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上海备得数码科技有限公司

数码打样及颜色管理技术发展(上)

数码打样技术在出版及商业印刷领域已经非常普及,几乎已完全取代上机打样;在包装印刷领域,由于承印物材质多种多样、专色多,而且一般为长单、大单,因此数码打样的起步则比较晚,长期以上机打样的方式为主。目前,数码打样在包装印刷领域已经度过了质疑期和观望期,发展迅猛并逐渐走向成熟。

在纸包装、软包装、标签等印刷领域,很多包装印刷企业已经拥有了数码打样系统,很多国际品牌、包装设计服务公司等都接受并使用数码样作为标准样。

如今,在数码打样逐渐被越来越多的包装印刷行业接受并应用之后,谈论更多的是数码打样系统功能的完善性,如色彩管理技术、网点的模拟、专色及叠印色的再现、如何实施等。以下谈一谈我所了解的数码打样技术发展以及新的技术。 


 三大颜色管理技术 

1、ICC技术 

1990年IRIS公司开发出喷墨打印机,随着喷墨打印机一起出现并获得逐步普及的是ICC色彩管理技术,(International Color Consortium国际色彩协会,该组织建立了色彩描述文件的标准格式,称为ICC 标准格式,它能跨平台、跨系统地应用在不同的成员公司的设备及软件系统中)。ICC技术作为数码打样方面的标准出现,但是当你想要输出用于签样的标准样时(又称为合同样张),基于ICC技术却无法给出更佳的质量。

ICC技术的工作流程如图1所示,在色彩管理实施的时候颜色转换是要经过连接空间(Profile Connection Space, PCS)进行转换的,即先把源色彩空间的颜色转化到PCS空间,再由PCS空间转换到目标色空间,见图1。

图1   ICC技术的 工作流程


连接空间一般是与设备无关的空间,一般是Lab色空间或者XYZ色空间:

ICC技术的目标是为色彩查找表创建一个标准格式:例如特性文件,主要在不同设备(如扫描仪、显示器、输出设备)之间进行简单的转换。该特性文件大多依赖于软件开发者的专业技术,所以ICC技术的核心问题,不是所有的ICC文件都一样,也就是很难说ICC是标准了。

 

ICC技术工作流程的不足之处 

(1)混乱的映射方式

对每一种特性文件(感观、色度、绝对色度、饱和度)有四种不同的映射方式。如果两个不同的特性文件(如样张和印张)合并到一起,将产生4×4=16种混合选项。 

(2)黑通道的问题

在采用ICC技术进行CMYK到CMYK的转换过程中,有可能丢失一些非常重要的颜色信息。例如,在印前设计中我们一般只用黑版(K)表示黑色的文字和细小的线条,而在采用ICC技术转换过程中一般会把单黑转换为4个颜色(CMYK)构成的黑色。这样的文字和细小的线条印刷时很容易出现套印不准、印刷边缘不光洁。

 (3)特性化

特性化是单独建立在假定印刷机特性的基础上,并且特性化未经过标准计算。

(4) 没有将校准和特性化分开进行

使用基于ICC技术的控制软件,打印机校准和特性化没有严格分开。如果温度、气候、湿度、纸张或油墨变化,以及随着打印机使用时间的增加,必须不断生成新的特性文件,实际操作将会特别繁琐。

(5)不适用于远程打样

由于校准和特性化没有分开进行,使用基于ICC的系统进行远程打样很困难。远程打样的目标是在远距离B处生成的与在原位置A处相同的合同样张,典型情况是B处没有经过培训过的专业操作人员进行操作。使用基于ICC的系统获得合同样张的质量,需要进行手动编辑,这就需要有经验的员工才行。也就是使用ICC特性文件进行远程打样,各个地方都要进行必要的优化,各个地方都会产生人员和时间成本,整个远程打样的运行维护将会是困难且高成本的。

总之,ICC技术仅是没有标准工作流程的信息交流方法。对于有专业需求的用户而言,ICC工作流程无法提供非常可靠的结果;而且要获得高质量和良好的再现性,使用ICC技术的操作过程复杂,耗费时间,导致成本很高。


2、Device Link技术 

Device Link特性文件(设备连接文件)是由源色空间直接转换到目标色空间的一种转换用特性文件,一般用于颜色由一个输出设备直接转换到另外一个输出设备。与ICC技术的工作流程相比,使用Device link 特性文件进行颜色转换不需要经过PCS空间,直接在设备之间建立联系。

