RAZVOJ CMYFIR SEPARACIJE U ZAŠTITNOM OFSETNOM TISKU

CMYUVIR Separation Development in secured Offset Printing

Vilko Žiljak, Branka Morić Kolarić

Sažetak

Stvoren je novi sustav UV bojila za ofsetni tisak s kontinuiranim korištenjem tonova vidljivog spektra. Nova bojila kreiraju se na ulaznom vidljivom tamno smeđem UV bojilu koje ima odziv u UV i NIR spektru. Cilj je skrivanje grafike u VS precizno postavljenim vrijednostima svake pojedine boje koje su odabrane višefaznim testiranjem. Svaki papir daje svoje formule sastava idealnog sakrivanja. Stvorene su eksperimentalne postavke boje (color setting) izračunavanjem i traženjem minimalnog ΔE nakon tiska metodom miješanja uzoraka CMYFIR komponenti (iterativni postupak se za neke tonove odvijao u 4 koraka). Za svako sljedeće testiranje koriste se samo najbolja rješenja po kriteriju ΔE. Eksperiment završava kada se utvrdio ΔE ≤ 2.0.
Ključne riječi: CMYFIR separacija, CMYKIR separacija, ultravioletna bojila, zaštitna grafika

Uvod

Proširenjem CMYKIR metode rade se separacije sa paralelnim slikama za ultraljubičasto i infracrveno područje. Tako je stvoren novi sustav UV bojila za ofsetni tisak s kontinuiranim korištenjem tonova u vizualnom spektru. Zaštićenom dokumentu koji u istoj reprodukciji ima ciljani odziv u UV, V i NIR području podiže se razina sigurnosti. Određeno vrstom tiskovne podloge svakoj zaštićenoj tiskovini pridružuju se njoj svojstveno zamiješana bojila. Upravljajući bojilima kroz tri različita spektra dizajnira se dokument u ofsetnom tisku. Procesne boje: cijan, magenta i žuta, osiguravaju bazu za postavljanje algoritma za pojavu tri nezavisne grafike. Koristi se CIELab prostor boja za analizu rezultata mjerenja, prilagodbu i miješanje bojila za ofsetni tisak, kao i za ispitivanje boja u vidljivom spektru. Svi eksperimenti odnose se na ofsetni tisak koji je najrašireniji u kreiranju zaštićenih dokumenata.
Stvorena je nova formulacija bojila za infracrveno područje koje ima odziv: u vidljivom spektru kroz neograničen broj boja; u infracrvenom spektru kroz sivu skalu; u ultraljubičastom spektru kroz promjenu tona registriranog u vidljivom spektru; u ultraljubičastom spektru kroz promjenu tona registriranog u bliskom infracrvenom spektru. Na istom elementu slike formira se ultraljubičasto svojstvo i infracrveno svojstvo sa strogo zadanim vrijednostima u CIELab prostoru boja.

Sustavni pristup zaštiti dokumenata

U grafičkoj pripremi započinje se s prvim miješanjem i prilagodbom osnovnih tiskarskih boja. Korištenjem grafičkih programa i odabirom i prilagodbom svih ponuđenih elemenata u Color Manegmantu, odnosno prostoru boja, pripremaju se elementi koji će u tisku biti skriveni s nevidljivom fluorescentnom ultraljubičastom i pripremaju se elementi ili poruka koja će u tisku biti skrivena sa infracrvenom bojom. Oba skrivena elementa biti će sadržani u jednoj slici u CMYF-u koja će se kasnije otisnuti u ofsetnom tisku. Tako skrivene poruke otkrit će se barijernim skeniranjem. U dizajniranju vrijednosnica postavljaju se recepture i standardi s numeričkim veličinama za određivanje razlika između originala i krivotvorina.
Zaštita steganografijom kroz bliski infracrveni spektar imaju primjenu u različitim tehnikama tiska kao što su digitalni tisak, suhi toner, inkjet tisak, sitotisak, ofset, fleksotisak i novinska rotacija. Tisak se odvija na različitim tiskovnim podlogama, odnosno na različitim materijalima: papiru, platnu, tekstilu, koži i plastici. U tiskarstvu zaštita steganografijom za blisko infracrveno područje, NIR spektralni prostor valne duljine od 700 do 1000 nanometara znanstveno otkriće potvrđeno je objavljivanjem „CMYKIR separacije“. Prema vrsti tehnologije tiska i vrste bojila definiraju se posebni algoritmi za prijelaz iz aditivnog sustava boja (crvena, zelena i plava) u suptraktivni sustav (cijan, magenta, žuta i crna) s ciljanim projektiranjem infracrvene sigurnosne grafike. Sa specijalnim svojstvima F bojila proširuje se CMYKIR separacija na ultraljubičasto područje. Nova separacija nazvana je CMYFIR separacija (ili skraćeno CMYF separacija).
Dosadašnja istraživanja razdvajaju ultraljubičasti i infracrveni spektar kao i upotrebu takvih bojila. Većina istraživanja ultraljubičastih zaštitnih bojila uglavnom je forenzičkog sadržaja vezanih uz novčanice i bankovne vrijednosnice. U praksi se koriste zaštitna ultraljubičasta bojila sa dvostrukim svojstvima vidljivosti. Takva bojila su na otisku transparentna a pod utjecajem valne duljine od 254 ili 365 nm fluoresciraju u zadanu boju (narančastu, zelenu, žutu, crvenu, plavu). U praksi se koriste i UV zaštitna bojila koja su na otisku u istoj boji u koju fluoresciraju (plava na otisku i pod utjecajem UV svjetla fluorescira u plavu) ili bojila koja su u vidljivom spektru u jednoj boji, a pod utjecajem UV zračenja fluoresciraju u neku drugu boju (kao na primjer crvena na otisku a izložena UV zračenju fluorescira u zelenu). 

