CMYK-Farbmodell

Das CMYK-Farbmodell (Prozessfarbe, vierfarbig) ist ein subtraktives Farbmodell, das beim Farbdruck verwendet wird, und wird auch verwendet, um den Druckprozess selbst zu beschreiben. CMYK bezieht sich auf die vier Farben, die bei einigen Farbdrucken verwendet werden: Cyan, Magenta, Gelb und Key (Schwarz).

Der Grund dafür, dass schwarze Tinte als Schlüssel bezeichnet wird, liegt darin, dass beim Vierfarbendruck Cyan-, Magenta- und Gelb-Druckplatten sorgfältig mit der Taste der schwarzen Schlüsselplatte verriegelt oder ausgerichtet werden. Einige Quellen deuten darauf hin, dass das „K“ in CMYK vom letzten Buchstaben in „Schwarz“ kommt und gewählt wurde, weil B bereits Blau bedeutet. Einige Leute stimmen dem jedoch nicht zu, da in den primären CMYK-Farben kein Blau vorhanden ist. Es ist mit Cyan und Magenta gemacht. Einige Quellen behaupten, dass diese Erklärung, obwohl sie als Gedächtnisstütze nützlich ist, falsch ist, dass K nur von „Key“ kommt, weil Schwarz oft als Umriss verwendet und zuerst gedruckt wird.

Beim CMYK-Modell werden Farben auf einem helleren, meist weißen Hintergrund teilweise oder vollständig maskiert. Die Tinte reduziert das Licht, das sonst reflektiert würde. Ein solches Modell wird als subtraktiv bezeichnet, weil die Farben Helligkeit von Weiß „subtrahieren“.

In additiven Farbmodellen wie RGB ist Weiß die „additive“ Kombination aller primären farbigen Lichter, während Schwarz die Abwesenheit von Licht ist. Im CMYK-Modell ist das Gegenteil der Fall: Weiß ist die natürliche Farbe des Papiers oder eines anderen Hintergrunds, während Schwarz aus einer vollständigen Kombination von farbigen Tinten resultiert. Um Kosten für Tinte zu sparen und tiefere Schwarztöne zu erzeugen, werden ungesättigte und dunkle Farben unter Verwendung von schwarzer Tinte anstelle der Kombination von Cyan, Magenta und Gelb erzeugt.

Halbton
Beim CMYK-Druck ermöglicht die Rasterung (auch Rasterung genannt) eine geringere Sättigung der Primärfarben als die volle Sättigung; winzige Punkte jeder Primärfarbe sind in einem Muster gedruckt, das klein genug ist, dass Menschen eine feste Farbe wahrnehmen. Magenta, das mit einem 20% Raster gedruckt wird, erzeugt beispielsweise eine rosa Farbe, da das Auge die winzigen magentafarbenen Punkte auf dem großen weißen Papier als heller und weniger gesättigt wahrnimmt als die Farbe der reinen magentafarbenen Tinte.

Ohne Halbtonbildung könnten die drei primären Prozeßfarben nur als feste Farbblöcke gedruckt werden und könnten daher nur sieben Farben erzeugen: die drei Primärfarben selbst sowie drei Sekundärfarben, die durch Überlagerung von zwei Primärfarben erzeugt werden: Cyan und Gelb erzeugen Grün, Cyan und Magenta erzeugen Blau, Gelb und Magenta erzeugen Rot (diese subtraktiven Sekundärfarben entsprechen grob den additiven Primärfarben) plus Schichtung aller drei von ihnen, was zu Schwarz führt. Mit Halftoning kann eine vollständige kontinuierliche Farbpalette erzeugt werden.

Bildschirmwinkel
Um die Druckqualität zu verbessern und Moiré-Muster zu reduzieren, wird der Bildschirm für jede Farbe in einem anderen Winkel eingestellt. Während die Winkel davon abhängen, wie viele Farben verwendet werden und wie der Druckmaschinenbediener bevorzugt wird, verwendet der typische CMYK-Prozessdruck einen der folgenden Rasterwinkel:

C 15 ° 15 ° 105 ° 165 °
M 75 ° 45 ° 75 ° 45 °
Y 0 ° 0 ° 90 ° 90 °
K 45 ° 75 ° 15 ° 105 °

Vorteile der Verwendung von schwarzer Tinte
Das „Schwarz“, das durch Mischen kommerziell praktischer Cyan-, Magenta- und Gelbtinten erzeugt wird, ist nicht zufriedenstellend, so dass beim Vierfarbendruck schwarze Tinte zusätzlich zu den subtraktiven Primärfarben verwendet wird. Häufige Gründe für die Verwendung von schwarzer Tinte sind:

