密度和色度

密度就是反射稿或透射稿上測(cè)得的反射率或透射率倒數(shù)的對(duì)數(shù)(下面為了討論方便我們僅討論反射稿的情況)。聽(tīng)上去這個(gè)概念似乎非常抽象，又是反射率，又是倒數(shù)，又是對(duì)數(shù)的，但只要稍微用心我們就會(huì)發(fā)現(xiàn)，測(cè)量的密度值z(mì)ui直接的來(lái)源是通過(guò)對(duì)測(cè)量得到的反射率來(lái)計(jì)算得到的。反射率也是能夠影響到密度值的*因素。物體對(duì)光線的吸收能力越強(qiáng)，物體的反射率也就越底，那么該物體的反射率也就越高。這三者間的關(guān)系是確定的。

在現(xiàn)代印刷中，彩色密度和色度的測(cè)量被廣泛的應(yīng)用于制版、打樣、印刷中，并開(kāi)始更多的追求色彩的準(zhǔn)確性和可描述性。那么什么是密度?什么是色度?密度在印刷中有什么作用?色度有什么作用?他們的測(cè)量?jī)x器都是什么?它們各自的應(yīng)用領(lǐng)域有什么區(qū)別?又存在什么樣的缺點(diǎn)呢?以下一一作出回答，請(qǐng)各位參考。

色度測(cè)量。

色度就是對(duì)顏色的度量，這種度量是對(duì)顏色的一種“客觀”描述，之所以將客觀加上引號(hào)，是因?yàn)檫@種客觀是建立在人眼的視覺(jué)生理基礎(chǔ)之上的，但它卻是對(duì)大多數(shù)人對(duì)顏色的平均視覺(jué)感受上的。這種度量zui后能夠以值的形式表示，我們比較常用的有規(guī)范性意義的色度形式有三種：CIEXYZ、　CIELAB、CIELUV。這有點(diǎn)象我們使用的不同單位的長(zhǎng)度度量衡(如：英寸和公分的關(guān)系)，不同的是它們之間并沒(méi)有一個(gè)比較的換算關(guān)系。

通過(guò)上面論述我們知道了什么是密度，而色度又是什么(至少應(yīng)該有一個(gè)大概的印象)，接著我們來(lái)看看，測(cè)量密度和色度所使用的不同的測(cè)量工具。

密度測(cè)量和色度測(cè)量在印刷中的應(yīng)用：

一、為了使印刷品產(chǎn)生穩(wěn)定一致的色相，印刷機(jī)操作人員似乎是通過(guò)調(diào)節(jié)輸墨去補(bǔ)償印刷參數(shù)的變化。在印刷中間，當(dāng)網(wǎng)點(diǎn)增大改變時(shí)，疊印色將發(fā)生明顯的變化。印刷機(jī)操作人員將通過(guò)調(diào)節(jié)墨量保持或重建印刷品跟標(biāo)準(zhǔn)樣張的匹配關(guān)系。印刷到印張上的墨量會(huì)影響網(wǎng)點(diǎn)增大量，反過(guò)來(lái)說(shuō)，通過(guò)改變實(shí)地密度也可以控制網(wǎng)點(diǎn)增大量。

自動(dòng)調(diào)節(jié)可以獲得更好的過(guò)程控制。印刷機(jī)是通過(guò)輸墨量控制的，基于這個(gè)前提，量化預(yù)期的網(wǎng)目調(diào)值(在圖像中，觀察者看到的是色相和色彩飽和度)，測(cè)量網(wǎng)目調(diào)密度(而不是實(shí)地密度)是可能的。由于色彩的合成作用，觀察者看到的是印張反射的紅、綠、藍(lán)紫光，這些光到達(dá)眼睛形成綜合色覺(jué)。改變網(wǎng)點(diǎn)增大量和油墨疊印對(duì)印刷色彩的效果有明顯的影響，形成印刷色的紅、綠、藍(lán)紫光量可以在熒光屏上顯示出來(lái)并跟標(biāo)準(zhǔn)印刷樣張進(jìn)行比較，這樣就有可能控制印刷色彩的一致性。

