印刷業技術進步的歷程 
 
 
   印刷企業一年三百六十五天夜以繼日的忙碌是出了名的，從原稿分析到印刷成品交付客戶過程環節之多是有目共睹的，技術設備工藝參數調整控制之復雜多樣是外人難以體會的。 
 
 
   印刷人在回顧歷史中會發現，印刷技術發展的軌跡總是與社會經濟文化和科技成長密切相關。15世紀中期，約翰尼斯•古登堡（Johannes Gutenberg）發明了一種重復使用金屬活字印刷的方法，以加速復制手稿的過程。當時的印刷只能完成文字印刷，只有黑白兩種顏色，因此稱其為二值印刷時代，這代表近代印刷的第一代技術。在古登堡之前，人類的大部分信息都存在人的大腦中，通過口頭傳述的形式代代相傳。印刷促成了一種新文化的出現，因此人們可以跨越巨大的距離，同時面對許多聽眾講話。古登堡自己也許并沒有意識到他的發明將深刻地改變人類的文化。 
 
 
   18世紀中，照相技術被引入印刷制版，在金屬版上感光層曝光沖洗后，經過腐蝕產生深淺不一的面積，可以將油墨轉印到紙上，產生與照片同樣的效果。從此開始了被稱為層次印刷的第二代印刷技術時代。人類首次可以將看到的景物以印刷品的形式廣為傳播，科學和文化信息變得生動起來，更容易理解和接受，對社會發展與經濟繁榮發揮著重要作用。 
 
 
   20世紀初，彩色照相技術被應用到印刷分色，通過紅、綠、藍濾色片得到青、品、黃通道信息，經過接觸網屏加網拷貝生成印版，真彩色印刷品亮麗出現在觀者面前。這種新技術被稱為第三代印刷技術，開創了彩色印刷時代，從此印刷與顏色科學結下不解之緣。20世紀中期，人類最偉大的科技進步成果—計算機技術進入到印刷分色領域，印刷業開始擁有屬于自己的顏色數字化技術和加網算法，在計算機文化潮流漫卷的時代中，充分展示自己的能量。 
 
 
   二十世紀九十年代末，高保真彩色印刷技術研究成果已經開始走出專家實驗室，在實際生產中應用。高保真彩色印刷技術成功采用新的分色理論和方法，糾正了常規四色印刷的主要缺陷，使得印刷顏色的視覺效果更接近實際景物的真實效果，印刷圖像顏色更鮮艷更明亮、層次更豐富更真實、立體感更強。從這個意義上說，高保真彩色印刷技術開創了一個新時代。今后高質量精美印刷的技術規范將建立在高保真分色的基礎上，高保真印刷技術應用水平，將成為印刷企業產品質量的主要表征，以此面對客戶的選擇，就如同曾經以電分機、四色膠印機等向用戶顯示質量保證一樣。 
 
 
   歷史的腳步不會停頓下來，就象探索宇宙、地球、人類的發生、發展、未來一樣，印刷技術中困擾我們的諸多問題，也需要不斷研究解決。 
 
 
 
   印刷業新時代的特征 
 
 
   在人們享受信息時代經濟繁榮美好果實的時候，總是有科學家不斷萌發深入探索未知領域的念頭，不斷研究新的理論，不斷取得新的技術成果，使人類得以享受前所未有的精彩生活。20世紀末，顏色科學家最新的研究成果被導入印刷分色工藝過程，由此建立起全新的印刷質量標準。色度學理論和技術研究，支撐著顏色外觀描述和顏色測量技術不斷完善提高。印刷原稿顏色分析和印刷分色建模，都可以利用光譜測量和分析技術，建立起新的質量目標，并創建出可供工程應用的工藝系統，為印刷企業在實際生產過程應用。高保真印刷技術以實際景物反射光譜為復制目標，選擇基色油墨組合更大色域空間，以油墨印刷色中的彩色成分和中性灰成分，分別匹配原稿顏色中的色相色飽和度和色亮度，以各自的階調線性盡量保持原稿顏色的視覺真實性。這些技術與現有四色印刷分色技術有著原則區別，因此可以說高保真彩色印刷技術開創了第四代印刷技術時期。 
 
