Τι είναι το CMYK και Πώς Λειτουργεί η Έγχρωμη Εκτύπωση

Το χρωματικό μοντέλο RGB  είναι η βάση για την απεικόνιση ψηφιακής εικόνας. Όμως, η εφαρμογή του στην τεχνολογία εκτυπώσεων είναι αδύνατη, λόγο της φύσης του μελανιού. Το CMYK δημιουργήθηκε για να καλύψει αυτό το κενό. Δείτε τι είναι το CMYK και πώς εφαρμόζεται στην έγχρωμη εκτύπωση σε κάθε τεχνολογία εκτυπωτή.

Τι είναι και πως λειτουργεί το χρωματικό μοντέλο CMY

Όπως είδαμε σε προηγούμενο άρθρο, με βάση τον τρόπο που λειτουργεί η ανθρώπινη όραση, τρία χρώματα φωτός, Κόκκινο, Πράσινο, και Μπλε (Red-Green-Blue, RGB), είναι αρκετά για να δημιουργήσουν 16,7 εκατομμύρια χρωματικές αποχρώσεις επί της οθόνης. Η τεχνολογία του RGB, όμως, είναι αδύνατο να εφαρμοστεί στο χαρτί.

Βλέπετε, η οθόνη είναι μια συσκευή η οποία δημιουργεί η ίδια το φως. Στο χαρτί, που δεν συμβαίνει αυτό, εκμεταλλευόμαστε την λευκή του επιφάνεια και τις ιδιότητες της ακτινοβολίας, για να παραχθεί χρώμα από το ήδη υπάρχων φως του περιβάλλοντος.

Το μοντέλο CMY βασίστηκε στο ότι το χρώμα σε μια επιφάνεια είναι απλά το αποτέλεσμα της ανάκλασης συγκεκριμένων κυμάτων ακτινοβολίας και απορρόφησης άλλων, ώστε να δημιουργήσει έγχρωμη εκτύπωση.

Το CMY αποτελείται από τρία βασικά χρώματα, από τα οποία παράγονται τα υπόλοιπα. Το κυανό, το ματζέντα (φούξια), και το κίτρινο (Cyan Magenta Yellow).

Η λειτουργία του είναι εξαιρετικά απλή, αλλά αυτό δεν μειώνει της συνεισφορά του στη σύγχρονη τεχνολογία. Εκμεταλλεύεται το γεγονός ότι όταν γίνει ανάμειξη δυο χρωμάτων, απορροφούνται μερικά μήκη κύματος μεταξύ των χρωμάτων και έτσι δημιουργείται ένα τρίτο χρώμα.

Ουσιαστικά, ενώ στο RGB προστίθενται συχνότητες μεταξύ τους για τη δημιουργία χρώματος, στο CMY αφαιρούνται συχνότητες από το φως που πέφτει πάνω στην έγχρωμη εκτύπωση, για να δημιουργηθούν τα συγκεκριμένα χρώματα.

Για παράδειγμα, το κόκκινο στην έγχρωμη εκτύπωση δημιουργείται από ανάμειξη ματζέντας και κίτρινου, που απορροφά όλες τις συχνότητες πλην της συχνότητας του κόκκινου. Ομοίως δημιουργείται το πράσινο με ανάμειξη κίτρινου και κυανού, και το μπλε με ανάμιξη ματζέντας και κυανού.

Θεωρητικά, αναμειγνύοντας και τα τρία χρώματα του CMY παράγεται το μαύρο, θα δούμε όμως παρακάτω για ποιο λόγο δεν συμβαίνει αυτό.

Τα δύο είδη ανακλάσεων και ο ρόλος τους στην δημιουργία χρώματος

Η ανάκλαση του φωτός είναι το φαινόμενο εκείνο κατά το οποίο το φως ή κάποια άλλη ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία έρχεται σε επαφή με μια επιφάνεια, η οποία δεν μπορεί να απορροφήσει την ακτινοβολία και της αλλάζει κατεύθυνση, ανάλογα με τη γωνία πρόσκρουσης. Υπάρχουν δύο είδη ανακλάσεων: η ολική ανάκλαση και η διάθλαση.

