高清晰度印刷的应知应会

时间:2007-11-22 13:32:59来源:科印传媒《印刷技术》作者:侯克杰

  侯克杰老师长期致力于高清晰度印刷的研究,对这一技术有独到的理解,在《印刷技术》杂志上发表过多篇相关文章,本文是侯老师对高清晰度印刷的理论基础及印刷效果的具体说明,文章深入浅出,值得一读。

  问:近来,高清晰度印刷成了热门话题,一些人认为高清晰度印刷可以扩大印刷色域,也有人认为不能扩大印刷色域,究竟应该怎样理解这个问题呢?  
  想一想印刷色域是怎样表示的,这个问题就好理解了。CMYK四种基色油墨以不同网点面积印刷组合可形成数百万种颜色,测量这些印刷颜色的色品值,即CIE Yxy模式的x,y参数,则其在x,y直角坐标系中分布的面积就是印刷色域的大小,色域边界上的印刷颜色饱和度最大。其中包括C、M、Y实地印刷颜色和由实地叠印的CM、CY、MY等6种颜色。为了简单快捷表述印刷色域,人们常用上述6种颜色坐标的连线包含的面积表示印刷色域,坐标点连线表示色域边界。如果C、M、Y的实地密度不变,叠印色序不变,这6种颜色色品坐标则不变,印刷色域边界不变,印刷色域显然不会扩大。
  我们清楚,加网方法与印刷实地颜色无关,所以,无论使用高精度调幅网印刷,还是调频网印刷,都拥有相同的印刷色域。
  问:除了上面所说的印刷色域边界上的6种颜色,边界上的其他颜色会不会因为采用高清晰度印刷而使颜色饱和度增加,印刷色域扩大呢?
  CMYK四色印刷色域边界上的颜色只能由C、M、Y三种基色中的两种组成,其中一种一定是实地,另一种网点面积可变。如果网点面积为0或者实地,如上述6种颜色之一。如果把印刷色域边界上的颜色按照色相角度细分,除以上6种之外,其余色相颜色的网点面积都在0~100%之间,且色品坐标在色域边界上是唯一的。在实地颜色不变的前提下,如果第二种颜色网点面积增大,即饱和度增加,色相角度将随之发生改变,但是色品坐标依然在色域边界上,只是从原来坐标点移到新的坐标点。显然,为了正确复制原稿颜色,色相角度偏差是不应该发生的。
  由此可知,印刷色域边界的形状是由基色油墨颜色确定的,基色油墨不变,印刷色域就不会扩大。
  问:事实上,高清晰度印刷品的颜色饱和度常常有明显增加,一些印刷厂常以这种颜色厚实的效果作为技术优势进行宣传,有什么不妥吗?
  高清晰度印刷品饱和度较高的原因,是网点印刷时阶调值增量较大造成的。印刷品阶调值增量是否得当,取决于图像整体复制效果是否与原稿更相似。印刷复制图像前,应该以原稿图像为基准设计阶调复制曲线,以确定阶调值的目标值。实际印刷品的阶调曲线如果明显偏离设计线性,无论颜色多么厚实,都是不可取的。
  以中间调为主的原稿,印刷颜色阶调曲线亮调应稍亮,暗调稍暗,中间调基本不变,即所谓S形阶调复制曲线,以得到相对最优的感知颜色对比度,使整体复制效果更近似原稿。复制以亮调为主的原稿,宜提升亮调和中间调的对比度,适当压缩暗调对比度,即采用所谓暗调单拐点阶调复制曲线,可得到更好的复制效果。复制暗调为主的原稿,采用亮调单拐点阶调复制曲线,亮调较亮,中间调稍亮,暗调层次可以得到相对充分的展现。
  高清晰度印刷特有的网点增大率曲线影响着印刷颜色阶调复制曲线的线性。阶调复制水平是印刷复制质量最重要的指标,如果因此使得印刷图像部分阶调线性损失过度,势必影响整体效果。因此,印刷企业绝不能只满足于高清晰度印刷品的墨层厚实,要充分发挥高清晰度印刷的优势,还有很多工作要做。
  问:高清晰度印刷的阶调值增量可能产生不利的影响,应该如何消除这种影响?怎样将高清晰度印刷阶调值增量控制在合理的范围,这与常规175线/英寸调幅网印刷有什么不同?
