Beiträge zur qualitativen Beurteilung und Verbesserung des Farbmanagements in der grafischen Industrie

Der farbgetreuen Reproduktion von Objekten kommt im alltäglichen Leben zwar eine kleine, aber dennoch wichtige Bedeutung zu. Hohe Anforderungen an die Farbnachstellung reichen vom Zahnersatz bis hin zur Lackierung von Autoteilen. Für die Druckindustrie hat die farbgenaue Reproduktion eine zentrale Stellung, da sie die gesamte Reproduktionskette von der Farbaufnahme über die Farbtransformation bis hin zur Ausgabe am Bildschirm bzw. im Druck maßgeblich beeinflusst. Obwohl die Farbe im weitesten Sinne gut beherrschbar geworden ist, führen sichtbare Farbabweichungen zwischen der originalen Vorlage und der Nachstellung nicht selten zu unakzeptablen Farbabweichungen.

Die vorliegende Arbeit adressiert wesentliche Ursachen für typische Farbabweichungen indem sie Beiträge zur qualitativen und quantitativen Bewertung und Verbesserung von Methoden und Verfahren zum ICC-Farbmanagement liefert, welches heute allgemein in der Farbreproduktionstechnik angewendet wird. Besonderer Schwerpunkt liegt in der Berücksichtigung praktischer Aspekte für die unmittelbare Umsetzung in der grafischen Industrie. Hierzu gehört zunächst die Frage der Quantifizierung eines Farbabstandes. Zu Beginn einer Reproduktionskette ist die Charakterisierung der technischen Farbbildaufnahme mit Kameras in Bezug auf die Farbeigenschaften wesentlich. Es folgen daraus die Transformation der Farbinformation für Druckprozesse und ihre qualitative Bewertung und schließlich die Wiedergabe der Farbbildinformation auf Bildschirmen, die heute auch für eine qualitative visuelle Farbbeurteilung eingesetzt wird (so genannter Softproofing).

Hinsichtlich der Bewertung von Farbabständen wurde ein farbpsychologisches Experiment entwickelt und durchgeführt. Der erarbeitete Datensatz beschreibt den wahrgenommenen Farbabstand von 488 Farbpaaren, erstmalig für die konkreten Betrachtungsbedingungen der grafischen Industrie. Mit diesen Daten wurden existierende Farbabstandsformeln auf ihre empfindungsgemäße Bewertung von Farbabständen hin untersucht. Die CIEDE2000-Farbabstandsformel schnitt am besten ab und kann für den praktischen Einsatz in der Druckindustrie empfohlen werden.

Die testtafelbasierte Kameracharakterisierung, d. h. die Verwendung einer physischen Vorlage mit repräsentativen Farbfeldern, ist nach wie vor Stand der Technik bei der ICC-basierten Bildaufnahme. Vor dem Hintergrund einer experimentellen Überprüfung der Aufnahmegenauigkeit durch die zusätzliche Verwendung vorlagenspezifischer Testtafeln wurde ein Satz von 35 Testtafeln mit über 2000 Farbfeldern zusammengestellt. Hierzu gehören repräsentative Skalen- und Sonderfarben konventioneller und digitaler Druckprozesse sowie nicht drucktechnisch erzeugte Testvorlagen wie z. B. Leder, Textilien (Polyester, Polyamid, Polyacryl, Naturfaser, Baumwolle und Leinen), Kunststoffe, Hölzer, Furniere, Imitate, Esswaren oder Kosmetika. Es konnte praktisch gezeigt werden, dass für diesen besonders umfangreichen und repräsentativen Farbprobensatz die metamere Charakterisierung von Kamerasystemen auf Basis mehrdimensionaler polynomialer Regression eine deutliche Verbesserung gegenüber der bisherigen ICC-basierten Profilierung mit standardmäßigen Testtafeln bringt.

Für die Evaluierung der Farbtransformation wurden neue Bewertungsmethoden erarbeitet, welche den Erhalt des Kontrasts bei der Datenaufbereitung sowie die Vereinheitlichung von unterschiedlichen Separationen ermöglichen. Erstere basiert auf der Analyse der Farbverschiebung von auf einer Kugel angeordneten Farbfeldern. Das in dieser Arbeit entwickelte Gütemaß Kt analysiert die Transformationsergebnisse hinsichtlich der Kugelformerhaltung und des Modulationserhalts und erreichte somit eine hohe Korrelation mit visuellen Testergebnissen. Die zweite Methode bewertet so genannte „CMYK-CMYK“-DeviceLink-Transformationen auf ihren Grad der Separationsvereinheitlichung. Die hierzu entwickelte Methode vergleicht metamere Grundfarbenmischungen vor und nach der Transformation und berechnet daraus ein Gütemaß SV Mittel, welches vorhandene Prüfregime um die neue Eigenschaft der Separationsvereinheitlichung ergänzt.

Die heute allgemein benutzten Bildschirme auf Basis der LCD-Technik liefern eine Blickwinkelabhängigkeit der Farbwiedergabe. Über allgemein übliche Bewertungskriterien hinaus wurde daher eine ansteuerungsabhängige Auswertung der Blickwinkelabhängigkeit entwickelt. Zur Bewertung wurde eine Prüfgröße ?Gamma definiert. Sie berücksichtigt die Änderung des winkelabhängigen Gradationsverhaltens, was nun eine klare Abgrenzung zu Maßen der Flächenhomogenität ermöglicht.

Die entwickelten Methoden ergänzen die vorhandenen Verfahren zur Qualitätsbewertung in wesentlichen und sehr kritischen Eigenschaften im Hinblick auf Reproduktionsfehler. Sie stellen damit einen Beitrag für ein deutlich verbessertes Qualitätsmanagement in der Farbreproduktion dar.