 
   今天，全世界的顏色科學家，已經為顏色的感知、測量、復制提供了許多有價值的方法，使我們有可能對印刷技術和質量進行新的思考，尋求新的方法，邁上新的高度。 
 
 
   印刷企業忙碌的過程的參數的調控的復雜性，大多與彩色圖像相關。彩色圖像印刷復制的工藝基礎是四色分色。對于這個基礎有兩個問題值得思考。 
 
 
   第一，印刷彩色圖像，實際是復制自然世界的景象。印刷工藝不能直接把立體的景物復制到平面的介質上。照相設備把景物投影到感光材料上或記錄到光電轉換器件中，然后作為原稿交到印刷工藝。原稿表現實際景物的形狀、彩色和亮度特性。為了使印刷圖像更接近實際景象的觀察效果，我們應該了解原稿記錄的景物特性與它在自然世界的觀察效果有什么不同。對于二者差異分析的技術細節將另文表述，這里主要指出在常規四色印刷工藝中，這是被有意無意忽略的問題。這就造成了目前四色印刷工藝習慣上從掃描原稿得到的CMYK信號開始調控相關參數，結果使得印刷圖像的亮度特性與實際景物產生較大差異，這本來在一定程度上是可以避免的。 
 
 
   第二，四色印刷顏色空間與景物反射的光線顏色空間相比小很多，注定了印刷圖像的彩色特性與實際景物之間相當大的差異，特別是明亮顏色的飽和度損失嚴重，連同以上原因，這就使得四色印刷圖像顏色沉重單調，缺乏層次，缺乏光彩。 
 
 
   經過專家不懈的實驗研究，以上兩個問題已經在高保真印刷技術中得到統一解決。高保真分色技術以視覺感知顏色的亮度，調控印刷的中性灰成分；以擴大的印刷顏色空間，映射感知顏色的飽和度，使印刷圖像效果更接近實際景物的觀察效果。從這一效果可以說，高保真印刷技術是印刷技術發展史上新時代的標志。這一技術，將推動精美印刷、個性化顏色印刷、色彩防偽印刷的發展應用。 
 
 
 
   印刷業新時代催動技術創新的步伐 
 
 
   歷史上的許多發明發現，在后人追述贊美的時候，常常引起當年人們的感慨，錯失了理解和利用的良機。在印刷新時代大門開啟的時候，同樣會重演歷史的情景。先行者的腳步是需要智慧和勇氣的。他們的智慧在于對歷史理解和趨勢判斷的準確，在于經營管理和專業知識的深厚。他們的勇氣來源于追求完美的理想，自我認知的理性。在商場上，他們能夠把握住最佳時機，獲得最大利益當然就不足為奇了。 
 
 
   隨著客戶越來越多聽到看到高保真技術的實際效果，將會形成應用該項技術的連鎖反應。沒有使用高保真印刷技術的畫冊期刊廣告包裝等印刷物，將會失去高品位高質量高實力的地位，使它們的所有者顏面大失，閱讀者信賴大跌，消費者疑惑大增。對于這樣的判斷，認為是天方夜譚也罷，是發展必然也罷，留待去事實證明吧。 
 
 
   印刷技術進步的步伐，從歷史走到今天，還要從今天走向未來。這步伐可能在一些人的心中隆隆震響，另一些人可能全然不覺，因為只有心中藏有期盼才能產生共鳴。當對提高印刷質量毫無期盼的時候，高保真印刷技術會與你擦肩而過，使你喪失領先同行的大好時機。 
 
 
 
   彩色圖像印刷的技術要求 
 
 
   彩色圖像印刷是現代印刷業中最復雜最重要的作業。印刷的彩色圖像是對自然界真實景物的復制。自然界景物不能被直接印刷復制，必須借助于成像設備，將形狀及顏色記錄于感光材料等平面介質上，形成顏色的模擬量，或記錄于CCD等光電轉換器件中，直接生成顏色的數字量，才能用于印刷復制工藝。 
 
 
   現有的光電成像設備，通常將景物的光譜色分解為紅、綠、藍三種分量記錄，形成該設備的顏色空間。三原色選取不同，顏色空間大小不同。三原色的亮度和色飽和度越 小，顏色空間越小，空間邊界上描述的顏色與相應光譜色的差別越大。同時由于受到感光材料特性的限制，或光電轉換器件性能的影響，顏色的真實性又會遭受損失。所以對彩色圖像復制來說，選擇適當的RGB顏色空間和介質表現原稿的顏色，對印刷效果能夠接近自然景物的真實顏色是非常重要的。  
 
