ISO 13655:2009 zdemaskowana

ISO 13655:2009 Załącznik C brzmi następująco:

"Jeśli jednak wykrywanie i/lub napromieniowanie jest ograniczone do jednego kąta azymutalnego, podkreśla się efekty kierunkowe i teksturowe. Te geometrie są przestarzałe w ISO 5-4, a tym samym w niniejszej Normie Międzynarodowej. Są one znane jako "czterdzieści pięć stopni kierunkowe: normalne" i "normalne: czterdzieści pięć stopni kierunkowe".

Innymi słowy, gdy używane są instrumenty o geometrii kierunkowej, wyniki będą w dużym stopniu zależeć od kąta pomiaru. Po obróceniu spektrofotometru o pewien stopień ta sama próbka da różne odczyty. Efekt ten staje się silniejszy wraz ze wzrostem tekstury i na niepowlekanych papierach można doświadczyć różnicy kolorów większej niż dE*_ab = 3.

P: W jaki sposób użytkownicy mogą sprawdzić, czy dany przyrząd spełnia wymagania dotyczące geometrii określone w normie ISO 13655?

O: Arkusz specyfikacji instrumentu zazwyczaj określa geometrię. Jeśli nie jest to "45°a:0°" lub "45°c:0°" (lub odwrotnie), ale tylko 45:0, najprawdopodobniej wymagania nie są spełnione. Również stwierdzenie zgodności z normą DIN 5033 nie oznacza, że przyrząd jest zgodny z normą ISO 13655. Norma DIN 5033 opisuje po prostu wszystkie istniejące geometrie pomiarowe.

Po spełnieniu warunków wstępnych dotyczących geometrii pomiaru, przyrząd zgodny z normą ISO 13655:2009 może być zgodny z 4 różnymi trybami pomiaru. Tryby te zostały opracowane ze względu na różne potrzeby i zastosowania. Są one nazywane M0, M1, M2 i M3.

M0: "Starszy tryb"

Z czysto technicznego punktu widzenia, M0 jest przestarzałym trybem pomiaru. W przeszłości urządzenia stosowane w przemyśle graficznym nie wykorzystywały źródła światła o określonej i/lub stabilnej zawartości UV. M0 jako standard wyraża, że większość urządzeń wykorzystuje wypełnioną gazem lampę wolframową do oświetlania próbek, a nie D50, a zatem użytkownicy akceptują znaną słabość.

Problem z niestabilną i nieokreśloną zawartością UV polega na tym, że podczas pomiaru próbek fluorescencyjnych, takich jak papiery z rozjaśniaczami optycznymi, odpowiedź pomiarowa nie koreluje ze środowiskiem oglądania, w którym drukowany produkt jest używany. Chociaż wielu użytkowników postanowiło to zignorować, zawartość promieniowania UV w lampie wolframowej wypełnionej gazem również zmienia się w czasie, co oznacza, że pomiary są niewiarygodne.

Ze względów historycznych i w celu porównania pomiarów z istniejącymi urządzeniami, spektrodensytometry Konica Minolta serii FD oferują wybór trybu pomiaru M0. W tym przypadku do oświetlenia próbki wykorzystywany jest widmowy rozkład mocy iluminantu A CIE (zalecany w normie ISO 13655:2009 dla M0). Ze względu na stabilną zawartość promieniowania UV w urządzeniach Konica Minolta, użytkownicy mogą polegać na stabilnych pomiarach, jeśli muszą używać trybu M0 ze względów historycznych.

Przesłanie na przyszłość:
M0 = niezdefiniowane źródło światła. W przypadku pomiarów próbek z użyciem rozjaśniaczy optycznych należy pamiętać o ich wadach.

Poniższe akapity wyjaśnią M2 i M3 przed szczegółami dotyczącymi M1, które wymagają więcej wyjaśnień.

M2: "UV-Cut"

Tryb pomiaru M2 został ustandaryzowany w celu odzwierciedlenia warunków oglądania, które są wolne od jakiejkolwiek zawartości UV, takich jak w muzeum. Dlatego też jest on często określany jako "UV-Cut". W przeszłości używano spektrofotometrów wyposażonych w filtr UV-Cut, aby zignorować wpływ rozjaśniaczy optycznych. Uważano, że ułatwi to obliczanie profili ICC, ponieważ metameryzm wprowadzany przez promieniowanie UV nie wpływał na pomiary. Błędne przekonanie, że rozjaśniacze optyczne zakłócają pomiary kolorów jest nadal obecne wśród użytkowników (i do pewnego stopnia sprzedawców), a wiele cyfrowych maszyn drukarskich jest nadal dostarczanych z urządzeniami z filtrem UV.

Rozjaśniacze optyczne świecą na niebiesko w zależności od zawartości promieniowania UV w otoczeniu (i źródła światła urządzenia pomiarowego). Jeśli urządzenie z filtrem UV prowadzi do bardziej zadowalających wyników niż urządzenie z lampą wolframową, zawartość UV w środowisku oglądania jest po prostu bliższa UV-Cut niż zawartości UV wypełnionej gazem lampy wolframowej.

