Цветная 3D печать: немного теории и практики

Кратко о схемах формирования цвета RGB и CMYK. Немного практики смешивания цветов без принтера. Измеряем цвет после смешивания пластиков.

Немного теории

Многие уже знакомы со схемой RGB - состоит из трёх составляющих, каждая из которых отвечает за определённую часть видимого спектра (красный, зелёный и синий). Эта схема больше применима к источникам излучения видимого спектра. В зависимости от спектра и его уровня излучения мы воспринимаем суммарное излучение в виде какого-то цвета. Например, если в излучении присутствует спектр всех трёх диапазонов, то мы видим белый цвет. Если в спектре только красный и зелёный - воспринимаем это как жёлтый цвет. Тут всё просто.

Теперь CMYK (картинка взята с этого же сайта) - с этой схемой тоже многие знакомы. Только эта схема применима уже не к источникам излучения, а к объектам, которые отражают или поглощают определённую часть видимого спектра. Эти объекты - всё что мы видим вокруг при наличии освещения. Причём, как мы это видим, зависит от освещения. В чём принципиальная разница? Да, разница как раз в разнице… Компоненты Cyan, Magenta, Yellow, Key color (BlacK) фактически, описывают цвет, который получается при полном поглощении определённой части спектра излучения. Cyan - это цвет, в спектре которого нет красной составляющей, т.е. есть только синяя и зелёная часть спектра. Magenta - отсутствует зелёная часть спектра. Yellow - отсутствует синяя часть спектра. Поверхность, от которой отражается свет, поглащает часть излучения, которая уходит в нагрев поверхности объекта (большая часть). Поэтому чёрный объект (поглощает всё излучение) нагревается сильнее, чем белый (отражает всё излучение) при одинаковом освещении.

Цветной пластик содержит красители, которые отвечают за поглащение той или иной части спектра излучения. Если смешать два пластика разного цвета - получим третий цвет. Если смешать пластики с красителями, которые поглощают красное, зелёное и синее излучение - получим чёрный цвет (в идеальном случае).

Немного практики

Для смешивания нужен пластик разных цветов, нарезанный кусочками одинаковой длины, для более удобного пересчёта процентного содержания того или иного цвета. Ещё нужен ручной “смеситель” - тут подойдёт паяльник с чистым жалом и регулировкой температуры. Ну и чтобы “померить” цвет - нужен спектрофотометр, которой покажет, какая часть белого спектра отразилась от поверхности. У меня есть X-Rite ColorMunki Photo - его и использую.

Сразу скажу, что для правильного смешивания нужны “правильные” пластики CMYK, и у меня их нет, поэтому взял из набора для 3D ручки PLA от BestFilament.

Для начала выбрал цвета, близкие к CMYK и проверил их цвет. Надо было все цвета проверить, но я не видел смысла проверять цвет, который мне не нужен был.

Результат видно на картинках:Тут проверил смешивание белого и чёрного - результат ожидаемый. Получился почти ровный (R, G, B почти совпадают) серый цвет.Жёлтый - в теории должны быть только R (203) и G (179) составляющие, но видим присутствие синей (47) составляющей.Предполагалось, что это будет magenta, но на практике наблюдаем наличие зелёной (93) составляющей.Думал, что cyan - это голубой, но почитав немного и разобравшись, понял, что это должен быть сине-зелёный цвет. Взяв синий пластик, видно хорошее поглощение красной составляющей. Это почти сине-зелёный, только синего в два раза больше, чем зелёного.

Теперь пробую смешать разные не true CMYK…Тут почти получилось - получил зелёный цвет, смешивая жёлтый и не cyan, а синий.Тут добавил все цвета и немного чёрного - получил почти серый. Синего слишком много.Синего добавил меньше - получил почти чистый серый.Смешал синий и розовый - получил какой-то голубой.

Выводы

• Смешивание получается - надо пробовать (измерять цвет) разные пластики и искать настоящие CMYK.
• Производителям пластиков надо будет похимичить немного с красителями, чтобы получить чистые CMYK.
• Если научиться смешивать пластики в принтере, то нужны будут только CMYK и белый для того, чтобы получить модель любого цвета. Тут на самом деле не любой цвет можно получить. Да и всякие прозрачные и светящиеся пластики смешиваться будут по-разному.
• Для цветной печати требуется калибровка цвета, т.е. нужно будет создавать цветовые профили для каждой комбинации CMYK пластиков. Как минимум, для разных производителей пластиков.