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基于ISO TS 15311的喷墨打印品质评价与鉴定

时间:2017-03-06 10:29:32来源:科印网作者:CS

  今天,随着喷墨打印技术的普及,越来越多人开始采用喷墨技术来实现图文图像的再现和复制。然而,市场上各种类型的数码喷墨设备价格不等,从几千元到几千万元,适用于家庭、办公、生产等各个领域。

  各种喷墨打印设备针对不同的应用范围有着不同的技术特点。例如,对于办公使用的设备最多四个颜色,其颜色和精度的要求与传统印刷相匹配即可;对于户外广告设备,例如高速公路边的大型高炮广告图片,要求的精度并没有那么高;对于一些纺织品,喷墨品质的要求上,更希望有超过4色以外的颜色来实现,比如紫色、红色、蓝色、橙色等等。

  这时,寻找一款与应用相匹配的设备来保证画面输出品质,变得极为重要。低了,达不到客户的要求;高了,意味着成本上的浪费。

  一、有哪些因素会对画面品质有影响呢?

  环境颜色

  下图是属于环境的颜色影响我们对于颜色的判断。左右两边对角线的颜色其实是一样的。

  显示分辨率

  下图中,左边是玛丽莲梦露,右边是爱因斯坦。但其实左图只是右图的缩小版本,显示的分辨率不一样,我们会看到不一样的结果。

  光源

  最后我们再来看看同色异谱现象中,不同光源带来的颜色判断上的不同:左图是手套在白炽灯下的颜色,右图是在荧光灯下的效果。

  二、到底什么样的图片才是一张合格的打印图片呢?

  当然,新颖的设计对于最终效果的呈现起着非常重要的作用。然而,打印设备对于图片颜色的还原也是非常重要的。在广告领域,特别是品牌客户在不同时间、不同地点对于图片进行管理时,一个标准的质量评价体系将非常及时和重要。它可以作为标准范例来指导整个打印过程。这个时候,设备输出的稳定性和一致性就变得非常重要了。

  我们需要理解准确度和精确度的区别。以打靶为例,击中靶心中间为准确。当然,理想与现实永远有差距。

  图片中,C演示的是精确度的例子。虽然没有击中中央圆心点,但每次击中的区域是非常的集中的,这被定义为精确度很高。图中的A表示每次都可以击中耙心,并且每次的位置都非常接近,这被定义为准确度很高。B告诉我们的是准确度高,但精确度不高;D是最差的情况,准确度和精确度都不高。

  在实际打印操作中,我们会发现,针对不同的设备和不同的时间点,我们很难实现A的准确度。但在实际操作中,在设备、时间等环境变化后,我们更多实现的是C的结果,即精确度高。其典型的现象就是这个颜色总是偏红或者偏绿,等等。对于这种情况,我们可以通过前端的调整,例如色彩颜色曲线和颜色调整来实现。对于B的情况,因为每次打印结果之间的偏差较大,例如材料的变化,不同设备的差异等等,只能够通过设备自身的调整来实现纠正。情况D是最糟糕的,需要纠正和调整的东西更多,这也就是我们下面需要讨论的问题。

  三、在喷墨打印过程中,究竟有哪些因素是影响最终打印品质呢?

  首先就原稿来说,包括原稿分辨率、压缩程度、原稿格式、RIP是否支持、各种标记的认知程度等等。

  墨水是影响打印品质非常关键的因素。墨水的变化因素包括墨水的色域、温度,溶解气体,墨水的流畅性以及喷头的压力等等。

  机械方面包括材料的步进控制与静电控制等等。

  打印喷头方面包括喷射的直线性、波型、喷头高度、喷头的组合拼接和较正等。

  编码器的位置、分辨率以及抖动情况。

  打印过程中的分辨率选择、Pass数选择、羽化程度、印前和印后处理。

  打印软件包括线性化、最大墨水限制、加网方式、灰级程度以及色彩管理。

  材料包括材料的白度、材料的表面能量以及材料的步进状态等等。

  四、我们在实际打印过程中会碰到的品质问题包括哪些呢?

