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通过优化油墨光谱反射率来拓展印刷色域

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作者:管理员。 TAGS:拓展,印刷,优化,通过,油墨,反射,
  引言 色域是色彩传递过程中表征颜色信息的重要参数,印刷机的色域是指由特定油墨和纸张经过此种印刷机印刷所能够产生的所有色度定义的颜色的集合。色域能够被很多因素影响,包括印刷机性能、油墨组成、纸张性能和加网方式等。在此,我们主要考虑油墨特性对印刷色域的影响。通常地,印刷行业主要采用四色油墨(CMYK)进行印刷,
这些基色油墨的特性决定了印刷的颜色空间。理想情况下,可以用CMY三原色油墨根据减色法原理实现所有的色彩复制。然而实际印刷过程中,油墨的光谱曲线与理想颜色光谱曲线差距较大,油墨叠印的二次色CM、CY和MY,以及CMY的显色效果,即蓝色、了彩色、红色和灰色,与理想颜色差距更大。普通四色油墨只能产生一个相对小的色域,这限制了复制的精确性。对于那些超出色域颜色的复制,需要定义好地颜色映射算法。也就是说,正是那些超出色域的颜色导致了复制精度的降低。因此,对于印刷中颜色复制来讲,常常需要一个较大的印刷色域。
  在照相领域,Ohta用计算机模拟方法对透射型彩色胶片和反转片中三种和四种成像染料进行了最佳组合,为得到最大色域优化了所用成像染料的峰值波长和分布宽度。进行了一系列研究为了寻找最佳组合三、四个染料在传输类型彩色电影和在反射式彩色相片由计算机模拟方法。Takayuki对染料型打印刷墨水进行了类似的研究,他利用对称和非对称三次样条函数通过调整墨水的峰值波长和光谱宽度得到最大色域。本文通过建立计算机优化模型,通过对现用三色东洋油墨的反射光谱曲线的优化,得到最佳彩色还原的色域。
  模拟印刷模型
  事实上,印刷品的呈色过程是一个非常复杂的过程,不能用单纯的加色混合和减色混合实现。印刷品的阶调层次是通过加网技术得到的,印刷油墨是以网点形式存在的。由于网点角度、大小不同,各色版套印后所呈现的色彩又分为网点叠合和并列两种情况。在研究中不考虑黑色油墨的作用,因为黑色油墨仅起到控制图像明暗的作用,对色彩没有影响,几乎不会改变印刷色域的大小。根据减色法呈色原理,C、M和Y油墨分别用来调节进入眼睛的B、G和R颜色光的数量,从而达到混合出理想色光的目的。
  油墨以网点的形式印刷在承印物上,形成了一定厚度的墨膜。因为油墨具有一定的透明性,光线进入油墨层的效果与穿过滤色片的效果基本相同,不同颜色的油墨选择性地吸收了一些波长的照明光,其它波长的光线穿过墨层被承印物(纸张)反射回来。各色网点的叠合相当于滤色片的叠合,各
[论文网 lunwen.nangxue.com]自分别吸收特定波长的光,形成混合色。不过当光线投射到承印物上时,还要被反射回来,在反射的过程中墨层对光线还将产生二次滤色。
  对于印刷过程,三种原色油墨(不考虑黑色油墨)的各项性能就显得尤为重要。三种原色油墨的光谱特性会直接影响到印刷色域的大小,原色油墨经过光谱上的优化后,新的油墨组合能够得到更大的印刷色域。实际操作过程中,为了得到最优化油墨组合去印刷和测量所有可能的油墨组合是不可能的。因此,需要一个模拟印刷模型来准确的预测用任意油墨印刷的光谱反射率。
  基于Yule-Nilson-spectral-Neugebaur方程和Kubelka-Munk理论,建立一种模拟印刷模型。
  众所周知的Neugebaur方程形式简洁,是计算印刷品和打印机输出颜色的基本公式,但原始的Neugebaur方程考虑的因素不够全面。经Yule-Nielson指数修正后的Neugebaur方程更为精确,它将光线在纸张内部的多次反射作用这一影响因素考虑在内,在Neugebaur方程中增加指数n。由于Yule-Nilson-spectral-Neugebaur方程的合理性和精确性,它被选作优化油墨的基本模型。
  对于印在高度分散的支持体(承印物)上的半透明油墨,Tzeng提出了Kubelka-Munk散射介质理论。Kubelka-Munk定律是分析色料混合物颜色最普遍的光学模型,它解释了印刷中油墨的颜料粒子对光的散射和吸收作用。Kubelka-Munk理论有它的三个假设条件,它们是该理论使用的基础。这些假设条件是:
  (1) 适用于不透明介质和半透明介质;
  (2) 膜层在水平方向沿二维方向扩展,光通量在水平地通过与之垂直的边缘时的损失与其山下进行的损失相比很小,可以忽略;
  (3) 只考虑在膜层中向上和向下进行的漫射光通过在膜层中穿过时发生的情形。
  在这篇文章中我们假定透明喷墨油墨会进入到纸基中,产生均匀的色层,因此可以选用Kubelka-Munk方程针对不透明样品的简化形式:
                    (1)
  式中R?是样品的光谱反射率,K
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