Bei der traditionellen Vorbereitung von Farbauszügen markierte eine rote Linie auf der schwarzen Linie die Umrandung von festen oder tönenden Farbbereichen. In einigen Fällen wurde eine schwarze Linie verwendet, wenn sie sowohl als Farbindikator als auch als Umriss diente, um in Schwarz gedruckt zu werden. Da normalerweise die schwarze Platte die Keyline enthielt, stellt das K in CMYK die Keyline oder die schwarze Platte dar, die manchmal auch als Schlüsselplatte bezeichnet wird.
Text wird normalerweise in Schwarz gedruckt und enthält feine Details (z. B. Serifen). Um also Text oder andere fein detaillierte Konturen zu reproduzieren, würde die Verwendung von drei Tinten ohne geringfügige Unschärfe eine unpraktisch genaue Registrierung erfordern.
Eine Kombination aus 100% Cyan, Magenta und Gelb saugt das Papier mit Tinte an, wodurch es langsamer trocknet, was zu Blutungen führt, oder (besonders auf billigem Papier wie Zeitungspapier) das Papier so stark schwächt, dass es reißt.
Obwohl eine Kombination aus 100% Cyan, Magenta und Gelb theoretisch das gesamte sichtbare Lichtspektrum vollständig absorbieren und ein perfektes Schwarz erzeugen sollte, sind die praktischen Tinten hinter ihren idealen Eigenschaften zurückgeblieben und das Ergebnis ist tatsächlich eine dunkle schlammige Farbe erscheint nicht ganz schwarz. Das Hinzufügen von schwarzer Tinte absorbiert mehr Licht und ergibt viel bessere Schwarztöne.
Die Verwendung von schwarzer Tinte ist kostengünstiger als die Verwendung der entsprechenden Menge an farbigen Tinten.
Wenn ein sehr dunkler Bereich erwünscht ist, wird zuerst eine farbige oder graue CMY- „Einstreu“ aufgetragen, dann wird eine volle schwarze Schicht darauf aufgetragen, wodurch ein sattes, tiefes Schwarz entsteht; das nennt man sattes Schwarz. Ein Schwarz, das nur mit CMY-Tinten hergestellt wird, wird manchmal als zusammengesetztes Schwarz bezeichnet.

Die Menge an Schwarz, die verwendet wird, um die Mengen der anderen Tinte zu ersetzen, ist variabel, und die Wahl hängt von der Technologie, dem verwendeten Papier und der verwendeten Tinte ab. Die Prozesse, die unter Farbentfernung, unter Farbaddition und Graukomponentenersatz genannt werden, werden verwendet, um über die endgültige Mischung zu entscheiden; Abhängig von der Druckaufgabe werden verschiedene CMYK-Rezepte verwendet.

Andere Druckerfarbmodelle
Dem CMYK- oder Prozessfarbdruck wird der Sonderfarbendruck gegenübergestellt, bei dem mit spezifischen Farbtinten die auf dem Papier erscheinenden Farben erzeugt werden. Einige Druckmaschinen können gleichzeitig mit Vierfarben-Prozessfarben und zusätzlichen Sonderfarben drucken. Hochwertige gedruckte Materialien, wie Marketingbroschüren und Bücher, enthalten häufig Fotografien, die Prozessfarbdruck erfordern, andere grafische Effekte, die Schmuckfarben erfordern (wie metallische Tinten) und Lacke, die das glänzende Aussehen des bedruckten Stücks verbessern .

CMYK sind die Prozessdrucker, die oft einen relativ kleinen Farbraum haben. Prozesse wie Pantone’s proprietäres Sechsfarben (CMYKOG) Hexachrome erweitern den Gamut erheblich. Helle, gesättigte Farben können oft nicht mit CMYK erzeugt werden, und helle Farben im Allgemeinen können das Halbtonmuster sichtbar machen. Die Verwendung eines CcMmYK-Prozesses mit der Hinzufügung von leichten Cyan- und Magenta-Tinten zu CMYK kann diese Probleme lösen, und ein solcher Prozess wird von vielen Tintenstrahldruckern einschließlich Desktop-Modellen verwendet.

