp ở những điểm màu rấtgần nhau và gây khó khăn trong quá trình nội suy toán học

Một số mẫu kiểm tra đã được tiêu chuẩn hóa và có thể sử dụng với đa dạng các loại thiết

bị là ISO 12640 (IT8.7/3) và ISO 12641 (IT8.7/1)

Các phương pháp tính toán, xây dựng bề mặt khung màu có thể chia làm 2 nhóm:

gian màu của thiết bị Phương pháp này giả thiết rằng các điểm của không gian màunằm trên khung bao màu khi có ít nhất một trong các tọa độ màu đạt tới giá trị cựctiểu hoặc cực đại Sự kết nối các điểm này sẽ hình thành khung bao màu và khungbao này được gọi là đường bao vật lý Khi có nhiều hơn 3 màu tham gia trong hệthống thì phương pháp này tính toán khung màu cho từng nhóm 3 màu một và sau đóghép các nhóm trong khung chung

màu độc lập với thiết bị (hoặc so màu) chẳng hạn như CIE LAB, CIE XYZ, CIECAM97s Phương pháp này làm việc với bất kỳ nhóm màu nào mà không cần quantâm tới các dữ liệu về không gian màu thiết bị hoặc mô hình thiết bị Do vậy, nó được

sử dụng để xây dựng khung bao màu cho tập dữ liệu đo bất kỳ hay tập hợp các màutrên 1 hình ảnh Cũng giống như trong phương pháp không gian màu, rất nhiều điểmmàu được sử dụng để mô tả khung màu và các điểm màu này có thể tạo ra bằng thựcnghiệm Những phương pháp chính thuộc nhóm này gồm:

Phương pháp đa giác lồi (convex hull)

Đây là phương pháp lý tưởng để xác định khung bao màu có hình dạng bất kỳ bao quanhtập hợp các điểm đo Đa giác lồi nhỏ nhất chứa tất cả các điểm đo là tổ hợp:

Trong đó: k là số đỉnh của đa giác

wj là các giá trị không âm mà có tổng bằng 1

pj là các vecto ở đỉnh đa giác

Phương pháp dạng  (alpha shapes) : Được nghiên cứu bởi Cholevo và Love năm 1999,

phương pháp này cho phép mô tả tập hợp các điểm đo tốt hơn so với phương pháp đa giác lồi

màu xám là khung bao được xác định theo phương pháp đa giác lồi)

Phương pháp dạng  được hình dung như việc ta dùng viên tẩy hình cầu có bán kính  đểtẩy các điểm nằm ở những vị trí không gần với bất kỳ một điểm đo nào trong toàn bộ khối

đường bao  ( - hull), nó phụ thuộc vào tập hợp điểm đo S và giá trị  được lựa chọnPhương pháp cực đại vi phân (segment maxima): Trong phương pháp này, người ta chia

dụ trong hình 3) và xác định tập hợp các tọa độ  và  của từng phần Tiếp theo, các giá trị

điểm đo của tập mẫu GDB được chuyển về dạng tọa độ cầu và xác định cực đại của ma

trận GBD Kết quả thu được phụ thuộc vào việc lựa chọn m x n và độ chính xác của việc

tính toán tọa độ hình cầu

Trong 3 phương pháp trên thì phương pháp đa giác lồi là tương đối đơn giản về thuật toán.Mặc dù, phương pháp này chưa thât chính xác trong 1 số trường hợp, khi tập hợp điểm đo

có vùng lõm, nhưng nó vẫn được áp dụng rộng rãi, đặc biệt là trong các ứng dụng để đánhgiá khả năng phục chế Chi tiết về cách thức triển khai phương pháp này sẽ được trình bày

ở mục 2.2 dưới đây

2 2 Xác định khung bao màu bằng phương pháp đa giác lồi

Cách đơn giản nhất để xác định các đỉnh của đa giác trong phương pháp đa giác lồi đã đượcJavis March đưa ra Cách này được thực hiện theo 3 bước với tập hợp các điểm đo có tọa

độ x, y hoặc L, a (xem ví dụ hình 4):

1 Chọn phần tử có giá trị y nhỏ nhất, gọi là p0

3 Tiếp tục bước thứ hai cho đến khi pj gặpp0

Hình 4 Phương pháp Javis March để xác định khung bao màu

2.3 Nguyên vật liệu và thiết bị thí nghiệm

sản xuất in theo phương pháp in offset chồng 4 màu cơ bản CMYK, chỉ thay đổi giấy hoặc mực in)