彩色印刷工藝中密度計使用中應注意的幾個問題

在彩色印刷工藝中，通常只用黃、品紅、青和黑四色套印來獲得各種混合色，在批量印刷時要檢查所印出的成品是否與打樣樣張顏色一致。到目前為止，相當一部分印刷廠是靠印刷工人用眼睛對打樣樣張和印刷品進行視覺比較來完成印刷質量評價的，由于每個人在視覺評價上存在著差異，這樣就不利于印刷質量的標準化和數據化管理。印刷廠與客戶也經常因質量上的岐見產生糾紛。
為了客觀地進行彩色圖像復制的質量管理、控制和檢測，近年來，色彩復印工作中越來越多地使用測量儀器——密度計。
密度計分為透射和反射兩種。在印刷工業中，透射密度計主要用來測定分色后的陰、陽底片的密度和網點的百分比等，反射密度計則用來測量和評價印刷器。隨著科學技術的飛速發展，密度計也在不斷地更新換代，最初的目視對比式密度儀只能測量密度，而新型密度計則擴充了許多功能，如美國愛色麗公司生產的x-rite500系列分光反射密度計，不僅可以測量密度，還可測量不同顏色空間的色度值、色差值、網點面積、計算反差、疊印、色調誤差和灰度，還可和計算機聯機，對測量數據進行處理等等。
光電密度計的工作原理是通過光源、濾光器形成光路，從而將所測試樣張的光量透射或反射過來的光線按強度的不同轉換成相應強度的光電流，在模數轉換之后，再通過數碼顯示器顯示出來，從而得到透明膠片或反射圖片的密度值。
測量黑白密度時，濾光器的高速應滿足盧瑟夫條件，使接受器的分光感度特性和人的視覺感度曲線一致；測定彩色密度時，儀器會根據所測定的顏色，分別選用紅、綠、藍三種濾光器而得到不同顏色的密度。另外，所測定的產品油墨膜層有一個逐漸干燥的過程，測量數據會產生隨時間變化的誤差。因此，也有帶偏振濾光器的反射密度計，以消除這種誤差。還有更先進的密度計具有一套符合分光光度計檢定的四色油墨光譜特性的濾光器，使其在測量黃墨時的靈敏度與其測量其它三色時相同。
密度計的使用特性主要是由光源的光譜能量分布、濾光器的分光透射率、試樣的分光特性、光接受器的分光感度、測量條件和測量面積等因素決定。為了使密度計的使用準確有效，本文就有關密度計在技術測量中應注意的幾個問題作一淺顯說明。
1 測量光源的選擇
在彩色圖像復制的工藝流程中，從分色、打樣到印刷，各工序中的顏色測量與視覺評價，都是在一定照明條件下進行的。由于物體表面的顏色與照明光源的輻射光譜分布有關，所以在技術測量中，各表色系統參數值的計算必須考慮光源的種類。同一個顏色樣品在不同的光源下可能使人眼產生不同的顏色感覺。日光是最理想的光源，因此，可以用日光作標準（參照光源）。例如，在日光下觀察一幅畫，然后拿到高壓汞燈下去觀察，就會發現顏色發生了變化，粉紅色變成了組織活動色，藍色變成了藍紫色。如果再在黃色光的低壓鈉燈下來觀察，則藍色又變成了黑色。將白熾燈、熒光燈、鈉燈等人工光源（測量光源）與日光比較，顯示同色能力的強弱叫做該人工光源的顯色性。實驗證明，光源顯色性的優劣，將直接影響到人們辨別顏色的結果。
為了檢驗物體在待測光源下所呈現的顏色與在參照光源下所呈現的顏色相符的程度，采用“平均顯色指數”作為定量評價指標。顯色性指數最高為100，照相分色、電子分色和各種顏色測量儀器中應用的光源要求其顯色指數通常不應低于90（ra≥90）；彩色攝影、彩色電影、電視、染料等工業部門也要求使用顯色指數較高的光源（ra≥85）。表1為印刷復制工作中常用的照明光源的顯色指數。
表1 印刷常用光源一般顯色指數
光源名稱 相關色溫（k） 一般顯色指數（ra）
白熾燈（500w） 2900 95~100
碘鎢燈（500w） 2700 95~100
鏑燈（1000w） 4300 85~95
熒光燈（日光色40w） 6600 70~80
從表1可以看出，光源的色溫和平均顯色指數都是表示光源顏色特征的參數，從它們之間的關系可以看出，相關色溫的高低，并不意味著顯色指數的高低，如白熾燈的色溫低，但其顯色指數卻很高，相反，熒光燈的色溫高達6600k，但它的顯色指數僅在70~80之間。
在技術測量中，各表色系統參數值的計算取決于光源的種類。為了統一顏色測量標準，cie（國示照明委員會）規定了國際上通用的a、b、c、d四種標準光源。我國國家標準局頒布的標準也規定了顏色評價的照明和觀察條件。cie標準光源a是鎢絲燈光，其色溫為2855.6k。cie標準光源b是鎢絲燈光經一組特定的液體濾光器過濾后得到的色光，其近似于相關色溫為4874k的中午平均直射的陽光，但cie已發出停止使用b光源的勸告。cie標準光源c是在標準光源a上加一組特定的液體濾光器過濾后得到的光，接近于相關色溫為6744k的北方天空的日光。cie標準光源d50，其色溫是5003k，表示典型的晝光。cie標準光源d65，共相關色溫為6504k，表示典型的晝光（平均日光）。d50、d65標準光源目前還無法由實物制造出來，因此只能稱為施照體，而實際使用的人工源測是d50、d65的模擬體。
