Waarom hebben we M0, M1, M2 en M3? Het doel van dit document is de in ISO 13655:2009 gedefinieerde meetmodi M0, M1, M2 en M3 zowel theoretisch als praktisch uit te leggen. ISO 13655 definieert de behoeften aan spectrale meetapparatuur voor de grafische industrie. Het verwijst naar de internationale normen ISO 5-2 en ISO 5-4 voor dichtheidsmetingen en CIE15 voor algemene terminologie van colorimetrie. Er zijn voorwaarden waaraan instrumenten, ongeacht de meetmodus, moeten voldoen. Een belangrijke voorwaarde is het voldoen aan de meetgeometrie. ISO 13655:2009 verwijst, zoals gezegd, naar ISO 5-4 waarin ondubbelzinnig wordt bepaald dat slechts één van de volgende vier geometrieën mag worden gebruikt:
vijfenveertig graden ringvormig: normaal 45°a:0° vijfenveertig graden omtrek: normaal 45°c:0° normaal: vijfenveertig graden ringvormig 0°:45°a normaal: vijfenveertig graden omtrek 0°:45°c
Er worden geen andere geometrieën aanbevolen.
ISO 13655:2009 Bijlage C luidt als volgt: "Indien echter de detectie en/of bestraling beperkt blijft tot één azimutale hoek, worden richting- en textuureffecten benadrukt. Deze geometrieën zijn afgeschreven in ISO 5-4 en dus ook in deze internationale norm. Zij staan bekend als "vijfenveertig graden directioneel: normaal" en "normaal: vijfenveertig graden directioneel". Met andere woorden, wanneer instrumenten met een directionele geometrie worden gebruikt, zullen de resultaten sterk afhankelijk zijn van de meethoek. Wanneer de spectrofotometer enige graden wordt gedraaid, zal hetzelfde monster verschillende resultaten opleveren. Dit effect wordt sterker naarmate de textuur toeneemt en op ongecoat papier kan een kleurverschil van meer dan dE*ab = 3 worden ervaren. V: Hoe kunnen gebruikers te weten komen of een bepaald instrument voldoet aan de geometrie-eisen van ISO 13655? A: Op het specificatieblad van een instrument staat meestal de geometrie vermeld. Als dit niet "45°a:0°" of "45°c:0°" (of omgekeerd) is, maar alleen 45:0, wordt waarschijnlijk niet aan de eisen voldaan. Ook de vermelding dat het instrument voldoet aan DIN 5033 betekent niet dat het voldoet aan ISO 13655. DIN 5033 beschrijft gewoon alle bestaande meetgeometrieën. Als aan de voorwaarden voor de meetgeometrie is voldaan, kan een instrument dat voldoet aan ISO 13655:2009 voldoen aan 4 verschillende meetmodi. Deze modi zijn ontwikkeld vanwege verschillende behoeften en toepassingen. Ze worden M0, M1, M2 en M3 genoemd.
uiver technisch gezien is M0 een verouderde meetmodus. Historisch gezien gebruikten de in de grafische industrie gebruikte instrumenten geen lichtbron met een gedefinieerd en/of stabiel UV-gehalte. M0 als norm houdt in dat de meeste instrumenten een gasgevulde wolfraamlamp gebruiken om de monsters te belichten in plaats van D50 en dat de gebruikers dus een bekende zwakte accepteren. Het probleem met het onstabiele en ongedefinieerde UV-gehalte is dat bij het meten van fluorescerende monsters, zoals papier met optische witmakers, de meetrespons niet correleert met de kijkomgeving waarin het gedrukte product wordt gebruikt. Hoewel veel gebruikers ervoor gekozen hebben dit te negeren, verandert ook het UV-gehalte van een met gas gevulde wolfraamlamp in de loop der tijd, wat betekent dat de metingen onbetrouwbaar zijn. Om redenen van veroudering en om metingen met bestaande instrumenten te kunnen vergelijken, bieden de spectrodensitometers van de Konica Minolta FD-serie de keuze uit de meetmodus M0. Hierbij wordt de spectrale vermogensverdeling van CIE-lichtbron A (aanbevolen in ISO 13655:2009 voor M0) gebruikt om het monster te belichten. Door de stabiele UV-inhoud in de Konica Minolta instrumenten kunnen gebruikers in ieder geval vertrouwen op stabiele metingen als ze M0 moeten gebruiken omwille van historische redenen.
Onthullende boodschap: M0 = ongedefinieerde lichtbron. Als u monsters met optische witmakers meet, moet u zich bewust zijn van de nadelen.
In de volgende paragrafen worden M2 en M3 toegelicht, alvorens in te gaan op M1, dat meer uitleg behoeft.