Η ολική ανάκλαση θεωρείται τέλεια ανάκλαση, καθώς δεν απορροφάται κανένα μήκος κύματος από το το σώμα. Για να επιτευχθεί αυτή η ανάκλαση, είναι απαραίτητο το φως να έρθει σε επαφή με ένα σώμα από μία γωνία η οποία είναι ίση με την γωνία απομάκρυνσης του κύματος.

Συγκεκριμένα, το σώμα πρέπει να είναι ένας επίπεδος καθρέφτης ή μια λεία μεταλλική επιφάνεια. Ως αποτέλεσμα, έχουμε την δημιουργία ενός ακριβούς ειδώλου στο καθρέφτη ή την επιφάνεια.

Το δεύτερο είδος ανάκλασης, είναι αυτή της διάθλασης, στην οποία βασίζεται η έγχρωμη εκτύπωση. Η διάθλαση έχει αρκετές ομοιότητες με την λειτουργία του ανθρώπινου ματιού, που αναλύσαμε στο άρθρο για το RGB.

Ένα σύνολο κυμάτων ακτινοβολίας προσκρούει πάνω σε ένα αντικείμενο. Ανάλογα με την γωνία με την οποία προσκρούουν τα κύματα πάνω στο σώμα, κάποιες συχνότητες απορροφώνται, και άλλες ανακλώνται. Ανάλογα με ποιο μήκος κύματος ανακλάται, δίνεται και στο σώμα και το αντίστοιχο χρώμα.

Η έγχρωμη εκτύπωση εκμεταλλεύεται αυτή τη φυσική ιδιότητα, ώστε να παράγει όλα τα πιθανά χρώματα από τρία βασικά.

Το CMY δημιουργεί πολλά στρώματα από τα τρία αυτά χρώματα. Το φως ανακλά στο χαρτί και επιστρέφει πίσω μέσα από τα στρώματα του χρώματος. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα, μερικά μήλη κύματος να απορροφηθούν, και από αυτά που ανακλώνται δημιουργείται το τελικό χρώμα.

Η αδυναμία του CMY να δημιουργήσει μαύρο χρώμα και το μοντέλο CMYK

Το μεγαλύτερο μειονέκτημα του χρωματικού μοντέλου CMY, είναι ότι αδυνατεί να παράγει το μαύρο χρώμα. Θεωρητικά, ο συνδυασμός των τριών βασικών χρωμάτων του CMY έπρεπε να έχει αποτέλεσμα την δημιουργία μαύρου.

Στην πράξη, όμως, τα μελάνια δεν έχουν την δυνατότητα να απορροφήσουν ορισμένα μήκη κύματος. Γι' αυτό τον λόγο, ο συνδυασμός γαλάζιου, ματζέντας και κίτρινου δεν βγάζει μαύρο, αλλά μια απόχρωση του καφέ.

Για να αντιμετωπιστεί αυτό το πρόβλημα στην έγχρωμη εκτύπωση, προστέθηκε ξεχωριστά από τα τρία βασικά χρώματα και το μαύρο. Αυτό το νέο πρότυπο ονομάστηκε CMYK. Το CMYK λειτουργεί ακριβώς όπως και το CMY, απλά στις περιπτώσεις που χρειάζεται να τυπώσει μαύρο χρώμα χρησιμοποιεί ξεχωριστή μαύρη μελάνη. Το “K” που προστέθηκε τα αρχικά σημαίνει Key δηλαδή κλειδί.

Κατά την έγχρωμη εκτύπωση δεν έχουν όλα τα χρώματα την ίδια δυνατότητα στο να απεικονίζουν λεπτομέρειες στην τελική εικόνα. Ο γενικός κανόνας είναι, ότι το πιο σκούρο χρώμα χρησιμοποιείται για τις λεπτομέρειες και για την ρύθμιση της αντίθετης της εικόνας. Αυτό το χρώμα θεωρείται το κλειδί.

Ένας άλλος ορισμός που είναι συνώνυμος με το key είναι το key plate. Ως key plate αναφέρεται το δοχείο της μελάνης το οποίο είναι υπεύθυνο για την σχεδίαση λεπτομερών στοιχείων στην έγχρωμη εκτύπωση που θα πραγματοποιηθεί.

Μετατροπή από RGB σε CMYK

Ουσιαστικά, και τα δύο μοντέλα έχουν την ομοιότητα πως βασίζουν την δημιουργία μιας γκάμας χρωμάτων, με την επεξεργασία μερικών βασικών.

