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密度測量和色度測量在印刷中的應(yīng)用(密度儀與色度儀在印刷中的應(yīng)用)
密度和色度
密度就是反射稿或透射稿上測得的反射率或透射率倒數(shù)的對數(shù)(下面為了討論方便我們僅討論反射稿的情況),。聽上去這個(gè)概念似乎非常抽象,,又是反射率,又是倒數(shù),,又是對數(shù)的,,但只要稍微用心我們就會發(fā)現(xiàn),測量的密度值zui直接的來源是通過對測量得到的反射率來計(jì)算得到的,。反射率也是能夠影響到密度值的*因素,。物體對光線的吸收能力越強(qiáng),物體的反射率也就越底,,那么該物體的反射率也就越高,。這三者間的關(guān)系是確定的。
在現(xiàn)代印刷中,,彩色密度和色度的測量被廣泛的應(yīng)用于制版,、打樣、印刷中,,并開始更多的追求色彩的準(zhǔn)確性和可描述性,。那么什么是密度?什么是色度?密度在印刷中有什么作用?色度有什么作用?他們的測量儀器都是什么?它們各自的應(yīng)用領(lǐng)域有什么區(qū)別?又存在什么樣的缺點(diǎn)呢?以下一一作出回答,請各位參考,。
色度測量,。
色度就是對顏色的度量,這種度量是對顏色的一種“客觀”描述,,之所以將客觀加上引號,,是因?yàn)檫@種客觀是建立在人眼的視覺生理基礎(chǔ)之上的,但它卻是對大多數(shù)人對顏色的平均視覺感受上的,。這種度量zui后能夠以值的形式表示,,我們比較常用的有規(guī)范性意義的色度形式有三種:CIEXYZ、 CIELAB,、CIELUV,。這有點(diǎn)象我們使用的不同單位的長度度量衡(如:英寸和公分的關(guān)系),不同的是它們之間并沒有一個(gè)比較的換算關(guān)系,。
通過上面論述我們知道了什么是密度,,而色度又是什么(至少應(yīng)該有一個(gè)大概的印象),接著我們來看看,,測量密度和色度所使用的不同的測量工具,。
密度測量和色度測量在印刷中的應(yīng)用:
一、為了使印刷品產(chǎn)生穩(wěn)定一致的色相,,印刷機(jī)操作人員似乎是通過調(diào)節(jié)輸墨去補(bǔ)償印刷參數(shù)的變化,。在印刷中間,,當(dāng)網(wǎng)點(diǎn)增大改變時(shí),疊印色將發(fā)生明顯的變化,。印刷機(jī)操作人員將通過調(diào)節(jié)墨量保持或重建印刷品跟標(biāo)準(zhǔn)樣張的匹配關(guān)系,。印刷到印張上的墨量會影響網(wǎng)點(diǎn)增大量,反過來說,,通過改變實(shí)地密度也可以控制網(wǎng)點(diǎn)增大量,。
自動調(diào)節(jié)可以獲得更好的過程控制。印刷機(jī)是通過輸墨量控制的,,基于這個(gè)前提,,量化預(yù)期的網(wǎng)目調(diào)值(在圖像中,觀察者看到的是色相和色彩飽和度),,測量網(wǎng)目調(diào)密度(而不是實(shí)地密度)是可能的,。由于色彩的合成作用,觀察者看到的是印張反射的紅,、綠,、藍(lán)紫光,這些光到達(dá)眼睛形成綜合色覺,。改變網(wǎng)點(diǎn)增大量和油墨疊印對印刷色彩的效果有明顯的影響,,形成印刷色的紅、綠,、藍(lán)紫光量可以在熒光屏上顯示出來并跟標(biāo)準(zhǔn)印刷樣張進(jìn)行比較,,這樣就有可能控制印刷色彩的一致性。
密度計(jì)可以有效地測定給定面上的紅,、綠、藍(lán)紫光的反射率,。所以可以用一臺新式密度計(jì)去測量彩色打樣或標(biāo)準(zhǔn)印張上的網(wǎng)目調(diào)面,,把測量值作為該面印刷時(shí)的控制值或目標(biāo)值。當(dāng)印刷品通過印刷機(jī)時(shí),,對印張上對應(yīng)部位進(jìn)行測量,,將測量值跟目標(biāo)值進(jìn)行比較,即可實(shí)現(xiàn)印刷品質(zhì)量的自動化控制,。
密度計(jì)是在標(biāo)準(zhǔn)印張上調(diào)零后,,再在生產(chǎn)印張上測量密度,然后跟標(biāo)準(zhǔn)印張上同部位的密度讀數(shù)相比較,。測量值可以指明兩者的黃,、品紅、青的含量是否相等,。如果生產(chǎn)印張的值偏離零值,,這表明印刷圖像不再跟標(biāo)準(zhǔn)印張相匹配,,可能必須進(jìn)行校正,三個(gè)密度讀數(shù)值將顯示必要的校正功能,。密度計(jì)讀數(shù)不會指出印刷條件改變的情況,,而是指示墨層厚度變化的情況,補(bǔ)償印刷條件的改變,,將使該測量面重新回到紅,、綠、藍(lán)紫色彩的平衡,。