De meetmodus M2 werd gestandaardiseerd om de kijkomstandigheden weer te geven die vrij zijn van enige UV-inhoud, zoals in een museum. Daarom wordt hij vaak "UV-Cut" genoemd. In het verleden werden spectrofotometers met een UV-Cut filter gebruikt om het effect van optische witmakers te negeren. Men dacht dat dit de berekening van ICC-profielen zou vergemakkelijken omdat het door UV-geïnduceerde metamerisme de metingen niet zou beïnvloeden. De misvatting dat optische witmakers kleurmetingen verstoren, bestaat nog steeds bij gebruikers (en tot op zekere hoogte bij verkopers); veel digitale drukmachines worden immers nog steeds geleverd met UV-gefilterde instrumenten. Optische witmakers lichten blauwachtig op, afhankelijk van het UV-gehalte in de kijkomgeving (en de lichtbron van het meetinstrument). Als een UV-gefilterd instrument tot mooiere resultaten leidt dan een instrument met een wolfraamlamp, ligt het UV-gehalte van de kijkomgeving gewoon dichter bij UV-Cut dan bij het UV-gehalte van een gasgevulde wolfraamlamp. Maar het is waarschijnlijk niet UV-vrij (tenzij u naast de Mona Lisa werkt). M2 is dus niet de geschikte oplossing voor de meeste toepassingen en is alleen gestandaardiseerd om UV-vrije kijkomstandigheden weer te geven. De Konica Minolta FD-serie spectrodensitometers bieden de keuze voor de meetmodus M2. Hier wordt voldaan aan de definitie van een UV-Cut filter uit ISO 13655:2009. De belangrijkste boodschap: M2 = UV-Cut. Het is alleen nuttig voor UV-vrije omgevingen.
De uitdaging voor offsetdrukkers is dat zij natte vellen moeten controleren tijdens de productie, maar dat de klant betaalt voor het eindproduct dat droog is. Het grootste verschil tussen natte en droge vellen is de glans. Meetmodus M3 biedt middelen om de dichtheid van een gedroogd vel te voorspellen op basis van een meting van een nat vel. Dit wordt bereikt door het gebruik van twee polarisatiefilters, die het verschil in glans minimaliseren. De Konica Minolta FD-serie spectrodensitometers bieden de keuze voor meetmodus M3 door een polarisatiefilter-glas te bevestigen.
Take-home message: M3 = Pol-Filter. Nodig voor offsetdrukkers. Sommige inktfabrikanten gebruiken M3 ook voor CCM.
De grafische industrie gebruikt gestandaardiseerde kijkomstandigheden om problemen bij de communicatie over kleur te minimaliseren. De relevante norm is ISO 3664, die de CIE-lichtsterkte D50 specificeert. Sinds 2009 moet aan het UV-gehalte van D50 worden voldaan binnen nauwere toleranties dan voorheen. Om ervoor te zorgen dat optische witmakers bij verlichting tijdens een kleurmeting in dezelfde mate "gloeien" als in een D50-weergaveomgeving, introduceert ISO 13655 de meetmodus M1. Overeenstemming met M1 kan op twee manieren worden bereikt.
Methode 1: Verlichtingsmatch M1 kan worden bereikt door een lichtbron te gebruiken die voldoet aan de eisen van ISO 3664:2009. Dit betekent eenvoudigweg dat als u een normlicht in de spectrometer inbouwt, deze voldoet aan M1 (maar denk aan de voorwaarde van geometrie). Dit klinkt eenvoudig, maar is in de praktijk niet haalbaar. De voor de hand liggende keuze om dezelfde lichtbron te gebruiken als in de meeste kijkkasten kan niet worden gerealiseerd, omdat dit meestal fluorescentielampen zijn die niet in een spectrofotometer kunnen worden ingebouwd. Bovendien komen zij niet perfect overeen met de CIE-lichtbron D50 (benadering binnen gedefinieerde toleranties). Een andere mogelijkheid om D50 te bereiken is het gebruik van een combinatie van verschillende LED's, die een D50-spectrum produceren. In de praktijk doet zich een probleem voor wanneer getracht wordt het UV-gehalte van D50 na te bootsen, aangezien de huidige LED's niet in staat zijn het UV-gehalte van D50 perfect te reproduceren. De laatst voorgestelde technische oplossing om D50 als fysieke verlichting te bereiken is het gebruik van gefilterde lichtbronnen om de spectrale vermogensverdeling van D50 na te bootsen. Het voordeel is dat met deze techniek een nauwe overeenkomst met D50 kan worden bereikt. Dit zou ook correcte metingen moeten opleveren voor monsters die fluorescentie vertonen in het zichtbare golflengtegebied (weinig inkten en toners vertonen dit gedrag tot op zekere hoogte). Het nadeel is dat de lichtbron wellicht niet stabiel is wat betreft het UV-gehalte, zodat de betrouwbaarheid in de tijd in twijfel moet worden getrokken. Bovendien moeten we ons afvragen of een perfecte D50 werkelijk de beste oplossing is voor een meetinstrument. Normaal gesproken hebben wij geen perfecte D50 als kijkvoorwaarde, maar alleen een simulatie binnen de tolerantie. De theoretische voordelen zijn dus nauwelijks overdraagbaar naar de praktijk. Hoe dit probleem wordt opgelost, wordt verderop in dit document uitgelegd.