Όμως το CMYK έχει κάποιους περιορισμούς που αφορούν την απορροφητικότητα των μελανιών και του χαρτιού όσον αφορά συγκεκριμένες συχνότητες. Ως εκ τούτου, ορισμένες αποχρώσεις που είναι δυνατές στο RGB είναι αδύνατον να αναπαραχθούν στο CMYK, και δεν υπάρχει πλήρης αντιστοιχία.

Το πρόβλημα που δημιουργείται είναι πως αυτό που βλέπουμε στην οθόνη, είναι πιθανό να φαίνεται διαφορετικά σε μια έγχρωμη εκτύπωση, να έχει διαφορετική απόχρωση.

Για εργασίες που απαιτούν υψηλή χρωματική ακρίβεια, όπως πχ για τους γραφίστες και τους φωτογράφους, η αντιστοιχία ανάμεσα στο RGB και το CMYK μπορεί να βελτιωθεί με χρωματική διαμέτρηση (color calibration) της οθόνης.

Οι επαγγελματίες συνήθως χρησιμοποιούν ακριβές οθόνες και ειδικό εξοπλισμό για τη χρωματική διαμέτρηση, η οποία πρέπει να γίνεται σε πολύ συγκεκριμένες συνθήκες φωτισμού για να είναι όσο γίνεται πιο ακριβής.

Πάντως, αν μας ενδιαφέρει η υψηλότερη χρωματική ακρίβεια στο σπίτι, υπάρχουν κάποιες μέθοδοι για να ρυθμίσουμε την οθόνη μας. Δεν θα έχουμε τη μέγιστη ακρίβεια που δίνουν τα ειδικά όργανα μέτρησης, αλλά για απλή χρήση είναι αρκετές αυτές οι αλλαγές.

Τι είναι το μελάνι και ποια τα βασικά είδη για χρήση σε εκτυπωτές

Η μελάνη ή το μελάνι, όπως είναι η ονομασία του στην καθημερινή γλώσσα, είναι μια χρωστική, υγρή ουσία με εφαρμογές στη τυπογραφία, στη γραφή και την ζωγραφική. Η παρασκευή του γίνεται με την ανάμειξη διαφόρων υποδεέστερων χρωστικών ουσιών, αραβικού κόμμεος, καθώς και άλλων ζωικών και φυτικών ουσιών. Η ονομασία του οφείλεται στο μαύρο χρώμα που είχαν τα πρώτα μελάνια.

Με την εφεύρεση και την συνεχή εξέλιξη των συσκευών εκτύπωσης, δημιουργήθηκε η ανάγκη για όλο και περισσότερο ανθεκτικά και αποδοτικά μελάνια. Οι κύριες κατηγορίες μελανιών, που χρησιμοποιούνται στους σύγχρονους εκτυπωτές, είναι τα μελάνια στερεάς μορφής, τα dye-based μελάνια, pigment-based μελάνια, και μελάνια σε μορφή πούδρας.

Η τεχνική με την οποία γίνονται οι εκτυπώσεις με οποιοδήποτε από αυτά τα μελανιά, στηρίζεται στο χρωματικό μοντέλο CMYK. Το μοντέλο CMYK είναι το κυρίαρχο στην έγχρωμη εκτύπωση.

Μελάνια στερεάς μορφής

Τα μελάνια στερεάς μορφής αναμφίβολα ανήκουν στα λιγότερο γνωστά είδη μελανιών. Δημιουργήθηκαν από την εταιρεία Tektronix αποκλειστικά για τους εκτυπωτές Phaser, και η τεχνολογία πωλήθηκε στην Xerox το 1999.

Τα μελάνια αυτά, είναι εντελώς ασυνήθιστα καθώς έχουν την μορφή στερεάς στήλης ή στερεών σφαιριδίων. Η έγχρωμη εκτύπωση με αυτή τη μέθοδο βασίζεται στη χρήση θερμότητας, η οποία λιώνει το στερεό μελάνι και να το μετατρέπει σε υγρό.