 
   人眼對顏色的視覺感受方式，視桿細胞感受明暗，視錐細胞感受彩色。從彩色圖像復制而言，顏色應分為兩部分，即彩色成分和中性灰成分。這樣分解顏色，是模擬人的視覺系統感知的顏色。彩色圖像的立體感由圖像顏色亮度表示，其中主要影響是中性灰成分。由上可知，對印刷顏色中的彩色成分和中性灰成分分別調控是很重要的。 
 
 
   顏色被印刷復制時，油墨印刷色域范圍會使顏色空間再度壓縮，原稿顏色線性轉換和分色算法也會使印刷顏色階調特性改變。所以印刷色域范圍的控制和相關算法的選擇及優化也是至關重要的。 
 
 
 
   常規四色印刷技術需要改革 
 
 
   印刷顏色空間是由基色油墨特性決定的。四色印刷使用的C、M、Y、K基色油墨，印刷顯色的光譜曲線與理想顏色光譜曲線有較大差距。油墨疊印的二次色CM、CY、MY顯色效果，特別是藍色和綠色，與理想顏色差距更大。目前大幅度地提高油墨性能的可能性不大。因此，四色印刷色域只能維持現狀，僅為可見光譜色域的一半左右。 
 
 
   四色印刷以印刷顏色密度匹配原稿密度。顏色密度實質表示印刷油墨的用量，并不能反映顏色色度和亮度的構成。四色印刷習慣以提升密度曲線增加印刷顏色飽和度。事實上，由于油墨顏色由彩色成分和中性灰成分組成，在增加油墨用量時，如果構成彩色成分的基色油墨網點原已接近或達到最大，增加量會較小，而作為相反色的基色油墨網點的增加量會較大。熟悉電分機工藝的人員都知道，相反色增加量多于基本色增加量，意味著灰成分增加，顏色亮度下降，在油墨總量限制的條件下，還意味著顏色飽和度下降。這就造成了這樣的結果，雖然印刷品的墨色變得更加飽滿，但是中、暗調顏色的亮度過低，而且飽和度也有不同程度損失，墨色的中性灰成分沒有得到恰當控制。即使相反色與基本色近似同步增長，也不能有效提升飽和度。四色印刷這種目的和結果相矛盾的現狀，主要由于不能分別有效調控彩色成分和中性灰成分油墨用量造成的。 
 
 
   孟塞爾系統的色相、明度和彩度的分度是根據視覺判斷劃分的，其中明度曲線應該作為印刷復制顏色亮度階調線性的調控目標。 
 
 
   由分析Photoshop 6.0中典型ICC四色分色規范得知，四色印刷顏色的視覺明度設計值就并非遵循孟塞爾視覺明度曲線，而是近似直線，實際印刷中性灰梯尺測量CIE L*明度證明這一點，圖中綠點為中性灰梯尺計算光譜明度（近似孟塞爾視覺明度），紅點為四色分色計算明度，品點為實際印刷明度。坐標顯示出四色印刷顏色的中性灰成分過多。四色印刷強調提升復制顏色的飽和度，以過度犧牲顏色亮度為代價，是四色印刷技術的另一重要缺陷。 
 
 
   由于以上缺陷，造成印刷圖像顏色沉重，層次損失較多，立體感較差。因此常常引起客戶抱怨印刷效果與真實景物顏色差距過大，印刷質量水平不高。 
 
 
 
   高保真印刷技術的特性 
 
 
   高保真印刷的顏色特性表現在兩個方面。第一，印刷顏色空間擴大，增加了更明亮、更鮮艷的顏色，使印刷品看起來與真實景物的顏色更接近。第二，印刷顏色的階調線性與常規四色印刷不同，視覺感知更接近光譜色的變化效果，印刷品層次感更真實，立體感更強。 
 
 
   高保真印刷顏色空間增大的主要原因，是在CMYK的基礎上，增加了新的恰當的基色油墨，并且除了黑墨以外的所有基色油墨，全部參與匹配輸入顏色中的彩色成分。新基色油墨包括O、G、B等，這些油墨與相鄰的C、M、Y疊印的二次色，色亮度和色飽和度均超過C、M、Y疊印的二次色，還可選用部分相鄰三基色油墨疊印，進一步增加色飽和度。因此，印刷顏色空間得到可預知可調控擴大。 
 