  在讨论如何控制印刷阶调值增量之前,首先要了解高清晰度印刷阶调值增量的特点。第一,理论上,网点形状相同,网线精度不同的条件下,调幅网点的印刷阶调值增量与加网线数成正比,如175线/英寸阶调值增量为15%,350线/英寸将达到30%;第二,电子文件相同的图像,输出设备未做相应的阶调线性校正,则使用胶片晒版与使用CTP直接制版相比,CTP直接制版印刷的阶调值增量会更大,因为胶片晒版时,印版上的网点面积比胶片小;第三,使用密度仪测量网点面积,加网线数越高,测量值比实际面积值偏大越多,因为密度换算网点面积的偏差与网点边界线总长相关。
  控制印刷阶调值增量的基础是准确测量和绘制实际印刷阶调值增量曲线,即以设计的印刷阶调曲线为目标,调整输出设备的阶调线性。以上原则和方法,对于不同加网方式和不同加网精度来说是相同的,不同印刷工艺条件需要有不同的输出曲线,不同加网方式和不同加网精度,也需要有不同的输出曲线。重要的原则是,无论加网方式如何,加网线数多少,印刷实地密度应该保持稳定一致,阶调值增量也应基本一致,绝不应依赖降低实地密度,以降低高清晰度加网印刷的阶调值增量,因为这样将会减小印刷色域,缩减印刷颜色的亮度和饱和度的动态范围。
  问:什么是阶调值增量?调幅网阶调值增量曲线与调频网有何不同?
  印版上的油墨网点转移到承印物表面时,由于印刷压力的作用,墨迹必然沿着网点边界向空白面积扩展,新增油墨覆盖面积与印版上网点面积的比例,称为网点增大率。印刷面积对应的阶调值大于印版上网点阶调值的部分,称为阶调值增量。
  如上所述,阶调值增量的意义等效于网点印刷增大面积,只是使用的量纲不同。有一点需要注意,如果网点阶调分辨力较低,印刷颜色的阶调将产生并级损失。例如,网点有256级阶调分辨力时,最小阶调值增量为1/256,阶调值增量曲线比较平滑。网点有100级阶调分辨力时,最小增量变为1/100,阶调值增量曲线上的参数点减少,曲线相对不平滑。
  (1)调幅网点墨层边界的长度与网点面积和形状相关。例如,175线/英寸50%网点面积为0.011mm2;正方形网点边界长度为0.4mm,圆形网点边界长度为0.36mm,所以,圆形网点印刷阶调值增量小于正方形网点。无论何种网点,面积等量增加时,边界长度并不是等量增加的,一般情况下,相邻网点边界开始搭接时,边界总长达到最大值。此前,网点面积连续增加,边界总长连续增加,其后,网点面积连续增加,边界总长连续减少。边界长度的最大值对应阶调值增量曲线上的拐点,拐点以下,阶调值增量连续增加,拐点以上,阶调值增量连续减少。阶调值增量的实际大小,与对应的网点边界长度成正比,阶调值增量曲线拐点位置,与网点形状相关。例如,正方形网点位于50%网点面积处,圆形网点位于78%网点面积处。
  (2)调频网边界总长与网点数量相关,网点边界开始搭接时的网点面积值与加网算法相关。对于一次调制输出的调频网点,由印刷样张测量数据的统计结果得知,大约从25%~30%网点面积开始,表现出阶调值增加趋势减缓的特征,阶调值增量曲线,在30%~70%间的弧度稍小,曲线峰值位于50%面积处。曲线峰值约是350线/英寸的2倍,与计算结果基本相同。如果以175线/英寸的50%网点覆盖面积的网点总边界长度作为1,350线/英寸为2,不考虑网点搭接时,10μm调频网约为4.8,20μm调频网约为2.5。实际印刷的阶调值增量会小于以上计算值。
  以上特点说明,调频网阶调值增量特性对原稿固有的阶调对比度复制的影响相对较大。印刷品中亮调的饱和度对比度增量比调幅网大,可能是有利的特性;中暗调的饱和度对比度降低量比调幅网大,却可能是不利的因素。因此,对输出设备进行适当的阶调值线性调控是十分必要的。另外要注意,如果显示设备是以调幅网阶调值增量曲线调控显示效果(缺省设置),在屏幕上软打样调频网印品,将不能正确预示印刷品的阶调线性。
  问:谈到高清晰度印刷时,常常提到空间分辨力和阶调分辨力,这二者有何区别?理想的空间分辨力和阶调分力应该如何选择?