密度計(jì)可以有效地測(cè)定給定面上的紅、綠、藍(lán)紫光的反射率。所以可以用一臺(tái)新式密度計(jì)去測(cè)量彩色打樣或標(biāo)準(zhǔn)印張上的網(wǎng)目調(diào)面，把測(cè)量值作為該面印刷時(shí)的控制值或目標(biāo)值。當(dāng)印刷品通過(guò)印刷機(jī)時(shí)，對(duì)印張上對(duì)應(yīng)部位進(jìn)行測(cè)量，將測(cè)量值跟目標(biāo)值進(jìn)行比較，即可實(shí)現(xiàn)印刷品質(zhì)量的自動(dòng)化控制。

密度計(jì)是在標(biāo)準(zhǔn)印張上調(diào)零后，再在生產(chǎn)印張上測(cè)量密度，然后跟標(biāo)準(zhǔn)印張上同部位的密度讀數(shù)相比較。測(cè)量值可以指明兩者的黃、品紅、青的含量是否相等。如果生產(chǎn)印張的值偏離零值，這表明印刷圖像不再跟標(biāo)準(zhǔn)印張相匹配，可能必須進(jìn)行校正，三個(gè)密度讀數(shù)值將顯示必要的校正功能。密度計(jì)讀數(shù)不會(huì)指出印刷條件改變的情況，而是指示墨層厚度變化的情況，補(bǔ)償印刷條件的改變，將使該測(cè)量面重新回到紅、綠、藍(lán)紫色彩的平衡。

生產(chǎn)印張上可能有正確的色相而沒(méi)有正確的飽和度，在這種情況下，全部三個(gè)密度讀數(shù)將都是錯(cuò)誤的。根據(jù)讀數(shù)的大小和平衡情況可以指出必要的校正，保持色彩平衡要比保持正確的色彩飽和度更重要。

此時(shí)此刻不知道的是合格色相和色彩飽和度變化的正確量，如果確定了這些量，就可以確定算法，編制程序和將它們加人這個(gè)系統(tǒng)。以往的經(jīng)驗(yàn)指出，如果密度計(jì)在紙上調(diào)零而不在預(yù)打樣上調(diào)零就會(huì)更一些，這一需要由實(shí)驗(yàn)確定。

大多數(shù)色彩控制系統(tǒng)的測(cè)試項(xiàng)目是相同的，各個(gè)項(xiàng)目根據(jù)不同的理由以不同的形式組合在一起?？赡馨ǖ臏y(cè)試項(xiàng)目有實(shí)地、疊印實(shí)地、疊印的網(wǎng)點(diǎn)塊、三色灰平衡網(wǎng)點(diǎn)塊、網(wǎng)點(diǎn)增大、重影、滑版或印版曝光等。

二、對(duì)于多色印刷而言，密度測(cè)量是有缺點(diǎn)的。它跟人眼的彩色視覺(jué)不相吻合，人們無(wú)法用密度測(cè)量語(yǔ)言明確、有效地跟顧客交換色彩信息。但是，這樣的信息交換在目前變得越來(lái)越重要了。必須用顧客能領(lǐng)會(huì)的方法說(shuō)明產(chǎn)品的規(guī)格，色彩測(cè)量已經(jīng)成為印刷者義不容辭的研究對(duì)象。只有色彩測(cè)量才能表達(dá)眼睛看到的是什么色彩和什么樣的色差是容許的。

當(dāng)今上*的色彩分類(lèi)系統(tǒng)是1931年由CIE制訂的CIE色彩空問(wèn)，CIE標(biāo)準(zhǔn)色度圖包括了全部色相，色彩的飽和度自?xún)?nèi)向外依次漸增。

可以通過(guò)數(shù)學(xué)變換把CIE坐標(biāo)變換成三維CIELAB和CIELUV色彩空間。這兩種色彩空間把數(shù)學(xué)方法的性和視覺(jué)色彩等距分布的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)了。這些系統(tǒng)已被用在CPC色彩控制系統(tǒng)中，它的好處zui主要的有三點(diǎn)：

*，足以使被復(fù)制色跟樣本色達(dá)到客觀的匹配，跟照明條件的變化和人對(duì)色彩的主觀感受無(wú)關(guān);

第二，這些系統(tǒng)在工業(yè)上的任何配色工藝中都是適用的，沒(méi)有任何限制;

