紙張光學(xué)特性對(duì)印刷圖像再現(xiàn)效果的影響

李玉梅 崔曉萌 劉傳杰

紙張是最常使用的印刷承印材料，特性包括物理特性、化學(xué)特性和光學(xué)特性，其中光學(xué)特性對(duì)彩色印刷圖像的再現(xiàn)至關(guān)重要，會(huì)影響圖像的階調(diào)層次及色彩再現(xiàn)范圍。所以，明確紙張光學(xué)特性對(duì)彩色印刷圖像再現(xiàn)的影響，有助于操作人員優(yōu)化生產(chǎn)過程和制定相應(yīng)的工藝參數(shù)，從而保證彩色印刷圖像的色彩再現(xiàn)效果。

本文對(duì)紙張樣品的白度、不透明度和色度進(jìn)行了測(cè)試，模擬數(shù)字噴墨印刷過程進(jìn)行印刷實(shí)驗(yàn)，并對(duì)噴墨打印過程進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化色彩管理，對(duì)印刷標(biāo)準(zhǔn)版進(jìn)行測(cè)量來反映彩色圖像的階調(diào)傳遞性及色域表現(xiàn)性，從而得出紙張光學(xué)特性對(duì)印刷圖像再現(xiàn)效果的影響。

實(shí)驗(yàn)設(shè)備與材料

實(shí)驗(yàn)設(shè)備：數(shù)顯白度儀YT-48，分光光度計(jì)X-rite I1 Pro2，數(shù)字噴墨印刷機(jī)Epson Stylus Pro 7880C。

實(shí)驗(yàn)材料：世紀(jì)虹彩K3水性墨水；5種噴墨打印紙，類型和定量見表1。

紙張光學(xué)特性測(cè)試結(jié)果

對(duì)紙張的不透明度、白度和色度分別進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量時(shí)每種光學(xué)特性隨機(jī)選取紙張的10個(gè)位置，取其平均值作為該類紙張的該光學(xué)特性的測(cè)量值，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表2所示。

從表2中可以看出，5#和1#紙樣的不透明度相對(duì)較高，3#紙樣的不透明度最低；1#和3#紙樣的白度相對(duì)較低，5#和4#紙樣的白度最高，超過90%。1#、2#和3#紙樣的明度L*值較為接近，4#和5#紙樣的L值相差較大；5種紙張的色度值a*、b*差異較大，1#和2#紙樣在視覺上接近白點(diǎn)，3#和4#紙樣在視覺上也接近白點(diǎn)，但有些偏藍(lán)，5#紙樣在視覺上呈藍(lán)紫色偏藍(lán)。

紙張階調(diào)傳遞性

比較5種紙張的階調(diào)傳遞性，其原色（CMYK）的階調(diào)色度值、二次色（RGB）的階調(diào)色度值、三次色的階調(diào)色度值的對(duì)比如圖1、圖2、圖3所示，經(jīng)過分析得到如下結(jié)論。

（1）在原色階調(diào)復(fù)制中，5種紙張的階調(diào)傳遞性不盡相同，其中只在C階調(diào)復(fù)制中傳遞能力較一致。1#和2#紙樣在整個(gè)原色階調(diào)復(fù)制中傳遞效果非常一致。

（2）在二次色復(fù)制中，5種紙張的階調(diào)曲線重合度比原色階調(diào)重合度高，只有5#紙樣表現(xiàn)出較低的階調(diào)范圍。

（3）在三次色復(fù)制中，膚色階調(diào)曲線中除5#紙樣外，其他紙張的階調(diào)復(fù)制性較一致，三色灰階調(diào)曲線中只有1#和2#紙樣的重合度較高。

（4）整體而言，1#與2#紙樣的階調(diào)復(fù)制傳遞效果非常接近，3#和4#紙樣的階調(diào)復(fù)制傳遞效果較分散，而5#紙樣偏離最嚴(yán)重，表現(xiàn)出較嚴(yán)重的階調(diào)壓縮。