Tri nezavisne grafike kroz tri različita spektra

Do sada nitko nije istraživao bojila u ofsetnom tisku koja će imati odziv u ultraljubičastom, vidljivom i bliskom infracrvenom spektru. Nakon dugogodišnjih ispitivanja, miješanja i testiranja  UV i IR bojila, utvrđeno je bojilo koje će služiti kao skrivena zaštita u vidljivom spektru. Zaštite kao što su vodeni žig u papiru, hologram ili UV vlakanca ograničene su izgledom, dok UVIR bojilo omogućava beskonačan broj načina dizajniranja dokumenata i to tako da svaka sljedeća naklada zaštićenog dokumenta može imati novi dizajn.
Procesne boje osiguravaju bazu za postavljanje algoritma za pojavu tri nezavisne grafike. Koristi se CIE Lab prostor boja za analizu rezultata mjerenja, prilagodbu i miješanje bojila za ofsetni tisak, kao i za ispitivanje boja u vidljivom spektru.
Procesna bojila: cijan, magenta, žuta; stavljaju se u odnos s tamno sivim bojilom koje ima odvojena svojstva u UV, V i NIR spektru (FIR bojilo). Dodavanjem crnog bojila iz serije „skala“ koji izvrsno odgovora infracrvenom području, a oduzimanjem CMY bojila moguće je kreirati svaki ton boje na beskonačan broj načina. U eksperimentu se crno procesno bojilo K zamjenjuje se sa UVIR bojilom. Svi eksperimenti i testiranja odvijaju se u konvencionalnom ofsetnom tisku. Iskorištavaju se svojstva boje kroz programiranje strukture grafičkih elemenata stvarajući nove grafičke zaštite sadržane u jednoj slici. Kod recepture za skrivanje slike s UVIR bojilom uzet je u obzir prostor kontinuirane razmjene CMY i UVIR bojila koje ima odziv  u trima spektrima, kao i svojstva vrste tiskovne podloge na koju se tiska. Instrumentalno se mjeri odnos apsorpcije i refleksije svjetla u valnim duljinama koje su unutar i izvan vidljivog spektra. Sve boje u vidljivom području opisane su sa sljedećim  sustavima: Lab (Lightness a b); RGB (Red, Green, Blue); HSB (Hue Saturation Brightness). Navedeni sustavi služit će za opise rezultata mjerenja.
Brojnim iteracijama utvrđeni su tonovi boje koji se u vizualnom spektru u potpunosti poklapaju s izmjerenom razlikom u boji ∆E<2; dok su njihovi odzivi u UV i NIR spektru potpuno različiti. Jedan ton boje nema odziva u ultraljubičastom području i Z vrijednost mu je nula, dok drugi ton boje ima ciljani odziv i u UV i u NIR spektru. Tako je kod zelene boje utvrđena je najmanja razlika u boji ΔE koja iznosi 1.90 (Tablica 1). Razlika u boji izmjerena je prema referentnom tonu boje čija je vrijednost CMY = 80,32,75. Odabrani uzorak čiji ton boje se u potpunosti vizualno poklapa s referentnom bojom ima sljedeće vrijednosti: CMYFIR = 68,5,56,40.

