第十一節 照相制版印刷(photomechanical printing)
多數印刷影像及印紋表現,采取binary二元式的系統,以不是黑、就是白的表現方法,而影像中間色部份,并不是以油墨濃淡做為表現手法,而是以不同尺寸點陣的排列,產生濃淡的視覺變化效果。以精細微小的網點數組,在多數適當閱讀距離及視覺解析之下,是看不見網點的存在,這種表現技巧或手法稱為halftone半色調過網或半色調網點。在應用時由于網點非常細致,所以我們把半色調網點看成灰色或彩色的中間色彩。在彩色印刷時,我們應用c、m、y三原色的半色調網點來表現,由三原色的重迭網點或滿版表現,形成數以萬計的不同色彩及階調,由于印刷的油墨厚度及濃度,無法形成足夠黑色及暗部色調層次,所以彩色半色調印刷,除了cmy之外,又加黑色半色調印刷,以增加暗色及黑色地方的濃度及層次,形成多數的cmy+bk彩色四色減色法印刷體系。使用半色調網點印刷的版式有凸版、柔性版(樹脂凸版)、平版、凹版,在不同的印刷方式里,凹版是腐蝕方式或雕刻方式,其墨穴深淺也會代表墨色濃淡不同的層次,和平版不同的是,平版是每個點大小不同,但其印刷色濃度是一致的。今天越來越多的數字色粉成像、電子印墨成像,也采用半色調的濃淡表現方式,以得到較安定的印刷效果。精確角度排位,使用c青、m洋紅、y黃色三色半色調網點印刷于白紙上,可以產生r紅色、g綠色、b藍色的色彩,其間也用cmy三色重迭產生黑色的現象。今天所廣泛使用的電子掃描分色機,在1948年由hardy及wurzburg所設計,不過當時并沒有任何可支持計算的電子硬件軟件。所以1948年把掃描分色機轉成以連續版調不是過網模式,今天要的過網條件比以前容易太多。
左邊需要修整 右邊未修色
在印刷時網點漲大值是一個印刷再現上很大的變因,包括制程中任何一個程序上的變化,另外一方面是印刷機網點轉移的網點漲大變化,而紙張對油墨吸收、紙張纖維的毛細管吸墨變大尺寸,及紙張面的反射層深淺,這些多元問題,形成了網點漲大錯綜復雜的變因。各色油墨本身純度的不足,產生不必要濁度,另外一方面是濃度不理想問題,長久以來使用手工修色、中間修色片修色、陰片修色片修色、電子掃描機的電子回路修色,影像軟件的修色,都是想產生較好的色彩再現。而所有修影像或訊號,不論是光學或是電子訊號,在降低、減除原來不純色彩時,一種影像邊際不明銳的修色影像,或者是邊際較模糊的訊息,有助于提升原有影像或邊際的復制銳利度,這種叫做usm(unsharp mask不明銳訊號)的修色片或修色訊號,都有提升影像邊際的銳利度,因為一種很銳利修色片影像,往往會降低影像邊際的對比,也就是本來高低差是0.9濃度,現在用三分之一濃度修色片0.3,所以邊際差降低到只剩0.6使對比失去三分之一,會形成邊際銳利度下降,所以有usm修色片把其影像銳利度降低,形成usm不明銳修色片,這一來對新影像修色后的銳利度減損少,反倒比使用明銳影像修色片,得到更銳利影像。也就是本來0.9邊際對比,現在因訊號的模糊化,三分之一的修色片mask,有usm時在邊際地方只減去0.05~0.1的濃度差,而不是0.3的大幅減少,所以相對于整體版面對比,邊際訊號有更銳利對比再現。在電子掃描訊號的usm使用,也就是在掃描時直起直落很高對比訊號,掃描后變成較和緩的斜線式訊號,因為掃描光孔如螺旋狀掃過,形成訊號無法從有到無、從無到有像切割式馬上一變過去,而是一格一格逐次由一邊往另一邊變化移動,形成沒有絕對馬上變化的灰色地帶,所以usm訊號是把更大光孔掃描訊號倒過來,讓白色到要進黑色時候,白的訊號更白、到黑的時黑的訊號更黑,使邊際有更大的對比,以彌補訊號斜線軟化的缺陷。以電子訊號來說除了usm手段之外,更可以將伽瑪r值階調加以調高,使整體畫面對比更大,得到更銳利有精神的畫面。但邊際本來就緩和模糊的地方,畫面無法提得起精神來,因為邊際訊號差距小所以分不出來。很多人把usm調節當成萬靈丹,每一次都加得很大,整個影像邊際輪廓會變得比較清楚一些,但是形成很多黑線、白線縱橫交錯,畫面常常失去前后遠近感的表述力,而成為幾乎完全平面的浮雕效果,得到銳利度是假的,整個畫面本來是想以平面二維來表現三維立體空間現象,也成為只有表現二維現象而已,所以usm適度使用即可,否則成了過度比不及更糟糕的現象發生。
掃描分色影像 可做不同影像變化效果
gcr(grey component replacement灰色置換)是一種分色可用手法,把cmy三色相混和形成的濁度、灰色、暗色地方網點百分比,全部或一部份百分比用黑色網點加以置換,形成減三色墨而增黑色單色墨現象,可以使迭印油墨量百分比降低,并減少油墨干燥時間、減少沾黏、減少油墨使用量及成本,印刷速度也可能提升,連套對及印紋銳利度也可能提高。除了gcr全面性置換之外,也可能使用從40、50%中間調以后,才做灰色置換的ucr(under color removal),來做為取代gcr大部份的功能,而不影響亮部用三色或四色網構成較綿密網點紋路的細致質感,所以gcr的用途和ucr有若干不同地方。一部電子掃描分色機被用于照相復制印刷業,使它很容易利用usm調節影像明銳化作用、gcr或ucr中性色或暗色調置換系統、tone reproduction版調再現調節作用、以及不希望色消除及色彩的再現飽和度調節等功能,這都集中在電子裝置上做種種復制調節機能,而不必花費很大的成本下,完成很高品質的彩色影像復制作業,★筒式掃描分色機,借重掃描接收頭極細小的光孔,接收彩色影像訊號,分別以rgb三色濾鏡濾出三種訊號強弱,供后方photo cell的光電倍增管接收,這種射線真空管,可以將微弱光訊號放大到數萬倍之多,供電子回路做影像、版調、層次及色彩再現的組合調節,在小光孔外方有大一些的光孔,這不明銳usm訊號用來和主訊號比對,做出不明銳的訊號以反轉來提升主訊號的銳利度,有些可變化usm訊號光孔的高級掃描機,可設定usm效果如線條寬幅、起始點到色彩對比選擇變化也有可能,這是目前多數低階★筒掃描機、平臺式掃描機到數字相機所無法辦到的高級調節效果。而這些主要影像訊號,加上明銳調節效果復合之后,以形成c、m、y、k四色分色片的直接雷射曝光網點分色片,一般至少要以12×12的激光束,來形成一個1%至99%的網點比較合理,也就是150線網點,要以6道光束做1800dpi的成線,以左右掃兩次及前后電子訊號曝光來控制1800dpi輸出,換成120線,就只要1440dpi如此速度上可以快20%成像,反之200線要2400dpi去成像,曝光增加三分之一的時間。新一代的ctf底片輸出機、ctp直接計算機印版輸出機,在商業印刷大多以2400dpi上下做輸出,所以正好有最高到200線/吋的網點輸出,在報業就用1200dpi,輸出到120線/吋的網點,有一點勉強。在ceps高階計算機組頁系統,使用的全部是點陣檔來操作,只有黑白檔案比較小之外,其它彩色影像文件的檔案量很龐大,須透過迷你級計算機做版調、色彩及形狀變化調節,去外型、影像組合,噴修、色彩變化,ceps為印刷的彩色影像設計應用開創一條嶄新的路,但設備昂貴、效率不高,加上ceps出現時計算機功能效率不足,計算機內存的儲存空間也很難對應,所以在1990年代初,有文字處理能力dtp,以微型個人計算機為主的組頁方式、加上ctf底片輸出機的發展,逐步把ceps取代掉,形成今天全面dtp化的時代,其開放性系統架構下,繪圖軟件、組頁及編輯軟件,加上影像王牌的photo shop在第三版之后,成為印刷界所能接受的品質輸出,在今天photo shop不只在印刷設計上使用,在電影、電視、影像創作上,都是不可缺的軟件工具,早期是以小尺寸ctf輸出兩頁再用人工拼組大版付印,今天大尺寸輸出印刷用的整版底片,多用 ctp把完全組頁好頁面整版輸出,完全不用底片,在流程、材料節省、人力節省及品質提升上有很大助益,同時在環保減廢,不用銀鹽底片上也是有很大益處。