 
   印刷色域擴大的同時，也十分注意印刷顏色色度階調線性的維持。在常規四色印刷時，往往更注重顏色的飽和度，而少強調階調線性的真實性。高保真印刷色空間內不同階調顏色的彩色成分，匹配的目標是輸入的RGB顏色色相和飽和度階調特性。油墨色盡量忠實保持這種特性，使印刷彩色圖像的色度視覺效果與實際景物顏色感知更加接近，顏色層次感更真實更豐富。 
 
 
   為盡可能準確復制原稿顏色亮度階調特性，在匹配的油墨顏色中，對彩色成分和中性灰成分分別進行調控。這樣，在印刷顏色空間中，印刷彩色圖像亮度的視覺效果，能夠盡可能最接近輸入色，藍點和青點坐標，圖像的立體感更強。中性灰顏色可由全部基色油墨構成，也可以根據工藝需要或對客戶個性化服務的需求，選擇其中適當的部分油墨構成。 
 
 
   高保真分色在CIERGB顏色空間中進行，輸入的RGB顏色將獲得更接近光譜色的亮度和色度特性。不同的基色油墨組合分別匹配不同色相區間的輸入顏色色度參數，例如紅色以M、O和少量Y匹配，綠以Y、G和少量C匹配。基色油墨分色通道設置，保證印刷顏色達到印刷色域和實現階調線性。與四色印刷相比，高保真印刷顏色在一定程度上并不因為飽和度提高而亮度降低。這是非常寶貴的性能，常規四色印刷是無法做到的。 
 
 
 
   高保真印刷技術的功能優勢 
 
 
   高保真七色印刷色域比常規四色印刷擴大30%以上，大大提高了表現鮮艷顏色的能力；它的印刷顏色階調線性更加準確，強化了表現顏色深淺變化的能力；它的亮度階調線性的調整，不但使暗調顏色中彩色變化更加明顯，還使得印刷圖像的立體感增強。 
 
 
   高保真印刷技術表現出來的能力，正是高檔彩色印刷所需要的。與高保真印刷質量相比，常規四色印刷將退居二流質量水平。今后高檔印刷客戶市場，不能提供高保真印刷質量的企業，將會失去承接定單的資格。 
 
 
   對現代工業和商業個性化服務的需求浪潮，正推動新產品研制和服務多樣化加快進行，促進相關企業技術進步。高保真印刷技術具有的變換基色油墨，選擇分色模型的靈活性，支持印刷企業創新性實現彩色圖像個性化效果復制。該技術可以把客戶標識專色作為基色油墨使用，在保持高保真印刷質量的同時保證專色印刷一致性，減少印刷成本。高保真印刷技術還可以支持設計師實現印刷品色彩防偽功能，幫助出版物或包裝品防止假冒。因此，高保真印刷不但可以實現優質優價提高產值，還可以通過增加印刷品功能，進一步提高印刷附加值提高產值利潤率。 
 
 
 
   高保真印刷技術的生產應用 
 
 
   目前，高保真印刷技術的應用非常簡單。一個獨立軟件系統安裝在Apple計算機中，應用人員經過使用培訓，就可獨立操作完成原稿分色輸出。系統中可直接選擇應用的分色模型。 
 
  
 
 
   技術研發方采取“交鑰匙工程”方式轉讓技術使用權。隨軟件系統同時提供現場印刷工藝過程參數設置和印刷產品質量檢測指導，直到企業生產出合格產品。 
 
 
   SOLOR 2.1系統提供的分色模型有TOYO油墨系列和Hexarome油墨系列，每系列包括8種模型，分別是四色一種青品黃黑；五色三種青品黃黑紅、青品黃黑綠、青品黃黑藍；六色三種青品黃黑紅綠、青品黃黑綠藍、青品黃黑紅藍；七色一種青品黃黑紅綠藍。技術研發單位以“交鑰匙工程”方式對企業進行現場技術培訓和生產指導，直到實際生產出合格產品，并在以后給予優先技術升級服務。 
 
 
   高清晰度高保真彩色印刷成套技術工藝研究項目由北京佳一天時電子科技有限公司于2000年10月在國家科技部技術創新基金中心立項，研究成果于2002年10月由中國印刷及設備器材工業協會組織專家委員會鑒定為具有國際先進水平。以項目成果為核心的SOLOR 1.1高保真彩色分色系統及相關技術組成的高保真彩色印刷成套技術已于2003年8月在印刷企業生產中實際應用，并于同年12月通過中國包裝總公司組織專家進行的的新產品鑒定，專家認為，在企業現有條件下，應用該技術方法，可以明顯提高產品質量，擴大產品應用范圍，提高產品的附加值和市場競爭力，有良好的經濟效益和推廣價值。 
 