生產(chǎn)印張上可能有正確的色相而沒有正確的飽和度,,在這種情況下,全部三個(gè)密度讀數(shù)將都是錯(cuò)誤的,。根據(jù)讀數(shù)的大小和平衡情況可以指出必要的校正,,保持色彩平衡要比保持正確的色彩飽和度更重要。
此時(shí)此刻不知道的是合格色相和色彩飽和度變化的正確量,,如果確定了這些量,,就可以確定算法,編制程序和將它們加人這個(gè)系統(tǒng),。以往的經(jīng)驗(yàn)指出,,如果密度計(jì)在紙上調(diào)零而不在預(yù)打樣上調(diào)零就會更一些,這一需要由實(shí)驗(yàn)確定,。
大多數(shù)色彩控制系統(tǒng)的測試項(xiàng)目是相同的,,各個(gè)項(xiàng)目根據(jù)不同的理由以不同的形式組合在一起??赡馨ǖ臏y試項(xiàng)目有實(shí)地,、疊印實(shí)地、疊印的網(wǎng)點(diǎn)塊,、三色灰平衡網(wǎng)點(diǎn)塊,、網(wǎng)點(diǎn)增大、重影,、滑版或印版曝光等,。
二、對于多色印刷而言,,密度測量是有缺點(diǎn)的,。它跟人眼的彩色視覺不相吻合,人們無法用密度測量語言明確,、有效地跟顧客交換色彩信息,。但是,這樣的信息交換在目前變得越來越重要了,。必須用顧客能領(lǐng)會的方法說明產(chǎn)品的規(guī)格,,色彩測量已經(jīng)成為印刷者義不容辭的研究對象,。只有色彩測量才能表達(dá)眼睛看到的是什么色彩和什么樣的色差是容許的。
當(dāng)今上*的色彩分類系統(tǒng)是1931年由CIE制訂的CIE色彩空問,,CIE標(biāo)準(zhǔn)色度圖包括了全部色相,,色彩的飽和度自內(nèi)向外依次漸增。
可以通過數(shù)學(xué)變換把CIE坐標(biāo)變換成三維CIELAB和CIELUV色彩空間,。這兩種色彩空間把數(shù)學(xué)方法的性和視覺色彩等距分布的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來了,。這些系統(tǒng)已被用在CPC色彩控制系統(tǒng)中,它的好處zui主要的有三點(diǎn):
*,,足以使被復(fù)制色跟樣本色達(dá)到客觀的匹配,,跟照明條件的變化和人對色彩的主觀感受無關(guān);
第二,這些系統(tǒng)在工業(yè)上的任何配色工藝中都是適用的,,沒有任何限制;
第三,,它們是印刷工人確保印刷質(zhì)量的*工具。
觀察色彩是一碼事,,印刷這個(gè)色彩則是另一碼事,。選擇色彩是一個(gè)主觀行為,而為待復(fù)制的色彩確定公差卻要求客觀的標(biāo)準(zhǔn),,印刷者應(yīng)該怎樣跟顧客就色彩問題交換意見并同時(shí)對它們所看到的色彩做出正確的說明呢?通常在印刷過程控制中所使用的是密度測量語言,,在印刷中仍然局限于標(biāo)準(zhǔn)油墨,而且不認(rèn)為這是膚淺的,。事實(shí)上油墨密度測量有一個(gè)缺點(diǎn):它不是像人的眼睛那樣評價(jià)色彩,,而只提供墨層厚度的結(jié)論。對于客觀的以視覺為基礎(chǔ)的色彩匹配來說,,分光測色是一個(gè)先決條件,。正像指紋是一個(gè)人的*特征那樣,每個(gè)色彩的特征是由它的波長位置決定的,。借助于色度測量可以把光譜波長轉(zhuǎn)換成CIELAB色彩空間中一個(gè)確定的點(diǎn)并可以對色彩進(jìn)行客觀的比較,。
在這個(gè)系統(tǒng)中,色差表現(xiàn)為色彩位置的不同,,用ΔE表示,若主觀評價(jià)時(shí)具有大的色差,,那么ΔE值亦大(即位置偏差也大),,而不管它是什么顏色。
把色相值從原稿傳遞到印刷品需要有關(guān)人員具有豐富的經(jīng)驗(yàn)和熟悉其間的各個(gè)工序,,因此分色,、加網(wǎng)、打樣,、印刷等各個(gè)工序必須正確地配合,。但由于需要把印前設(shè)備中的RGB系統(tǒng)轉(zhuǎn)換到膠印工藝的CMYK系統(tǒng),,因而產(chǎn)生了一些特殊的困難。若把色度測量引進(jìn)印刷過程,,那么在印刷車間就可以直接確定色彩,,對任何一張反射圖像,如照相原稿,、預(yù)打樣樣張,、在印刷機(jī)上抽取的樣張都可以進(jìn)行測量(只要這些被測量的色度值是可以比較的)。這樣,,就可以利用印刷機(jī)的輸墨控制和調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行快速調(diào)節(jié),,使印刷中的色彩波動保持在公差范圍之內(nèi)