彩色打樣方面,今天使用ctf或ctp已全部數字化檔案做輸出,韓特教授提到的使用色膜的柯達singnature、dupont的cromalin柯瑪琳打樣、3m的matchprint或使用色膜層重迭color key打樣,現在除很大量印刷之外已少人用,因為它們可打在真正印刷紙上,做轉寫式彩色印紋出現。打樣的定義是給用戶事先一個樣張,指引出未來印刷品將成為什么樣的樣本,最好打樣是針對印刷成品長得一模一樣最好,wysiwyg是組合what you see is what you get,中文定義為「所見即所得」,不要有偏差之意。今天大家多使用噴墨方式來打樣,所以使用的紙張必須合于噴墨條件的表面處理過紙張才行,而使用連續調打樣很漂亮,卻和印刷成品不一定能吻合,所以在打樣的rip解譯也會像印刷品一樣,使用抽點方式打樣,效果會比較逼真。使用色粉打印機來打樣也不失為一種好方法,因為以2400×2400dpi解析的色粉打印機已出現,若改用色粉打印要做150線、175線及200線網點輸出都是可行的。在印刷是流行150線在一般商業印刷、175及200線在較精細商業印刷,300線、400線在極精致高級彩色印刷,一般都是使用工整規則性排列網點,以網點百分比表現濃淡方式,有一種不同的是以不規則性、點的疏密程度表現濃淡層次的fm調頻網,也有人稱為random隨機網點法,可以比2400dpi輸出的175線、200線有更高解析力,更達到300線左右解析,同時不用擔心像電扇網、冷氣格紋、腳踏車輪支架鋼條影像很容易發生錯網現象。在遠距打樣分成hard copy噴墨及打印方式,也有人使用crt或lcd屏幕做soft proof軟打樣,其中仍有相當大的差距存在,首先以解析力來說:crt老式陰極射線屏幕很有限、lcd液晶屏幕同樣很有限、印刷品則有較高解析(如2400dpi)。白亮點色溫:crt d65(50)或d93、lcd d65(d50)或d93、印刷品以d50判斷或其它光源。色域產生:crt熒光材料接受電子射線發出光譜色域、lcd rgb以濾鏡發色、印刷品紙張和cmyk印墨中的顏料。色彩產生方法:crt rgb加色法、lcd rgb加色法、印刷品cmyk減色法。背景光源環境需求:crt及lcd、tv電視要稍暗,屏幕平均就可、印刷品一般環境平均即可。白色部份照度:crt平均150/m2燭光左右、lcd 500/m2燭光、印刷品由稍暗到非常強的照明條件下皆可。動態濃度范圍:crt要看周圍的光度而變化、lcd比crt較少的動態濃度范圍、印刷品要依光澤度的反射及光源視角之間的關系而定。在這里韓特教授說彩色影像印刷,各種紙張會產生很大不同的濃度范圍變化,在亮面銅版紙因有涂布層關系,油墨吸收少,而且表面反射烘托下可達到1.6的濃度域,粗糙的非涂布值就可能只有1.2濃度值,而報紙又更低。(編者按:依韓特教授列舉使用crt及lcd屏幕要和印刷品做軟式打樣比對時,在影像、文字分辨率上有相當程度差距,而電子軟打樣可局部格放方式,能看到更細部情況,做分辨率的彌補。有關色溫仍可理解范圍內,而且人眼可自動調整認定白點能力。使用rgb發色加色法表現和使用cmyk在白紙上印刷是兩者有極大的差距,使用屏幕做軟打樣檢視的人,一定要有兩者差距置換能力的素養,否則不能預期有什么樣的影像效果會印刷生產出來。環境對屏幕判斷對比有所影響。在屏幕上對比是可調的,在調節之后就固定下來,而印刷品視角及紙張吸墨性有較大的變化,所以要有這樣的理解下,做軟打樣差距認知才會少,得到較理想軟式打樣的評價)。另外編者的感想注1:屏幕打樣案例及硬打樣和印刷成品雙方認知的默契例子。
