毕业设计基于三维查找表的油墨配色研究.doc

基于三维查找表的油墨配色研究基于三维查找表的油墨配色研究 作作 者者 姓姓 名名 吴吴 一一 帆帆 专专 业业 印刷工程印刷工程 指导教师姓名指导教师姓名 王王 庆庆 专业技术职务专业技术职务 讲讲 师师 目目 录录 摘 要 I ABSTRACT II 第一章 绪论 1 1 1 课题提出的目的 1 1 2 课题提出的意义 1 1 3 国内外研究现状 1 第二章 关于配色工艺的理论知识 2 2 1 配色色彩学原理 2 2 1 1 专色定义和特点 2 2 1 2 专色油墨印刷的呈色原理和色彩空间 2 2 1 3 专色油墨配色的方法 4 2 2 查找表相关知识 4 2 2 1 插值法 4 2 2 2 立方体插值 5 2 2 3 四面体插值 6 2 2 4 平面三点插值 7 2 4 MATLAB程序相关知识 8 第三章 配色实验 9 3 1 实验 9 3 1 1 实验条件 9 3 1 2 实验方法 9 3 1 3 实验数据的采集 10 3 2 1 实验数据及可靠性分析 10 3 2 2 实验数据可靠性分析 14 第四章 计算方法 14 4 1 基色库 14 4 1 1 基色库的建立 14 4 1 2 基色库数据的特点 15 4 2 实验结论分析与作图 15 4 2 1 初步实验结论分析与编程 15 4 2 2 进一步实验结论分析与编程 19 4 2 3 结论 21 结 束 语 22 参考文献 23 致 谢 24 山东轻工业学院 2010 届本科生毕业设计 论文 I 摘摘 要要 油墨的色相是影响印刷品质量的关键指标之一 因此 油墨的调配就成了 印前作业必不可少的工序 配色是以色彩合成与颜料混合理论为基础得到专色 的过程 随着电子计算机技术的发展 计算机可以存储大量的数据 具有高速 运算能力 借助色度学的理论能对大量的油墨基础数据及颜色数值进行处理 通过人机对话进行配色 速度快 精度高 同时将其引入印刷领域 可使色彩 管理和质量检测更现代化 本论文利用三原色油墨相互配比后进行调配 在印刷适性仪上打出色样条 建立三原色油墨 双色油墨 原色三种基色库 再利用各色样条上测得的 Lab 值 应用 Matlab 软件对三维查找表和平面三点插值法原理建立油墨配色模型 实验证明在一定比例范围内 三色油墨测得的 Lab 值所形成的平面性很好 适 合使用三点插值计算方法 但是当超出这个范围的时候 就必须使用立方体插 值或是四面体插值 所以超出范围比例的三维查找表没有实现 关键词关键词 三维查找表 平面三点插值 色域 山东轻工业学院 2010 届本科生毕业设计 论文 II ABSTRACT The printing ink hue is one of the key indexes for influencing the printing quality Therefore the printing ink mixing has become an essential procedure of prepress working Based on the theory of color composition and pigment mixing color matching is a process of getting spot colors With the development of electronic computer technology the computer can store large amount of data and calculate quickly It also can handle large amount of printing ink basis data and color values with colorimetry Through the man machine conversation it could get quickly speed highly accuracy in process of color matching At the same time this way is lead the process into the area of printing It makes color management and quality detection more modernized The thesis reports that deploy the ink after CMY colors matches each other and then print the color splines by IGT and that build up three primary colors ink color ink color library of three primary colors Based on the LAB