  空间分辨力是单位面积中网点数量的多少。一般认为,网点数量越多,印刷品的清晰度越高。而实际上,网点数量超过一定数值后,并不能继续提高印刷品的清晰度。例如,以175线/英寸网点为单位面积,则175线/英寸有1个网点,350线/英寸有4个网点,525线/英寸有9个网点,20μm调频网有大约49个网点,10μm调频网点大约有225个网点。如果原稿图像以175线/英寸加网印刷时,图像中4个像素由一个网点表示,每一像素灰度被平均值代替,像素间的细节差别全部损失,以350线/英寸网线加网,每一网点复制一个像素。因为每一像素的灰度值是单一的,内部没有细节差别,所以一个网点复制一个像素,不会损失细节。而350线/英寸以上调幅网点及调频网点,相对一个像素面积使用多于1个网点时,就空间分辨力而言,只增加了空间分辨力冗余,没有实际应用价值。所以,空间分辨力等于图像电子文件的精度是最佳选择。
  阶调分辨力是单位面积中,网点由小到大的变化级数的总合。一般认为,阶调分辨力越高,印刷品中光线和颜色的变化越细腻柔和。实际上,阶调分辨力最大有效值,与图像电子文件最大灰阶级数相关。调幅网点阶调分辨力受曝光精度影响,由下式计算:
  阶调分辨力=(曝光精度/加网线数)2-1
  例如,3600dpi曝光精度下,175线/英寸阶调分辨力计算值为422。如果图像电子文件使用8位表示,最大灰阶级数为28=256,因此,单个网点变化级数有效值最大应为256,超过此值的部分,将成为阶调分辨力冗余,不能发挥作用。所以,175线/英寸单位面积中,最大灰阶级数为256,350线/英寸和525线/英寸加网因为相对单个网点的阶调分辨力未超过256,所以可以实现总值422。调频网网点变化级数与曝光精度无关,与网点尺寸相关,因为网点尺寸不变,所以变化级数为1,变化级数总合等于网点个数,即与空间分辨力相同。20μm调频网约为49,10μm调频网约为225。由以上分析得知,阶调分辨力等于或者尽可能接近原稿颜色最大灰阶级数是最佳选择。
  问:进行高清晰度印刷,应该选择调幅网还是调频网?
  一般来讲,调频网有较大的空间分辨力冗余,阶调分辨力相对较低,适合印刷皮毛、织物等质感较强、细节丰富的图像。调幅网的空间分辨力适当,有较高的阶调分辨率,适合印刷汽车、肤色等颜色和光线变化细腻的图像。
  采用调幅网印刷,输出设备需要相对较高的曝光精度,应用调频网,需要相对均匀的曝光强度(使用胶片晒版时)和相对均匀的印刷压力。5600dpi曝光精度,350线/英寸加网,是高清晰度印刷的理想选择。在此基础上,可以适当降低曝光精度。如果输出设备的曝光精度限制在2000~3000dpi左右,选择10~15μm调频网是较好的方案。无论选择哪种网点,输出设备阶调线性的精确校正是必不可少的。
  问:高清晰度印刷的质量优势表现在哪里?生产成本会不会增加很多?
  在正确使用高清晰度印刷技术的情况下,印刷品的细节表现力能够有较大提高,表现颜色连续变化的能力也有较大提高,因此,印刷图像看起来更加清晰,更加细腻柔和。高清晰度印刷产品与常规印刷产品相比,质量明显提高一个档次,对客户的吸引力是可以想像的。
  应用高清晰度印刷技术,不需要增添生产设备,不需要特别挑选纸张、油墨等印刷材料,常规彩色印刷的工艺条件基本可以进行高清晰度印刷。所以,直接生产成本原则上不会增加。
  对印刷工艺过程进行标准化数字化管理,是高清晰度印刷获得稳定良好效果的基础。企业技术人员和一线生产人员的水平应该同步提高,设备调校水平、状态及保持周期应该得到保证。如果以上为间接生产成本,不同基础的企业,成本计量是不同的。
  企业应用高清晰度印刷技术的过程,也是综合技术实力提高的过程,企业由此获得的市场竞争力和持续良性发展的动力,是不应忽视的。


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