第十二節 數字打印科技(digital printing technology)
四色色膜300dpi熱轉寫成像機
數字打印影像有很安定的畫素再現描述性,但版調階段卻有不足的現象,使用輪廓技術來降低色階不足的現象,是目前科技應用方式。使用雷射成像技術、熱色膜移轉成像技術、熱色臘移轉成像、熱臘噴墨技術、各種噴墨技術、dithering抖動式小點法等,其中也有隨機的error diffusion技術等,產生不同的色階表現方式。在掃描輸出系統上,使用很微小的成像點,做不同的排列成為色階影像,在印刷界用的有12×12的點陣檔,產生良好的階調,使用10×10的10µ曝光點,以產生極細小的打印點子,而在使用合宜分配下,可以產生極好的100個階調出來。而版調再現也涉及網點的漲大現象,其中包括機械性的網點漲大,因為壓力轉移或蠕動產生網點印紋的漲大,另外是光學性漲大,一部份是油墨、印墨吸收于媒材表面的擴張滲透效果,另外一部份是媒材本身的反射面深淺的問題,若只從媒材表面100%反射就不會涉及光學網點擴大問題,若是半透程度越少表示從媒材表面淺層即能100%反射,光學擴散程度較少也比較有限,若是媒材本身透明度高,那么50%網點可能會判定成70~80%的網點表現,在數據上擴大40~60%之多,如果連媒材滲透值也一起加算的話,媒材的網點擴散值就加大很多的。對網點的解析,一般正常距離250線/吋也就是每mm十個網點,是一般人能解析出來最精細的網點。所以最高級印刷品以250線/吋印刷是最好的、175線高級印刷工作、150線中級印刷工作、100線印報輪轉平印、65線凸版印報品質。最早雷射打印設備,以單一的雷射,使用條狀多面鏡高速移動分布光線,每一面鏡在旋轉移動可反射形成掃描全幅的掃描線,當掃描完成后,次一片面鏡同樣來轉動中產生另一條掃描線并排,以這樣一個面鏡旋轉反射成為一條,使雷射光點變成一條掃描線,并排一條、一條這樣連續并排成為一個全幅面掃描成像面,而雷射光掃描成像在opc有機光導體的潛像,形成可以被toner色粉顯影出來,移轉到紙面再進行烘烤固化成為雷射打印影像來。這些數位式免底片打樣中,有1.色膜雷射曝光,形成半色調網點,在顯影后移轉在要印刷的紙張或媒材上面,由于雷射可達2000dpi,所以3m的matchprint也可達200線的輸出。熱色膜轉寫法有柯達approval,它和3m matchprint不同,是以雷射光熱作用,把色膜上顏料層熱轉移到中間轉寫片上,然后才轉移到印刷媒材,這種工程不用顯影,分辨率高達2000dpi,供高級打樣使用,而這種數字打樣依照rip解譯,形成多元化網點形態。2.熱色膜轉寫,直接在媒材上形成300dpi的變化尺寸印紋點,采四色重迭色點,做為連續調色彩再現,這種方式目前幾乎沒人使用,因為無法形成印刷網點,而且300dpi四色均為90°角直排色點重迭在一點上發色,以避免網花出現,在視覺上仍然可以清晰看見影像,但在細字上300dpi解析仍然有十分不足之處。有柯達desktop proofer、杜邦cromalim 4 cast,但柯達的打樣可打出橙綠等特別色,另外白色、金、銀色箔熱打樣也是一大特色。3.