紙張色彩再現(xiàn)范圍

由紙張光學(xué)特性分析已知，5#紙樣偏色嚴(yán)重，2#紙樣接近視覺白度；除5#紙樣外，1#紙樣的不透明度最高，3#紙樣的不透明度最低；除5#紙樣外，4#紙樣的白度最高，1#紙樣的白度最低。所以，我們?cè)诩垙埳蚍秶治鲋羞x取了3組代表性較強(qiáng)的色域組合進(jìn)行了分析。

1.1#與3#紙樣的色域比較

第一組選取1#與3#紙樣的色域進(jìn)行比較，如圖4所示，藍(lán)紫色是1#紙樣超出3#紙樣色域的部分，藍(lán)色為1#與3#紙樣色域的重疊部分，青色為3#紙樣超出1#紙樣的部分。色域空間大部分為藍(lán)色，說明1#與3#紙樣的色域空間較接近，差異主要表現(xiàn)在色域的青紫色部分，這說明3#紙樣再現(xiàn)的色彩更多，而1#紙樣在紅、黃、綠色部分的再現(xiàn)色域更多一些，且在亮調(diào)和暗調(diào)部分的再現(xiàn)性都優(yōu)于3#紙樣。

2.1#與4#紙樣色域比較

第二組選取1#與4#紙樣的色域進(jìn)行比較，如圖5所示，藍(lán)紫色是1#紙樣超出4#紙樣色域的部分，深綠色為1#與4#紙樣色域的重疊部分，翠綠色為4#紙樣超出1#紙樣的色域部分。色域空間大部分為深綠色，說明1#與4#紙樣的色域空間較接近。差異主要表現(xiàn)在亮調(diào)部分4#紙樣再現(xiàn)的色彩更多，暗調(diào)部分1#紙樣再現(xiàn)的色彩更多，而在明度上，1#紙樣在暗調(diào)、中間調(diào)的再現(xiàn)性優(yōu)于4#紙樣，但4#紙樣在亮調(diào)和中間調(diào)的色彩飽和度再現(xiàn)性優(yōu)于1#紙樣。

3. 2#與5#紙樣色域比較

第三組選取2#與5#紙樣的色域進(jìn)行比較，如圖6所示，粉色是2#紙樣超出5#紙樣色域的部分，玫紅色為2#與5#紙樣色域的重疊部分，紅色為5#紙樣超出2#紙樣的色域部分。2#與5#紙樣的色域空間差異較大，5#紙樣的色域空間明顯小于2#紙樣，暗調(diào)的表現(xiàn)能力也較差。但也有2#紙樣所不及的色彩表現(xiàn)，5#紙樣在藍(lán)色部分、中間調(diào)和亮調(diào)部分色彩飽和度再現(xiàn)較強(qiáng)。

以上3組再現(xiàn)色域的三維色空間兩兩比較，可得到如下結(jié)論。

（1）相比其他紙張，1#紙樣在明度上從亮調(diào)到暗調(diào)色彩表現(xiàn)豐富，3#紙樣的色彩再現(xiàn)范圍接近1#紙樣，但次于1#紙樣，僅在青紫色部分表現(xiàn)較多，4#紙樣在亮調(diào)部分的飽和度優(yōu)于1#紙樣。

（2）相比之下，5#紙樣的色彩再現(xiàn)范圍最小，整體色彩再現(xiàn)能力較弱，但5#紙樣也有其他紙張所不及的色彩表現(xiàn)能力，如在藍(lán)色部分的色彩飽和度再現(xiàn)性最優(yōu)。