values of the color splines and in use of Matlab software and then set up an ink color model of three dimensional lookup table and interpolation plane The experiment proves that a plane that obtains Lab values which based on the CMY colors makes very well in a certain scope of proportion This plane suits for using three dots interpolation calculation method But when the data surpasses this scope this experiment must use the cube interpolation or the tetrahedron interpolation method Therefore three dimensional look up table of the over field proportion has not found Key words three dimensional look up table three dots interpolation in a flat color gamut 山东轻工业学院 2010 届本科生毕业设计 论文 III 山东轻工业学院 2010 届本科生毕业设计 论文 1 第第 1 章章 绪绪 论论 在图像处理中 查找表经常称为 LUT 它们将索引号与输出值建立联系 查找表实际是一种集合式的数据类型 查找表当中的数据之间的关系相对而言 比较松散 没有严格的前驱和后继之分 查找表的主要功能是根据给定的某个 和表中数据元素关键字类型相同的数据查找表当中与之匹配的数据或者记录并 且返回这个数据或者这个数据在表当中的位置 另外查找表还有插入和删除某 项数据的功能 1 在计算机科学中 查找表由从内存中提取数值经常要比复杂的计算速度快 很多 所以这样得到的速度提升是很显著的 从而可以建立相关的模型来完成 色空间和油墨比例之间的便捷性和双向查询 2 1 1 课题提出的目的 本论文依据查找表方法 利用 CMY 三色配比比例和对应 Lab 值建立一个 三维空间的查找表 通过查找表输入 CMY 比例或是 Lab 值 可以运用恰当的 插值方法 输出相应的 Lab 值或 CMY 比例 1 2 课题提出的意义 根据三维查找表配色方法 对色空间和油墨比例的数据进行系统的存储 然后通过 Matlab 查询语言来进行它们之间的查找 这样的过程可以减少配色时 间 降低成本 提高配色效率 同时将以往所有配过的油墨颜色存入数据库 需要时可立即调出使用 对于一个企业来说 正是配色工艺的复杂性 才使得更愿意招聘在印刷方 面从事若干年的工人 而现在的科学技术却给新人带来了更好的工作环境 假 使此课题成功 那么企业则可能只需要第一次的测量数据 且运用本课题方法 存储相关数据 从而减少实际油墨配色时间 提高生产效率 1 3 国内外研究现状 在图像处理中 查找表经常称为LUT 它们将索引号与输出值建立联系 颜色表作为一种普通的LUT是用来确定特定图像所要显示的颜色和强度 通常使用的LUT插值算法如几何插值算法 其中包括三维线性方法 四面 体法以及许多变异方法 如中间分割方法 黄金分割方法 在几何插值方法中 除了三维线性方法 其他方法都需要一种搜索方法来确定与输入点相对应的输 出点位于哪一个子结构中 其中搜索方法采用不等 如距离比较法 在这些查 找算法中四面体算法查找效果较好 3 目前 带插值算法的三维LUT表法是色彩技术中最活跃的研究领域之一 它是一种相对新的色空问转换技术 带插值算法的三维LUT表法由三个部分组 山东轻工业学院 2010 届本科生毕业设计 论文 2 成 第一部分为分割 就是将源色彩空问按相同的采样间隔分区 并建立三维 查找表 第二部分为抽取 是对于一个已知的输入点获取颜色描述 搜索一个 立方体的栅格内还要进一步做出选择 计算出非栅格点上的颜色值 4 此方法在扫描仪 打印机的色彩管理方面已有许多实际应用 和其他色空 间转换方法相比 三维LUT表具有运算和执行成本低 处理速度快和比较容易 建立逆色空间转换的三维LUT表的优点 5 第二章第二章 关于配色工艺的理论知识关于配色工艺的理论知识 2 1 配色色彩学原理 2 1 1 专业定义和特点 专色是指用一种预先混合好的特定彩色油墨印出的颜色 如荧光黄色 珍 珠蓝色 金属金银色等 它不是靠 CMYK 四色混合出来的 它有以下 3 个特点 1 准确性 每一种专色都有其本身固有的色相 所以它 能够保证印刷中颜色的准确性 从而在很大程度上解决了颜色传递准确性的问 题 2 