Η αρχική στερεή κατάσταση του, δίνει στο μελάνι το πλεονέκτημα σε σχέση με τα υγρά μελάνια, ότι δεν στερεοποιείται σε μεγάλες περιόδους αδράνειας. Ένα επιπλέον χαρακτηριστικό του που αξίζει να αναφερθεί είναι ότι δεν είναι καθόλου τοξικό και βλαβερό για το περιβάλλον.

Σήμερα θα συναντήσουμε αυτή την τεχνολογία κυρίως στους Xerox Colorqube.

Dye-based μελάνια

Τα dye-based είναι μελάνια που χρησιμοποιούνται κυρίως σε εκτυπωτές τύπου inkjet και κατέχουν το μεγαλύτερο μέρος της αγοράς. Παρά το χαμηλότερο επίπεδο αντοχής τους σε σχέση με άλλα μελάνια, οι χαμηλές τιμές τους και τα πιο ζωηρά χρώματα, έχουν ανεβάσει τη ζήτησή τους.

Η διάρκεια ζωής των εκτυπώσεων με χρήση dye-based μελανιών, κυμαίνεται από έξι μήνες μέχρι δύο χρόνια. Παρ’ όλα αυτά, η εξέλιξη στην τεχνολογία χαρτιού έχει κατορθώσει να ανεβάσει το όριο αντοχής στα 40 χρόνια.

Η ευαισθησία εκτυπώσεων με χρήση αυτής της τεχνικής, οφείλεται στον τρόπο που το μελάνι τοποθετείται στο χαρτί. Το μελάνι τοποθετείται με τέτοιον τρόπο, που απορροφάται από το χαρτί και έχει ως αποτέλεσμα την δημιουργία αντιδράσεων μεταξύ αυτού και του χαρτιού. Οι αντιδράσεις αυτές μειώνουν την διάρκεια ζωής του μελανιού και της ποιότητα της έγχρωμης εκτύπωσης.

Pigment-based μελάνια

Όπως και τα dye-based, έτσι και τα pigment-based, είναι μελάνια που χρησιμοποιούνται κυρίως σε inkjet εκτυπωτές για έγχρωμη εκτύπωση. Η κύρια χρήση τους γίνεται ως μαύρο χρώμα. Η μορφή τους είναι γαλάκτωμα, δηλαδή στερεά σωματίδια μέσα σε υγρό. Το γαλάκτωμα αυτό επικαλύπτει την επιφάνεια του χαρτιού χωρίς να απορροφάται και έτσι μεγαλώνει η ανθεκτικότητα του.

Η διάρκεια ζωής μια εκτύπωσης με pigment-based, μπορεί να φτάσει ενδεικτικά τα 100 χρόνια. Το κύριο ελάττωμα αυτών των μελανιών, είναι ότι εξαιτίας της μορφής τους δεν έχουν την δυνατότητα παραγωγή ζωηρών χρωμάτων.

Μελάνια με μορφή πούδρας

Αντίθετα με τα υπόλοιπα είδη εκτυπωτών, οι lazer χρησιμοποιούν μια ειδική σκόνη – πούδρα, φτιαγμένη από γραφίτη. Η σκόνη αυτή βρίσκεται σε ειδικό δοχείο, που λέγεται κασέτα τόνερ.

Με την χρήση ηλεκτρικών φορτίων αυτή η σκόνη “κολλάει” πάνω στο χαρτί και στη συνέχεια “ψήνεται” για να διαμορφωθεί η τελική εικόνα.

Η χρήση τέτοιου είδους εκτυπώσεων είναι εξαιρετικά οικονομική σε σχέση με άλλα είδη και αρκετά ανθεκτικότερη, όμως δεν έχει την ίδια ζωντάνια στα χρώματα που έχει η εκτύπωση InkJet.

Τι είναι ο εκτυπωτής και ποια τα βασικά χαρακτηριστικά του

Οι εκτυπωτές είναι εξωτερικές, περιφερειακές συσκευές εξόδου, που μπορούν να λειτουργούν σε σύνδεση με έναν υπολογιστή, είτε αυτόνομα σε περίπτωση που έχουν ενσωματωμένο σαρωτή, τα λεγόμενα πολυμηχανήματα.

Οι απλοί εκτυπωτές είναι άμεσα εξαρτώμενοι με το λογισμικό του υπολογιστή, που είναι υπεύθυνο για την αποστολή των δεδομένων που πρέπει να εκτυπωθούν. Πρόγονος των εκτυπωτών μπορούν να θεωρηθούν οι γραφομηχανές και οι άλλες τεχνικές τυπογραφίας, που χρησιμοποιήθηκαν στο πέρασμα των αιώνων.

