藍圖今昔

蘇更林

在人類文明的進程中，沒有哪一個著名建筑或工程奇跡能離開藍圖的指導和規(guī)范而憑空產(chǎn)生，這充分說明了藍圖的重要性。

藍圖的稱謂最初來源于一種藍底白線的工程圖紙，藍圖在許多時候也被賦予了更廣泛的意義，如計劃、規(guī)劃、希望等。那么，藍圖為什么是“藍底白線”？如今，數(shù)字技術的普及已讓藍圖繪制變得輕而易舉，甚至無紙化數(shù)字時代已經(jīng)到來，“數(shù)字藍圖”的未來圖景如何？

一抹深邃的“藍”，驚艷了設計師的圖稿

設計圖紙是伴隨著紙和墨的進步而誕生的，設計的歷史遠比圖紙的歷史長得多。設計圖紙是工程師智慧的結晶，更是跨學科交流的語言，其重要性不言而喻。

在藍圖誕生之前，手工繪圖不知延續(xù)了多少歲月，而圖紙的備份和復制則是一個無法解決的難題。拷貝圖紙需要設計師用手繪的方式重新在白紙上畫出來，這種方式的人力成本很高、效率極其低下，并且還容易出錯，因此無法滿足圖紙大批量復制的需求。

大約到了19世紀70年代，英國科學家約翰·赫歇爾發(fā)明的“藍印工藝”被應用于工程制圖領域。神秘的普魯士藍賦予了工程圖紙藍色背景和幽靈般的白色負片圖像，標志著藍圖的正式誕生。

其實，約翰·赫歇爾早在1842年就發(fā)明了“藍印工藝”，并被證實是一種能夠制作藍色照片的成像工藝。遺憾的是，約翰·赫歇爾并未見證藍圖的誕生，因為直到他逝世5年后，“藍印工藝”才被應用于工程制圖。

“藍印工藝”簡稱“藍印”，也叫“藍曬”?！八{印工藝”產(chǎn)生的藍色背景是檸檬酸鐵銨和鐵氰化鉀混合溶液中的二價鐵離子經(jīng)光照后被氧化的結果。這種藍色的反應產(chǎn)物叫作亞鐵氰化鐵，又名普魯士藍。

作為一種簡單廉價的復制工程圖紙的方法，藍圖完美解決了設計圖紙不能大量復制的難題，因此具有頑強的生命力。如果說普魯士藍驚艷了設計師的圖稿，那么藍圖就成為了設計師的“圣杯”。設計師是如何把原圖上的線條和文字復制到藍圖上的呢？

這就是“藍印工藝”的魅力所在了，它利用的是典型的光化學反應。原來，繪制原圖所用的圖紙不是一般的白紙，而是供手工繪圖使用的專用描圖紙。所謂描圖紙，是指供人工墨線描圖或描繪器描圖后作為曬圖時的底圖使用的一種特殊的復印用紙。

由于描圖紙原料中通常采用100%漂白針葉木亞硫酸鹽漿，所以也被稱為硫酸紙。描圖紙一般是作為曬圖時的底圖使用的，因此要求其呈灰白色透明狀，即在光照條件下具有更好的透明度。在制作過程中使用濃硫酸分解植物纖維，以保證紙品的透明度；同時，還要求紙品表面光滑堅挺，具有良好的吸墨性和著色性，并且具有良好的耐磨性、耐水性以及可修改性。

在復制藍圖時，需要把底圖疊放于曬圖紙之上。曬圖紙以曬圖原紙作為原料，并涂有檸檬酸鐵銨和鐵氰化鉀兩種化學藥品。借助于陽光中的紫外線進行曝光（光化學反應），曬圖紙上的化學涂層會轉化為藍色亞鐵氰化物，從而產(chǎn)生藍圖的藍色背景。

藍圖上幽靈般的白色負片圖像又是如何產(chǎn)生的呢？由于底圖上的線條和文字遮擋了陽光中的紫外線，因此曬圖紙的化學涂層未能轉化為藍色亞鐵氰化物。只要我們用清水把未曝光的化學涂層沖洗掉，就能夠完成定影了。然后在黑暗環(huán)境中經(jīng)過干燥后，就可以得到與原始底圖幾乎相同的副本（藍圖）。美麗的藍色背景上，白色負片圖像自然就顯得格外清晰了。

時尚的偶氮染料，為藍圖換了新裝

一個多世紀以來，以“藍底白線”為特征的藍圖，在工程圖紙復制的演進過程中留下了濃墨重彩的一筆。到了20世紀40年代，“藍印工藝”被“重氮印刷”所取代，從而開創(chuàng)了藍圖“白底藍線”的新紀元。

那么，什么是“重氮印刷”呢？這里的“重氮”指的是重氮鹽。19世紀60年代，科學家首次制得了重氮鹽化合物。很快，科學家就用重氮鹽與芳香酚偶合，制得了第一個偶氮染料苯胺黃。此后，更多的偶氮染料應運而生，并被廣泛應用于服裝、紙張、皮革、油漆、油墨、塑料、橡膠等行業(yè)。人們青睞偶氮染料，是因為它們顏色多樣，甚至可基本覆蓋整個可見光譜，此外，它們還具有生產(chǎn)工藝簡單、生產(chǎn)成本較低、染色能力強等諸多優(yōu)點。