在印刷工業(yè)中,色度測量的研究對理解色彩的處理,、產(chǎn)品和儀器設(shè)計(jì)都是有用的,,色度測量有一些明顯的優(yōu)點(diǎn)。
目前,,色度測量在印刷工業(yè)中的應(yīng)用主要在如下方面:
①原材料的質(zhì)量控制,,尤其是油墨和紙張的控制,在有些印刷廠,,這已經(jīng)成為例行的工作,。分光光度數(shù)據(jù)對紙張白度的測量是很有價(jià)值的;
②制定油墨、紙張標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范;
③灰平衡的分析測量,、*階調(diào)復(fù)制及針對不同油墨,、紙張和印刷條件的校色;
④分析打樣樣張的色彩和印刷用紙的匹配情況,分析預(yù)打樣工藝中所用顏料的色度特性;
⑤分析一套油墨再現(xiàn)的色域和各套油墨再現(xiàn)色域的不同;
⑥分析原稿和復(fù)制圖像之間的關(guān)系;
⑦采用色度測量規(guī)范,,提高標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的程度,,以達(dá)到節(jié)省材料、減少差錯(cuò),、提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的;
⑧印刷色彩的質(zhì)量控制;
⑨分析匹配專色的顏料的組成;
⑩在分色設(shè)備上進(jìn)行校色,,在印刷機(jī)上控制色彩復(fù)制。
密度和色度測量工具
很明顯密度計(jì)是用來測量密度的,。使用密度計(jì)對印刷品的測量值常用的主要有兩種,,一種是光譜窄帶色密度,一種是光譜寬帶色密度,。光譜的窄帶和寬帶主要是通過不同的濾光鏡實(shí)現(xiàn)的,,使用寬帶濾光鏡的密度計(jì),對顏色測量的結(jié)果當(dāng)然是光譜寬帶密度,,窄帶則相反,。根據(jù)不同情況我們使用的密度計(jì)也會有不同。如窄帶測量對密度的微小變化增加了敏感性,,與寬帶濾色片測量比較,,它們更不象人的視覺響應(yīng),。窄帶密度測量主要用于測量網(wǎng)點(diǎn)增大、疊印,、墨層厚度及油墨的強(qiáng)度,。而寬帶濾光鏡密度測量值不取決于光譜分布的值,而是取決于相對光譜輻射分布,,即總是跟密度測量所使用的傳感器的相對光譜另密度和濾光片的光譜透射率有關(guān),。寬帶測量主要用于評價(jià)色相、灰度,、透明度和校色,。
現(xiàn)在我們拋開寬帶和窄帶的問題,籠統(tǒng)的說密度計(jì)的問題,。密度計(jì)在對印刷樣張的測量中,,是使用三種不同顏色的濾色片,zui常見的是使用油墨(一般為標(biāo)準(zhǔn)色油墨)的色相的補(bǔ)色濾光片,,如對黃色測量的濾光片采用的是藍(lán)色(λ=430nm),,對品紅的測量采用綠濾色片(λ=530nm),對基本青色測量采用的是紅色(λ=620nm),。這樣的測量結(jié)果很顯然是針對油墨的,,而非人眼。這種測量只能告訴我們正在印刷和已經(jīng)印刷好的印品上的某種油墨的相對量,,即在該測量部位的某種油墨量是否足夠,,是否達(dá)到了期待的密度。同時(shí)也能做出一定范圍的顏色對比,,這種對比和人眼的視覺幾乎沒有什么關(guān)系,。
這樣我們發(fā)現(xiàn)密度計(jì)對色相的測量和指示能力實(shí)在有限,密度計(jì)不是色度計(jì)雖然通過同時(shí)使用的三個(gè)濾色片的讀數(shù),,可以近似地指示色相,。但這種對色相的指示是相當(dāng)不準(zhǔn)確的,無法滿足印刷測色的需要,。為了更多的需要(如:對紙張白度的分析,、分析原稿的色彩等情況下)色度的測量開始得到了更廣泛的關(guān)注。
