噴墨墨水應(yīng)用于數(shù)字印刷的色彩和圖像質(zhì)量分析探討

趙永光

墨水的基本介紹

數(shù)字印刷廣泛使用的靜電照相體系和噴墨體系，其中噴墨因?yàn)榻橘|(zhì)多樣橫跨了多個(gè)行業(yè)領(lǐng)域，常見的有噴墨彩噴紙、銅版紙、PVC塑料合成紙、陶瓷/瓷磚/建材等。噴墨墨水的質(zhì)量穩(wěn)定性和色彩穩(wěn)定性在不同的應(yīng)用場(chǎng)合要求不一，比如紫外線光固化UV墨水和染料墨水、顏料墨水的數(shù)值范圍各自不同。對(duì)于色澤牢固度、色彩鮮艷性、耐摩擦、耐曬、防潮區(qū)別很大，其中墨水的顏色范圍是生產(chǎn)廠家關(guān)注的一個(gè)重點(diǎn)。

由于靜電照相體系的生產(chǎn)精度要求高、專利壁壘高，數(shù)字印刷的突破點(diǎn)在于噴墨印刷領(lǐng)域，關(guān)注和研究噴墨墨水的耗材質(zhì)量穩(wěn)定和色彩控制穩(wěn)定有重要的意義。

墨水顏色基本色塊的分析

墨水在噴墨數(shù)字印刷領(lǐng)域的應(yīng)用是未來的一個(gè)主流發(fā)展方向，數(shù)字印刷中常用的有顏料墨水和染料墨水，本文以染料墨水為例，對(duì)比色粉體系的靜電成像數(shù)碼印刷樣張?zhí)接懛治觥?img src="https://cimg.fx361.com/images/2019/09/12/qkimagesyisuyisu201908yisu20190826-1-l.jpg"/>

實(shí)驗(yàn)條件如下：

①紙張：普通70g/cm2齊心晶純打印紙、150g/m2銅版紙、250g/m2銅版紙；

②Epson 4168四色打印機(jī)、柯尼卡美能bizhub pro c6501彩色數(shù)字印刷機(jī)；

③愛色麗Xrite i1pro分光色度儀；

④ICC軟件i1profiler、數(shù)據(jù)記錄軟件Xrite Colorport、CC分析軟件Imatest Gamutvision；

⑤打印軟件Illustrator CS6、Photoshop CS6、CorelDraw X4；

⑥國產(chǎn)四色兼容墨水、激光打印色粉。

采用bizhub pro c6501激光打印基本色塊9個(gè)，分別為RGBCMYK，二次間色、三次復(fù)合色、白紙等基本數(shù)據(jù)，數(shù)值記錄如表1～4（采用Xrite eyeone pro測(cè)量得到）。

從中可以看出，用CIE1976Lab色差公式可以計(jì)算出：介質(zhì)不同，色彩范圍不同。對(duì)比圖1中Photoshop油墨數(shù)據(jù)，可知數(shù)字噴墨、靜電印刷顏色Lab數(shù)值與印刷油墨存在很大差異。

采用噴墨打印同樣文件，測(cè)量數(shù)據(jù)。105g/m2的噴墨打印在銅版紙上面吸收性能差，出現(xiàn)明顯的墨水堆積模糊現(xiàn)象和雜點(diǎn)，故而其測(cè)試數(shù)據(jù)不可用，需要分色時(shí)考慮介質(zhì)上的總墨量。

Photoshop圖像顏色相關(guān)概念

調(diào)幅印刷在印刷前期的圖像調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)，控制顏色主要靠控制網(wǎng)點(diǎn)的大小。噴墨采用調(diào)頻網(wǎng)點(diǎn)，其網(wǎng)點(diǎn)擴(kuò)大規(guī)律不同于調(diào)幅印刷。由于RGB顏色轉(zhuǎn)換為CMYK時(shí)候是一個(gè)多值過程，分色中黑版線是計(jì)算出來的，基色的色度數(shù)值十分重要。圖2是進(jìn)行分色時(shí)一般在圖像處理軟件中需要調(diào)節(jié)的地方。

總墨量的限制：最大承載量，決定了分色時(shí)網(wǎng)點(diǎn)比例的總和數(shù)值，一般 270%以下，實(shí)際應(yīng)用中，一般噴墨系統(tǒng)都需要先做線性化，找出噴墨量增加而顏色密度不變的地方，把最合理的區(qū)間線性化，這一計(jì)算過程通過ICC文件來實(shí)現(xiàn)。

ICC色彩空間范圍

ICC特性文件profile可以提取出墨水在特定材質(zhì)上的顏色范圍。采用i1Profiler打印色塊測(cè)試得到ICC文件，代表了該顏色的再現(xiàn)范圍。

圖像的質(zhì)量評(píng)價(jià)

設(shè)計(jì)樣張數(shù)字文件，如圖4，噴墨印刷和印刷后可以測(cè)試數(shù)據(jù)。測(cè)試圖可以單張，也可以分成一個(gè)系列，在自制的試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行分析。圖4中是在海德堡PM74印刷機(jī)上通過抹去給水制造的偏差樣張，可以灰度條明顯偏色和不一致。

測(cè)試圖標(biāo)右上角包含的Imatest SFRplus測(cè)試圖可以分析印刷效果中MTF數(shù)值，基于MTF參數(shù)適合用來評(píng)價(jià)圖像清晰度，可以采用Imatest測(cè)試軟件生成各種測(cè)試圖表Colorchecker、對(duì)數(shù)表等不同圖表，豐富測(cè)試體系，分析成像、印刷質(zhì)量，得出色彩的各種指標(biāo)的數(shù)值化曲線分析。

套準(zhǔn)評(píng)價(jià)，用200X數(shù)碼放大鏡Visual c++調(diào)用DirectShow接口編程獲取圖像，可以進(jìn)行數(shù)字圖像處理分析。測(cè)量可以看出線條邊緣的套準(zhǔn)情況。

測(cè)試結(jié)果圖像數(shù)值化后可以形成打分體系，衡量墨水的顏色再現(xiàn)，印刷狀態(tài)的穩(wěn)定與否，圖象復(fù)制過程中的清晰度變化，作為數(shù)字噴墨印刷的色彩評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

色彩的還原評(píng)價(jià)可以采用色塊，由于評(píng)價(jià)時(shí)需要考慮主觀和客觀因素，因此圖像需要包含人物風(fēng)景等多項(xiàng)測(cè)試指標(biāo)。基于數(shù)據(jù)庫技術(shù)開發(fā)記錄系統(tǒng)可以分析測(cè)試得到的樣張色彩特性，做成全自動(dòng)的分析體系，在標(biāo)準(zhǔn)光源下自動(dòng)評(píng)分和記錄墨水質(zhì)量參數(shù)。

作者單位：天津職業(yè)大學(xué)包裝與印刷工程學(xué)院