Vergleich mit RGB-Displays
Vergleiche zwischen RGB-Displays und CMYK-Prints können schwierig sein, da die Farbwiedergabetechniken und -eigenschaften sehr unterschiedlich sind. Ein Computermonitor mischt Schattierungen von rotem, grünem und blauem Licht, um Farbbilder zu erzeugen. Ein CMYK-Drucker verwendet stattdessen lichtabsorbierende Cyan-, Magenta- und Gelbtinten, deren Farben durch Dithering, Rasterung oder eine andere optische Technik gemischt werden.

Ähnlich wie Monitore erzeugen die beim Drucken verwendeten Tinten einen Farbumfang, der „nur eine Teilmenge des sichtbaren Spektrums“ ist, obwohl beide Farbmodi ihre eigenen spezifischen Bereiche haben. Dies führt dazu, dass Elemente, die auf einem Computerbildschirm angezeigt werden, möglicherweise nicht vollständig dem Aussehen von Elementen entsprechen, die gedruckt werden, wenn in beiden Medien gegensätzliche Farbmodi kombiniert werden. Beim Design von zu druckenden Objekten sehen Designer die Farben, die sie auswählen, in einem RGB-Farbmodus (ihrem Computerbildschirm), und es ist daher oft schwierig, die Art und Weise zu visualisieren, in der die Farbe nach dem Drucken ausfällt.

Spektrum des gedruckten Papiers
Um Farben zu reproduzieren, codiert das CMYK-Farbmodell Licht, anstatt es zu emittieren (wie es von RGB angenommen wird). Die Komponente „K“ absorbiert alle Wellenlängen und ist daher achromatisch. Die Komponenten Cyan, Magenta und Gelb werden für die Farbwiedergabe verwendet und können als Umkehrung von RGB angesehen werden. Cyan absorbiert Rot, Magenta absorbiert Grün und Gelb absorbiert Blau (-R, -G, -B).

Umwandlung
Da RGB- und CMYK-Räume beide geräteabhängige Räume sind, gibt es keine einfache oder allgemeine Konvertierungsformel, die zwischen ihnen konvertiert. Konvertierungen werden im Allgemeinen über Farbmanagementsysteme durchgeführt, wobei Farbprofile verwendet werden, die die konvertierten Räume beschreiben. Trotzdem können die Conversions nicht exakt sein, besonders wenn diese Bereiche unterschiedliche Gamuts haben.

Das Problem der Berechnung einer kolorimetrischen Schätzung der Farbe, die sich aus dem Drucken verschiedener Kombinationen von Tinte ergibt, wurde von vielen Wissenschaftlern angesprochen. Eine allgemeine Methode, die sich für den Fall des Rasterdruckes herausgebildet hat, besteht darin, jede kleine Überlappung von Farbpunkten als eine von 8 (Kombinationen von CMY) oder von 16 (Kombinationen von CMYK) Farben zu behandeln, die in diesem Zusammenhang als Neugebauer-Primärfarben bekannt sind. Die resultierende Farbe wäre eine flächengewichtete kolorimetrische Kombination dieser Primärfarben, außer dass der Yule-Nielsen-Effekt („Punktzuwachs“) des Streulichts zwischen und innerhalb der Bereiche die Physik und die Analyse komplizierter macht; empirische Formeln für eine solche Analyse wurden im Hinblick auf detaillierte Farbstoffkombinationsabsorptionsspektren und empirische Parameter entwickelt.

Konvertierung zwischen RGB und CMYK

Um zwischen RGB und CMYK zu konvertieren, wird ein mittlerer CMY-Wert verwendet. Die Farbwerte werden als Vektor dargestellt, wobei jeder von ihnen zwischen 0,0 (nicht vorhandene Farbe) und 1,0 (vollständig gesättigte Farbe) variieren kann:

Umwandlung von CMYK in RGB
Um die Umwandlung zu erreichen, wird sie zuerst von CMYK zu CMY und später zu RGB übertragen.

Mapping from RGB to CMYK
Zuordnung von RGB zu CMYK

Sie können eine RGB-Farbe zuordnen, die einer der vielen semi-äquivalenten CMYK-Farben zugeordnet ist. Die beste Option ist diejenige, die K so viel wie möglich verwendet, und die verbleibenden CMY-Anteile so wenig wie möglich. Zum Beispiel wird # 808080 (Grau, genau die Hälfte zwischen Schwarz und Weiß) auf (0,0,0,0,5) und nicht auf (0,5,0,5,0,5,0) abgebildet.

Konvertieren von RGB → CMY mit den gleichen Farbvektoren:

turning to CMY

and then to CMYK:

if

so

else