RGB에서 CMYK로: 색상 데이터가 화면에서 인쇄기까지 이동하는 방법

이미지는 디자이너의 모니터에서는 올바르게 보이지만 고객의 화면에서는 흐릿하게 보이고 인쇄된 시트에서는 또 다르게 보일 수 있습니다. 모든 파일이 동일한 색상 값을 가지고 있더라도 말입니다. 그 이유는 RGB와 CMYK가 색상을 서로 다른 두 가지 언어로 설명하기 때문입니다. 어느 모델도 절대적인 물리적 척도가 아닙니다. 둘 다 색상을 생성하는 장치에 종속되므로 동일한 데이터가 모든 스캐너, 모니터, 교정기 및 인쇄기에서 서로 다른 시각적 결과로 나타납니다.

색 공간이 설명하는 것

색 공간은 주어진 모델이 표현할 수 있는 가시광선의 부분 집합입니다. RGB는 3차원 좌표계에서 단위 정육면체처럼 작동하며 각 축은 하나의 원색을 나타냅니다. 모든 색 공간은 눈이 볼 수 있는 것의 일부에 불과하므로 단일 모델이 모든 가시광선을 포괄하지는 않습니다. 세 가지 독립적인 속성이 해당 공간 내의 위치를 정의하며 다른 속성을 선택하면 다른 공간이 생성됩니다. 설명되는 객체는 변하지 않으며 공간은 그것을 측정하는 데 사용되는 프레임일 뿐입니다. 색 공간은 크게 두 가지 계열로 나뉩니다. RGB, CMY, CMYK와 같은 원색 기반 유형과 YCC, YUV, Lab과 같이 색상을 밝기와 분리하는 유형입니다.

RGB 모델과 가산 혼합

빨강, 초록, 파랑은 빛의 삼원색입니다. 눈은 630nm, 530nm, 450nm 부근에서 가장 강하게 반응하는 세 가지 종류의 원추세포를 통해 색을 인식합니다. 가시 스펙트럼의 대부분은 이 세 가지 빛을 다양한 비율로 혼합하여 일치시킬 수 있습니다. 이미지 재현에서 각 채널은 일반적으로 256단계를 가지며 0은 빛이 없음을, 255는 가장 강한 빛을 의미합니다. 세 채널의 값이 같으면 흰색이 되고 빨강이 255이고 초록과 파랑이 0이면 순수한 빨강이 됩니다. RGB는 가산 모델입니다. 빛이 빛을 더하므로 더 많이 혼합할수록 밝기와 에너지가 증가합니다. 빨강과 초록이 같으면 노랑, 초록과 파랑이 같으면 시안, 빨강과 파랑이 같으면 마젠타, 세 가지가 모두 같으면 흰색이 됩니다. 검정에서 흰색으로 이어지는 대각선은 회색 축이며 회색조 이미지의 모든 픽셀은 그 선 위에 있습니다.

CMYK 모델과 감산 혼합

인쇄는 빛을 방출하는 대신 흡수하는 염료와 안료를 사용합니다. 시안, 마젠타, 노랑은 감산 원색이므로 CMY = 1 - RGB로 CMY 값을 구할 수 있습니다. 이론적으로 세 잉크를 함께 사용하면 RGB 큐브의 전체 범위를 재현할 수 있으며 각각 100%면 검정이 되어야 합니다. 실제 잉크는 부족합니다. 노랑 잉크는 500nm에서 700nm까지의 모든 빛을 반사하고 400nm에서 500nm까지를 흡수해야 하지만 인쇄기의 잉크는 상위 대역에서 너무 적게 반사하고 하위 대역에서 너무 적게 흡수하므로 약간의 마젠타와 시안 색조로 인쇄됩니다. 시안과 마젠타도 같은 방식으로 작동합니다. 검정 없이 세 잉크를 모두 100% 사용하면 진정한 검정이 아니라 탁한 갈색이 됩니다. 검정 플레이트를 추가하면 농도가 회복되고 회색이 중립을 유지하므로 CMYK가 잉크, 토너 및 페인트에 사용되며 CMY만 언급되는 경우는 거의 없습니다. CMYK는 응용 공간입니다. 그 숫자는 인쇄기에서의 도트 면적을 나타내며 일반적으로 0에서 100%까지이므로 C0 M0 Y0 K0은 흰 종이이고 C0 M0 Y0 K100은 검정입니다.

