En bild kan se rätt ut på formgivarens skärm, matt på kundens skärm och annorlunda igen på det tryckta arket, även när varje fil innehåller samma färgsiffror. Orsaken är att RGB och CMYK beskriver färg på två olika språk. Ingen av modellerna är en absolut fysisk skala. Båda är knutna till enheten som producerar färgen, så samma data ger ett annat visuellt resultat på varje skanner, skärm, korrekturtryckare och press.
Vad ett färgrum beskriver
Ett färgrum är den delmängd av synligt ljus som en given modell kan representera. RGB beter sig som en enhetskub i ett tredimensionellt koordinatsystem, och varje axel står för en primärfärg. Eftersom varje färgrum bara är en skiva av det ögat kan se, täcker ingen enskild modell allt synligt ljus. Tre oberoende attribut definierar en position i rummet, och olika attribut ger olika färgrum. Objektet som beskrivs ändras inte, rummet är bara ramen som används för att mäta det. Färgrum faller i två breda familjer: den primärbaserade typen som RGB, CMY och CMYK, och de typer som skiljer färg från ljusstyrka, som YCC, YUV och Lab.
RGB-modellen och additiv blandning
Rött, grönt och blått är ljusets tre primärfärger. Ögat läser färg genom tre typer av tappceller som svarar starkast kring 630 nm, 530 nm och 450 nm. Större delen av det synliga spektrumet kan matchas genom att blanda dessa tre ljus i olika proportioner. Vid bildreproduktion bär varje kanal vanligen 256 nivåer, där 0 betyder inget ljus och 255 betyder starkast ljus. Lika värden i alla tre kanaler ger vitt, medan rött vid 255 med grönt och blått vid 0 ger rent rött. RGB är en additiv modell: ljus adderas till ljus, så mer blandning höjer ljusstyrkan och energin. Lika rött och grönt ger gult, lika grönt och blått ger cyan, lika rött och blått ger magenta, och alla tre tillsammans ger vitt. Diagonalen från svart till vitt är gråaxeln, och varje pixel i en gråskalebild ligger på den linjen.
CMYK-modellen och subtraktiv blandning
Tryck använder färgämnen och pigment som absorberar ljus i stället för att sända ut det. Cyan, magenta och gult är de subtraktiva primärfärgerna, så ett CMY-värde kan beräknas som CMY = 1 - RGB. I teorin återger de tre färgerna tillsammans hela RGB-kubens omfång, och 100 procent av varje borde ge svart. Verkliga färger når inte dit. En gul färg borde reflektera allt ljus från 500 nm till 700 nm och absorbera 400 nm till 500 nm, men färgen i pressen reflekterar för lite i det övre bandet och absorberar för lite i det nedre, så den trycks med ett svagt magenta- och cyanstick. Cyan och magenta beter sig på samma sätt. Utan svart ger 100 procent av alla tre färgerna en grumlig brun snarare än ett äkta svart. En svart plåt återställer tätheten och håller gråtoner neutrala, vilket är anledningen till att CMYK används för färg, toner och färg medan CMY ensamt sällan nämns. CMYK är ett tillämpat färgrum: siffrorna beskriver punktens area i pressen, vanligen från 0 till 100 procent, så C0 M0 Y0 K0 är vitt papper och C0 M0 Y0 K100 är svart.
Varför en konvertering behövs
Att förbereda en RGB-fil för offsettryck innebär att mappa dess färger till CMYK. Branschen kallar fortfarande detta steg för färgseparation. Två problem gör det svårt. För det första täcker de två färgrummen olika volymer: RGB-omfånget är större än CMYK-omfånget, så färger utanför färgernas räckvidd måste komprimeras för att passa. För det andra beror båda färgrummen på hårdvara, så det finns ingen absolut referens. Ett enhetsoberoende färgrum som Lab fungerar som brygga mellan dem.
Mappning av färgomfång, ton och vitpunkt
Tre mappningsstrategier styr övergången från ett färgomfång till ett annat. Komprimering av färgomfång kan hålla färger inom målområdet och ersätta resten med närmaste matchning, eller återge färger utanför området vid den högsta mättnad som utdata kan nå, eller projicera dessa färger mot färgomfångets kant så att kulören låses och mättnaden sjunker jämnt. Tonkomprimering återger antingen luminansen inom området och lyfter eller sänker resten tills den når gränsen, vilket plattar till kontrasten i högdagrar och skuggor, eller överlappar de ljusaste värdena i båda färgomfången och justerar de övriga nivåerna i en mjuk kurva. Vitpunktsmappning projicerar antingen källans vitpunkt mot utdatans vitpunkt enligt en standardobservatör under D50-ljus och ett tvågradersfält, eller konverterar källvärdena relativt vitheten hos det papper eller substrat som ska bära bilden.
Så rör sig färgen genom separationsarbetsflödet
Ett reflekterande original mäts som L0 A0 B0. En skanner eller digitalkamera omvandlar ljuset till R1 G1 B1. Filen når bildredigeringsstationen, där en operatör korrigerar färgen och tar fram R2 G2 B2. För att göra en digital korrekturkonvertering konverteras data till R3 G3 B3 och skickas till en skrivare, och korrekturet läses som L1 A1 B1. För tryckpressen konverteras samma färg till de fyra bläckkanalerna och blir punktareorna Y1 M1 C1 K1. Efter utskjutning, RIP-behandling och filmutmatning bär separationerna punktareorna Y2 M2 C2 K2. Efter plåtframställning är värdena på plåten Y3 M3 C3 K3, och efter att bläcket överförts till substratet kombineras de slutliga punktareorna Y4 M4 C4 K4 med papperet och definierar den tryckta färgen L2 A2 B2. Varje steg kan förskjuta färgen, vilket är skälet till att kontroll i varje led är viktig.
Separationsmatematik och svartgenerering
Separationen börjar med svartvärdet, eftersom de övriga tre kanalerna beror på det. Photoshop erbjuder under color removal (UCR) och gray component replacement (GCR) för att bygga svartplåten. Under color removal läser R, G och B, bildar mellanvärdena c, m, y och k och tillämpar sedan en svartgenereringsfunktion och en under-color-removal-funktion. Resultatet beror på kombinationen av papper och bläck, varje plåts punktökning i mellantonerna, gränsen för svart bläck och gränsen för total bläckmängd. Från en uppsättning RGB-värden är mellanvärdena c = 1 - R, m = 1 - G och y = 1 - B, och under color removal sätter svartvärdet som k = min(c, m, y). Efter att svartgenererings- och borttagningsfunktionerna tillämpats justeras de slutliga värdena så att varje kanal håller sig inom pressens bläckgräns. En korrekt balans håller skuggorna öppna, bevarar neutrala grå och förhindrar att den totala bläcktäckningen överstiger vad papperet och torkningen klarar.