彩色印刷

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彩色印刷(Multicolor Printing)

目录

什么是彩色印刷

  彩色印刷是指用彩色方式复制图像或文字的复制方式(与此相对应的是只有黑白的印刷方式,或称单色印刷)。它包括了许多步骤,或称转换过程,才能产生高质量的彩色复制品。

彩色印刷呈色的原理[1]

  一、颜色分解

  颜色分解的基本原理就是利用红、绿、蓝三种滤色片具有对不同波长色光选择性吸收和透过的特性,将来自原稿的色光分解为红、绿、蓝三路色光,得到三原色的比例。在光源的照明下,原稿上不同位置形成不同的颜色光,不同颜色的光被红、绿、蓝滤色片过滤后产生不同的信号组合,将这些信息记录下来,就得到原稿颜色对应的分解数据。再进行适当的计算,确定控制再现原稿中红、绿、蓝三原色光比例所需的黄、品红、青、黑油墨的比例(黄、品红、青、黑油墨网点面积率),记录在感光胶片上,再经晒版制成印版,或者直接制成印版(直接制版CTP)。这个将原稿颜色信息分解并记录下来的过程,在印刷工艺中就对应着印前处理和制版工序,其颜色信息的分解与转换过程如图1-1所示。

Image:颜色分解与分色示意图.jpg

            图1-1 颜色分解与分色示意图

  由图1-1可以看出,原稿上不同的颜色光被红、绿、蓝滤色片吸收和透过的情况也不同。为简单起见,仅考虑白、黄、红、品红、蓝、青、绿和黑几种典型颜色,这几种颜色光如果能够透过滤色片,则会形成相应通道的信号,在图中分别用“红”、“绿”、“蓝”字样表示,否则用“黑”字样表示。三个通道的不同信号组合就构成了不同的颜色,如红、绿、蓝三个通道都有相等信号时就是白色(或非彩色),红、绿通道有信号而蓝通道无信号就对应原稿的黄色等。三个通道以各种不同比例的信号组合就构成了各种各样的颜色。通常在计算机中用一个字节长度表示每个通道数值的变化,每个通道用一个字节可以表示0~255的不同等级,因此共能形成2563种不同颜色的组合

  如果将扫描后的图像直接在显示器上显示,由于显示器是通过红、绿、蓝荧光粉发光来合成颜色的,图像中的红、绿、蓝数值就直接对应着显示的红、绿、蓝发光强度。如果要通过印刷合成图像颜色,首先就必须将图像中的红、绿、蓝数值转换成对应的油墨数值,这个将红、绿、蓝数值转换成对应的青、品红、黄、黑油墨数值的过程称为分色。简单地说,由于青油墨吸收红光,所以图像中没有红色的部分要使用青油墨吸收红光;品红油墨吸收绿光,所以图像中没有绿色的部分要使用品红油墨来吸收绿光;依此类推。但实际情况并不是这样简单,还要考虑油墨理想,不能完全吸收补色光的情况。将分色的数据记录在印版上,通过印版对墨量的转移将所需要的油墨印刷到承印物上就能得到了对应的颜色。

  颜色分解对应着信息的输入和转换过程,目前这个过程通常通过扫描仪来完成。扫描仪实质上是一种光电转换设备,将红、绿、蓝滤色片分解的光信号转换为电信号并记录下来。扫描仪分为滚筒式和平台式两种,尽管不同类型的扫描仪扫描原理和方式有所不同,但其光电转换的本质没有变化。简单地说,可以将扫描过程理解为:扫描仪的照明光照射到原稿上,将原稿反射或透射出的光用红、绿、蓝滤色片分解为三路光信号,通过光电器件将三路色光转换为电信号,记录下来,就构成所采集点的颜色信息。扫描仪逐行由原稿的一端扫到另一端,挨个读取原稿上各个点的颜色信息,就得到了原稿的扫描图像。因此,图像文件实质上就是由原稿上各点的颜色信息构成的一个电子文件,图像处理实际上就是对各点颜色信息的处理,而印刷的全过程就是颜色信息的传递和记录过程,彩图1-1示意说明了印刷过程中颜色信息分解与合成的各个环节。