色度測量主要有兩種,。*種方法是利用光電色度計(jì)測色的方法,,光電色度計(jì)在原理上非常類似于密度計(jì),其外觀,、操作方法甚至是購買價(jià)格都相當(dāng)接近。光電色度計(jì)直接顯示三刺激值x(—)(λ),、 y(—)(λ),、z(—)(λ),,大多數(shù)還把三刺激值轉(zhuǎn)換為色空間標(biāo)度,例如轉(zhuǎn)換成CIELAB標(biāo)度,,但大多數(shù)只有一種或兩種照明,,所以用色度計(jì)測得的色彩并不總是表現(xiàn)視覺色彩,另外,,CIELAB并不是對印刷非常理想的色度系統(tǒng),,因?yàn)樗鼰o法向CIELUV一樣計(jì)算出色彩的飽和度。光電色度計(jì)在確定色差方面是足夠的,,因此可以在印刷車間用做色差比較的測量,。許多的光電色度計(jì)的精度也高到足以進(jìn)行色彩和相對色差的測量,但是一般說來,,人們更喜歡用分光光度計(jì)去完成上述任務(wù),。
色度計(jì)可以看成是一個(gè)反射率計(jì),或一個(gè)不帶對數(shù)變換器但帶有一套專門濾色片的密度計(jì),。當(dāng)然,,這是一種能完成色度測量的方法。附加一套濾色片的目的是根據(jù)CIE光譜三刺激值在色度計(jì)的每個(gè)通道中給光譜的各個(gè)波長加權(quán),。但色度計(jì)不同于密度計(jì),,它涉及的主要是反射率問題而不是一個(gè)對數(shù)問題,但反射率很容易轉(zhuǎn)換成密度,,反之也是可以的,。色度計(jì)的光譜成分被認(rèn)為跟人的視覺靈敏度有良好的線性關(guān)系。但事實(shí)上這是不可能的(涉及到盧瑟條件*問題),,因此光電色度計(jì)在原理上存在誤差,。
第二種方法是利用分光光度計(jì)測量色彩的方法。正像三濾色片光電色度計(jì)可看成是一個(gè)專門的反射率測量儀器一樣,,分光光度計(jì)也可以這樣看,,但它與光電色度計(jì)不同,分光光度計(jì)測量的是一個(gè)物體的整個(gè)可見反射光譜,,分光光度計(jì)是在可見光譜域逐點(diǎn)測量,,即在一些離散點(diǎn)上進(jìn)行測量,通常每隔10或 20nm測量一個(gè)點(diǎn),,在400~700nm的范圍內(nèi)測量16~31個(gè)點(diǎn),。有些分光光度計(jì)是連續(xù)地對光譜進(jìn)行測量,而三濾色片光電色度計(jì)只對三個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測量,,所以分光光度計(jì)能提供的信息要多得多,,至少是對16個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測量。
分光光度計(jì)把色彩作為一種不受觀察者支配的物理現(xiàn)象進(jìn)行測量。為了獲得三刺激值它可以對反射光譜進(jìn)行積分,,可以把色彩作為視覺響應(yīng)加以解釋,,它是一種zui靈活的色彩測量儀器。
印刷工藝中的某些現(xiàn)象如紙上網(wǎng)點(diǎn)覆蓋率,、油墨強(qiáng)度,、等本質(zhì)上就是在窄波段范圍內(nèi)發(fā)生的物理現(xiàn)象,當(dāng)然還是用窄帶測量進(jìn)行評價(jià),。但是應(yīng)當(dāng)指出,,窄密度測量不能用于測量視覺色彩,但分光光度測量能解決這個(gè)問題,。因?yàn)樗鞯臏y量是窄帶測量,,它對光譜的抽樣是充足的,所以可以做與視覺一致的色彩測量,。為了進(jìn)行預(yù)期類型的測量(窄帶或?qū)拵?,,可以為分光光度計(jì)預(yù)先編寫計(jì)算程序。許多新型分光光度計(jì)包含有計(jì)算機(jī),,根據(jù)程序去完成標(biāo)準(zhǔn)的印刷復(fù)制質(zhì)量控制和窄帶測量都是合適的,,但它明顯的比密度計(jì)昂貴。
*,,對顏色進(jìn)行測量的zui基本的方法是主觀目視法,。這種方法是根據(jù)色譜中的顏色用目視匹配未知的顏色,用分光光度計(jì)測得的色彩數(shù)據(jù)比人眼的分辨能力要精細(xì),,這對分析顏料的濃度是有用的,,只需要根據(jù)一些公式進(jìn)行計(jì)算,便可以分析和控制原材料的份量,。
根據(jù)分光光度計(jì)的測量數(shù)值可以計(jì)算密度值和色度值(但反向計(jì)算是不正確的);可以分析同色異譜現(xiàn)象;新型分光光度計(jì)還可以把分光光度測量數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)換成其它表色系統(tǒng)的參數(shù),,轉(zhuǎn)換方法與色度計(jì)是一樣的。