第三，它們是印刷工人確保印刷質(zhì)量的*工具。

觀察色彩是一碼事，印刷這個(gè)色彩則是另一碼事。選擇色彩是一個(gè)主觀行為，而為待復(fù)制的色彩確定公差卻要求客觀的標(biāo)準(zhǔn)，印刷者應(yīng)該怎樣跟顧客就色彩問(wèn)題交換意見(jiàn)并同時(shí)對(duì)它們所看到的色彩做出正確的說(shuō)明呢?通常在印刷過(guò)程控制中所使用的是密度測(cè)量語(yǔ)言，在印刷中仍然局限于標(biāo)準(zhǔn)油墨，而且不認(rèn)為這是膚淺的。事實(shí)上油墨密度測(cè)量有一個(gè)缺點(diǎn)：它不是像人的眼睛那樣評(píng)價(jià)色彩，而只提供墨層厚度的結(jié)論。對(duì)于客觀的以視覺(jué)為基礎(chǔ)的色彩匹配來(lái)說(shuō)，分光測(cè)色是一個(gè)先決條件。正像指紋是一個(gè)人的*特征那樣，每個(gè)色彩的特征是由它的波長(zhǎng)位置決定的。借助于色度測(cè)量可以把光譜波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換成CIELAB色彩空間中一個(gè)確定的點(diǎn)并可以對(duì)色彩進(jìn)行客觀的比較。

在這個(gè)系統(tǒng)中，色差表現(xiàn)為色彩位置的不同，用ΔE表示，若主觀評(píng)價(jià)時(shí)具有大的色差，那么ΔE值亦大(即位置偏差也大)，而不管它是什么顏色。

把色相值從原稿傳遞到印刷品需要有關(guān)人員具有豐富的經(jīng)驗(yàn)和熟悉其間的各個(gè)工序，因此分色、加網(wǎng)、打樣、印刷等各個(gè)工序必須正確地配合。但由于需要把印前設(shè)備中的RGB系統(tǒng)轉(zhuǎn)換到膠印工藝的CMYK系統(tǒng)，因而產(chǎn)生了一些特殊的困難。若把色度測(cè)量引進(jìn)印刷過(guò)程，那么在印刷車(chē)間就可以直接確定色彩，對(duì)任何一張反射圖像，如照相原稿、預(yù)打樣樣張、在印刷機(jī)上抽取的樣張都可以進(jìn)行測(cè)量(只要這些被測(cè)量的色度值是可以比較的)。這樣，就可以利用印刷機(jī)的輸墨控制和調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行快速調(diào)節(jié)，使印刷中的色彩波動(dòng)保持在公差范圍之內(nèi)

在印刷工業(yè)中，色度測(cè)量的研究對(duì)理解色彩的處理、產(chǎn)品和儀器設(shè)計(jì)都是有用的，色度測(cè)量有一些明顯的優(yōu)點(diǎn)。

目前，色度測(cè)量在印刷工業(yè)中的應(yīng)用主要在如下方面：

①原材料的質(zhì)量控制，尤其是油墨和紙張的控制，在有些印刷廠，這已經(jīng)成為例行的工作。分光光度數(shù)據(jù)對(duì)紙張白度的測(cè)量是很有價(jià)值的;

②制定油墨、紙張標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范;

③灰平衡的分析測(cè)量、*階調(diào)復(fù)制及針對(duì)不同油墨、紙張和印刷條件的校色;

④分析打樣樣張的色彩和印刷用紙的匹配情況，分析預(yù)打樣工藝中所用顏料的色度特性;

⑤分析一套油墨再現(xiàn)的色域和各套油墨再現(xiàn)色域的不同;

⑥分析原稿和復(fù)制圖像之間的關(guān)系;

⑦采用色度測(cè)量規(guī)范，提高標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的程度，以達(dá)到節(jié)省材料、減少差錯(cuò)、提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的;

⑧印刷色彩的質(zhì)量控制;

⑨分析匹配專(zhuān)色的顏料的組成;