噴墨打印打樣,目前以epson的stylus六色打樣,使用s-1000、s10600及s-9600、9800、7600等機器,后三者高達1400×2880dpi,要構成印刷品的抽點十分相宜,比較弱的是打樣用紙除光面、雪面之外,要和印刷用紙相匹配,或直接像轉寫色膜法用印刷紙打樣是不可能,其它hp、canon、agfa、encad也有這類噴墨打樣在市面。早期iris公司的300dpi重迭連續調噴墨點打樣方式,是一種很高水平的打樣,使用每一個墨點以大小不同尺寸表現印紋的濃淡方式,除了并入scitex的iris噴墨之外,也有3m的digital cromalin也有相同設備產品系統。不過連續調噴墨在版調上形成很豊厚的調性,和印刷用半色調并不相似,這也是將來交貨客戶比對打樣后,對印刷品不滿意客訴的一個痛腳。dtp系統所完成數字頁面信息文件的畫素,可以用印刷表現方式,也可以用不同手法在彩色相紙、彩色膠卷、化學沖洗的連續調來呈現,像使用精細crt彩色陰極射線管,可以將彩色頁面的數字影像文件顯示,并聚焦在小尺寸彩色幻燈片上做rgb曝光。使用rgb三色雷射光做彩色相紙曝光,如富士pictrography,它也有轉寫的手續。其它有dmd數字微針點的反射調光影像法、
幻燈片.屏幕.打印機.打樣機.雜志紙.報紙的色域表現不同
lcd液晶屏幕曝光、led的rgb條狀及面狀點的排列rgb曝光、light valve使用光纖及壓電的光路控制方式或液晶的i/o控制來做rgb彩色曝光于照相感光媒材上,這是多元影像形成的方法。電子照相影像形成打印科技,是辦公室自動化、快印店到無版印刷數字打印的重要手段工具,除多數為色粉顯影成像之外,也有indigo的電子印墨、xerox i gen 3的膏狀印墨。在成像受光顯像主體是opc(organic photo conductor)有機光導體,最早是金屬★筒,后來形成多元化的導帶或其它成像形態,opc在清潔后進行正電荷充電,然后使用雷射光或led光(二極管雷射排列組)加以曝光,因為光線的負電荷中和了非印紋地方的正電荷,這個光的訊號是依各色版印紋1 bit數字文件控制下,進行曝光作用來形成,所以一旦曝光之后殘留正電荷印紋部份,會與色粉或其它顯色劑的負電荷作用吸附,把顏色留在帶正電荷部份,然后轉移到被印紙張、媒材上面。這種打印作用和印刷不同的是,印紋是依頁面1 bit tiff檔隨時在改變,而且隨印隨消去,就算印100張也要一百次成像,第二是沒有必要整個打印頁面同時出現,只要一段一段顯現,就算圓周只有15公分長的成像★筒,只要檔案夠大,理論上要打印十公尺長或者是五十公尺長圖案,都是可以的,而且沒有任何接縫出現。使用雷射光曝光的是以多面鏡旋轉,每一面鏡在轉動下形成一條掃描線(也有多雷射出現,可形成多條掃描線),目前已有2400×2400dpi的高解析雷射打印設備出現,可以輸出am200線或fm調頻網點。使用雷射成像科技的有canon、xerox、hp、泰克、柯達、indigo。使用led的是以排狀600dpi橫跨整個畫面,如果寬幅12吋(305mm)就要有7200個led數組成像,像xeikon使用led可達到175線,主要是每個led都含有3bit=8階段表現力,才能有更好解析,océ及日本沖oki電氣也是使用led數組成像。今天每分鐘能打印100張a4以上彩色打印設備,越來越多元,而色粉成本也降低不少,在網絡能力上及大量生產時效和成本上也是有新的利基點。柯達色膜熱感法雖然只有300dpi,但每一個點尺寸大小變化出更好階調表現,而且色膜使用凹印色濃度穩定性較好,另外300dpi熱臘色膜轉寫法只提供0~36種階調,不適宜做彩色打樣用。在dithring科技上提供0.3mm的巨大方型點,共有50線的方塊點,所以不是很能接受的品質,改成隨機網點之后解析力有所改善(并沒有再發展)。噴墨打印方式有三種,1.