Βασικά χαρακτηριστικά εκτυπωτών

Η ανάλυση εκτύπωσης είναι η ελάχιστη μονάδα εκτύπωσης . Με τον όρο αυτό εννοούμενο το μέγιστο αριθμό των κουκκίδων (dot), που μπορούν να τυπωθούν σε μια ίντσα. Το μέγεθος αυτό μετριέται σε dpi, δηλαδή dot per inch (dpi) – κουκκίδα ανά ίντσα. Θεωρητικά, όσο υψηλότερη η ανάλυση εκτύπωσης, τόσο καλύτερη λεπτομέρεια θα έχει η εικόνα

H δυνατότητα χρώματος είναι ο μέγιστος αριθμός χρωμάτων που μπορεί να τυπώσει ένας εκτυπωτής χρησιμοποιώντας το χρωματικό μοντέλο CMYK. Αντιθέτως με το RGB δεν υπάρχει κάποιος καθορισμένος αριθμών χρωμάτων, αλλά εξαρτάται άμεσα από το σχεδιασμό του εκτυπωτή.

Η ταχύτητα εκτύπωσης διαφέρει ανάλογα με το είδος εκτυπωτή που χρησιμοποιείται. Στους εκτυπωτές γραμμής, η ταχύτητα εκφράζεται σε χαρακτήρες ανά δευτερόλεπτο (characters per second – cps), ενώ στους εκτυπωτές σελίδας, σε σελίδες ανά λεπτό (pages per minute – ppm).

Είδη εκτυπωτών και πως υλοποιεί ο καθένας το χρωματικό πρότυπο CMYK

Ενώ όλοι οι έγχρωμοι εκτυπωτές βασίζονται στο χρωματικό πρότυπο CMYK, ανάλογα με το είδος του μελανιού και την τεχνολογία του εκτυπωτή, υλοποιούν διαφορετικά την έγχρωμη εκτύπωση.

Εκτυπωτές Lazer

Οι εκτυπωτές lazer βασίζονται στην τεχνολογία ξηρογραφικής αποτύπωσης, που χρησιμοποιείται και στα φωτοαντιγραφικά μηχανήματα. Η διαδικασία εκτύπωσης με τέτοιου είδους εκτυπωτές χωρίζεται σε τρία στάδια τα οποία θα περιγραφούν περιληπτικά.

Στο πρώτο στάδιο, μια ειδική πηγή εκπέμπει φως lazer στο εσωτερικό του εκτυπωτή και αποφορτίζει ένα κύλινδρο στα σημεία εκτύπωσης.

Στο δεύτερο στάδιο, ψεκάζεται σκόνη γραφίτη πάνω στο κύλινδρο και κολλάει μόνο στα αποφορτισμένα σημεία και στην συνέχεια τοποθετείται με πίεση.

Στο τρίτο στάδιο το χαρτί θερμαίνεται ώστε ο γραφίτης να σταθεροποιηθεί

Με λίγα λόγια, γίνεται εμφανές ότι ο εκτυπωτής lazer χρησιμοποιεί ένα είδος καλουπιών ώστε να πραγματοποιήσει εκτυπώσεις. Με τον ίδιο τρόπο, πραγματοποιεί έγχρωμη εκτύπωση ρίχνοντας διαφορετικά χρώματα γραφίτη σε διαφορετικά σημεία, αξιοποιώντας το χρωματικό μοντέλο CMYK.

InkJet εκτυπωτές

Η λειτουργία των εκτυπωτών inkjet, είναι βασισμένη σε κεφαλές εκτύπωσης. Αυτές οι κεφαλές περιέχουν ένα σύνολο ακροφυσίων, που εκτοξεύουν πολύ μικρά σταγονίδια μελάνι προς το χαρτί. Η κεφαλή εκτύπωσης μετακινείται σε ευθεία γραμμή ως πλάτος το πλάτος του χαρτιού και ένας μηχανισμός το κινεί ώστε να δημιουργείται η επόμενη σειρά.

Οι εκτυπωτές Inkjet άρα χρησιμοποιούν ένα σύστημα ψεκασμού ώστε να πραγματοποιούν το χρωματικό μοντέλο CMYK.

Για αναλυτικές πληροφορίες σχετικά με την τεχνολογία των εκτυπωτών, καθώς και το ποια τεχνολογία ταιριάζει καλύτερα στις ανάγκες μας για έγχρωμη εκτύπωση, δείτε τον οδηγό μας:

Αγορά Εκτυπωτή – Πώς Να Επιλέξουμε Τον Κατάλληλο

Η αγορά εκτυπωτή θα έπρεπε να ήταν απλή. Αποφασίζουμε πόσα χρήματα θέλουμε να δώσουμε, αγοράζουμε εκτυπωτή, και εκτυπώνουμε. Δυστυχώς, όμως, τα πράγματα είναι κάθε άλλο…

Διαφορετικές τεχνολογίες εκτυπωτών που δεν βασίζονται στο CMYK

Ενώ όλοι οι έγχρωμοι εκτυπωτές χρησιμοποιούν το χρωματικό μοντέλο CMYK, υπάρχουν ορισμένες κατηγορίες εκτυπωτών που λειτουργούν με διαφορετικές τεχνολογίες.

Θερμικοί εκτυπωτές

Οι θερμικοί εκτυπωτές έχουν ως μέσο εκτύπωσης ένα ειδικό θερμικό χαρτί, το οποίο μαυρίζει όπου εφαρμοστεί αυξημένη θερμότητα. Σημαντικό πρόβλημα αποτελεί η διάρκεια ζωής της εκτύπωσης, καθώς το χαρτί είναι ευαίσθητο και στο φως από το περιβάλλον. Συνήθως χρησιμοποιούνται στις ταμειακές μηχανές, αριθμομηχανές ή φαξ.

Αυτό το είδος εκτυπωτή δεν χρησιμοποιεί κάποιο χρωματικό μοντέλο, καθώς ούτε χρησιμοποιεί μελάνια ούτε έχει δυνατότητα έγχρωμης εκτύπωσης.

Κρουστικοί εκτυπωτές

Οι κρουστικοί εκτυπωτές αποτελούν την πιο παλιά κατηγορία εκτυπωτών. Σήμερα χρησιμοποιούνται κυρίως στην εκτύπωση διπλότυπων ή τριπλότυπων χαρτιών. Η λειτουργία τους βασίζετε σε μια κεφαλή με ενσωματωμένες ακίδες. Αυτές οι ακίδες πιέζονται σε μια μελανοταινία και στη συνέχεια συγκρούονται με το χαρτί αφήνοντα το στίγμα του μελανιού.

Αυτού του είδους οι εκτυπωτές δεν χρησιμοποιούν κανένα συγκεκριμένο χρωματικό μοντέλο, καθώς χρησιμοποιούν ταινίες για περιορισμένων δυνατοτήτων εγχρώμων εκτυπώσεων, οι οποίες μπορεί να έχουν κατασκευαστεί με οποιοδήποτε πρότυπο.

Η εξέλιξη της τεχνολογίας εκτυπώσεων και η εισαγωγή στον τρισδιάστατο κόσμο

Η σύγχρονη τεχνολογία έχει δημιουργήσει την δυνατότητα εκτύπωσης τρισδιάστατων μοντέλων με χρήση ειδικών εκτυπωτών.

Αυτή η νέα τεχνολογία αναμένεται να έχει σημαντικές βιομηχανικές και επιστημονικές εφαρμογές. Σε επόμενο άρθρο θα αναλύσουμε πώς λειτουργούν οι τρισδιάστατους εκτυπωτές, τα υλικά που χρησιμοποιούν και τις μελλοντικές τους χρήσεις.

Έχετε απορίες σχετικά με το CMYK και την έγχρωμη εκτύπωση?

Ενώ δεν χρησιμοποιούν όλα τα είδη εκτυπωτών το μοντέλο CMYK, τα δύο πιο διαδεδομένα είδη εγχρώμων εκτυπώσεων inkjet και lazer βασίζονται σε αυτό για την έγχρωμη εκτύπωση. Αν κάτι δεν σας ήταν κατανοητό όσον αφορά το CMYK, τη φύση του μελανιού, ή τη λειτουργία του εκτυπωτή, γράψτε μας στα σχόλια.