⑩在分色設(shè)備上進(jìn)行校色，在印刷機(jī)上控制色彩復(fù)制。

密度和色度測(cè)量工具

很明顯密度計(jì)是用來(lái)測(cè)量密度的。使用密度計(jì)對(duì)印刷品的測(cè)量值常用的主要有兩種，一種是光譜窄帶色密度，一種是光譜寬帶色密度。光譜的窄帶和寬帶主要是通過(guò)不同的濾光鏡實(shí)現(xiàn)的，使用寬帶濾光鏡的密度計(jì)，對(duì)顏色測(cè)量的結(jié)果當(dāng)然是光譜寬帶密度，窄帶則相反。根據(jù)不同情況我們使用的密度計(jì)也會(huì)有不同。如窄帶測(cè)量對(duì)密度的微小變化增加了敏感性，與寬帶濾色片測(cè)量比較，它們更不象人的視覺(jué)響應(yīng)。窄帶密度測(cè)量主要用于測(cè)量網(wǎng)點(diǎn)增大、疊印、墨層厚度及油墨的強(qiáng)度。而寬帶濾光鏡密度測(cè)量值不取決于光譜分布的值，而是取決于相對(duì)光譜輻射分布，即總是跟密度測(cè)量所使用的傳感器的相對(duì)光譜另密度和濾光片的光譜透射率有關(guān)。寬帶測(cè)量主要用于評(píng)價(jià)色相、灰度、透明度和校色。

現(xiàn)在我們拋開(kāi)寬帶和窄帶的問(wèn)題，籠統(tǒng)的說(shuō)密度計(jì)的問(wèn)題。密度計(jì)在對(duì)印刷樣張的測(cè)量中，是使用三種不同顏色的濾色片，zui常見(jiàn)的是使用油墨(一般為標(biāo)準(zhǔn)色油墨)的色相的補(bǔ)色濾光片，如對(duì)黃色測(cè)量的濾光片采用的是藍(lán)色(λ=430nm)，對(duì)品紅的測(cè)量采用綠濾色片(λ=530nm)，對(duì)基本青色測(cè)量采用的是紅色(λ=620nm)。這樣的測(cè)量結(jié)果很顯然是針對(duì)油墨的，而非人眼。這種測(cè)量只能告訴我們正在印刷和已經(jīng)印刷好的印品上的某種油墨的相對(duì)量，即在該測(cè)量部位的某種油墨量是否足夠，是否達(dá)到了期待的密度。同時(shí)也能做出一定范圍的顏色對(duì)比，這種對(duì)比和人眼的視覺(jué)幾乎沒(méi)有什么關(guān)系。

這樣我們發(fā)現(xiàn)密度計(jì)對(duì)色相的測(cè)量和指示能力實(shí)在有限，密度計(jì)不是色度計(jì)雖然通過(guò)同時(shí)使用的三個(gè)濾色片的讀數(shù)，可以近似地指示色相。但這種對(duì)色相的指示是相當(dāng)不準(zhǔn)確的，無(wú)法滿足印刷測(cè)色的需要。為了更多的需要(如：對(duì)紙張白度的分析、分析原稿的色彩等情況下)色度的測(cè)量開(kāi)始得到了更廣泛的關(guān)注。

色度測(cè)量主要有兩種。*種方法是利用光電色度計(jì)測(cè)色的方法，光電色度計(jì)在原理上非常類(lèi)似于密度計(jì)，其外觀、操作方法甚至是購(gòu)買(mǎi)價(jià)格都相當(dāng)接近。光電色度計(jì)直接顯示三刺激值x(—)(λ)、　　y(—)(λ)、z(—)(λ)，大多數(shù)還把三刺激值轉(zhuǎn)換為色空間標(biāo)度，例如轉(zhuǎn)換成CIELAB標(biāo)度，但大多數(shù)只有一種或兩種照明，所以用色度計(jì)測(cè)得的色彩并不總是表現(xiàn)視覺(jué)色彩，另外，CIELAB并不是對(duì)印刷非常理想的色度系統(tǒng)，因?yàn)樗鼰o(wú)法向CIELUV一樣計(jì)算出色彩的飽和度。光電色度計(jì)在確定色差方面是足夠的，因此可以在印刷車(chē)間用做色差比較的測(cè)量。許多的光電色度計(jì)的精度也高到足以進(jìn)行色彩和相對(duì)色差的測(cè)量，但是一般說(shuō)來(lái)，人們更喜歡用分光光度計(jì)去完成上述任務(wù)。

