彩色印刷

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彩色印刷(Multicolor Printing)

目錄

什麼是彩色印刷

  彩色印刷是指用彩色方式複製圖像或文字的複製方式(與此相對應的是只有黑白的印刷方式,或稱單色印刷)。它包括了許多步驟,或稱轉換過程,才能產生高質量的彩色複製品。

彩色印刷呈色的原理[1]

  一、顏色分解

  顏色分解的基本原理就是利用紅、綠、藍三種濾色片具有對不同波長色光選擇性吸收和透過的特性,將來自原稿的色光分解為紅、綠、藍三路色光,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顏色光,不同顏色的光被紅、綠、藍濾色片過濾後產生不同的信號組合,將這些信息記錄下來,就得到原稿顏色對應的分解數據。再進行適當的計算,確定控制再現原稿中紅、綠、藍三原色光比例所需的黃、品紅、青、黑油墨的比例(黃、品紅、青、黑油墨網點面積率),記錄在感光膠片上,再經曬版製成印版,或者直接製成印版(直接製版CTP)。這個將原稿顏色信息分解並記錄下來的過程,在印刷工藝中就對應著印前處理和製版工序,其顏色信息的分解與轉換過程如圖1-1所示。

Image:颜色分解与分色示意图.jpg

            圖1-1 顏色分解與分色示意圖

  由圖1-1可以看出,原稿上不同的顏色光被紅、綠、藍濾色片吸收和透過的情況也不同。為簡單起見,僅考慮白、黃、紅、品紅、藍、青、綠和黑幾種典型顏色,這幾種顏色光如果能夠透過濾色片,則會形成相應通道的信號,在圖中分別用“紅”、“綠”、“藍”字樣表示,否則用“黑”字樣表示。三個通道的不同信號組合就構成了不同的顏色,如紅、綠、藍三個通道都有相等信號時就是白色(或非彩色),紅、綠通道有信號而藍通道無信號就對應原稿的黃色等。三個通道以各種不同比例的信號組合就構成了各種各樣的顏色。通常在電腦中用一個位元組長度表示每個通道數值的變化,每個通道用一個位元組可以表示0~255的不同等級,因此共能形成2563種不同顏色的組合

  如果將掃描後的圖像直接在顯示器上顯示,由於顯示器是通過紅、綠、藍熒光粉發光來合成顏色的,圖像中的紅、綠、藍數值就直接對應著顯示的紅、綠、藍發光強度。如果要通過印刷合成圖像顏色,首先就必須將圖像中的紅、綠、藍數值轉換成對應的油墨數值,這個將紅、綠、藍數值轉換成對應的青、品紅、黃、黑油墨數值的過程稱為分色。簡單地說,由於青油墨吸收紅光,所以圖像中沒有紅色的部分要使用青油墨吸收紅光;品紅油墨吸收綠光,所以圖像中沒有綠色的部分要使用品紅油墨來吸收綠光;依此類推。但實際情況並不是這樣簡單,還要考慮油墨理想,不能完全吸收補色光的情況。將分色的數據記錄在印版上,通過印版對墨量的轉移將所需要的油墨印刷到承印物上就能得到了對應的顏色。

  顏色分解對應著信息的輸入和轉換過程,目前這個過程通常通過掃描儀來完成。掃描儀實質上是一種光電轉換設備,將紅、綠、藍濾色片分解的光信號轉換為電信號並記錄下來。掃描儀分為滾筒式和平臺式兩種,儘管不同類型的掃描儀掃描原理和方式有所不同,但其光電轉換的本質沒有變化。簡單地說,可以將掃描過程理解為:掃描儀的照明光照射到原稿上,將原稿反射或透射出的光用紅、綠、藍濾色片分解為三路光信號,通過光電器件將三路色光轉換為電信號,記錄下來,就構成所採集點的顏色信息。掃描儀逐行由原稿的一端掃到另一端,挨個讀取原稿上各個點的顏色信息,就得到了原稿的掃描圖像。因此,圖像文件實質上就是由原稿上各點的顏色信息構成的一個電子文件,圖像處理實際上就是對各點顏色信息的處理,而印刷的全過程就是顏色信息的傳遞和記錄過程,彩圖1-1示意說明瞭印刷過程中顏色信息分解與合成的各個環節。

