印刷灰色平衡控制法則之研究(上)

摘要
印刷品質的提升需要建立數據化的觀念，如此一來才能控制復制品的穩定性。灰色平衡的測量，往往是用來判斷復制品是否偏色的重要依據，所以灰色平衡數據化必能夠提升印刷品的品質以及穩定性。而數據化的灰色平衡控制法則，就是本研究所要討論的。
一、前言
灰色平衡在進行彩色復制時，是判斷復制的重要依據。彩色復制后以濃度計測量而言，三原色各墨量相等迭印，達到中性灰色。中性灰色產生偏色，人們很容易察覺，因為人們對于灰色特別敏銳。當原稿經過復制后，他的中性色和和復制品的中性色數值相同，那么彩色復制的色相平衡可以算是正確。所以彩色復制人員把灰色部份當作色彩迭印時是否偏色以及印刷品質的參考依據。
由于黃，洋紅，青三色的油墨都含有除了本身之外的雜色，所以不能以相同的濃度油墨迭印去得到你想要的濃度。因此為了使印刷品不產生偏色，就必須找到適當的迭印三原色的各個濃度去達到灰色平衡。而彩色復制過程中，灰平衡的主要控制工作就是控制三原色的網點的面積大小，而不是油墨量厚度來決定的，以不同大小的三原色所迭印出的灰色，為求其是否灰色平衡，需以濃度記測量灰色色塊，當清，洋紅，黃的濃度數值相同時，即已達到灰色平衡。
因為印刷廠中有許多不同的油墨，不同油墨所組合出其三原色的網點大小就可能不同，更別說在不同的環境下，或者不同得需求及條件下所產生的誤差。影響灰平衡的因素包括墨量、紙張、網點面積、、、、、、等等，而求取平衡值需應用到ｃｉｅ均勻色彩空間以及色差公式。所以本文希望能整理一些求取灰色平衡濃度值的方法，把這些方法作詳細的描述，并且比較這些方法的優缺點，以及其適用的環境，進而取得灰色平衡控制方法的法則。
二、理論基礎
理論基礎主要是方便讀者了解內文，因此分成兩點，一、名詞解釋 二、cie均勻色彩空間以及色差公式
一、名詞解釋
（一）.灰色平衡（gray balance）
彩色復制后以濃度計測量而言，三原色各墨量相等迭印，達到中性灰色。一般印刷時會加入黑版來增加暗部的層次。
（二）.彩度（chroma）
色彩具有的中性色成份，值越高，則越遠離中性色；值越低，則越接近中性色。
（三）.色度學（colorimetry）
依據人眼視覺感應以測色的一門學問，它是一門涉及物理光學、視覺生理、視覺心理、心理物理等交叉研究領域學科的綜合性科學。
（四）.cie表色系統（cie國際照明委員會commission international del' eclairage）
色彩的刺激及色彩的感覺是由光源（source）、被照射物體（attenuator）、觀測者（detector），
此三要素構成cie表色系統的基本架構。
（五）.cie標準照明體（illuminants）
從光譜能量分布的立場來定義，它不一定能制成實體光源 ，以供人做視覺上的觀色及色彩測量。
（六）.cie標準光源（sources）
由cie標準照明體制成實體來模擬其相對光譜能量來訂正cie標準光源。
二、cie均勻色彩空間及色差公式：
（一）.cielab色彩空間：
cie采用了『1976 lab 色彩空間』簡稱cielab。
a：代表紅 綠座標，正時為帶紅，負時為綠。
b：代表黃 藍座標，正時為帶黃，負時為帶藍。
l：為明度值，0為理想黑，10時為理想白。
（二）.cieluv色彩空間：
cie推薦第二個均勻色彩空間，『cie 1976 luv 色彩空間』簡稱cieluv。 u：為紅 綠座標，正時帶紅，負時帶綠。
v：為黃 藍座標，正時帶黃，負時帶藍。
l：明度。
（三）.cielch色彩空間
從cielab及cieluv推演出其它表示法，稱為cielch（l c h°）
c ：為彩度
h°：為色相角度，代表色相
（四）.cielab色差公式：
（五）.cieluv色差公式：
三、 影響灰平衡的因素
一.墨量：
黃，洋紅，青三色的油墨都含有除了本身之外的雜色，所以不能以相同的濃度油墨迭印去得到你想要的濃度，此為油墨的不純度特性。而墨量的變動會影響網點的濃度，因此需對版面墨量予以管理，而管理墨量的方法是以印刷滿版濃度來管理。
二.紙張：
因被印物的表面材質會有差異，所以被印物上的網點百分比會產生變化，通常網點會擴大。由于光線在透過紙張時會受到四個因素的影響：
（一）.油墨的吸收(absorption of ink layers)
（二）.第一表面反射(first surface reflectance)
（三）.紙張的反射(paper reflectance)
（四）.內部多重反射(multiple internal reflectance)
三.滿版濃度(solid ink density-sid)：
所謂滿版濃度就是指紙張上色料的最高濃度。即是以r，g，b三濾色鏡去測量c，m，y墨的最高濃度值。當滿版濃度超出一個范圍時，網點擴大越厲害，及印刷對比越低。會導致畫面層次減少，會使畫面缺少立體感。
ds=-logrs rs=10-ds
ds:滿版濃度
dr:滿版印墨的反射率
rs:反射濃度
dr=-log(r)
印刷時，我們需控制滿版濃度，在印刷的過程中，cmyk他們的滿版濃度沒有設定的話，則四色中有一種產生濃度差異都會是成品產生誤差。印刷工廠設定一套固定的四個原色的滿版濃度，則可以有效的控制灰色平衡。
四.網點面積(dot area-da)
（一）.底片網點面積(film dot area-fda)
fda=1-tt tt:平網底片透射率 dt:平網底片整合濃度
（二）.有效網點面積(effective dot area-eda)
eda=fda+(odg+pdg)
odg=光學性網點擴大(optical dot gain)
pdg=機械性網點擴大(physical dot gain)
（三）.實際網點面積(practical dot area-pda)
pda=fda+pdg
分色制版時，決定適當三色版網點面積，迭印上的適當網點面積視印刷條件而不同。 ps:優爾 尼爾生方程式a=pda，慕雷 戴維斯方程式a=eda
五.迭印：
減色法中的三原色黃，洋紅，青的三色迭印的灰色部份無法與原稿相符，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濃度，還可以以灰部置換（gcr）的方式，降低成本，并更容易達成灰色平衡。但黑版的加入，會使反差降低，所以應依不同需求，來考慮是否使用。
依不同的復制品需求，黑版的使用形式可以分成三種：
（一）由于三原色墨所迭印的濃度不夠，所以第一型黑版用來延伸復制品的最大濃度
（二）以第一型黑版為延伸，但增加ucr作用，使三原色的色墨會度僅達到某一層次；而增加黑版的印墨量，以取代迭印部份的三原色墨。
（三）全級數黑板，可分為兩種形式，差別在于兩者使用ucr。
六.網屏線數(screen ruling)
印刷品單位長度內的網點數，網屏線數越大，其印刷品表現越細致；網屏線數越小，則反之。網屏可分為玻璃網屏，接觸網屏及字成網點軟片，而是以接觸網屏為主流。接觸網屏的形狀又分為鏈型網點及方型網點。
不同的復制品有不同的需求，所以許有不同的網屏線數，通常可以區分為：65.100.120.150.175.200.300(lines/inch)的線數。印刷的品質并不是網屏線數越大越好，因為網屏線數越細致，其網點擴大可能越嚴重。所以張浩泓先生的碩士論文網屏線數對灰色平衡之研究中就對不同的網屏線數所表現的中性色在灰色平衡做探討。


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