实地性和不透明性 专色一般用实地色定义颜色 而无论这种颜色有多 浅 当然 也可以给专色加网 Tint 以呈现专色的任意深浅色调 专色油墨是 一种覆盖性质的油墨 它是不透明的 可以进行实地的覆盖 3 表现色域宽 专色色库中的颜色色域很宽 超过了 RGB 的表现色域 更不用说 CMYK 颜色空间了 所以 有很大一部分颜色是用 CMYK 四色印刷 油墨无法呈现的 这也是印刷中使用专色的主要原因 6 2 1 2 专色油墨印刷的呈色原理和色彩空间 a 专色油墨印刷的呈色原理 专色油墨的呈色原理就是油墨颜料通过减色法原理而呈现效果 比如当黄 青油墨等量调配后印在纸上 其具体呈色情况见图 1 1 所示 当白光照射在黄 墨颗粒上时 它吸收了白光中的蓝光 反射了红光和绿光 照射在青墨颗粒上 时 它吸收了白光中的红光 反射了绿光和蓝光 照射在黄青混合颗上时 它 吸收了白光中的红蓝光 反射了绿光 图中白光为 W 绿光为 G 蓝光为 B 红光为 R 山东轻工业学院 2010 届本科生毕业设计 论文 3 Y Y CC 1 3 2 R RRGG G BB 图 2 1 专色油墨呈色原理 因黄青油墨等量调和 那么 l 2 3 机会均等 反射光如下 1 W G R B 2 W B G R 3 W R B G 反射光综合效果为 3W 2B 2R 3G R B W 2G 所 以这两种油墨调和的色彩为绿色 如果黄墨和蓝墨不是等量调和 那么 情况不 可能均等 黄墨多就会使所配的油墨色彩偏黄 反之色彩就偏蓝 从上面的呈 色原理可以看出 专色油墨印刷的呈色原理不同于四色油墨叠印呈色的原理 也不同于四色油墨印刷网点并列呈色的原理 7 b 专色油墨色彩空间 专色印刷同常规印刷一样 是以尽量忠实于原稿为最终目标 其复制色彩 也是通过网点面积的变化来实现的 但专色油墨印刷的色彩复制与常规四色印 刷有着十分显著的差别 如将专色油墨在不伺网点面积率下的色度值绘制在 CIE1931xyz 色度图上 其色度值的轨迹近似成为一条直线 这就是采用该专色 油墨印刷时的色度复制域 对于采用多个专色油墨的印刷品 其色度复制域是 多条直线 如考虑到人眼对颜色感知的宽容量 则色度复制域为几个不规则曲 线包围的区域 如 2 2 图所示中 1 表示四色油墨的色彩复制域 2 表示某一专色 的色彩复制域 3 表示专色的整个色彩复制域 图 2 2 专色色域图 B 山东轻工业学院 2010 届本科生毕业设计 论文 4 由图可以看出 CMYK 四色印刷油墨的色域与可见光色域相比有明显不足 而专色油墨的色域则比 CMYK 四色印刷油墨色域宽 故专色印刷可以实现 CMYK 四色油墨以外的许多颜色的复制 可见为在印品上能印出一些 CMYK 四色印刷色域以外的可见光颜色 采用专色印刷不失为一种行之有效的方法 同时上图也说明了为什么四色印刷之外还采用专色进行印刷的原因 同时也说明 了现代大多数包装印刷品采用专色印刷的原因 因为专色油墨的表现色域宽 表现的色彩丰富 对于包装产品来说容易形成自己的个性 从而就更容易促销 8 2 1 3 专色油墨配色的方法 专色油墨的调配有以下几种方法 经验配色法 色号归档检索法 反射光谱 配色法 三刺激值配色法和密度值配色法 其中经验配色属于手工配色外 其 它四种都属于电脑配色的范围 9 所谓经验配色就是指专色油墨调配师根据客户提供的标样 凭以往的经验 调配出与标样色相相同颜色的过程 这种方法对配师的要求比较高 色号归档 检索就是把以往生产的专色印品按色度值分类编号 并把油墨配方 工艺条件 等一起汇编成文件后存入计算机内 需要时根据输入标样的测量值或直接输入 代码而将色差小于某值的所有配方全部输出 具有可避免实样保存时的变退色 问题和检索更全面等优点 但对许多新的色样往往只能提供近似的处方 遇到 此种情况仍需凭经验调整 10 对物体 反射物体 最终决定其颜色的是反射光谱 因此使印样的反射光谱 匹配标样的反射光谱 就是最完美的配色 它又称无条件配色 11 这种配色只 有印样与标样的颜色相同 原材料也相同时才能办到 但这在实际的印刷过程 中却不多 电脑配色的几种方法中最普遍和最实用的是三刺激值配色法 尽管 这种方式所得配色结果在反射光谱上和标样并不相同 但因三刺激值相等 同 样可以得到等色 由于三刺激值需由一定的照明体和观察者色觉特点决定 因 此所谓的三刺激值相等事实上是有条件的 同色异谱 密度值配色法与三刺激 值配色法有相同之处 也是有条件的配色 12 2 2 查找表相关知识 2 2 1 插值法 三维插值是指将源空间划分成多个三维形体 对落在三维形体内部的点用 三维形体顶点的输出进行插值并得到其映射输出的过程 三维插值只需测量少 量顶点的映射关系 花费少量存储空间 就能够快速对源空间所有点进行映射 三维插值过程包括三个部分 分区 提取和插值 分区是指将原色域以一定方 式划分并使用样本点构造查找表的过程 这样源空间就被划分为若干几何体 山东轻工业学院 2010 届本科生毕业设计 