色度测量技术在印刷品中的应用

色度测量技术在印刷品中的应用 摘要 在现代印刷中,色度测量被广泛的应用于制版、打样、印刷,开始更多的追求色彩的准确性和可描述性,并大量运用于印品质量检测中。本文主要从色度测量的方法、优势和应用来对色度测量进行讨论。 引言 过去,由于硬件条件的限制,密度测量一直是印刷工业最常用的测量形式。随着新型测量仪器的逐步推广,人们已经开始把目光投向色度测量技术。色度顾名思义,就是对颜色的度量,这种度量是对颜色的一种“客观”描述,之所以将客观加上引号,是因为这种客观是建立在人眼的视觉生理基础之上的,但它却是对大多数人对颜色的平均视觉感受上的。这种度量最后能够以值的形式表示,我们比较常用的有规范性意义的色度形式有三种:CIEXYZ、CIELAB、CIELUV。在人们的生活中,每天会接触到各种颜色,而颜色是什么,它怎样标定,却不是一个简单的问题近代科学技术和生产技术的发展更迫切的提出了这个问题,大约80年代以前,科学家开始研究这个问题,并逐渐形成了一门新兴的学科色度学。 色度学是上世纪三十年代创立的,它是研究人的颜色视觉规律、颜色测量原理、颜色测量仪器及其应用的科学。它已成为相关行业描述颜色、测量颜色、利用颜色的基础。基于色度学测量原理的仪器专为颜色测量而制造,故它们能够对颜色进行精确地定义和描述。这些测 量仪器分为两种:色度计和分光光度计,它们的工作原理有所不同,在下面会进行讲解。本文主要针对色度学测量原理的仪器,色度计和分光光度计的基本理论和相关术语进行整理,并提出了相对于密度计的优势和在印刷工业中的主要应用。 一、色度测量的特点 色度测量法由于基于光源光谱能量分布,物体表面反射性能及与人眼观察视觉相一致,因此事一种精确的颜色测量方法,它能对原稿的色度作精确的测量与描述;它基于色度平衡原理的理论,能够对颜色在现进行精确控制;即可将亮度进行单调调节;用色度测量的方法能直接检测图像,获取各种色差信息等。 二、色度测量的方法及原理 (一)、色度计测量 色度测量主要有两种。第一种方法是利用光电色度计测色的方法,光电色度计在原理上非常类似于密度计,其外观、操作方法甚至是购买价格都相当接近。光电色度计直接显示三刺激值x(—)(λ)、y(—) (λ)、z(—)(λ),大多数还把三刺激值转换为色空间标度,例如转换成CIELAB标度,但大多数只有一种或两种照明,所以用色度计测得的色彩并不总是表现视觉色彩,另外,CIELAB并不是对印刷非常理想的色度系统,因为它无法向CIELUV一样计算出色彩的饱和度。光电色度计在确定色差方面是足够的,因此可以在印刷车间用做色差比较的测量。许多高档的光电色度计的精度也高到足以进行绝对色彩和相对色差的测量,但是一般说来,人们更喜欢用分光光度计去完成上 述任务。 色度计可以看成是一个反射率计,或一个不带对数变换器但带有一套专门滤色片的密度计。当然,这是一种能完成色度测量的方法。附加一套滤色片的目的是根据CIE光谱三刺激值在色度计的每个通道中给光谱的各个波长加权。但色度计不同于密度计,它涉及的主要是反射率问题而不是一个对数问题,但反射率很容易转换成密度,反之也是可以的。色度计的光谱成分被认为跟人的视觉灵敏度有良好的线性关系。但事实上这是不可能的(涉及到卢瑟条件问题),因此光电色度计在原理上存在误差。 色度计的组成:照明光源,校正滤色片和探测器 测量的步骤: 1、确定测量孔径大小。 2、选择光源。测量反射稿用D65光源,测量透射稿用D50光源。 3、确定视场角。目标直径较小时,用2摄氏度视场角对印刷图像细节部位进行观察;目标很大时,用10摄氏度视场角。 4、在标准白板上对色度计进行校准。 5、选定测量对象进行色度测量。 (二)、分光光度计测量 第二种方法是利用分光光度计测量色彩的方法。正像三滤色片光电色度计可看成是一个专门的反射率测量仪器一样,分光光度计也可以这样看,但它与光电色度计不同,分光光度计测量的是一个物体的整个 可见反射光谱,分光光度计是在可见光谱域逐点测量,即在一些离散点上进行测量,通常每隔10或20nm测量一个点,在400~700nm 的范围内测量16~31个点。有些分光光度计是连续地对光谱进行测量,而三滤色片光电色度计只对三个点进行测量,所以分光光度计能提供的信息要多得多,至少是对16个点进行测量。 分光光度计把色彩作为一种不受观察者支配的物理现象进行测量。为了获得三刺激值它可以对反射光谱进行积分,可以把色彩作为视觉响应加以解释,它是一种最灵活的色彩测量仪器。印刷工艺中的某些现象如纸上网点覆盖率、油墨强度、等本质上就是在窄波段范围内发生的物理现象,当然最好还是用窄带测量进行评价。但是应当指出,窄密度测量不能用于测量视觉色彩,但分光光度测量能解决这个问题。