那么为什么要用Device Link特性文件进行色空间的转换,而不直接用ICC特性曲线进行转换呢?如上所述,在采用ICC技术进行转换时,会将单黑转换为四色构成的黑色,导致套印或线条边缘不光洁的问题,此外,还可能会出现基色起脏,即本来只有单纯基色的颜色中,混入了其它颜色。其原因是ICC技术的色彩管理方法的目标是要保持颜色的准确性,获得更小的色差,因而只按照颜色的Lab或者XYZ来统一颜色的视觉效果,忽视了保护颜色的网点构成,其结果是转换后在基色中产生了细小的污点,这些污点是由于其它基色掺杂进来了所形成的。由于基色空间和目标色空间的纸色和基色色料不同,为了弥补这些不同而获得更小色差,ICC技术的色彩管理方法在转换时只能改变基色的网点构成。例如在PhotoShop中将U.S Sheetfed Coated v2色空间的C90%和M90%的两个基色,转换到Generic CMYK Japan Std Proofing色空间后,色值分别变成了C70%M2%Y4%和C1%M85%Y12%。

为了克服上述问题,就要避免由四色空间(CMYK)向三色空间(Lab或XYZ)转换,再由三色空间向四色空间转换的计算方法,而直接在四色空间之间建立联系。这就是Device Link转换技术的由来。Device Link转换技术首先由德国GMG公司提出(GMG四维色彩转换技术),是GMG与欧洲凹印印刷企业共同协作开发出来的。图2是Device Link技术的工作流程。  

图2   Device Link 技术的工作流程


Device Link特性文件包含源色彩空间和目标色彩空间,同时包含源色彩空间到目标色彩空间的转换方式。Device Link颜色转换允许转换时保持黑通道,也就是单黑仍然保持为单黑。而且Device Link调色更加方便直观,因为它本身就是一个四维色彩空间转换,所以用户在输出色彩空间中选择某个颜色进行微调,不会影响其他颜色。

例如,当你觉得绿色不够黄,你只需要选中绿色按经验调整百分之多少的黄即可,它不会影响红里面的黄,也不会影响灰里面的黄,而这种微调,ICC是没法做到的。

在数码打样应用方面,使用Device Link颜色转换技术,以指定的印刷工艺、印刷机、油墨和纸张组合为目标值,根据数码喷墨设备的墨水和纸张组合为基础条件,以Device Link的方式生成数码打样的特性曲线,实现打样与传统印刷的颜色匹配。

当然Device Link颜色转换技术亦可应用到各种印刷工艺的印前数据准备中,数码与传统印刷的颜色一致性控制,或胶印数据自动转换到凹印数据等,它以一种印刷工艺、印刷机、油墨和纸张组合的色域空间,通过Device Link的方式转换到另一种色域空间(工艺、设备、油墨和纸张组合的色域空间),从而在另一种印刷工艺上实现颜色一致的印刷。

比较上述两种颜色管理技术,ICC技术虽然有其局限性,但ICC技术的理念仍然有意义。比如扫描仪和显示器的校准还是需要使用ICC技术。但是在输出合同样张、数码印刷颜色管理以及传统印刷数据准备方面,Device Link技术为高质量需求提供了一种更加合理、高效和低成本的方法。

 

3、基于光谱数据的颜色管理技术 

随着包装印刷对数码打样系统需求的不断增强,包装打样方面急需解决的是多通道叠印色的模拟,特别是柔印、凹印领域专色多,经常有专色与四色叠印或专色与专色叠印的要求。以往的数码打样控制软件在四色和实地专色的还原方面,都已经不存在什么挑战了,但在2008年之前专色与四色叠印或专色与专色叠印(以下简称多通道叠印色)的颜色还原还没有任何解决方案。这也阻碍了数码打样在柔印、凹印等领域的应用。2008年德鲁巴,GMG发布了基于光谱数据计算的带有专色数据库的分色和生成多通道叠色特性文件的软件OpenColor,才初次有了模拟多通道叠印色的解决方案,经过四年的不断完善,到2012年该新技术基本成熟,近几年在柔印、凹印行业已有300多家企业成功应用。如图3所示,通过测量PANTONE 101C(左)和PANTONE Process Cyan C(右)颜色的光谱数据,使用OpenColor软件计算模拟出这两个专色叠印后的效果及对应光谱数据(中)。

图3  opencolor使用光谱数据模拟 颜色的叠印


近几年,esko等企业也发布了自己的基于光谱数据计算的数码打样系统,也可以实现多通道叠印色的再现。

传统数码打样色彩管理软件进行曲线计算是基于色度值(Lab),通过测量ECI 2002色表或ANSI IT8.7/4色表(*注)获取目标值,测量所得是原色的Lab值或叠印色的Lab值;没有考虑具体印刷工艺、油墨的透明度、叠印次序等对叠色效果产生重要影响的因素,所以必然无法准确模拟多通道叠印色效果。

与ICC技术及Device Link技术相比,基于光谱数据进行计算的技术有以下特点: 

(1)采用光谱数据

事实上,我们日常所用的分光光度计和密度计等测量的原始数据就是光谱数据,但是由于以往的软件基于Lab值计算,所以仪器将测量的光谱数据转换为XYZ值,再转换为Lab值,如图4所示。在这两次转换中不可避免的产生了数据损失,所以颜色控制软件往往需要采用循环校正去修正曲线,以获得更好的颜色匹配效果。而基于光谱数据计算的色彩管理技术不再需要循环校正,明显缩短了生成曲线所需的时间。并且因为基础数据就是准确的,因此也保证了计算结果的准确性。