论文 5 提取是确定需要校正的点所在的几何体位置 插值就是利用几何体信息计算出 需校正的点在目的空间的值 三维插值算法根据插值所用三维形体的不同可以 分为立方体插值 三棱柱插值 金字塔插值和四面体插值 13 2 2 2 立方体插值 所谓立方体插值 就是对落在立方体内部的点用该立方体的八个顶点进行 插值 也称为三次线性插值 设LAB源空间的任意一样点为 L A B 落在 立方体中 立方体的八个顶点样点映射到目标空间CMY 点P L A B 立方 体的八个顶点在目标空间的坐标为 P000 P001 P010 P011 P100 P101 P110 P111 P000在源空间的坐标为 L0 A0 B0 P001在源空间的坐标为 L0 A0 B1 P010在源空间的坐标为 L0 A1 B0 P011在源空间的坐标为 L0 A1 B1 P100在源空间的坐标为 L1 A0 B0 P101在源空间的坐标为 L1 A0 B1 P110在源空间的坐标为 L1 A1 B0 P111在源空间的坐标为 L1 A1 B1 空间上该点与P000的三刺激值的差用式2 1表示 L L L0 A A A0 B B B0 公式 2 1 P011 L0 A1 B 1 P111 L1 A1 B1 P001 L0 A0 B 1 P101 L1 A0 B 1 P000 L0 A0 B 0 P100 L1 A0 B 0 P110 L1 A1 B 0 P010 L0 A1 B 0 图 2 2 立方体插值 立方体插值 P 根据上图 可以得到下式 C0 P000 C1 P100 P000 L1 L0 C2 P010 P100 A1 A0 C3 P001 P100 B1 B0 C4 P110 P010 P100 P000 L1 L0 A1 A0 山东轻工业学院 2010 届本科生毕业设计 论文 6 C5 P101 P001 P100 P000 L1 L0 B1 B0 C6 P111 P011 P010 P000 A1 A0 B1 B0 C7 P111 P011 P101 P110 P100 P001 P010 P000 L1 L0 A1 A0 B1 B0 公式 2 2 P L A B 的求法如下 P L A B C0 C1 L C2 A C3 B C4 L A C5 L B C6 A B C7 L A B 公式 2 3 2 2 3 四面体插值 如果源空间的一点落在四面体内部 可以用四面体的四个顶点对应的坐标 空间的值进行插值 简称为四面体插值 四面体是不可再分的最小三维立体 假设源空间中一点p位于四面体T1中 那么点p的对应点在目的空间位于四面体 T2中 T2是Tl在目标空间里对应的四面体 现在证明假设是成立的 如图2 4所示 设点p在源空间的四面体P1P2P3P4内 部 且在面P2P3a上 又设四面体P1P2P3P4 四顶点所对应的目标空间上的点分 别为O1O2O3O4 对于点a 落在四面体的棱上 则点a 对应的目标空间上的点b坐标式如下 公式 2 4211 aaaPFPFF 4 其中 a1 a2 1 a1 0 a2 0 简记为 4211 oaoab 又设O1O2所在直线方程为 公式 2 1 4 1 14 1 14 1 11 11 O O M M M OO O OOO O YY YY MCC CC 5 可以推出 图 2 3 四面体插值 山东轻工业学院 2010 届本科生毕业设计 论文 7 公式 2 4 1 41 41 O121O11b O2O1b O21 YaYaY MaMaM Ca aCC Ob 6 又因为 公式 2 1aa 22C C C C 1 O 4 O 1 Ob 7 所以点 b 在线段 O1O4 上 同理可证点 p 对应目标空间的点 O 在平面 O2O3b 上 即在四面体 O1O2O3O4内部 由此可证得源空间的四面体映射到目标 空间仍保持四面体的形状 点 p 在目的空间对应的值 F p 为 公式 2 V V PFPF i i i 4 1 8 其中 V 指四面体 P1P2P3P4的体积 V1是指四面体 PP2P3P4的体积 V2是指 四面体 P1PP3P4的体积 V3是指四面体 P1P2PP4的体积 V4是指四面体 P1P2P3P 的体积 14 2 2 4 平面三点插值 通过后期对数据的处理 发现现阶段三色混合的油墨 Lab 值均可视为在一 个平面上 所以发现不管是立方体插值还是四面体插值都过于麻烦 为了实现 最基本的插值算法 也为了更精确的输入 Lab 输出 CMY 比例的功能 提出了 三点插值 如果空心点是平面上需要的点 先找到距离它最近的 2 点 P1 P2 那么 为了使实验更精确 我们则会在如图所示的空白区域找到第三个点 由于在 Matlab 中 使用向量较为方便 在下列计算中以向量运算较多 夹 角 cos a b a b arccos a b a b 山东轻工业学院 2010 届本科生毕业设计 论文 8 图 2 5 平面三点插值 