Methode 2: UV-berekening De tweede mogelijkheid om overeenstemming met meetmethode M1 te bereiken houdt verband met de aard van optische witmakers. Optische witmakers absorberen UV-energie en zenden blauw zichtbaar licht uit. Om het effect van een optische witmaker te meten volstaat het dat er een correlatie is tussen de prikkeling van de witmaker tijdens de meting en in de gewenste kijkomgeving. Dit wordt in ISO 13655:2009 beschreven door middel van de verhouding tussen het UV-gehalte en het zichtbare gehalte. Met andere woorden: Zorg ervoor dat de witmaker tijdens de meting net zo blauw oplicht als in de gewenste kijkomgeving. Dit kan op verschillende manieren worden bereikt. In de beschikbare literatuur worden enkele methoden beschreven. Hieronder worden er twee besproken. Zoals besproken absorbeert een optische witmaker UV-energie en zendt deze energie uit als blauw licht. Als we de hoeveelheid emissie voor een bepaalde referentielichtbron willen meten, moeten we ervoor zorgen dat de lichtbron in het meetapparaat voldoende energie heeft in het golflengtegebied waarin de optische witmaker actief is. Als u twee metingen zou kunnen uitvoeren, de ene met alleen UV-energie, om zuivere fluorescentie te verkrijgen, en de andere zonder UV-energie om zuivere reflectie te verkrijgen, zou het mogelijk zijn de resulterende totale stralingsfactor te berekenen (vaak reflectiefactor genoemd, hoewel het de combinatie is van reflectie en fluorescentie). Het probleem is dat de methode afhankelijk is van het bestaan van een lichtbron met alleen UV-licht. De tegenwoordig beschikbare UV-LED's hebben een wisselende spectrale vermogensverdeling en zenden ook zichtbaar licht uit. Dus niet alleen fluorescentie maar ook reflectie (veroorzaakt door het door de UV-LED uitgestraalde zichtbare licht) wordt gemeten en introduceert fouten in het onderliggende model. Echte instrumenten die deze methode gebruiken, zouden een variërende meetfout vertonen.
Konica Minolta virtuele fluorescentiestandaard De tweede methode werkt op soortgelijke wijze, maar is niet afhankelijk van het bestaan van een zuivere UV-lichtbron. Bij gebruik van de Konica Minolta Virtual Fluorescence Standard wordt het UV-element van een monster achtereenvolgens geactiveerd door twee lichtbronnen met sterk verschillende UV-energie (binnen milliseconden en niet zichtbaar voor de gebruiker). Als het monster fluorescentie vertoont, zullen de resulterende stralingsfactoren (het "meetresultaat") verschillen. Met deze methode kan fluorescentie gemakkelijk worden onderscheiden van reflectie. Door rekening te houden met het UV-gehalte van de uiteindelijke kijkomgeving kan de juiste totale radiantie-factor worden berekend. Het duidelijke voordeel van deze methode is dat deze niet afhankelijk is van onpraktische of niet bestaande (alleen UV) lichtbronnen. De Konica Minolta FD-serie meet en stabiliseert de gebruikte lichtbronnen en het hebben van een stabiele basis voor de berekening zorgt voor stabiele en herhaalbare metingen, zelfs als de fysieke lichtbronnen tussen verschillende instrumenten verschillen.
Een ander voordeel van de Konica Minolta FD-serie heeft betrekking op de gebruikte kijkomgevingen. Zelfs als gestandaardiseerde lichtbronnen worden gebruikt, zijn commercieel verkrijgbare kijkkasten in overeenstemming met ISO 3664:2009, maar stralen geen perfecte D50 uit. Met behulp van de Konica Minolta VFS is het eenvoudig om spectrale kenmerken te kwantificeren en de kijkkast te gebruiken als meetlichtbron. Met behulp van de FD-7 kunnen gebruikers objectief kleurwaarden bepalen die perfect overeenkomen met de visuele indruk. De User-Illuminant functie elimineert het probleem van variaties in benaderde D50 die door kijkkasten worden gegenereerd. Dit is uiteraard niet beperkt tot D50-simulatoren, maar is ook nuttig om kleurmatches te verkrijgen voor lichtomstandigheden "op locatie" of op beurzen. Beide methoden gaan uit van de veronderstelling dat de excitatiegolflengte en emissiegolflengte van de in papier gebruikte optische witmakers niet variëren. Deze veronderstelling is geldig, maar alleen Konica Minolta heeft commercieel beschikbare meetapparatuur om de exacte kenmerken van deze klasse witmakers te bepalen (CM 3800d). Aangezien de UV-kalibratie van de FD's niet is vastgesteld op D50 (bijvoorbeeld D65 kan ook worden gebruikt), komen de met een FD gemeten waarden zeer goed overeen met in de papierindustrie gebruikte instrumenten, hoewel de geometrie van het instrument verschilt.
Conclusie De Konica Minolta Virtual Fluorescence Standard heeft grote voordelen ten opzichte van andere in dit artikel beschreven en in de praktijk toegepaste methoden. Kort samengevat zijn dat: