紡織品數碼印花總墨量控制效果評價

王　妍，周　華，梅再歡，周　婷，楊靜芝

(浙江理工大學 先進紡織材料與制備技術教育部重點實驗室，杭州310018)

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紡織品數碼印花總墨量控制效果評價

王妍，周華，梅再歡，周婷，楊靜芝

(浙江理工大學 先進紡織材料與制備技術教育部重點實驗室，杭州310018)

摘要:為了研究設備鏈接法壓縮墨量和編輯曲線法壓縮墨量在紡織品數碼印花中的應用效果，通過主觀評價法分別評價標準ICC壓縮墨量法(簡稱標準ICC法)、RIP軟件壓縮墨量法(簡稱RIP法)、編輯曲線壓縮墨量法(簡稱編輯曲線法)及設備鏈接曲線壓縮墨量法(簡稱設備鏈接法)的打印效果，并且采用客觀評價法在理論上評價編輯曲線法和設備鏈接法。提出使用編輯曲線方法進行壓縮墨量，同時提出將印刷行業中的設備鏈接曲線應用到紡織品數碼印花領域墨量壓縮的假設，并將設備鏈接曲線應用拓展為用于同一臺數碼印花機的墨量壓縮，通過實驗對其效果進行評價。實驗結果表明，標準ICC法控制墨量的打印效果最好，是最值得推薦的紡織品數碼印花控制墨量的方法；設備鏈接控制墨量法打印效果不佳，紡織品數碼印花領域中暫不推薦；在最大墨量為200的面料上，RIP法略優于編輯曲線法。

關鍵詞:總墨量控制；設備鏈接；標準ICC；壓縮墨量； 數碼印花

隨著紡織品數碼印花行業的快速發展，企業和客戶對紡織品色彩的需求日益增加，色彩管理在紡織品數碼印花中的地位越來越顯著。1993年，國際色彩聯盟(International Color Consortium, ICC)建立了Profile數據的觀察者和觀察條件標準，標志著顏色管理的誕生[1]。在紡織品數碼印花領域發展過程中，數碼印花機的速度有所突破，但顏色的準確性和穩定性問題并未得到滿意的效果。紡織品數碼印花生產總成本中，墨水所占的成本比例最高，約40%。總墨量控制方法是影響紡織品數碼印花顏色準確性的重要因素之一，如果總墨量設定過高，打印時會出現過多的墨水，容易造成溢墨；如果總墨量設定過低，會導致打印的產品顏色不夠豐富，難以滿足客戶需求。墨量改變時，其顏色屬性也隨之發生變化，紡織品的色彩也會受到影響。因此企業需要通過控制總墨量的方式防止出現滲化或暈染現象，這可以在滿足顏色深度的條件下，為企業節省成本，避免不必要的墨水浪費。由此可見，總墨量控制不僅是決定紡織品打印效果的重要因素同時也是控制生產成本的重要手段。紡織品的面料與墨水確定時，由于面料結構的差異，不同面料能承受的最大總墨量各不相同。墨量過多會產生墨水過度滲透，嚴重影響打印花型的清晰度，造成不必要的浪費及加重廢水污染，墨量太少紡織品顏色飽和度不夠，難以保證顏色質量，因此總墨量控制對提高紡織品顏色質量有著重要的意義。

目前常用的總墨量控制方法有兩種：一是制作標準ICC曲線壓縮墨量法；二是RIP軟件壓縮墨量法。在數碼印花顏色管理領域中，制作標準ICC法已經受到了業內專業人士的認可，但由于ICC曲線是針對指定機器、面料、墨水所制定的唯一顏色配置文件，因此機器、面料、墨水任何一個條件變化都要重新制作ICC曲線。ICC曲線的制作是非常耗時的工作，要對成百上千個色塊的顏色值進行測量，因此希望能夠找到一種可以代替ICC曲線壓縮墨量效果同時制作簡單的墨量控制方法。2014年，Wu等[2]進行了RIP軟件減少噴墨損耗的研究。紡織品數碼印花RIP軟件有控制墨水出墨量的功能，可根據不同面料的吸水情況控制每個墨道的出墨量及出墨總量[3]。不同RIP軟件的算法各不相同，產生的效果也會有差異，本實驗的RIP法壓縮墨量依托杭州宏華數碼科技股份有限公司的RIP軟件。編輯曲線壓縮墨量法是在軟件中通過編輯最大墨量的ICC曲線實現所需墨量曲線的壓縮。例如，做一條最大墨量為400的ICC曲線，可以在軟件中編輯成墨量為200的ICC曲線或墨量為300的ICC曲線，而不需要重新測量色塊制作ICC曲線。目前在紡織品數碼印花領域中，對于編輯曲線壓縮墨量法效果評價的研究非常少見。2014年黃赟等[4]研究了Device Link技術在Photoshop中的應用，但對于紡織品應用設備鏈接曲線實物打樣效果評價研究非常少見。本研究采用4種不同的總墨量控制方法，分別在不同面料上進行實物打樣，利用主觀評價法對其打樣效果進行評價，同時利用客觀評價法對編輯曲線法和設備鏈接法進行理論分析與比較。編輯曲線法和設備鏈接法壓縮墨量的效果評價，在數碼印花領域是前所未有的，因此在數碼印花顏色管理方面，可為企業實際應用提供參考的同時也為今后顏色管理的研究奠定基礎。

1　數碼印花總墨量控制方法

以CMYK墨水的總墨量為例，總墨量的設置確定了數碼印花機在生成CMYK圖像時的最大密度[5]。如果墨水是多通道顏色，例如6色或8色，那么理論上總墨量即600或800。然而在實際生產中，面料不可能完全承受400、600或800的墨量，因此紡織品數碼印花產品在打印時需要通過控制墨量實現紡織品的顏色管理。數碼印花中總墨量控制方法有以下幾種。

a)制作標準ICC法。制作標準ICC法控制墨量是傳統的顏色管理方法，其打印效果已受到專業人士的認可，但其復雜耗時的制作過程，也給實際生產帶來一定的弊端。由于更換操作機器、面料或墨水時，每次都需要重新制作ICC 曲線，對于工作人員來說工作量較大，消耗時間較多。

b)RIP(raster image processor)軟件壓縮法。數碼印花中，RIP軟件的主要作用是將計算機中的各種圖像、圖形和文字解釋成噴墨印花機能夠記錄的點陣信息，然后控制印花機，將圖像點陣信息記錄在織物上[6-7]。企業針對某種墨水和面料制作其最大墨量的ICC Profiles，打印時根據面料實際能承受的墨量進行壓縮墨量。例如制作總墨量為400的ICC Profiles，根據面料實際需求，實時壓縮打印，在RIP軟件中壓縮到所需墨量(200)直接打印。該方法與重新制作ICC Profiles的方法相比減少了工作人員的工作量，也是杭州宏華數碼科技股份有限公司正在使用的方法。

c)編輯ICC曲線的方法。目前專業制作ICC Profiles的軟件都有編輯曲線的功能，即對最大總墨量曲線進行重新編輯生成指定墨量的曲線。本實驗中對總墨量為400的曲線進行編輯，分別生成面料總墨量為200和300的不同墨量曲線。

d)設備鏈接曲線(device link profile)是一種由源色空間直接轉換到目標色空間的特性文件，一般用于顏色從一個輸出設備直接轉換到另一個輸出設備輸出[8]。顏色在轉換時源顏色一般要經過與設備無關的連接空間(profile connection space，PCS)轉換，再由PCS轉換到目標色空間。然而，設備鏈接曲線進行顏色轉換時，不需要經過PCS，直接可以建立設備間的聯系，可以保證黑色和純色失真最少[9]。通過此方法調整輸出總墨量的特點是：用最大墨量400的ICC Profiles生成實際面料總墨量為200或300的ICC Profiles。

2　實　驗

2.1材料與儀器

材料：針織棉織物1.0 m×2.5 m、機織棉織物1.0 m×2.5 m、活性墨水(杭州宏華數碼科技股份有限公司)，面料已上漿。

儀器：V3163K高速導帶噴墨印刷機(杭州宏華數碼科技股份有限公司)，X-Rite Eye-one測色儀(美國愛色麗公司)。

2.2漿料配方

DGT-6(糊料)3 g、元明粉3 g、小蘇打2 g、尿素10 g(杭州宏華數碼科技股份有限公司)，水適量，共計100 g。

2.3制作曲線

首先，每種面料的最大墨量分別是針織棉200(面料a)、機織棉200(面料b)、機織棉300(面料c)，并且分別制作了V3163高速導帶噴墨印刷機上3種面料總墨量400的ICC曲線及面料能承受的最大墨量的ICC Profiles。

其次，用Monaco中的Device Link Profile功能生成設備鏈接曲線，源曲線和目標曲線都選同一條總墨量為400的曲線，墨量壓縮到200，意圖相對色度。

最后，把每種面料總墨量為400的曲線分別在Monaco中編輯，分別得到每種面料能承受的最大墨量的曲線，即生成編輯的曲線。

2.4試樣準備

如圖1—圖4所示，為不同色域的試樣圖。

圖1　試樣1及其色域Fig.1　Sample 1 and its color gamut

圖2　試樣2及其色域Fig.2　Sample 2 and its color gamut

圖3　試樣3及其色域Fig.3　Sample 3 and its color gamut

圖4　試樣4及其色域Fig.4　Sample 4 and its color gamut

從圖1—圖4可見，這4個試樣的色域大小不一，形態各異，各具代表性。試樣1，2的色域比較大，試樣3，4的色域比較小。

圖像轉換：圖像的轉換是在筆者編寫的CMM程序中實現的。選擇源圖像，選擇已做好的對應設備鏈接曲線進行轉圖。將每種方法生成的圖像按類別保存好，以便進行打印及主客觀評價。

打樣：將4個試樣分別在3種面料上進行測試，為避免不同時間、不同機器對打樣產生影響，將同種面料的4個試樣的不同壓墨方式在同一時間下打印。將蒸化水洗后的試樣保存好，待主觀評價。

3　結果及討論

3.1客觀評價

通過分別計算設備鏈接法與標準ICC法的色差，以及編輯曲線法與標準ICC法的色差，從而在理論上客觀地判斷設備鏈接法和編輯曲線法的優劣。由于標準ICC法在數碼印花領域中打印效果已經受到專業人士的認可，并且在紡織品數碼印花生產中應用效果較好，因此可選標準ICC法作為標準。RIP壓墨法是RIP軟件中最后一步隨機壓縮完成的，因此無法獲取其客觀數據。圖5是設備連接法與標準ICC法(方法一)和編輯曲線法與標準ICC法(方法二)分別在面料a,b,c上的平均色差、最大色差及色差標準方差的對比圖。

色差報告由ColorThink Pro 3.0軟件生成，色差由公式dE2000計算，圖像在Origin 8.6中生成。

圖5　不同面料上方法一與方法二色差指標對比Fig.5　Comparison of color difference indicators between the first method and the second method on different fabrics

從圖5(a)可以看出：

針對平均色差，4個試樣的方法一的平均色差均大于方法二的平均色差；方法一的平均色差在5.0～8.0，而方法二的平均色差在1.0左右。由于平均色差是所有色差的平均值，難免會有一些色差比較大的值由于平均的作用從而使平均色差較低，因此，平均色差不能全面代表圖像色差，需要進一步分析最大色差及色差標準方差才能綜合評判。

針對最大色差，從方法一紅色虛線部分可以看出，試樣1～3的最大色差均在25.0左右，試樣4的最大色差在20.0左右；方法二紅色實線部分看出，試樣1，2的最大色差在18.0左右，試樣3，4的最大色差均小于5.0。

色差標準方差代表色差波動的大小，也就是偏離平均色差的程度。方法一試樣1～4的色差標準方差均大于方法二的4個對應試樣的色差標準方差，說明方法二的色差偏離平均色差的程度更小，同時方法二的平均色差也小，相應的最大色差也小于方法一的最大色差。因此可以說明，在面料a上方法二的色差小于方法一的色差，即編輯曲線法從理論數據上顯示要好于設備鏈接法。

從圖5(b)可以看出：

對于平均色差，方法一的平均色差在4.7～8.3，方法二的0.5～1.0，方法二的每個試樣的平均色差均小于方法一對應試樣的平均色差。

對于最大色差，紅色虛線部分顯示，試樣1～3的最大色差在28.0左右，只有試樣4的最大色差在23.0左右；紅色實線部分可以看出，試樣1，2最大色差在12.0～15.0，試樣4的最大色差在10.0左右，試樣3的最大色差最小3.5左右。

對于色差標準方差，方法二的色差標準方差在0.25左右，而方法一的色差標準方差最小1.5左右，最大可達到3.0。無論從平均色差、最大色差還是色差標準方差看，方法一的色差都大于方法二的色差。因此可以說明，在面料b上理論數據顯示編輯曲線法的色差，要優于設備鏈接法的色差。

從圖5(c)可以看出：

對于平均色差，從方法一的黑色虛線部分可以看出，4個試樣的平均色差在4.5～6.5，方法二的黑色實線部分顯示，其4個試樣的平均色差在0～0.75。與圖5(a)(b)相應試樣的平均色差比較，可以看出，面料c上4個試樣的平均色差略有降低。

對于最大色差，方法一的最大色差在10.0～15.0，方法二的最大色差在2.0左右，且較為平均；與圖5(a)(b)相應試樣的最大色差比較，不難發現4個試樣的最大色差都相應變小了。

對于色差標準方差，方法一的色差標準方差在1.4～3.0，方法二的色差標準差在0～0.25，比圖5(a)(b)中4個試樣的相應色差標準方差要小。面料c上方法一的平均色差、最大色差、色差標準方差均大于方法二的對應值。同時，面料c上平均色差、最大色差及色差標準方差，均比面料a，b上的對應色差值要小。原因在于可承受總墨量較大的面料的吸墨效果好，因此最大墨量為300的機織棉面料理論上吸收墨量的效果要優于最大墨量為200的面料，所以面料c上的各項色差比面料a，b上相應值要小。

設備鏈接法控制墨量的算法非開源，因此無法根據算法分析其打印效果差的原因，只能在打印效果上做出評價。圖6是試樣4在總墨量300的面料上依次用設備鏈接法、標準ICC法、編輯曲線法打印實物的局部色差展示圖。

圖6　試樣4實物對比Fig.6　Comparison of material object of sample 4

在專業顯示器上，從方框和紅圈內部的顏色可以看出，設備鏈接法與標準ICC法的顏色偏差較大，設備鏈接法的藍色已經偏成紫色，而編輯曲線法與標準ICC法比較接近，與理論上客觀數據得到的結果一致。

3.2主觀評價

對于紡織品數碼印花質量好壞的評價一定是基于人的感覺，其中最主要、最可靠的評價就是人的主觀評價，通過把觀察者的評分進行歸一化來判斷打樣的質量。一般來說，主觀評價分為兩種：一種是絕對評價；一種是相對評價[10]。絕對評價即觀察者根據標準試樣，將打樣與標準試樣進行對比，找出最接近的、次接近的及最不接近的。相對評價是觀察者對一批打樣產品進行主觀排序，沒有標準試樣進行對比，即從好到壞給出相應分數。由于沒有標準試樣，因此選擇相對評價進行主觀評判(表1)，主要從偏色、灰平衡、階調、飽和度等方面進行綜合評價。

表1　相對評價尺度和絕對評價尺度對照

評價結果用一定數量的評判者給出平均分數求得，其平均分數定義如下式：

(1)

式中：Ci為打樣圖像屬于第i類的分數，Ni為判定該打樣屬于第i類的評判者人數。

邀請了20名色覺正常的人對打印試樣進行評判，其中專業人員8名，非專業人員12名。在標準燈箱CAC-600下，分別對3種面料、4幅試樣圖進行打分，如表2所示是觀察者對不同面料打分的平均值。

面料a上，試樣1～3：使用標準ICC法的主觀滿意度評分在4.00～4.35，滿意度較好；RIP法和編輯曲線法滿意度評分在3.35～3.75，滿意度一般，RIP法略好于編輯曲線法；設備鏈接法的評分在2.05～2.65，滿意度低于平均水平。對于試樣4，除設備鏈接法滿意度低于平均水平，其他三種方法滿意度在3.65～3.90，

表2　不同面料不同控制墨量方法的主觀評價

差距不大，比較均勻。由于試樣4屬于圖形，顏色類型比較少，色域小，因此對于非專業人士判斷會有一定的難度。

面料b上，試樣1～4：標準ICC法主觀滿意度評分在4.15～4.65，滿意度較好；RIP法主觀滿意度評分在3.60～3.85，而編輯曲線法的評分在2.70～3.65，略低于RIP法；設備鏈接法滿意度評分在1.35～2.05，滿意度低于平均水平，評分最低。

面料c上，綜觀4個試樣的整體滿意度評分，可以看到分數在3.05～4.10，滿意度相差不大，尤其是設備鏈接法的滿意度評分比面料a和面料b的設備鏈接法評分要高。試樣1～3的標準ICC法滿意度略高于其他三種方法，但試樣4的標準ICC法與編輯曲線法滿意度一致，略低于RIP法。在面料c上滿意度會比較平均的原因在于，面料c是能承受最大墨量為300的機織棉，相比較而言，面料a和面料b都是能承受最大墨量為200的面料。能承受的最大墨量越大，可以滲透的墨水越多，相同的差異相對比值小，顏色的飽和度越高，顏色深看起來的效果就好。

通過以上分析，可以得到：

a)除了面料c上的試樣4，其他試樣的標準ICC法的主觀評價都優于其他方法，說明標準ICC法滿意度最高，打印效果最好。

b)總體上看，面料a和面料b上的RIP法滿意度評價略高于編輯曲線法，而面料c上兩種方法的滿意度不相上下。一方面由于圖像自身的特點，另一方面由于面料能承受的墨量較大。

c)綜觀3種面料上的各個試樣，設備鏈接法的滿意度評價最低。

d)總體上看，編輯曲線法的滿意度要高于設備鏈接法的滿意度，這與理論上的客觀評價相一致。

4　結　論

a)從整體上看，根據不同面料不同圖像觀察者滿意度的比較，可知標準ICC法是滿意度評價最高的，效果最好的方法，因此對于紡織品數碼印花企業來說，雖然ICC制作過程較為耗時，但是為了追求紡織品高質量的顏色復制，制作標準ICC是絕對必要的，也是目前非常值得推薦的方法。

b)在能承受最大墨量較小的面料上(最大墨量200)，除標準ICC法外，RIP法打印效果的滿意度優于編輯曲線法打印效果的滿意度，由于不同公司的RIP算法不一致，本結論是基于宏華RIP算法得到的。

c)在能承受最大墨量較大的面料上(最大墨量300)，RIP法和編輯曲線法打印的滿意度評價差別不大，很難辨別孰好孰壞。因此，企業應該根據其RIP算法及面料質地等因素綜合考慮控制墨量方法的選擇。

d)設備鏈接法滿意度評價最低。但是該方法在能承受最大墨量為300的面料上打印效果優于在能承受最大墨量為200的面料上的打印效果。由于滲透墨量較多的面料打印的顏色飽和度高于墨量較少的面料，因此主觀評價效果稍好。除此之外，設備鏈接曲線的算法不公開，再加上該法控制墨量的效果受面料質地影響較大，不夠穩定，需要繼續深入研究，因此設備鏈接法控制墨量暫不推薦用于紡織品數碼印花行業。

紡織品數碼印花企業實際生產時，在合理控制成本的同時，應盡量增大總墨量，以保證顏色的飽和度和準確性。

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DOI:10.3969/j.issn.1001-7003.2016.02.007

收稿日期:2015-09-29; 修回日期: 2015-12-27

作者簡介:王妍(1989—)，女，碩士研究生，研究方向為紡織品數碼印花顏色管理。通信作者：周華，教授，hzzh@zstu.edu.cn。

中圖分類號:TS194.4

文獻標志碼:A

文章編號:1001-7003(2016)02-0036-07引用頁碼: 021107

Evaluation of total ink control effect of textile digital printing

WANG Yan, ZHOU Hua, MEI Zaihuan, ZHOU Ting, YANG Jingzhi

(Key Laboratory of Advanced Textile Materials and Manufacturing Technology, Zhejiang Sci-Tech University, Hangzhou 310018, China)

Abstract:In order to evaluate application effects of device link and editing profile method in textile digital printing, subjective evaluation method is applied to evaluate printing effects of ICC ink compression method (short for standard ICC method), RIP ink compression (short for RIP method), editing profile ink compression (short for editing profiles method) and device link profile ink compression method (short for device link method). Meanwhile, objective evaluation method is adopted to theoretically evaluate editing profile method and device link method. Then, the hypothesis that editing profile method is used for ink compression and device link profile method is applied to ink compression in textile digital printing field is proposed. The usage of device link profiles is extended. Ink amount can be compressed on the same digital printing machine by employing device link curve. The results show that the printing effect of standard ICC method is optimal and worth recommendation; the printing effect of device link method is poor, so it is not recommended in textile digital printing field; the effect of RIP method is better than that of editing profile method for the fabrics with maximum ink amount of 200.

Key words:total ink-control; device link; ICC standard; ink compression; digital printing