假设一数据点在夹角处 对其做 2 条向量 则与向量 P1P2形成夹角 3 与 4 由已知条件可知 3 1 4 2 即 cos 3 cos 1 cos 4 之 后 并按下回车键即可 Matlab 会将运算结果直接存入一变数ans 代表运算后的答案 并显示其 数值于屏幕上 在 Matlab 的内部资料结构中 每一个矩阵都第一个以行为主的阵列 因此 对于矩阵元素的存取 可用一维或二维所引来定址 举例来说 在一个矩阵中 位于第三行第二列的元素可写为 A 3 2 或 A 6 A 就是将矩阵 A 的每一列堆叠起来 成 为一个行向量 在后面的程序中会有这样的用法 Matlab 可以同时执行数个命令 只要一逗号或分号隔开 使用 clear 可以删除工作空间的变数 若要一次执行大量的 Matlab 命令 可将这些命令存放于一个副档名为 m 的 档案 并在 Matlab 提示号下键入此档案的主档名即可 M 档案可再细分为命令 集和函数 例如一个名位 test m 的档案 包含一系列 Matlab 命令 直接键入 test 既可执行所包含的命令 其效用和将命令逐一输入一样 因此 若在命令 集中可以直接使用工作空间的变数 而且在命令集中设定的变数 也可在工作 空间看得到 结束 Matlab 时 有三种方法可以使用 键入 exit 键入 quit 直接关闭 Matlab 的命令视窗 15 第三章第三章 配色实验配色实验 3 1 实验 3 1 1 实验条件 本文的实验分为硬件和软件 a 硬件配置 分光光度计 在 D65 光源下进行测量 计算机 内存 2G 硬盘 320G 印刷适性仪 IGT b 软件配置 名称 版本 出品公司 操作系统 xp MICROSOFT MATLAB 7 80 MATHWORKS 山东轻工业学院 2010 届本科生毕业设计 论文 10 WPS 2010 金山 3 1 2 实验方法 实验步骤 压力 625 N 速度 0 2 m s 墨层厚度 0 1 微米 1 将有光和无光铜版纸切成 50 35cm 纸张样 2 把 C M Y 三色油墨按 5 5 1 5 4 1 5 3 1 5 2 1 5 1 1 以此类推将青色油墨在三色 油墨中的比例依次定为 5 份 4 份 3 份 2 份 1 份与品黄 2 种油墨混合 将 上述比例油墨搅拌均匀 且将分为 5 个大组 25 个小组 在容器上编号 比如 第 5 大组第一小组 记为 5 1 其他以此类推 3 利用 IGT 精量注墨器抽取一定的墨量 计算 CMY 三色在此墨量中的 无误差比例 跳转步骤 8 记录测试条 比如 5 5 1 5 5 2 等等 4 计算剩余墨量 以及当中 CMY 三色的无误差墨量比例 根据下一次 次总墨量的要求 计算需要添加的 Y 墨量 得出下次实验的总墨量 5 利用 IGT 精量注墨器抽取一定墨量的 Y 墨 添加所需 Y 墨量到上一 次剩余墨量中 测量无误差剩余墨量与实际剩余墨量的误差 6 在下一次总墨量中记录实际总墨量 记录上一次剩余 CM 墨量为下一 次 CM 墨量 而 Y 墨量则记录为上一次剩余 Y 墨量加上 5 中得出的计算误 差 7 重复 2 6 实验步骤 一共 125 种比例 重复 10 种比例 实际 115 种 油墨比例 8 将 IGT 印刷适性仪用汽油清洗并晾干 调配好油墨 用注墨器将黄 油墨分三次注在匀墨器上 并在匀墨器上打匀 打匀后将油墨转移在胶辊上 9 用印刷适性仪印刷实验样条 并将其晾干 利用 GretaMacbeth 分光光 度计测量不同配比油墨的印刷样条的 L a b 值和 CMY 值 每个印刷样条测 量 5 次 然后求平均值 以减小实验过程中因人为或机器造成的实验误差 3 1 3 实验数据的采集 在实验的过程中 数据的采集是其中的一个重要内容 本实验采用格陵兰 分光光度计作为测量仪器 根据色样条的不同特点进行测量 双色混合得到的色样条 采用两个较精密的注墨器 直接加墨印刷得到 它的特点是 整个色样条上从上到下 从左到右呈均匀的梯度变化 但是印刷 质量较好 脏点或漏墨点较少 对于该色样条的测量 本实验采用均匀分区测 量取均值的方法 具体如下 将整张色样条在长度方向上均匀的分为十个长条 区 将两端印刷不均匀的一小段空出 不计在测量范围内 在将每个长条区在 横向上分为三格 这样色样条上就出现了三十个小的区域 我们按照相同的测 山东轻工业学院 2010 届本科生毕业设计 论文 11 量顺序自上而下测量这三十个点 并求出它们的平均值作为该色样条的最终数 据 而三色混合得到的色样条 受精密注墨器个数的限制 倘若按照两色配比 的方法区实验 没法达到所预想的实验精度 所以本实验把三色配比改为将三 种油墨按比例预先混合均匀再用注墨器转移到印刷适性仪上的方法来获取色样 条 该种色样条的特点是 墨色从上至下 从左到右都非常均匀 没有明显变化 但是由于油墨混合的过程中混入气泡等因素 样条上出现了较多不规律分布的 点着墨性能差 甚至漏出了底纸的颜色 