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专⾊油墨光谱配⾊算法的⽐较与分析

Publisher: Administrator    Date:2022-08-03

    在包装印刷⾏业蓬勃发展的今天,采⽤独特的⾊彩应⽤可以给⼈留下深刻的印象。如今仅凭四⾊叠印的⾊彩已不能满⾜市场发展的需求。专⾊油墨因其本⾝所具有的特点,不仅可以复制出⽐四⾊叠印更为⼴泛的颜⾊,更好地展⽰产品丰富的⾊彩,⽽使其应⽤范围更⼴泛。专⾊油墨在提⾼印刷速度与印刷质量的同时,还可以保证⾊彩再现的⼀致性,具有防伪的效果。因此,专⾊油墨的调配就成了⾮常重要的⼀个环节。计算机配⾊系统的基本思想是将印刷⽣产上所需油墨颜⾊数据,预先储存在计算机中,通过配⾊仪器测量出颜⾊“标样”的反射光谱并将其输⼊计算机建⽴配⽅⾊样的基础数据库,然后应⽤数学配⾊模型计算出配得与⽬标⾊相同颜⾊的近似⾊料配⽐,最后根据近似⾊料配⽐获得颜⾊与实际样品的差别来修正配⽐,从⽽达到预定配⽅的⽬的。⽽且,计算机在输出配⽅的同时,可将配⾊计算的结果(即所配混合⾊的KS)存⼊计算机,因此提⾼了剩余混合⾊油墨重新利⽤的可能性。计算机配⾊由于其众多优点越来越受到关注。

    为解决专⾊油墨配⾊问题,研究者相继提出相关理论,建⽴了许多配⾊⽅程式,如钮介堡⽅程式、蒙版⽅程、
Kubellka-MunkK-M)理论、复频谱⾊度理论等。其中Kubellka-Munk理论是最常使⽤的配⾊理论。较早应⽤于油墨配⾊的模型是钮介堡⽅程。该⽅程根据⾯积元假设和⾊元值建⽴,即利⽤印刷品某处各⾊油墨⽹点⾯积率的⽐例,计算出该油墨⽹点经“并列”与“叠合”后所形成的混和⾊的三刺激值XYZ。但是由于光渗、套准精度、⽹线⾓度和⾊序等因素的影响,使得基于钮介堡⽅程配⾊模型配⾊精度很低。⽬前市场上成功开发了基于NOR⽅程组等相关数学模型的印刷三原⾊配⾊软件,可⽀持26种印刷复制条件,在印刷包装等专⾊复制领域得到了很好的应⽤。⾄此基于钮介堡⽅程的配⾊精度得到很⼤提⾼,在⼀定的印刷复制条件下,复制的⾊差值为4~6个⾊差单位时,按归⼀化⼆次曲线回归⽅程进⾏配⾊,95%的颜⾊能够得到忠实复制。如⽬标专⾊超出四基⾊油墨所能再现的⾊域范围时利⽤钮介堡⽅程配⾊,配样与⽬标样的⾊相偏差很⼤。原因是钮介堡⽅程建⽴在⾯积元假设和⾊元值假设基础上,与专⾊油墨的模型完全不同;此外没有考虑墨层厚度、测⾊背景等因素,即模型中没有直接或间接计算影响专⾊的相关参数。

    三刺激值配⾊法⼜称为有条件配⾊,其基本原理是基于
CIE⾊度学系统使匹配⾊与标准⾊的三刺激值的差别达到最⼩。基于三刺激值的K-M单常数和双常数配⾊理论。考虑到油墨颗粒的粒径⼤⼩及其分布对散射系数由重⼤影响,当颜料的吸收系数和散射系数均不可忽略时应⽤双常数理论,故专⾊油墨配⾊应选⽤双常数配⾊理论。再次基础上,⽤最⼩⼆乘法建⽴具体配⽅的表达式。在研究三刺激值与浓度之间的关系时,假设其关系为线性,但是受到Kubellka-Munk⽅程的限制,两者的真实关系是⾼度⾮线性的,故所得的初始配⽅是⼀个⽐较接近,但并不完全匹配的油墨⽐例,需进⼀步迭代改善,但三刺激值法配⾊法⼜条件限制:必须使照明体、观察者和测⾊仪都相同,否则会引起⾊差。

    基于蒙版⽅程配⾊模型在配墨中的研究,分析蒙版⽅程计算出的配⾊⽐例有较⼤的误差,其主要原因是蒙版⽅程是假定在油墨叠加性和⽐例性成⽴的基础上。为了得到更为精确的颜⾊配⽅,可以利⽤数学⽅法对蒙版⽅程进⾏修改,如回归分析法。研究者利⽤
C++编程语⾔和MySQL数据库成功开发了基于蒙版⽅程的计算机凹版专⾊油墨配⾊软件,利⽤该配⾊软件得到的配⽅⾊样与⽬标⾊样的⾊差已符合国际要求的合格印刷品的⾊差范围。中国印刷科学技术研究所提出了基于复频谱⾊度理论的油墨配⾊技术,推导出由光到⾊的纯物理概念复频谱⾊度计算公式,该理论是从光的波动性和量⼦性出发,依据神经信号的积分变换公式、电磁波的波动⽅程,以及爱因斯坦的光⼦动量公式。基于复频谱⾊度理论配⾊法与其他的配⾊模型不同,复频谱⾊度理论配⾊法没有⼈的视觉参与,完全是物理性的理论推导,没有考虑颜⾊评价的⼼理因素,其适⽤范围有⼀定的限度。⽬前已开发了基于复频谱⾊度理论的配⾊系统,以企业⾃建⽴基本⾊油墨数据库为主,通过对⽬标⾊的测量,结合⽤户基本油墨信息,可提供多组配⾊⽅案。

    
McGinnis研究了基于光谱匹配法的配⾊模型,该⽅法使配⾊产品的光谱反射率曲线(或光谱K/S曲线)与实际样品差别达到最⼩,以此来实现配⾊。这种配⾊的结果⽆论何种光源照明,观察者是谁,产品的颜⾊总是与实际样品⼀样,这是⾮常理想的配⾊,也是⽬前计算机配⾊的基本⽅法之⼀。⽽实际上,物体不同波长处的同等⼤⼩变化,所引起的颜⾊感知变化却有明显差异,因⽽应该对不同波长给予不同权重的匹配,⽬前国内外不少学者提出了多种权重因⼦。王昌喜,周丰昆,王乐新研究全光谱⾊差型权重因⼦计算机配⾊⽅法时,提出多重权重因⼦。引⼊的权重因⼦考虑了可见光区间内不同波长光谱对颜⾊视觉的影响。光谱匹配法具有在不同照明光源下综合视觉匹配的特点,并能反映视觉匹配的差异,它为实现计算机配⾊提供了⼀种全新的⽅法,并逐步得到⼴泛的应⽤。

    由于光谱数据是计算颜⾊的最基本数据,它反映了颜⾊特性,因此,通过光谱数据的计算和分析,可以探知油墨在印刷过程中和相互叠印后的⼀些特性,利⽤光谱的计算和分析进⾏计算机配⾊,⼤⼤提⾼了配⾊的精度。从⼼⾥⾓度评价,能有效提⾼专⾊油墨的配⾊质量,所以基于光谱配⾊法今后将会有更⼤的研究空间,⽽实现真正的⽆条件配⾊是光谱配⾊的研究⽅向。
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