Tablica 1. Odabrana zelena boja za steganografiju

Kao rezultat dobivena je skrivena slika u vizualno istom tonu boje koja se otkriva barijernim skeniranjem valnim duljinama od 365 i 1000 nm. Na slici 1. prikazan je barijerno skeniran otisak odabranog tona zelene boje. Na prvoj slici (s lijeva na desno) prikazana je ulazna slika u CMYK-u iz piksel programa. Na drugoj slici prikazan je otisak skeniran ultraljubičastim zračenjem s valnom duljinom od 365 nm. Na trećoj slici nalazi se skeniran otisak odabrane zelene boje (tiskano je na zaštićenom papiru Mould). Na četvrtoj slici prikazan je otisak skeniran valnom duljinom od 1000 nm.

Slika 1. Barijerno skeniran otisak odabrane zelene boje

Prema utvrđenim vrijednostima tonova boje koji se u potpunosti poklapaju u V spektru kreira se slika koja će se sakriti u zadanim tonovima boja (Slika 1). Odvija se CMYFIR separacija kojom se spajaju dvije slike. Od toga je slika koja se vidi golim okom na otisku grafika u zadanim bojama prema tablici 2, dok je slika koja se skriva crno bijela fotografija crkve Sv. Marka. Obje slike ulaze u proces separacije. Prva slika koja će se vidjeti na otisku nosi utvrđene vrijednosti referentnih tonova boje ulazeći u cijan, magenta i žuti kanal.  Druga slika koja će biti skrivena je crno bijela fotografija crkve Sv. Marka i ulazi u kanal crne boje (kanal K). Kako se umjesto crnog procesnog bojila koristi bojilo FIR, tako kanal „K“ predstavlja kanal „FIR“. Spajanjem tih dvaju slika na mjestima preklapanja prva slika preuzima piksele iz kanala FIR, mijenjajući pri tome vrijednosti u kanalima C, M i Y prema utvrđenim vrijednostima (tablica 2).

Tablica 2. Boje blizanci za apstraktnu grafiku Ruža

Grafika koja se vidi golim okom na otisku otisnuta je s četiri bojila od kojih su tri procesna bojila cijan, magenta i žuta. Četvrto bojilo koje se koristi u tisku je ultraljubičasto bojilo koje fluorescira u zelenu, a na otisku je tamno sivo. Unutar šarene grafike skriva se slika crkve Sv. Marka koja se otkriva instrumentalnim skeniranjem. Pri valnoj duljini od 365 nm otkriva se slika crkve Sv. Marka u fluorescirajućoj zelenoj boji (slika 3). Na sliku skeniranu ultraljubičastim  zračenjem veliki utjecaj imaju bojila cijan, magenta i žuta iz grafike Ruža.

Slika2. Grafika Ruža koja u svom sadržaju ima bojila sa UV, V i NIR svojstvima

Slika 3. Crkva Sv. Marka skrivena u grafci Ruža i otkrivena na valnoj duljini od 365 nm

Slika 4. Crkva Sv. Marka skrivena u grafici Ruža i otkrivena pri valnoj duljini od 1000 nm

Na slici otkrivenoj u NIR spektru i skeniranoj valnom duljinom od 1000 nm vide se svi fini detalji s crkve Sv. Marka koje osiguravaju tonovi sive skale unutar zadanih vrijednosti FIR od maksimalno 40%. 
Da se kreira receptura, odnosno matematička metoda CMYFIR separacije i receptura zamijene F bojila za CMY potrebno je utvrđivanje eksperimentalnim metodama. Tako se matematičkim modelima precizno za svaku vrstu bojila odredila relacija zbrajanja. Ne postoji formula u postavkama boje (Color Setting-u) za F bojilo, jer nitko do sada nije radio tehnologiju skrivanja slike sa F bojilom.

Zaključak

Razvijena je metodologija kreiranja velikog broja UV bojila za potrebe dizajna u vidljivom spektru, odnosno zaštita s novom IRD teorijom miješanja bojila. Sigurnosna grafika sa separacijom za ultraljubičasti (UV), vidljivi (V) i bliski infracrveni (NIR) spektar razvijena je novim načinom miješanja bojila za ofsetni tisak.
Stvoren je sustav za određivanje originalnosti dokumenata koji se temelji na barijernom skeniranju s valnim duljinama od 365 i 1000 nm.
Projektirana je reprodukcija koja istovremeno miješa ultraljubičasta i infracrvena bojila. Svakoj sigurnosno zaštićenoj tiskovini pridružena su njoj svojstveno zamiješana bojila.