对于该种样条的测量 基于其本身的 特点 本实验采用在印刷较好的部位取点 9 个 并求其平均值作为实验数据 3 2 1 实验数据及可靠性分析 色样条的 LAB 值跟对应的墨色数据如表 3 1 所示 其中 CMY 分别为青 品 黄墨色数据 表 3 1 三色油墨比例与其 Lab 值 编号 CMYLab 155543 25 3 68 9 29 255442 18 6 16 13 84 355337 01 8 75 18 39 455238 63 12 96 26 53 555138 23 18 33 35 22 654544 77 2 67 6 66 754442 65 0 88 11 84 854341 40 1 88 18 05 954240 18 5 99 25 59 1054138 87 11 71 34 66 1153544 69 11 66 3 13 1253444 57 9 02 8 98 1353345 28 5 99 15 44 1453241 87 2 04 23 77 1553138 29 5 00 34 60 1652547 58 22 43 1 71 1752445 82 21 25 4 10 1852344 56 18 62 11 20 1952244 84 13 75 20 03 2052142 06 6 10 31 95 2151552 07 37 07 9 06 2251449 57 36 31 3 20 2351349 14 34 35 4 40 2451247 61 30 37 14 03 山东轻工业学院 2010 届本科生毕业设计 论文 12 2551145 54 22 40 26 67 2645541 25 9 10 6 02 2745440 21 11 21 11 22 2845338 77 14 01 17 34 2945237 87 17 06 24 42 3045137 01 22 24 33 11 3144542 74 1 93 3 61 3244443 25 3 68 9 29 3344340 26 6 88 15 79 3444236 67 10 92 23 51 3544135 92 17 39 33 90 3643542 94 6 25 0 41 3743442 74 4 25 5 46 3843341 72 1 39 12 51 3943240 05 2 87 21 00 4043138 52 9 93 32 37 4142550 31 17 97 4 71 4242447 34 17 351 01 4342344 22 14 55 8 58 4442243 39 10 12 17 71 4542139 80 2 42 30 89 4641551 46 34 42 12 55 4741451 17 33 46 6 81 4841348 51 31 99 0 58 4941246 85 28 24 11 00 5041144 39 19 74 25 81 5135543 13 13 64 0 30 5235443 77 15 46 5 92 5335339 24 18 65 11 85 5435239 17 22 24 19 78 5535134 80 28 08 29 08 5634545 76 7 23 1 74 5734441 08 9 37 3 13 5834339 36 11 82 9 66 5934237 00 15 88 18 10 6034135 57 21 92 29 22 6133544 48 1 38 6 03 6233442 13 0 48 0 07 6333343 25 3 68 9 29 6433237 99 7 02 16 16 6533136 27 13 82 28 58 6632546 79 13 51 11 89 6732445 43 11 88 5 56 山东轻工业学院 2010 届本科生毕业设计 论文 13 6832342 93 9 76 2 06 6932240 74 5 57 12 06 7032137 28 2 10 26 52 7131552 81 30 11 20 86 7231450 41 29 93 14 57 7331348 74 28 33 6 41 7431246 02 25 81 4 36 7531145 31 17 39 20 48 7625543 41 22 10 4 56 7725441 34 24 07 0 08 7825341 85 26 15 6 92 7925237 81 30 05 14 29 8025135 37 35 17 24 10 8124543 26 16 16 7 88 8224440 5918 222 18 8324339 49 20 70 4 39 8424237 75 24 20 12 67 8524135 06 29 77 23 94 8623546 09 6 