  品质问题包括:颜色错误、喷射错误、图像噪点、图像假影(鬼影)、缺失颜色、平滑颜色表面的纹理现象、分辨率过底、专色颜色不匹配、边缘状况、墨水渗色、密度偏移、喷头堵塞和斜喷、颜色的稳定性、供墨稳定性以及网状结构等等。

  以上,笔者简单地对影响打印品质因素以及可能造成的品质问题进行了介绍。

  那么,如何解决打印品质问题?传统印刷中,有PSO、G7等相关的标准;在数码打印业内,我们是否有这样的标准呢? 《喷绘与设计》2月下期,笔者将实例分析解决打印品质问题的方法,并基于最新的ISO TS 15311、ISO 12647、ISO3664 等找到一些典型的打印品质相关品质评价特性,例如,分辨率的评价,色域的评价,打印颜色精确度与准确度的评价指数。依据这些评价指数,我们可以实现设备之间横向与纵向的比较。

  基于最新的ISO TS 15311,ISO 12647,ISO3664 等找到一些典型的打印品质相关品质评价特性,例如,分辨率的评价,色域的评价,打印颜色精确度与准确度的评价指数。依据这些评价指数,我们可以实现设备之间横向与纵向的比较。

  下面我就来简单介绍一下这些评价指数:

  1.M-score

  M-score 是用来评价打印设备的打印均匀性。均匀性的评价是基于喷墨打印X轴方向以及Y轴方向能够稳定一致地喷射油墨。影响的因素包括设备光栅,编码器,墨路系统等等。很多客户提出的打印斑纹等都是跟这个有关系,例如在Y轴方向的UV斑,深浅纹理等等,特别是纯色和均匀过渡的颜色部分。其它还包括喷头校正的准确度,物理较正不正确可能会造成相邻pass之间的pass间隔线或者是重叠线。

  M-score的计算是基于色差来实现。见下图:

  打印上图后,我们通过分光光度计来测量超过3000个点的颜色;同时上图一共有3 种格式,即25%、15%、15%、15% CMYK,40%、30%、30%、30% CMYK,65%、50%、50%、50% CMYK的灰度图。在不同的灰度下,我们计算出颜色差异的标准方差。在这里,很明显,标准方差越小,意味着打印的均匀性越高。从物理上来说,出墨量较准确。

  在这里,我们可以知道,M-score的评价的就是颜色的精确性。

  2.P-score

  P-score是用来评价设备对于阶调颜色打印的重现(rendering)准确性.一个设备可以实现的打印颜色的多少与对于阶调的实现有非常大的关系。例如,24(3×8)位的显示器在每个颜色通道(RGB)上可以实现从0-256个颜色上的变化,所以合计可以实现24×24×24种颜色。而对于打印设备来说,受制分辨率的限制,油墨颜色显色的特性,RIP软件的限制,甚至是材料等等,最终实现的颜色阶调相比显示器要少很多.我们的印刷文稿的颜色定义为0-100的阶调变化,而最终我们的打印机是否能够完整正确的反映这些颜色呢? 这就是我们需要考察的.在这里,我们评价的不仅仅是基于这台打印设备,而是整个打印系统,甚至包括环境对于打印过程的影响。

  在这里,P-score的计算也是色差公式来计算的先看下图:

  这里有CMYK四个颜色通道的0-255色阶的打印色靶。实际测评过程中,我们会打印多次这样的色靶来减少误差的产生.最终取平均值来作为最终评价的数据基础。在分光光度计测量后,我们需要计算相邻两个色靶之间的颜色误差,在这里,我们需要暂时抛弃 E的色差。我们需要评价在LCH三个方向的变化。在这里,L值会均匀变小,而C值会均匀变大。H值的变化,我们暂时在这里不做评价,因为它更多会受油墨的影响 (当然理想的状态是H永远是一个角度)。当L 值和C值的变化是逆向时,我们可以实现在这一点上的阶调变化是失败的。最终我们可以计算出此打印系统在各颜色通道上可以实现多少阶调的打印。

  3.C-score

  C-score 是我们用来评价打印设备系统的相关颜色信息,例如,色域的大小,基于ISO标准的颜色标准性以及甚至pantone 色靶的颜色准确性。

  首先,色域的大小决定了最终打印品的颜色的鲜艳或者饱和程度。色域越大,阶调实现越容易。在这里,我们通过计算某一打印方式下的色域体量数据来计算。

  其次,虽然有些设备的色域数据很大,但这并不意味着它一定能够涵括某一ISO标准颜色。由于我们的设计以及打印色稿都是基于ISO的标准颜色来定义的。所以我们的颜色色域大小对于我们是否能够实现ISO颜色的复制非常重要。有些设备的色域数据上的很大可能只是在某一颜色方向上(在某一hue上),而不是CMYK四个方向上都能够完全涵盖ISO的标准颜色。这对于我们正确的复制设计和打印所需要的颜色造成很大的困难。

  上图所示,红色色域大的设备色域在蓝色与绿色区域并不能够完全包裹。

  在这里,我们通过计算设备打印的IT8 色靶图的颜色与标准ISO颜色的差距,可以知道有多少百分比的颜色在1.5 E,3 E的色差下的比例。在这里,IT8的色靶图的打印不同于生成icc曲线时的打印RIP方式,即它需要通过色彩管理来模拟IT8的色靶的颜色在此设备上可以实现什么样的颜色。


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