色度計(jì)可以看成是一個(gè)反射率計(jì)，或一個(gè)不帶對(duì)數(shù)變換器但帶有一套專(zhuān)門(mén)濾色片的密度計(jì)。當(dāng)然，這是一種能完成色度測(cè)量的方法。附加一套濾色片的目的是根據(jù)CIE光譜三刺激值在色度計(jì)的每個(gè)通道中給光譜的各個(gè)波長(zhǎng)加權(quán)。但色度計(jì)不同于密度計(jì)，它涉及的主要是反射率問(wèn)題而不是一個(gè)對(duì)數(shù)問(wèn)題，但反射率很容易轉(zhuǎn)換成密度，反之也是可以的。色度計(jì)的光譜成分被認(rèn)為跟人的視覺(jué)靈敏度有良好的線性關(guān)系。但事實(shí)上這是不可能的(涉及到盧瑟條件*問(wèn)題)，因此光電色度計(jì)在原理上存在誤差。

第二種方法是利用分光光度計(jì)測(cè)量色彩的方法。正像三濾色片光電色度計(jì)可看成是一個(gè)專(zhuān)門(mén)的反射率測(cè)量?jī)x器一樣，分光光度計(jì)也可以這樣看，但它與光電色度計(jì)不同，分光光度計(jì)測(cè)量的是一個(gè)物體的整個(gè)可見(jiàn)反射光譜，分光光度計(jì)是在可見(jiàn)光譜域逐點(diǎn)測(cè)量，即在一些離散點(diǎn)上進(jìn)行測(cè)量，通常每隔10或　20nm測(cè)量一個(gè)點(diǎn)，在400～700nm的范圍內(nèi)測(cè)量16～31個(gè)點(diǎn)。有些分光光度計(jì)是連續(xù)地對(duì)光譜進(jìn)行測(cè)量，而三濾色片光電色度計(jì)只對(duì)三個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，所以分光光度計(jì)能提供的信息要多得多，至少是對(duì)16個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量。

分光光度計(jì)把色彩作為一種不受觀察者支配的物理現(xiàn)象進(jìn)行測(cè)量。為了獲得三刺激值它可以對(duì)反射光譜進(jìn)行積分，可以把色彩作為視覺(jué)響應(yīng)加以解釋?zhuān)且环Nzui靈活的色彩測(cè)量?jī)x器。

印刷工藝中的某些現(xiàn)象如紙上網(wǎng)點(diǎn)覆蓋率、油墨強(qiáng)度、等本質(zhì)上就是在窄波段范圍內(nèi)發(fā)生的物理現(xiàn)象，當(dāng)然還是用窄帶測(cè)量進(jìn)行評(píng)價(jià)。但是應(yīng)當(dāng)指出，窄密度測(cè)量不能用于測(cè)量視覺(jué)色彩，但分光光度測(cè)量能解決這個(gè)問(wèn)題。因?yàn)樗鞯臏y(cè)量是窄帶測(cè)量，它對(duì)光譜的抽樣是充足的，所以可以做與視覺(jué)一致的色彩測(cè)量。為了進(jìn)行預(yù)期類(lèi)型的測(cè)量(窄帶或?qū)拵?，可以為分光光度計(jì)預(yù)先編寫(xiě)計(jì)算程序。許多新型分光光度計(jì)包含有計(jì)算機(jī)，根據(jù)程序去完成標(biāo)準(zhǔn)的印刷復(fù)制質(zhì)量控制和窄帶測(cè)量都是合適的，但它明顯的比密度計(jì)昂貴。

*，對(duì)顏色進(jìn)行測(cè)量的zui基本的方法是主觀目視法。這種方法是根據(jù)色譜中的顏色用目視匹配未知的顏色，用分光光度計(jì)測(cè)得的色彩數(shù)據(jù)比人眼的分辨能力要精細(xì)，這對(duì)分析顏料的濃度是有用的，只需要根據(jù)一些公式進(jìn)行計(jì)算，便可以分析和控制原材料的份量。

根據(jù)分光光度計(jì)的測(cè)量數(shù)值可以計(jì)算密度值和色度值(但反向計(jì)算是不正確的);可以分析同色異譜現(xiàn)象;新型分光光度計(jì)還可以把分光光度測(cè)量數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)換成其它表色系統(tǒng)的參數(shù)，轉(zhuǎn)換方法與色度計(jì)是一樣的。