92 11 41 8723444 63 8 61 5 59 8823340 58 11 42 1 38 8923239 68 14 86 10 69 9023136 44 21 18 23 52 9122547 71 4 02 17 29 9222446 15 2 86 11 07 9322342 75 0 45 3 49 9422243 25 3 68 9 29 9522135 92 17 39 33 90 9621553 71 21 75 26 88 9721450 60 21 40 20 67 9821348 24 20 72 12 67 9921247 34 17 351 01 10021143 39 10 12 17 71 10115544 64 34 58 12 56 10215443 53 36 37 7 42 10315341 54 38 96 1 68 10415239 40 41 98 5 58 10515138 89 45 78 16 00 10614546 13 28 84 15 02 10714443 75 31 39 10 12 10814341 91 33 82 3 71 10914240 01 36 80 4 40 11014138 24 41 71 15 90 山东轻工业学院 2010 届本科生毕业设计 论文 14 11113546 84 21 66 19 62 11213445 68 23 44 13 63 11313343 01 25 35 6 18 11413240 62 29 83 2 26 11513137 64 35 21 14 95 11612550 41 10 52 25 21 11712448 47 11 99 19 47 11812345 90 14 56 12 01 11912240 5918 222 18 12012137 75 24 20 12 67 12111554 94 7 03 35 47 12211453 28 6 03 29 85 12311350 01 5 22 22 37 12411246 15 2 86 11 07 12511143 25 3 68 9 29 表 3 2 双色油墨比例以及 Lab 值 编号比例 Lab 1 Y1C9 54 07 43 96 28 17 2 Y2C8 54 64 56 12 9 57 3 Y3C7 55 25 61 11 2 10 4 Y4C6 57 03 62 78 13 06 5 Y5C5 58 62 62 73 24 63 6 Y6C4 61 70 59 44 34 62 7 Y7C3 66 87 51 08 48 02 8 Y8C2 70 94 44 18 60 41 9 Y9C1 74 43 37 66 69 45 10 Y1M9 45 13 72 16 2 85 11 Y2M8 45 90 69 50 8 85 12 Y3M7 44 32 69 70 16 81 13 Y4M6 48 61 63 38 19 04 14 Y5M5 50 02 59 23 28 01 15 Y6M4 53 14 52 83 36 01 16 Y7M3 57 73 43 33 43 66 17 Y8M2 61 31 36 40 50 39 18 Y9M1 68 82 20 60 64 54 19 M9C1 35 99 57 76 23 89 20 M8C2 32 55 48 78 32 58 21 M7C3 32 47 42 97 37 80 22 M6C4 31 72 34 77 44 45 23 M5C5 32 96 27 21 48 00 24 M4C6 35 00 17 91 50 70 山东轻工业学院 2010 届本科生毕业设计 论文 15 25 M3C7 37 47 11 51 52 16 26 M2C8 42 42 1 88 52 05 27 M1C9 47 74 8 73 51 64 表 3 3 三原色油墨 LAB 值 颜色Lab C 54 61 24 31 49 16 Y 88 04 10 6395 07 M 44 7474 7 6 72 3 2 2 实验数据可靠性分析 经过分析得出 本实验数据基本符合试验预想的精度 有极个别误差较大 和不合格的色样条 并在后续实验中做了进一步验证 修正了数据的精度 第四章第四章 计算方法计算方法 4 1 基色库 4 1 1 基色库的建立 本实验在两色油墨之间的调配采用直接注墨的方式进行墨色调配 三色油 墨之间采用预混合的方式进行墨色调配 并分别根据所设计的比例打出色样条 在两色油墨之间采用 1 9 8 2 3 7 4 6 5 5 6 4 7 3 8 2 9 1 的比例进行混合 在三色油墨之中 CMY 中青的比例不变 变化品红和黄墨的比例 青色按 5 份 4 份 3 份 2 份 1 份与 MY 色混合 将得到的色样条筛选并进行数据测量 直接加墨方式得到的色样条进行均匀变化的取点 