我國國家標準規定觀察透射樣品所用的人工光源應為d50模擬體，觀察反射樣品的人工光源應為d65的模擬體，光源的一般性顯色指數ra應不小于90。
新型的密度計功能強大，儀器所配光源各類很多，以適應不同測量要求。例如愛色麗x-rite500系列分光反射密度計就配有a、c、d50、d65、d75、f2、f9、f11、f12多種光源。從理論分析和實驗結果來看，測量時所用光源不同，測量結果就不同。表2是在不同光源條件下對中日合資杭華油墨化學有限公司的幾種油墨產品的測定結果。
表2 杭華油墨產品在不同光源條件下的測量結果
b0—333（天藍） b0—232（中黃） b0—131（桃紅）
d65光源（10°） l=50.07
a=34.75
b=-44.08
l=83.67
a=0.87
b=114.65
l=39.15
a=73.00
b=-6.78
c光源（10°） l=49.73
a=-30.31
b=-45.15
l=82.88
a=-0.21
b=115.74
l=39.42
a=71.66
b=-6.44
相對色差 △eab=4.58 △eab=1.50 △eab=1.41
由表2可以看出，測量光源不同時，儀器就會產生不同的讀數，出現色差。其原因是兩種光源之間存在著同色異譜現象。
2 密度計的響應方式
在彩色密度測量中，密度計顯示的測量值與光源、濾色片、接收器三者的光譜乘積有關。在測量光源選定之后，對濾色片的選擇同樣對測量結果有影響。在一般情況下，一部密度計使用紅、綠、藍濾色片進行色密度的測量。這種用紅、綠、藍光束所測定出的密度只是一個具體密度計所特有的，對于同一色樣，它所提供的讀數不能直接和另一部密度計所測的讀數作比較。如果用這種密度計在印刷車間檢測、監控墨量的均一性，只要所用的是同一種油墨，這種檢測就是有效的，這是因為同一臺密度計的紅、綠、藍三種濾色片的光譜是相互獨立的，能反映出不同顏色之間的屬笥差別。要確定黃、品紅、青印刷墨量的大小，幾乎用任何紅、綠、藍光測量的密度值都能進行比較，從而可以確定墨量的大小變化。但為了進行國際、廠際間的交流和標準化，必須對這類密度計作適當限制，并盡可能統一起來，因此，國際標準化組織和我國國家標準gb11501—89對三濾色片密度做了相應的規定，分別稱為“iso標準視覺密度”、“iso標準a狀態密度”、“iso標準m狀態密度”和“iso標準t狀態密度”等。
iso標準視覺密度也稱為亮度密度。因為人眼對等能量的不同波長的光具有不同程度的心理明暗感覺，這就是人眼的光譜光視效率v（λ）。視覺密度常用于直接觀察或通過投影觀察圖像黑度。這種除用于黑白圖像外，也適用其它類型的圖像，即使兩個圖像的顏色并不相同，也常要用視覺密度對它們的亮度作比較。在測量中，接收器的光譜靈敏度被高速到與人眼在白天的視感度相一致，因此，按標準視覺密度所測出的黑白圖像或彩色圖像的密度與人的視感度是一致的。
iso標準a狀態響應方式多用于印刷作業中對于灰平衡的判斷、顏色校正以及彩色正片、彩色幻燈片的透射光檢測等。
iso標準m狀態響應方式大多用于對攝影和印刷復制用的彩色照相材料的測量，因而常用這種密度響應方式來評價曬版用的各種膠片。
iso標準t狀態響應方式中，接收器的光譜靈敏度s（λ）不受cie光譜三刺激值的限制，不包含人眼顏色視覺生理因素和心理因素的轉換值。由于標準t狀態中光譜乘積是已知量，而未知量只有特體表面顏色的反射率r（λ），因此，具有相同反射率的色樣，用不同型號密度計所測得的標準t狀態密度應是相等的。
表3分別為a、t響應狀態方式下所測得的油墨密度值。
表3 a、t響應狀態下測得的油墨密度值
油墨名稱 t狀態 a狀態
ex—100 透明黃 y=1.4 y=2.25
ex—200 品紅 m=2.43 m=2.76
ex—300 天藍 c=2.72 c=2.68
fs—sps 透明黃 y=1.42 y=2.33
fs—sps 品紅 m=2.45


近期諸多包裝印刷企業登陸新三板
印刷圖像色彩測量的三種方法
印后表面應該如何處理
世界印刷大會與Intergraf會議在西班牙巴塞羅那召開
三大常見的噴墨打印機噴頭
金典GD-50觸摸式檔案憑證裝訂機
膠印機印刷厚紙板的輸紙調節體會
關于色彩管理ICC曲線的通俗理解