  二、顏色合成

  經過分色和製版以後,原稿的顏色信息被轉換為印刷油墨的網點值記錄在印版上,按此油墨比例印刷到承印物上就可以還原出原稿的顏色。仍然以圖1-2所示的顏色為例說明。通過圖1-2所示的顏色分解過程得到的印版在印刷過程中被分別塗上相應的油墨,將油墨印刷到承印物上的結果如圖1-2所示。印版上的圖文區在印刷時要轉移油墨,在圖中用“墨”表示,而非圖文區不需要油墨,在圖中用標有“白”的區域表示。經過印刷後,各原色油墨轉移到了承印物上,合成出了需要的顏色。例如,圖1-2中青印版上無墨而品紅和黃印版上有墨的區域,印刷出的結果在白光照明時就合成出紅色,而品紅印版上無墨而青和黃印版上有墨的區域,印刷出的結果就是綠色,依此類推。如果印刷在紙上的各原色油墨墨量不等,比例從1%~100%變化,所合成出的顏色就會隨之變化,得到豐富多彩的顏色,這就是印刷的原理。

Image:颜色合成示意图.jpg

           圖1-2 顏色合成示意圖

彩色印刷品的實現方法[1]

  在彩色印刷複製方法中,有多種實現彩色畫面的方法。根據實現的方法不同可以分為:多色專色油墨的套印、通過墨層厚度變化實現顏色變化和用網目調印刷三種方法。

  1.多色套印

  專色印刷、多色套印是一種最簡單的實現彩色印刷品的方法,在這種印刷方法中,各種顏色的油墨不發生疊印,各自印在特定的位置上,用不同顏色構成畫面。一般來說,多色套印的顏色一般都沒有顏色的變化,都是用實地均勻色塊構成圖案,畫面中有多少種顏色,就需要使用多少塊印版和多少種油墨印刷。這是最早的彩色印刷方式,我國自宋代就開始使用這種傳統的套色印刷工藝,一直沿用至今,比如藝術品的木刻水印複製工藝就採用了這種古老的方法,傳統的年畫印刷也使用這種方法。目前這種印刷方法多用於包裝印刷,如各種包裝盒標簽軟包裝塑料袋等。

  從顏色混合的角度看,專色印刷、多色套印不發生顏色混合,只是用多個顏色實現彩色的效果,而各顏色之間不是連續變化的,只能印刷出有限的幾種顏色,因此還不是真正意義的顏色合成。由於印刷油墨的顏色都是固定的,要實現印刷顏色的連續變化,必須想辦法連續改變各色油墨的搭配比例。實現不同油墨搭配比例變化的方法分為墨層厚度改變法和墨層厚度固定法兩種。

  2.改變墨層厚度

  從上一章對密度的討論可知,對於特定顏色的油墨,如果印刷在承印物上的油墨厚度不同,則油墨吸收光的能力也不同,即獲得不同的密度。可以理解,如果三種原色油墨厚度連續變化,則相互疊印後就可以實現顏色的}昆合,實現顏色的連續變化。在這種情況下,印刷得到的顏色數量取決於油墨墨層厚度變化的等級,不同厚度等級對應不同的密度值,因此稱為多值印刷。

  但是,在實際印刷中,要實現油墨層厚度的變化並不是容易的事情,這意味著在印版上要記錄墨層厚度的信息,印刷時將不同厚度的油墨層轉移到承印物上。到目前為止,能夠實現墨層厚度變化的印刷方法只有珂羅版印刷等很少的幾種,凹印是墨層厚度與網目調結合的印刷方法。現代的數字印刷技術通過直接控制給墨量的多少,可以實現一定程度的多值印刷,如8級、16級變化。

  3.網目調印刷

  網目調印刷的墨層厚度是不變的,是通過油墨網點的面積比例變化控制印刷到承印物上的各原色油墨的比例、實現圖像階調變化和顏色混合的印刷方法,也是真正利用顏色混合原理的印刷方法,可以實現顏色和階調在視覺上的連續改變。