Ale najprawdopodobniej nie jest wolny od promieni UV (chyba że pracujesz obok Mona Lisy). Dlatego też M2 nie jest odpowiednim rozwiązaniem dla większości zastosowań i jest znormalizowany tylko w celu odzwierciedlenia warunków oglądania bez UV.

Spektrodensytometry Konica Minolta serii FD oferują wybór trybu pomiaru M2. W tym przypadku spełniona jest definicja filtra UV-Cut z normy ISO 13655:2009.

Przesłanie na przyszłość:
M2 = UV-Cut. Jest to przydatne tylko w środowiskach wolnych od promieniowania UV.

M3: "Tryb drukarki offsetowej"

Wyzwanie, przed którym stoją drukarnie offsetowe, polega na tym, że muszą one kontrolować mokre arkusze podczas produkcji, ale klient płaci za produkt końcowy, który jest suchy. Największą różnicą między mokrym a suchym arkuszem jest połysk. Tryb pomiaru M3 oferuje środki do przewidywania gęstości wysuszonego arkusza na podstawie pomiaru mokrego arkusza. Osiąga się to poprzez zastosowanie dwóch filtrów polaryzacyjnych, które minimalizują różnicę w połysku.

Spektrodensytometry Konica Minolta serii FD oferują wybór trybu pomiarowego M3 poprzez dołączenie filtra polaryzacyjnego.

Przesłanie na przyszłość:
M3 = Pol-Filter. Wymagany w drukarkach offsetowych. Niektórzy producenci atramentów używają również M3 dla CCM.

M1: "Pożądany tryb wszech czasów"

Branża graficzna wykorzystuje znormalizowane warunki oglądania w celu zminimalizowania problemów z przekazywaniem informacji o kolorze. Odpowiednią normą jest ISO 3664, która określa iluminant CIE D50. Od 2009 roku zawartość promieniowania UV w D50 musi być spełniona z mniejszą tolerancją niż wcześniej. Aby upewnić się, że rozjaśniacze optyczne "świecą" w podobnym stopniu, gdy są oświetlone podczas pomiaru koloru, jak w środowisku D50, norma ISO 13655 wprowadza tryb pomiaru M1. Zgodność z M1 można osiągnąć na dwa sposoby.

Metoda 1: Dopasowanie podświetlenia

M1 można osiągnąć poprzez zastosowanie źródła światła spełniającego wymagania normy ISO 3664:2009. Oznacza to po prostu, że jeśli do spektrometru zostanie wbudowane normalne źródło światła, będzie ono zgodne z M1 (ale należy pamiętać o warunku geometrii). Brzmi to prosto, ale nie jest możliwe do osiągnięcia w praktyce.

Oczywisty wybór użycia tego samego źródła światła, które jest używane w większości szaf pomiarowych, nie może być zrealizowany, ponieważ są to głównie lampy fluorescencyjne, których nie można wbudować w spektrofotometr. Ponadto nie są one idealnie dopasowane do iluminantu CIE D50 (przybliżenie w ramach określonych tolerancji).

Inną możliwością uzyskania D50 jest użycie kombinacji różnych diod LED, które wytwarzają widmo D50. W praktyce pojawia się problem, gdy próbuje się naśladować zawartość UV D50, ponieważ obecne diody LED nie są w stanie idealnie odtworzyć zawartości UV D50.

Ostatnim przedstawionym rozwiązaniem technicznym umożliwiającym uzyskanie D50 jako oświetlenia fizycznego jest użycie filtrowanych źródeł światła w celu naśladowania widmowego rozkładu mocy D50. Zaletą tej techniki jest to, że można osiągnąć bliskie dopasowanie do D50. Powinno to również zapewnić prawidłowe pomiary dla próbek, które wykazują fluorescencję aktywną w widzialnym obszarze długości fali (kilka atramentów i tonerów wykazuje takie zachowanie do pewnego stopnia). Wadą jest to, że źródło światła może nie być stabilne pod względem zawartości UV, a zatem niezawodność w czasie musi być kwestionowana.

Ponadto musimy zadać sobie pytanie, czy idealne D50 jest naprawdę najlepszym rozwiązaniem do zastosowania w urządzeniu pomiarowym. Zwykle nie mamy idealnego D50 jako warunku oglądania, a jedynie symulację w granicach tolerancji. Tak więc teoretyczne korzyści trudno jest przenieść do praktycznego zastosowania. Sposób rozwiązania tego problemu zostanie wyjaśniony w dalszej części tego dokumentu.

Metoda 2: Obliczanie UV

Druga możliwość osiągnięcia zgodności z trybem pomiaru M1 jest związana z naturą rozjaśniaczy optycznych. Rozjaśniacze optyczne absorbują energię UV i emitują niebieskie światło widzialne. Aby zmierzyć efekt rozjaśniacza optycznego, wystarczy zapewnić korelację między wzbudzeniem rozjaśniacza podczas pomiaru i w pożądanym środowisku widzenia. Jest to opisane w normie ISO 13655:2009 za pomocą stosunku zawartości promieniowania UV do zawartości światła widzialnego.