  二、颜色合成

  经过分色和制版以后,原稿的颜色信息被转换为印刷油墨的网点值记录在印版上,按此油墨比例印刷到承印物上就可以还原出原稿的颜色。仍然以图1-2所示的颜色为例说明。通过图1-2所示的颜色分解过程得到的印版在印刷过程中被分别涂上相应的油墨,将油墨印刷到承印物上的结果如图1-2所示。印版上的图文区在印刷时要转移油墨,在图中用“墨”表示,而非图文区不需要油墨,在图中用标有“白”的区域表示。经过印刷后,各原色油墨转移到了承印物上,合成出了需要的颜色。例如,图1-2中青印版上无墨而品红和黄印版上有墨的区域,印刷出的结果在白光照明时就合成出红色,而品红印版上无墨而青和黄印版上有墨的区域,印刷出的结果就是绿色,依此类推。如果印刷在纸上的各原色油墨墨量不等,比例从1%~100%变化,所合成出的颜色就会随之变化,得到丰富多彩的颜色,这就是印刷的原理。

Image:颜色合成示意图.jpg

           图1-2 颜色合成示意图

彩色印刷品的实现方法[1]

  在彩色印刷复制方法中,有多种实现彩色画面的方法。根据实现的方法不同可以分为:多色专色油墨的套印、通过墨层厚度变化实现颜色变化和用网目调印刷三种方法。

  1.多色套印

  专色印刷、多色套印是一种最简单的实现彩色印刷品的方法,在这种印刷方法中,各种颜色的油墨不发生叠印,各自印在特定的位置上,用不同颜色构成画面。一般来说,多色套印的颜色一般都没有颜色的变化,都是用实地均匀色块构成图案,画面中有多少种颜色,就需要使用多少块印版和多少种油墨印刷。这是最早的彩色印刷方式,我国自宋代就开始使用这种传统的套色印刷工艺,一直沿用至今,比如艺术品的木刻水印复制工艺就采用了这种古老的方法,传统的年画印刷也使用这种方法。目前这种印刷方法多用于包装印刷,如各种包装盒标签软包装塑料袋等。

  从颜色混合的角度看,专色印刷、多色套印不发生颜色混合,只是用多个颜色实现彩色的效果,而各颜色之间不是连续变化的,只能印刷出有限的几种颜色,因此还不是真正意义的颜色合成。由于印刷油墨的颜色都是固定的,要实现印刷颜色的连续变化,必须想办法连续改变各色油墨的搭配比例。实现不同油墨搭配比例变化的方法分为墨层厚度改变法和墨层厚度固定法两种。

  2.改变墨层厚度

  从上一章对密度的讨论可知,对于特定颜色的油墨,如果印刷在承印物上的油墨厚度不同,则油墨吸收光的能力也不同,即获得不同的密度。可以理解,如果三种原色油墨厚度连续变化,则相互叠印后就可以实现颜色的}昆合,实现颜色的连续变化。在这种情况下,印刷得到的颜色数量取决于油墨墨层厚度变化的等级,不同厚度等级对应不同的密度值,因此称为多值印刷。

  但是,在实际印刷中,要实现油墨层厚度的变化并不是容易的事情,这意味着在印版上要记录墨层厚度的信息,印刷时将不同厚度的油墨层转移到承印物上。到目前为止,能够实现墨层厚度变化的印刷方法只有珂罗版印刷等很少的几种,凹印是墨层厚度与网目调结合的印刷方法。现代的数字印刷技术通过直接控制给墨量的多少,可以实现一定程度的多值印刷,如8级、16级变化。

  3.网目调印刷

  网目调印刷的墨层厚度是不变的,是通过油墨网点的面积比例变化控制印刷到承印物上的各原色油墨的比例、实现图像阶调变化和颜色混合的印刷方法,也是真正利用颜色混合原理的印刷方法,可以实现颜色和阶调在视觉上的连续改变。