변환이 필요한 이유

RGB 파일을 오프셋 작업용으로 준비한다는 것은 색상을 CMYK로 매핑하는 것을 의미합니다. 업계에서는 여전히 이 단계를 색 분리라고 부릅니다. 두 가지 문제가 이를 어렵게 만듭니다. 첫째, 두 공간은 서로 다른 볼륨을 포함합니다. RGB 색역이 CMYK 색역보다 크므로 잉크 범위를 벗어난 색상은 맞도록 압축해야 합니다. 둘째, 두 공간 모두 하드웨어에 의존하므로 절대적인 기준이 없습니다. Lab과 같은 장치 독립적 공간이 이들 사이의 다리 역할을 합니다.

색역, 톤, 화이트 포인트 매핑

한 색역에서 다른 색역으로 이동할 때는 세 가지 매핑 전략을 사용합니다. 색역 압축은 색을 목표 범위 안에 유지하고 나머지는 가장 가까운 값으로 대체하거나, 범위를 벗어난 색을 출력이 도달할 수 있는 최고 채도로 재현하거나, 그 색을 색역 경계에 투영하여 색상은 고정하고 채도만 균일하게 낮춥니다. 톤 압축은 범위 안의 휘도는 그대로 재현하고 나머지는 경계에 닿을 때까지 올리거나 내려 하이라이트와 섀도우의 대비를 평탄하게 만들거나, 두 공간의 가장 밝은 값을 겹치고 나머지 레벨을 완만한 곡선으로 조정합니다. 화이트 포인트 매핑은 D50 광원과 2도 시야에서 표준 관측자가 정의한 출력 화이트에 소스 화이트를 투영하거나, 이미지를 담을 종이 또는 기재의 백색도에 맞추어 소스 값을 변환합니다.

색상이 분해 워크플로를 거치는 방식

반사 원고는 L0 A0 B0로 측정됩니다. 스캐너나 디지털 카메라는 그 빛을 R1 G1 B1로 바꿉니다. 파일은 이미지 편집 스테이션에 도달하고, 작업자는 색을 보정하여 R2 G2 B2를 만듭니다. 디지털 교정지를 만들기 위해 데이터는 R3 G3 B3로 변환되어 프린터로 전송되고, 교정 시트는 L1 A1 B1로 읽힙니다. 인쇄용으로 같은 색은 네 개의 잉크 채널로 변환되어 망점 면적 Y1 M1 C1 K1이 됩니다. 판걸이, RIP 처리, 필름 출력을 거치면 분해판은 망점 면적 Y2 M2 C2 K2를 갖습니다. 제판 후 판 위의 값은 Y3 M3 C3 K3이고, 잉크가 기재로 전이된 후 최종 망점 면적 Y4 M4 C4 K4가 종이와 결합하여 인쇄 색 L2 A2 B2를 정의합니다. 각 단계에서 색이 달라질 수 있으므로 모든 단계의 관리가 중요합니다.

분해 연산과 검정 생성

분해는 검정 값에서 시작합니다. 나머지 세 채널이 이 값에 의존하기 때문입니다. Photoshop은 검정판을 만들기 위해 언더 컬러 리무벌(UCR)과 그레이 컴포넌트 리플레이스먼트(GCR)를 제공합니다. 언더 컬러 리무벌은 R, G, B를 읽어 중간값 c, m, y, k를 만들고, 검정 생성 함수와 언더 컬러 리무벌 함수를 적용합니다. 결과는 종이와 잉크의 조합, 각 판의 중간톤 망점 확대, 검정 잉크 한도, 총 잉크 한도에 따라 달라집니다. RGB 값 집합에서 중간값은 c = 1 - R, m = 1 - G, y = 1 - B이고, 언더 컬러 리무벌은 검정 값을 k = min(c, m, y)로 설정합니다. 검정 생성 및 제거 함수를 적용한 후 최종 값은 각 채널이 인쇄기의 잉크 한도 안에 머물도록 조정됩니다. 이 균형을 제대로 맞추면 섀도우가 막히지 않고 중성 회색이 유지되며, 총 잉크 피복량이 용지와 건조기가 감당할 수 있는 범위를 넘지 않습니다.