將“重氮印刷”應用于藍圖復制，無疑具有低成本、易顯色等優(yōu)勢。那么，“重氮印刷”的原理是什么呢？與“藍印工藝”的工序一樣，“重氮印刷”也需要描圖紙和曬圖紙。在曬圖時也需要把描圖紙疊放在曬圖紙之上，不過重氮鹽型的曬圖紙是以曬圖原紙作為基材并涂以重氮感光藥液制成的。由于“重氮印刷”復制的藍圖為“白底藍線”，而藍線的顏色為重氮感光藥液在堿性條件下生成的藍色偶氮染料，因此重氮鹽型的曬圖紙也叫“重氮鹽正像曬圖紙”。

要弄清楚“重氮印刷”復制藍圖的呈色原理，我們應當從曬圖紙上的感光材料所發(fā)生的光化學反應著眼，即從光分解作用和偶合作用兩個角度來考察。重氮曬圖紙中使用的光敏材料為重氮鹽，偶聯(lián)劑為酚類化合物。只有重氮鹽與偶聯(lián)劑發(fā)生偶合反應才能生成偶氮染料而顯色，而它們發(fā)生偶合反應的條件為高pH值。單純的光照只能發(fā)生光分解作用，而不能發(fā)生偶合作用，因此無法呈色。這就是“重氮印刷”復制藍圖的背景為白底的原因。

至于藍線的呈色，則需要把曝光后的曬圖紙放入含有偶聯(lián)劑的堿性溶液中進行顯影。由于底圖上的黑色文字和線條阻擋了紫外線的透過，因而被遮蓋的感光層上的重氮鹽并沒有發(fā)生光分解作用。重氮鹽在堿性條件中與偶聯(lián)劑接觸就會發(fā)生偶合反應并呈現(xiàn)藍色，在曝光過程中已經(jīng)發(fā)生光分解作用的部分則不會發(fā)生偶合反應而呈現(xiàn)白色。

曬圖時代的終結，一鍵打印“數(shù)碼藍圖”

在手工繪圖時代，藍圖的誕生解決了工程圖紙批量生產(chǎn)的問題，并成為一種標準的制圖方法。然而，藍圖復制過程煩瑣、勞動強度大，并且需要使用化學藥品，不僅危害人體健康，而且污染環(huán)境。

隨著靜電復印技術的誕生，文件的拷貝變得十分方便，特別是大尺寸靜電復印機的問世，為圖紙復制提供了新的途徑。隨著計算機輔助設計（CAD）技術和噴墨打印技術的相繼誕生，大幅面圖紙打印成為了可能。

在這樣的背景下，“數(shù)碼藍圖”應運而生，宣告了曬圖時代的終結。這是圖紙印刷行業(yè)的一次技術革命，其意義十分深遠。一鍵打印“數(shù)碼藍圖”并不屬于復制的范疇，而是數(shù)字文本直接輸出的一個過程。從“數(shù)碼藍圖”生產(chǎn)方式的角度來看，由于省略了描制底圖的工序，因此可以節(jié)約大量的描圖紙以及減少人工成本。同時，由于省去了曬圖環(huán)節(jié)，一鍵打印“數(shù)碼藍圖”變得節(jié)能、環(huán)保，尤其是告別了光化學顯影以及氨曬工藝，對環(huán)境和人體健康都十分有益。

另外，數(shù)碼藍圖使用大幅面打印機以及專用數(shù)碼藍圖紙和油性顏料墨水，輸出的工程圖紙具有更好的防水、防曬性能，并且線條更為清晰，可以滿足長期保存的要求。

擁抱“數(shù)字藍圖”，創(chuàng)造未來新輝煌

“數(shù)字藍圖”指的是建筑工程規(guī)劃和設計中的包括電子圖紙在內的所有數(shù)字技術文件?！皵?shù)字藍圖”通常由CAD軟件創(chuàng)建，包含了指導建筑和工程建設中的所有圖紙、注釋和規(guī)范。

“數(shù)字藍圖”與傳統(tǒng)藍圖的區(qū)別就在于它是以數(shù)字格式存在的，可以更方便地閱讀、修改、分發(fā)、共享、保存和備份，如果需要也可以發(fā)送至打印機輸出紙質藍圖。

未來，“數(shù)字藍圖”的優(yōu)勢將日益凸顯，尤其在3D視覺表達、簡化設計流程、多方實時共享溝通等方面更具優(yōu)勢。當然，“數(shù)字藍圖”也會面臨諸多方面的挑戰(zhàn)……我們相信，未來“數(shù)字藍圖”將徹底改變建筑和工程行業(yè)的設計和施工模式，并在高效、優(yōu)質、環(huán)保等方面取得新突破。

選自《百科知識》