Innymi słowy: Upewnij się, że podczas pomiaru rozjaśniacz świeci tak niebiesko, jak w pożądanym środowisku oglądania.

Można to osiągnąć na różne sposoby. W dostępnej literaturze opisano kilka metod. Dwie z nich zostaną omówione poniżej.

Jak już wspomniano, rozjaśniacz optyczny pochłania energię UV i emituje ją w postaci niebieskiego światła. Jeśli chcemy zmierzyć ilość emisji dla określonego iluminantu referencyjnego, musimy upewnić się, że źródło światła w urządzeniu pomiarowym ma wystarczającą energię w obszarze długości fali, w którym aktywny jest rozjaśniacz optyczny.

Jeśli udało się przeprowadzić dwa pomiary, jeden z wykorzystaniem wyłącznie energii UV, aby uzyskać czystą fluorescencję, a drugi bez energii UV, aby uzyskać czysty współczynnik odbicia, możliwe było obliczenie wynikowego całkowitego współczynnika promieniowania (często nazywanego współczynnikiem odbicia, chociaż jest to połączenie odbicia i fluorescencji).

Problem polega na tym, że metoda ta opiera się na istnieniu źródła światła emitującego wyłącznie promieniowanie UV. Dostępne obecnie diody UV-LED mają różny rozkład widmowy mocy i emitują również światło widzialne. W ten sposób mierzona jest nie tylko fluorescencja, ale także współczynnik odbicia (spowodowany przez światło widzialne emitowane przez UV-LED), co wprowadza błędy do modelu bazowego. Rzeczywiste instrumenty wykorzystujące tę metodę byłyby obarczone zmiennym błędem pomiaru.

Konica Minolta Wirtualny standard fluorescencji

Druga metoda działa w podobny sposób, ale nie opiera się na istnieniu źródła czystego światła UV. Podczas korzystania z Konica Minolta Wirtualny standard fluorescencji UV próbki jest aktywowany kolejno przez dwa źródła światła o bardzo różnej energii UV (w ciągu milisekund i niewidoczne dla użytkownika). Jeśli próbka wykaże fluorescencję, uzyskane współczynniki promieniowania ("wynik pomiaru") będą się różnić. Dzięki tej metodzie łatwo jest odróżnić fluorescencję od współczynnika odbicia. Dzięki uwzględnieniu zawartości promieniowania UV w końcowym środowisku pomiarowym możliwe jest obliczenie prawidłowego całkowitego współczynnika promieniowania.

Oczywistą zaletą tej metody jest to, że nie opiera się ona na niepraktycznych lub nieistniejących źródłach światła (tylko UV). Seria Konica Minolta FD mierzy i stabilizuje używane w nich źródła światła, a posiadanie stabilnej podstawy do obliczeń zapewnia stabilne i powtarzalne pomiary, nawet jeśli fizyczne źródła światła w różnych instrumentach różnią się.

Kolejną zaletą serii Konica Minolta FD jest możliwość pracy w różnych warunkach oświetleniowych. Nawet jeśli używane są znormalizowane źródła światła, dostępne na rynku komory pomiarowe są zgodne z normą ISO 3664:2009, ale nie emitują idealnego światła D50. Używając Konica Minolta VFS można łatwo określić charakterystykę widmową i użyć szafki jako źródła światła pomiarowego. Korzystając z FD-7, użytkownicy mogą obiektywnie określić wartości kolorów, które doskonale korelują z wrażeniami wizualnymi. Funkcja User-Illuminant eliminuje problem zmienności przybliżonego D50 generowanego przez komory pomiarowe. Nie ogranicza się to oczywiście do symulatorów D50, ale jest również korzystne w celu uzyskania dopasowania kolorów do warunków oświetleniowych "na miejscu" lub na targach.

Obie metody opierają się na założeniu, że długość fali wzbudzenia i długość fali emisji rozjaśniaczy optycznych stosowanych w papierach nie różnią się. Założenie to jest słuszne, ale tylko Konica Minolta zbudowała dostępny na rynku sprzęt pomiarowy do określania dokładnej charakterystyki tej klasy rozjaśniaczy (CM 3800d).

Ponieważ kalibracja UV FD nie jest ustalona na D50 (na przykład można również użyć D65), wartości zmierzone za pomocą FD bardzo dobrze korelują z instrumentami używanymi w przemyśle papierniczym, chociaż geometria instrumentu jest inna.

Wnioski

Konica Minolta Wirtualny standard fluorescencji ma poważne zalety w porównaniu z innymi metodami opisanymi w tym artykule i wdrożonymi w praktyce. W skrócie są to:

• Stabilne pomiary
• Możliwość wykorzystania rzeczywistych źródeł światła jako iluminantów referencyjnych
• Identyfikowalność z dwuspektralnym urządzeniem pomiarowym (CM3800d)
• Możliwość uzyskania wartości korelujących z instrumentami używanymi w przemyśle papierniczym