20 个 测量并求出平均值 而 采用预混合方式得到的色样条则进行随机取样 9 个点并求出平均值 测量的数 据包括 Lab 值 4 1 2 基色库数据的特点 在得到的数据库里我们可以发现 在用两色相互混合得到的色样中 相邻 两条色样之间的 LAB 值 CMY 三色密度值和光谱反射率曲线比较接近 差值 不大 并且基本控制要求的误差范围之内 在三色配比的色样条中 即采用预 混合得到的色样条 由于所加墨量不能精准控制 相邻两样条之间的变化并不 均匀 甚至个别色样之间差值较大 12 4 2 实验结论分析与作图 本实验采用 matlab 为作图软件 根据测量的数据值得到了它们的专色色域 山东轻工业学院 2010 届本科生毕业设计 论文 16 图 4 2 1 初步实验结论分析与编程 Matlab编程如下 由于本学生知识水平有限 只研究了单句的Matlab语句 并未把这些语句用判断循环语句将其连接 图4 1 双色 三色油墨俯视图 图 4 2 双色 三色 拟合后平面 侧视图 1 山东轻工业学院 2010 届本科生毕业设计 论文 17 图 4 3 双色 三色 拟合后平面 侧视图 2 第一步 输入125个数据点 通过Matlab语句对其进行拟合 语句 u ones 125 1 a b v vint r rint stats regress L u 0 05 对125个数据的L值进行1的替换 形成的新变量存储在u中 然后对变量 L u进行置信度为0 05的二元线性回归 得到 v 44 7394 0 1234 0 1914 把V带入平面方程的系数A B c中 Z A a B b c即A 0 1234 B 0 1914 c 44 7394推出Z 0 1234 a 0 1914 b 44 7394 stats 0 8893 489 8482 0 2 2969 其中第三个数据表示数据点和拟合平面的一致性 见图4 1 图4 2 图4 3 stats中代表概率p 0 000 5 若ans 0 则为假 返回第一步重新输入数据 若ans 1 则为 真 继续下一步 由于学生Matlab知识的欠缺 这里的判断语句尚未完成 3 找到与数据点最近的2点 首先计算数据点和修正后数据的距离并存贮 山东轻工业学院 2010 届本科生毕业设计 论文 19 在变量e里 e sqrt L L1 2 a a1 2 b b1 2 那么我们只要对e进行从小到大的排序 并提取前2个数据点的行数 语句 i ind sort e Sort语句即为对变量e进行从小大的排序 而变量i 里存储了排序后的数据 变量ind里存储了变量i 在变量e的索引 可以先提取在变量ind中拍在第1行和第2行的索引 j find ind 1 显示的 也即为在变量e中的离输入数据点最近的点的行数 再根据行数运用find语句返 回在CMY数据中的CMY比例 同理可以获得最近的第二点 4 利用三点插值方法 找到第三点 根据2 2 4所示内容可知 必须使得 cos 3 cos 1 cos 4 cos 2 即返回的2个值都为真 同时提取符合上述 条件的点的坐标 计算点与直线L1L2的距离公式 d AA a BB b CC sqrt AA 2 BB 2 AA BB CC为直线系 数 利用 k ind sort d 语句 排列出距离直线L1L2最近的点 然后利用n ind 1 o L n a n b n 找到第三点 其中有一种情况就是 这个点不存在 那么这里 就有一个判断语句使整个语句回到流程图的第一步 5 导出三点CMY油墨比例 在变量ind中存储的即为在CMY数据点中CMY 比例所在的行数 同理利用j L i a i b i 语句 6 平均插值计算CMY比例 由于时间和进度的问题 暂时选取了最为简单 的求平均法计算CMY比例 进一步的研究还需要更多的时间 这样 基本的输入LAB值返回CMY比例的步骤就完成了 当然这里的只是 初步实现了本课题想要得到的结论 而且缺陷也是很明显的 需要进一步的修 改和论证 同时在做后续的实验中发现 这个平面只在这125个数据点有较好平 面性 但是从补做了单色 双色以及填充了一些三色比例后 发现从整体性来 看 这是一个曲面 所以对于扩充之后的三维查找表还有待修正 4 2 2 进一步实验结论分析与编程 山东轻工业学院 2010 届本科生毕业设计 论文 20 图4 5 标注后的 单色 双色 三色油墨散点侧视图 图 4 6 单色 双色 三色加平面俯视图 山东轻工业学院 2010 届本科生毕业设计 论文 21 图 4 7 单色 双色 三色加平面侧视图 图4 8 对单色 双色 三色油墨比例进行trigamut语句着色 第一步 建立模型 把所有的数据都做成 excel 的表格或是 txt 文件 利用 scatter3 语句 得到 图 4 5 所示的散点图 在 4 2 1 的基础之上 把平面加入到图中得到图 4 6 而 且可以设想这是一个曲面 第二步 因为从图 4 6 中可知