紙張光學(xué)特性對(duì)印刷圖像的影響

1.紙張白度對(duì)印刷圖像的影響

5#紙樣白度最高，但有些偏藍(lán)，這是紙張自身偏色造成的；5#紙樣階調(diào)傳遞性和色域再現(xiàn)范圍都較差，階調(diào)壓縮嚴(yán)重，僅在中間調(diào)、亮調(diào)區(qū)域的藍(lán)色部分色彩飽和度的再現(xiàn)性優(yōu)于其他紙張。4#紙樣的白度高于1#、2#及3#紙樣，且無明顯偏色，在階調(diào)傳遞上4#紙樣與1#、2#及3#紙樣無太大差異，在色域范圍中，亮調(diào)和中間調(diào)表現(xiàn)非常豐富?？梢娂垙埌锥仍礁邔?duì)印刷色彩的亮調(diào)、中間調(diào)部分的表現(xiàn)越有利。

印刷時(shí)，操作人員對(duì)紙張?jiān)牧系倪x擇應(yīng)根據(jù)原稿的階調(diào)層次選擇合適白度的紙張，當(dāng)原稿階調(diào)層次以中間調(diào)或亮調(diào)為主時(shí)，應(yīng)選取白度較高的紙張，以免造成階調(diào)層次的損失和壓縮。

2.紙張不透明度對(duì)印刷圖像的影響

5#紙樣偏色嚴(yán)重，暫不討論，1#紙樣不透明度最高，階調(diào)傳遞性和2#紙樣相似，色彩再現(xiàn)范圍較優(yōu)，在暗調(diào)區(qū)域色彩再現(xiàn)豐富、飽和度高，在中間調(diào)和亮調(diào)部分表現(xiàn)良好，但2#紙樣的不透明度遠(yuǎn)低于1#紙樣。3#紙樣不透明度最低，但色彩范圍和階調(diào)傳遞性沒有明顯差異，可見不透明度在一定范圍內(nèi)對(duì)印刷圖像呈色效果沒有明顯的影響，即不透明度對(duì)印刷圖像呈色效果的影響不敏感，這可能是由于實(shí)驗(yàn)所用紙張不透明度都在合適的印刷范圍內(nèi)。

操作人員在選取紙張材料時(shí)，不透明度在適當(dāng)范圍內(nèi)即可，沒有十分苛刻的要求。但不透明度過低，印刷時(shí)紙張吸墨性高，易發(fā)生透印現(xiàn)象；不透明度過高，紙張緊密度大，油墨難以滲入紙張，易造成背面蹭臟現(xiàn)象，對(duì)階調(diào)傳遞性和色彩再現(xiàn)效果都會(huì)造成不利影響。

3.紙張色度對(duì)印刷圖像的影響

結(jié)合紙張L*a*b*值分析，5#紙樣有些偏藍(lán)，雖然其白度和不透明度都最高，但其階調(diào)傳遞性很差，尤其在印刷單色Y的階調(diào)傳遞上階調(diào)壓縮嚴(yán)重，色域范圍小，僅在中間調(diào)、亮調(diào)的藍(lán)色部分色彩飽和度較優(yōu)，這是由于紙張自身偏藍(lán)造成的。可見紙張自身偏色對(duì)印刷圖像呈色效果影響很明顯，紙張偏藍(lán)則在呈現(xiàn)藍(lán)色的補(bǔ)色黃色時(shí)，其呈色效果明顯變差，階調(diào)壓縮嚴(yán)重，色域范圍小。

針對(duì)這一現(xiàn)象，操作人員在進(jìn)行印刷選紙時(shí)，要避免選取偏色紙張。若無其他紙張可選，則印刷研究人員應(yīng)重新實(shí)驗(yàn)，確定適合該種紙張的灰平衡，重新制定印刷參數(shù)，以免產(chǎn)生不必要的浪費(fèi)。

不管是白度高的還是不透明度好的不偏色的紙張都做不到100%的色彩準(zhǔn)確再現(xiàn)，但是正確認(rèn)識(shí)紙張光學(xué)特性對(duì)紙張?jiān)佻F(xiàn)性的影響，可以根據(jù)客戶需求正確選擇紙張類型，以使印刷色域最大可能地呈現(xiàn)，從而提高印刷圖像的色彩呈現(xiàn)能力。