印刷灰色平衡控制法则之研究(上)

摘要
印刷品质的提升需要建立数据化的观念，如此一来才能控制复制品的稳定性。灰色平衡的测量，往往是用来判断复制品是否偏色的重要依据，所以灰色平衡数据化必能够提升印刷品的品质以及稳定性。而数据化的灰色平衡控制法则，就是本研究所要讨论的。
一、前言
灰色平衡在进行彩色复制时，是判断复制的重要依据。彩色复制后以浓度计测量而言，三原色各墨量相等迭印，达到中性灰色。中性灰色产生偏色，人们很容易察觉，因为人们对于灰色特别敏锐。当原稿经过复制后，他的中性色和和复制品的中性色数值相同，那么彩色复制的色相平衡可以算是正确。所以彩色复制人员把灰色部份当作色彩迭印时是否偏色以及印刷品质的参考依据。
由于黄，洋红，青三色的油墨都含有除了本身之外的杂色，所以不能以相同的浓度油墨迭印去得到你想要的浓度。因此为了使印刷品不产生偏色，就必须找到适当的迭印三原色的各个浓度去达到灰色平衡。而彩色复制过程中，灰平衡的主要控制工作就是控制三原色的网点的面积大小，而不是油墨量厚度来决定的，以不同大小的三原色所迭印出的灰色，为求其是否灰色平衡，需以浓度记测量灰色色块，当清，洋红，黄的浓度数值相同时，即已达到灰色平衡。
因为印刷厂中有许多不同的油墨，不同油墨所组合出其三原色的网点大小就可能不同，更别说在不同的环境下，或者不同得需求及条件下所产生的误差。影响灰平衡的因素包括墨量、纸张、网点面积、、、、、、等等，而求取平衡值需应用到ｃｉｅ均匀色彩空间以及色差公式。所以本文希望能整理一些求取灰色平衡浓度值的方法，把这些方法作详细的描述，并且比较这些方法的优缺点，以及其适用的环境，进而取得灰色平衡控制方法的法则。
二、理论基础
理论基础主要是方便读者了解内文，因此分成两点，一、名词解释 二、cie均匀色彩空间以及色差公式
一、名词解释
（一）.灰色平衡（gray balance）
彩色复制后以浓度计测量而言，三原色各墨量相等迭印，达到中性灰色。一般印刷时会加入黑版来增加暗部的层次。
（二）.彩度（chroma）
色彩具有的中性色成份，值越高，则越远离中性色；值越低，则越接近中性色。
（三）.色度学（colorimetry）
依据人眼视觉感应以测色的一门学问，它是一门涉及物理光学、视觉生理、视觉心理、心理物理等交叉研究领域学科的综合性科学。
（四）.cie表色系统（cie国际照明委员会commission international del' eclairage）
色彩的刺激及色彩的感觉是由光源（source）、被照射物体（attenuator）、观测者（detector），
此三要素构成cie表色系统的基本架构。
（五）.cie标准照明体（illuminants）
从光谱能量分布的立场来定义，它不一定能制成实体光源 ，以供人做视觉上的观色及色彩测量。
（六）.cie标准光源（sources）
由cie标准照明体制成实体来模拟其相对光谱能量来订正cie标准光源。
二、cie均匀色彩空间及色差公式：
（一）.cielab色彩空间：
cie采用了『1976 lab 色彩空间』简称cielab。
a：代表红 绿座标，正时为带红，负时为绿。
b：代表黄 蓝座标，正时为带黄，负时为带蓝。
l：为明度值，0为理想黑，10时为理想白。
（二）.cieluv色彩空间：
cie推荐第二个均匀色彩空间，『cie 1976 luv 色彩空间』简称cieluv。 u：为红 绿座标，正时带红，负时带绿。
v：为黄 蓝座标，正时带黄，负时带蓝。
l：明度。
（三）.cielch色彩空间
从cielab及cieluv推演出其它表示法，称为cielch（l c h°）
c ：为彩度
h°：为色相角度，代表色相
（四）.cielab色差公式：
（五）.cieluv色差公式：
三、 影响灰平衡的因素
一.墨量：
黄，洋红，青三色的油墨都含有除了本身之外的杂色，所以不能以相同的浓度油墨迭印去得到你想要的浓度，此为油墨的不纯度特性。而墨量的变动会影响网点的浓度，因此需对版面墨量予以管理，而管理墨量的方法是以印刷满版浓度来管理。
二.纸张：
因被印物的表面材质会有差异，所以被印物上的网点百分比会产生变化，通常网点会扩大。由于光线在透过纸张时会受到四个因素的影响：
（一）.油墨的吸收(absorption of ink layers)
（二）.第一表面反射(first surface reflectance)
（三）.纸张的反射(paper reflectance)
（四）.内部多重反射(multiple internal reflectance)
三.满版浓度(solid ink density-sid)：
所谓满版浓度就是指纸张上色料的最高浓度。即是以r，g，b三滤色镜去测量c，m，y墨的最高浓度值。当满版浓度超出一个范围时，网点扩大越厉害，及印刷对比越低。会导致画面层次减少，会使画面缺少立体感。
ds=-logrs rs=10-ds
ds:满版浓度
dr:满版印墨的反射率
rs:反射浓度
dr=-log(r)
印刷时，我们需控制满版浓度，在印刷的过程中，cmyk他们的满版浓度没有设定的话，则四色中有一种产生浓度差异都会是成品产生误差。印刷工厂设定一套固定的四个原色的满版浓度，则可以有效的控制灰色平衡。
四.网点面积(dot area-da)
（一）.底片网点面积(film dot area-fda)
fda=1-tt tt:平网底片透射率 dt:平网底片整合浓度
（二）.有效网点面积(effective dot area-eda)
eda=fda+(odg+pdg)
odg=光学性网点扩大(optical dot gain)
pdg=机械性网点扩大(physical dot gain)
（三）.实际网点面积(practical dot area-pda)
pda=fda+pdg
分色制版时，决定适当三色版网点面积，迭印上的适当网点面积视印刷条件而不同。 ps:优尔 尼尔生方程式a=pda，慕雷 戴维斯方程式a=eda
五.迭印：
减色法中的三原色黄，洋红，青的三色迭印的灰色部份无法与原稿相符，而且暗部缺乏反差，四色迭印中的黑墨可以使三色迭印增加其暗部浓度，还可以以灰部置换（gcr）的方式，降低成本，并更容易达成灰色平衡。但黑版的加入，会使反差降低，所以应依不同需求，来考虑是否使用。
依不同的复制品需求，黑版的使用形式可以分成三种：
（一）由于三原色墨所迭印的浓度不够，所以第一型黑版用来延伸复制品的最大浓度
（二）以第一型黑版为延伸，但增加ucr作用，使三原色的色墨会度仅达到某一层次；而增加黑版的印墨量，以取代迭印部份的三原色墨。
（三）全级数黑板，可分为两种形式，差别在于两者使用ucr。
六.网屏线数(screen ruling)
印刷品单位长度内的网点数，网屏线数越大，其印刷品表现越细致；网屏线数越小，则反之。网屏可分为玻璃网屏，接触网屏及字成网点软片，而是以接触网屏为主流。接触网屏的形状又分为链型网点及方型网点。
不同的复制品有不同的需求，所以许有不同的网屏线数，通常可以区分为：65.100.120.150.175.200.300(lines/inch)的线数。印刷的品质并不是网屏线数越大越好，因为网屏线数越细致，其网点扩大可能越严重。所以张浩泓先生的硕士论文网屏线数对灰色平衡之研究中就对不同的网屏线数所表现的中性色在灰色平衡做探讨。


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