因为它所作的测量是窄带测量,它对光谱的抽样是充足的,所以可以做与视觉一致的色彩测量。为了进行预期类型的测量(窄带或宽带),可以为分光光度计预先编写计算程序。许多新型分光光度计包含有计算机,根据程序去完成标准的印刷复制质量控制和窄带测量都是合适的,但它明显的比密度计昂贵。 分光光度计组成:由光源、色散装置、光电探测器和数据处理与输出几部分组成。 分光光度计测量步骤: 1、由光源发出足够强度的连续光谱。 2、先后或同时照射到待测样品及标准样品上。 3、其反射的光经色散装置输出为由不同波长的单色光排列而成的 色散光谱,然后分别将不同波长的单色光用光电探测器接收,并将光能转变成为电能,从而和比较光通量的大小,得到样品的光谱反射比。 二、色度测量的优势 1、能对颜色特征做出精确的测量与描述,并加以量化,因此印刷工业中常将其用作颜色彼岸准建立,而且在任何配色工艺中都是适用的,没有任何限制。 2、能对颜色进行精确匹配,而印刷复制正是使用C,M,Y,K四色油墨匹配标准色样的过程,因此可以对印刷过程实施精确控制,并对印刷质量进行精确监控,跟照明条件的变化和人对色彩的主观感受无关。 3、能直接检测印刷图像,获取样张与标准样张之间的色差信息,因此是印刷生产人员确保印刷质量的极好工具。 三、色度测量在印刷工业中的应用 当前,在印刷工业中,人们对用色度计或分光光度计进行测量已经产生了很大兴趣。因为实践已经,密度测量虽然是很重要的,但对于印刷工业来说,仅有密度测量还是不够的。过去,由于测量仪器的限制,密度测量一直是印刷工业最常用的测量形式。现在不同了,随着新型测量仪器的逐步推广,人们已经开始把目光投向色度测量技术。 1、原的质量控制 尤其是油墨和纸张的控制,在原材料使用前对其进行测试。此外色度两还可以分析打样用纸的颜色和印刷的匹配情况,分析一套油墨 色域与其他油墨色域的不同。 2、标准样张的管理 包装印刷的特点之一是印刷数量大,批次多,一种产品有时要通过多台印刷生产线来完成,或要经过不同的时间段,多次重复印刷,因此确保不同批次产品颜色的均一性及其重要,使用色度测量法可以很好地完成该项工作,将最初客户确定的标准样张的色值记录存档,计算不同批次的印刷样张与标准样张之间的色差,根据色差值对印刷质量实施精确控制。 3、印刷色彩的质量控制 在包装印刷中,当印刷样张与标准样张之间的色差较小,但视觉仍可感觉细微差别时,就应使用色度测量法对印刷质量实施精确调控。此外,包装印刷品经常使用专色油墨印刷,比如大红色或墨绿色,此时使用密度计已经不能准确测量专色油墨的密度值,要使用色度值来标定,而且验收产品是否合格标准也要受用色差值来判定。 4、分析专色油墨的匹配 包装印刷中的专色印刷很多,需要配制很多不同颜色的专色墨,这已经成为包装印刷中确保印品质量的重要工作,当需要进行颜色匹配时,一般使用色度测量。配墨是保证油墨颜色一致性的前提,油墨的调配通常使用分光光度计在油墨厂完成。 5、分析打样张的色彩和印刷用纸的匹配情况,分析预打样工艺中所用颜料的色度特性。 6、分析一套油墨再现的色域和各套油墨再现色域的不同; 7、分析原稿和复制图像之间的关系。 8、采用色度测量规范,提高标准化生产的程度,以达到节省材料、减少差错、提高产品质量的目的。 9、印刷色彩的质量控制。 10、采用色度检测系统在印刷机上控制色彩复制 在海德堡的CPC色彩控制系统中,把色度测量引入印刷过程,在印刷车间就可以直接确定色彩,对任何一张反射图像,如照相原稿、预定样张,在印刷机上抽取的样张都可以进行测量,这样就可以利用印刷机的输墨控制和调节系统进行快速调节,使印刷中的色彩波动保持在公差范围之内。 四、总结 由上面的讨论可以发现,色度测量虽然有很多优势,但还存在许多缺点,如:色度测量只衡量结果,对于生产过程却没有指导意义。故在包装印刷中有一定的局限性,因此,如果能将密度和色度测量方法的优点结合起来,那么它们在包装印刷行业中的应用将会有很大的飞跃。总之,利用色度测试与计算可进行印刷全过程的色彩质量控制,提高标准化生产的程度,已达到节省材料、减少差错、提高产品质量的目的。 五. 色度测量技术的国内外现状 国内电脑测色仪的品牌不多,而且集中度低,没有形成规模效应,不同型号的仪器之间,常因具体结构不同,存在着差异问题,从而造成测量数据结果不同,国内色度测量仪器在光源的配置、自动化以及智 能化、测量速度与精度、仪器工作稳定性、数据处理、集成度、适用性、灵活性以及操作便捷性等方面还不及国外先进水平。 六. 参考文献 [1]刘世昌。印刷品质量检测与控制 [2]胡涛等。彩色印刷品质量检测技术的发展 [3]实现照度和色度均匀的LED透镜设计 [4]光谱BRDF测量及色度特性的研究