壓電式。2.熱泡式。3.連續式噴墨。第三種連續式噴墨少用于影像形成。1.壓電式是使用晶體管受電流來驅動墨室內閥片位移,產生壓縮墨室的噴墨現象,而現在電流控制下多元墨點大小可以呈現,改變同一墨點統一解析力的現象,而且不挑各種墨水,水性、油性、環保溶劑到uv或熱臘皆可成像,也可在其它光電、電路板、半導體產業應用,為了好的品質精細墨點及更高輸出效率,每一組作用噴嘴數從數千到數萬點都有,才能符合又細又快的期待。2.熱泡式在墨室內裝有電阻,通電之后水墨中的水份,瞬間加熱至350°~400℃高溫產生快速膨脹水蒸氣為動力,從噴嘴中送出墨滴,如此周而復始每秒可作用12,000次左右,而熱泡式噴頭壽命短,而且必要使用水性噴墨,否則無法穩定氣化產生噴印效果,像英國xaar的壓電式噴頭,不再采取往復唧筒式加壓方式,而是閥片兩邊以蛇行由墨頭后方推擠印墨向前噴出,十分俱有墨點尺寸控制力,是嶄新的科技。在不同噴墨方式,提供不同色域印墨,而且6色、7色或是以6色cmyk+lc淡藍、lm淡紅,以及rgb三色,加上有光澤無光澤黑色,另選兩個熒光色,可噴列12色的系統,也逐步在提升噴墨色域表現范圍。在噴墨打樣也可用icc profile去做再現色域特性調節,以因應多元紙張如銅版紙、雜志紙、報紙色域再現的變化,色彩是人類從視覺上接受最多元也是最大量訊息,其中變化及科技進步也非常多元,韓特教授兩天的廣泛演講可說「道貫古今」,是難得一次色彩學的大師講座,由于受課者本身所限未能更明析載錄,在此致歉意。
編者:韓特教授在講義上有很多演算色彩再現或頻譜分布的程序及演算方法,大多屬于色彩相關研究開發階層的人使用,一般使用者購買色彩再現、影像調節、影像的色彩管理軟件,已附在其中,本文不再引述。
注1:屏幕打樣和印刷品之間有人性接口必要性, crt影像顯示不佳的案例仍有某些參考價值,在1990年向英國買入一部帶有彩色屏幕顯示掃描影像再現的crosfield 656m掃描機,對于操作者能事先在屏幕上看到預掃描的加色法彩色影像,對版調、色彩設定調節有相當助益。這比沒有屏幕只用按鍵調節及led顯示濃度、網點屏幕數據做點的判斷,有整面影像要比單點的判斷好很多,但用五年后crt屏幕損壞了,在市面找不到同樣低頻訊號輸入的屏幕,最后找到恰好是一倍頻率接收屏幕,影像是能出來但是很暗,也「勉強」看著在使用,每一次到分色房,操作者直抱怨這個屏幕顯像亮度不足希望換一個,可是老電子零件實在找不到,既然那么不好不如拿掉,就像一般掃描機只在led小顯示盤看各點量測數據判斷,這位操作的人馬上說:「不行」,雖然影像太暗不準,但好歹有一個整面光影顯示依據,大概知道在屏幕上什么色代表印出來網點百分比熟練之后,也就可湊合著用,一旦拿走了就連一個要用腦筋轉換不佳的整體影像也沒有。這個現象在說明,使用加色法屏幕看軟式打樣,雖判斷不算準確,但有和與減色法印刷品差距上的認知,才能預期將來再現色彩,這才不會出現有太大的認知誤差。就算真正用打樣機打樣或是數字打樣,這種落差仍會存在,只是印刷品買賣雙方對差距的寬容和認知,也將是決定生意是否能持續的基礎,一般而言,使用軟打樣看樣客戶,是已十分信賴印刷廠的再現品質才能進行。等而下之,使用icc profile做cms色彩管理,在印刷公司數字噴墨打樣機做打樣輸出,同樣在遠程客戶端也準備同樣打樣機,做好同一色彩校訂輸出之后,兩地的遠距打樣是十分可行的,只是cms色彩管理校訂周期,不能超出兩個月以上,壓電式噴墨因噴頭及外界溫度變化穩定性高,是首選機種。熱泡式則會因噴頭狀況、溫度高低,在噴列效果上有較大的起伏。
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