图4  传统颜色测量 数据转换路径


(2)光谱数据的重复利用,强大的数据库功能

由于使用光谱数据,而每个颜色的光谱数据是固定的,光谱数据采集之后建立数据库,以后可以随时结合特定印刷工艺、承印物、叠印色序、印后工艺去生成不同色彩特性曲线。随着应用该技术的时间越久,数据库的不断完善,打样的工作将越来越简单,本身的数据库也将成为企业重要的数据资源。 

(3)考虑油墨透明度并可定义叠印色序

大家都知道油墨的透明度和叠印的色序都会对叠印色的效果产生很重要的影响,所以如果不考虑这两个因素,基本上在印前打样预测出来的效果也不可能准确。因此,基于光谱数据技术的色彩管理技术在进行曲线计算时通过数据采集和设置选项,将这两个因素考虑进去,并且针对柔印、凹印和胶印分别有独立的计算模型,保证了叠印色模拟的准确性。

 (4)后道工艺的定义

印后工艺对印刷成品的颜色效果有明显的影响,因此基于光谱数据技术的色彩管理技术将亮光膜或哑光膜、亮光油或者哑光油也作为设置选项定义在系统中,进一步提高颜色预测的准确度。

(5)使用简单色条进行数据采集

软件技术的发展已不必要采集整张ECI 2002色表或IT8色表,只需CMYK四色和专色的梯尺,相互叠印的几个或十几个色块,就完成了数据的采集,这对于包装印刷特别是一些柔印和凹印的意义非常重大,因为包装的专色很多,如果总是需要印刷整张色表去采集数据,无疑成本高、效率低而且缺乏实际可操作性。图5为CMY三色与一个专色(示例中为O,橙色)的叠印色表,制版印刷后采集数据可以完成这个专色的光谱数据采集。

图5  CMYO色表


图6  CMYOGB色表


图6为CMY与3个专色(示例中为OGB,橙、绿、深兰)的叠印色表,制版印刷后采集数据即可完成这3个专色的光谱数据采集。其他专色如RGB、OGV等只需要重新使用软件生产相应的色表,就可以一次性完成对3个新专色光谱数据的采集,缩减工作量。

(6)与专色油墨配色系统数据共享

基于光谱数据基础的印前色彩管理技术与专色油墨配色系统的技术原理是相类似的,而且其测量的光谱数据与专色油墨配色系统可以共享,油墨配色系统配色数据亦可给到打样色彩管理系统,作为颜色计算的基础数据。随着这项技术的发展,相信柔印、凹印的数码打样将进一步普及,提前预测印刷效果,减少重复上机,降低上机打样的材料和时间消耗成本。

(7)七原色印刷的数码打样

七原色印刷是高保真彩色印刷的一种。高保真彩色印刷的概念由来已久,早在上世纪90年代末就开始从实验室走入印刷企业的生产车间。七原色印刷是相对于四色印刷而言,是在CMYK四色印刷的基础上增加RGB(红、绿、蓝)或OGV(橙、绿、紫)等颜色油墨的印刷方法,以扩展四色的色域、改善印刷颜色的再现性、真实性。七原色印刷的关键技术是分色技术,是印刷质量的关键保证。同时,在印前采用数码打样系统,提前预测七原色印刷效果,也是简化流程、提高效率、节约成本的必要方法。由于七原色印刷采用多于四色的七色油墨来印刷,因此常规的打样方法已不适用。

基于光谱数据的色彩管理技术正是进行多通道叠印色的模拟,因此可以准确地进行七原色印刷的数码打样,由软件生成七原色印刷的色表(有全色表、简单色表和迷你色表可选,七原色印刷建议选择全色表),经流程RIP后制版并上机印刷;然后选择合格的印刷测试样测量七原色色表后作为数码打样的目标值,生成七原色打样曲线;在打样时调用此打样曲线进行数码样的输出。一旦采用七原色印刷后,数码打样的工作也将很简化,因为数据的采集、曲线的定义都做一次即可。


*注:

1. ECI 2002是由欧洲颜色促进会(European Color Initiative:ECI)开发的一套旨在描述四色印刷特征的输入数据,也是对ISO 12642-1:1996 (印刷技术——用于四色印刷特征描述的输入数据——第一部分:原始数据)的扩展,其色表有1485个色块。

2. ANSI IT8.7/4是由美国国家标准学会(American National Standards Institute: ANSI )颁布的描述四色印刷特征输入数据的国际标准。其全名为:Graphic technology - Input data for characterization of 4-color process printing,其色表有1617个色块。


文章来源:肖丽 |  2004年加入GMG中国,13年来始终专注于为印刷包装企业、印前媒体、专业制版企业和品牌商提供专业的色彩管理解决方案,帮助解决实际生产和品牌专有颜色还原中遇到的色彩问题。


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发布时间:2019-11-17
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