  因为墨层厚度不变,所以油墨层在承印物上只有无墨和有墨两种状态,相当于“0”和“1”两种状态,因而又称为二值印刷。与在计算机中使用的方法相同,要想用这两种状态实现多种状态的变化,必须用多个“位”来组成“字节”,通过“字节”的不同取值来实现墨量的变化。为此,网目调印刷需要将印刷图像分割成无数个“字节”,用“字节”的不同取值来模拟图像中的颜色和阶调变化,这个“字节”就是网目调印刷的网点。

  所以,网目调印刷的本质是将原来内容连续变化的图像分割为不连续的网点,但只要分割的网点足够小、足够密,眼睛不能够分辨,就能够实现颜色的混合,看上去图像就是连续的。这正是第二章介绍的色光加色混色的方式之一。

  印刷品的阶调变化由印刷品表面的光学反射率决定。假设承印物的光学反射率为Pw,印刷在承印物上油墨的反射率为Ps,单位面积内油墨所占的面积比例为α,则承印物空白部分的面积比例为(1-α),则根据色光相加原理,此时单位面积总的光学反射率为:

  P=(1-αPw+α×Ps      (1-1)

  即印刷品表面总的光学反射率P等于承印物空白部分的反射率Pw,与油墨印刷部分的反射率Ps之和,称单位面积内油墨所占的面积比例α为网点面积率。式(1-1)实际上就是两种色光混合的数学表达式。很容易理解,如果网点面积率α取一系列不同的数值(0≤α≤1),则印刷品表面的光学反射率也随着变化,实现了颜色的深浅感觉变化。对于彩色印刷来说,如果每一种原色的网点面积率α取一系列不同的值,印刷品上就得到了不同比例的原色数量,产生不同比例的颜色刺激,就能够混合出不同的颜色感觉来。这就是网目调印刷依据的原理。如果通过网目调印刷改变每个原色通道的阶调,则各通道的不同阶调状态就混合出不同的颜色感觉。

  网目调印刷是当前应用最广泛的印刷方法,该印刷方法的关键是实现对印刷图像的“字节”分割,即图像的加网。本章主要介绍这种印刷方式的呈色原理。

彩色印刷实地密度值的作用[2]

  在彩色印刷复制过程中,三原色网点比例需要固定,油墨层的厚度也起着决定性的作用。油墨层的厚度可用实地密度值来控制,因此在打样或印刷时必须正确地确定各色油墨的实地密度。如果三原色油墨的实地密度值一经确定,就能对印刷复制中的各种因素加以稳定,对印品质量和印刷的顺利进行给予保证。如果打样的实地密度值给以固定,则可起到如下作用:

  (1)利用确定实地密度值的方法,可以控制网点的墨层厚度。为了保证实地密度值的稳定,确保墨层厚度的一致性和稳定性,印刷过程的一系列条件必须稳定。例如印刷压力、输墨量、给水量等,促使数据化、规范化操作的实现。

  (2)在印刷适性和印刷色序稳定的前提下,确定了实地密度就可以确定该印刷品的反差。

  (3)如果对打样的各种因素给予固定,则网点面积率和油墨反射密度之间就具有恒定的对应关系。既然墨层厚度已经确定,各阶调的网点面积变化也就基本稳定,也即控制了画面的色调。

  (4)确定了实地密度值,也就控制了油墨层厚度,对于网点的扩大率,小网点的丢失程度都得以控制,保证了高低两端层次的正确再现。

  (5)确定了实地密度值,就可以控制印刷网点的相对反差系数,叠印间隔时间不超出允许范围,实地密度值确定后,就可以控制油墨的叠印率。

  综上所述,各色油墨的实地密度值是一切印刷条件的基础,正确地确定实地密度值,以获得的最佳印刷效果,也是生产过程中实现科学管理的基础。

参考文献

  1. 1.0 1.1 刘浩学主编.第七章 彩色印刷 印刷色彩学.中国轻工业出版社,2008.8.
  2. 李炳芳主编.包装印刷色彩.中国轻工业出版社,2007.8.
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