  因為墨層厚度不變,所以油墨層在承印物上只有無墨和有墨兩種狀態,相當於“0”和“1”兩種狀態,因而又稱為二值印刷。與在電腦中使用的方法相同,要想用這兩種狀態實現多種狀態的變化,必須用多個“位”來組成“位元組”,通過“位元組”的不同取值來實現墨量的變化。為此,網目調印刷需要將印刷圖像分割成無數個“位元組”,用“位元組”的不同取值來模擬圖像中的顏色和階調變化,這個“位元組”就是網目調印刷的網點。

  所以,網目調印刷的本質是將原來內容連續變化的圖像分割為不連續的網點,但只要分割的網點足夠小、足夠密,眼睛不能夠分辨,就能夠實現顏色的混合,看上去圖像就是連續的。這正是第二章介紹的色光加色混色的方式之一。

  印刷品的階調變化由印刷品錶面的光學反射率決定。假設承印物的光學反射率為Pw,印刷在承印物上油墨的反射率為Ps,單位面積內油墨所占的面積比例為α,則承印物空白部分的面積比例為(1-α),則根據色光相加原理,此時單位面積總的光學反射率為:

  P=(1-αPw+α×Ps      (1-1)

  即印刷品錶面總的光學反射率P等於承印物空白部分的反射率Pw,與油墨印刷部分的反射率Ps之和,稱單位面積內油墨所占的面積比例α為網點面積率。式(1-1)實際上就是兩種色光混合的數學表達式。很容易理解,如果網點面積率α取一系列不同的數值(0≤α≤1),則印刷品錶面的光學反射率也隨著變化,實現了顏色的深淺感覺變化。對於彩色印刷來說,如果每一種原色的網點面積率α取一系列不同的值,印刷品上就得到了不同比例的原色數量,產生不同比例的顏色刺激,就能夠混合出不同的顏色感覺來。這就是網目調印刷依據的原理。如果通過網目調印刷改變每個原色通道的階調,則各通道的不同階調狀態就混合出不同的顏色感覺。

  網目調印刷是當前應用最廣泛的印刷方法,該印刷方法的關鍵是實現對印刷圖像的“位元組”分割,即圖像的加網。本章主要介紹這種印刷方式的呈色原理。

彩色印刷實地密度值的作用[2]

  在彩色印刷複製過程中,三原色網點比例需要固定,油墨層的厚度也起著決定性的作用。油墨層的厚度可用實地密度值來控制,因此在打樣或印刷時必須正確地確定各色油墨的實地密度。如果三原色油墨的實地密度值一經確定,就能對印刷複製中的各種因素加以穩定,對印品質量和印刷的順利進行給予保證。如果打樣的實地密度值給以固定,則可起到如下作用:

  (1)利用確定實地密度值的方法,可以控制網點的墨層厚度。為了保證實地密度值的穩定,確保墨層厚度的一致性和穩定性,印刷過程的一系列條件必須穩定。例如印刷壓力、輸墨量、給水量等,促使數據化、規範化操作的實現。

  (2)在印刷適性和印刷色序穩定的前提下,確定了實地密度就可以確定該印刷品的反差。

  (3)如果對打樣的各種因素給予固定,則網點面積率和油墨反射密度之間就具有恆定的對應關係。既然墨層厚度已經確定,各階調的網點面積變化也就基本穩定,也即控制了畫面的色調。

  (4)確定了實地密度值,也就控制了油墨層厚度,對於網點的擴大率,小網點的丟失程度都得以控制,保證了高低兩端層次的正確再現。

  (5)確定了實地密度值,就可以控制印刷網點的相對反差繫數,疊印間隔時間不超出允許範圍,實地密度值確定後,就可以控制油墨的疊印率。

  綜上所述,各色油墨的實地密度值是一切印刷條件的基礎,正確地確定實地密度值,以獲得的最佳印刷效果,也是生產過程中實現科學管理的基礎。

參考文獻

  1. 1.0 1.1 劉浩學主編.第七章 彩色印刷 印刷色彩學.中國輕工業出版社,2008.8.
  2. 李炳芳主編.包裝印刷色彩.中國輕工業出版社,2007.8.
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