 
   應用該項技術的印刷機以一次印刷全部基色油墨的機型為好，另外通過更換油墨，任意機型都可進行高保真印刷。因為高保真印刷技術核心是分色技術，所以，該技術適用于膠印、凹印、絲印、柔印等各種印刷工藝。 
 
 
 
   選擇應用高保真分色模型的基本原則 
 
 
   目前高保真印刷技術已開始被講究質量的印刷企業所重視和應用。因為對彩色圖像印刷而言，除了高保真印刷技術，尚沒有另外的技術可以真正擴大圖像印刷色域，使圖像顏色更明亮更鮮艷，更接近自然界真實景物的觀看效果，達到印刷最高的質量水平。在常規四色印刷時添加專色，只能在圖像以外的區域以平網或漸變顏色裝飾版面。如果沒有高保真分色技術， CMYK以外的專色不能參與分色，因而不能以層次網點在圖像上印刷，對提高圖像印刷質量沒有任何幫助。常常有人把含有專色的多色印刷認為是高保真印刷，這是完全錯誤的。 
 
 
   長期以來，高檔書刊、期刊雜志、包裝品等越來越多的應用圖像，因為圖像所能表達的信息，大大超過文字和圖形，直觀生動形象因而廣受歡迎。所以應用高保真印刷技術提高圖像印刷質量，是印刷企業爭取高端客戶信任的重要條件。 
 
 
   高保真印刷技術的核心是高保真分色技術，目前已知的分色模式有兩類。一類是以ICISS為代表的在交互式圖形界面設置分色模型，另一類是以Pantone Hexarome為代表的高保真顏色查找表（CLUTs）固定分色模型。二十世紀九十年代末，Pantone分色模型曾作為ICISS系統中唯一可實際應用的高保真分色模型。數年后，Pantone脫離與VISU的合作，將分色模型作為顏色查找表，以插件方式連接于排版和圖像處理軟件使用。國內研究機構和用戶分別對Pantone Hexarome模型進行了測試分析，均發現其印刷復制顏色與原稿相比，一些顏色色相有較大偏差，一些顏色亮度特性有較大改變。Pantone公司主要研發高保真分色模型的技術人員離開公司后，公司再沒有對模型進行改進，也沒有研究新模型的計劃。ICISS作為高保真分色模型設置平臺，具有很多開創性技術，VISU的顏色科學家將在小型機上的光譜顏色分析技術移植到臺式機上，寫成可供用戶操作的分色模塊和輸出模塊。遺憾的是，自二十世紀九十年代末ICISS推向市場以來，系統中除了原有Pantone Hexarome一種六色高保真分色模型以外，再沒有增加新的分色模型。 
 
 
   顏色查找表廣泛應用于四色分色，除了彩色印刷以外，近年來數碼打樣越來越多取代常規膠印打樣，關鍵就是應用顏色查找表，控制彩色墨水的色域和階調線性，近似油墨印刷特性。顏色查找表有多種功能，取決于每維顏色的模式。最常用是由RGB顏色查找印刷油墨網點面積。查找表的網格點一般選取數百或更多，網格點間的顏色使用插值建立，一般會選用適當的優化函數，以提高顏色表現精度。網格點的選擇是非常關鍵的，顏色科學家提出過多種方案，色彩管理系統供應商也提供不同的選擇。其技術關鍵在于，為了輸入和輸出顏色空間表達的連續性，網格點應位于整個色域的色相、飽和度和亮度線性的拐點上，使網格點間隔中的顏色變化線性具有相似性，使插值顏色與空間實際顏色具有最大的色度一致性。網格點過多，影響分色運算的速度，過少使插值顏色失真過大，網格點選擇不當同樣會造成印刷顏色的色相、飽和度及亮度過大偏差。利用紐格伯爾（Neugebauer）方程式計算油墨網點的三刺激值或光譜值，其中應采用適當的非線性優化疊代技術和確定的印刷工藝條件下優化的Yule- Nielsen 修正印刷油墨增量影響的n值。高保真分色的顏色查找表與四色基于相同的原理，所不同的是需要對顏色空間的色相區間進行合理的劃分，使油墨顏色匹配輸入色能夠保持最少的同色異譜，提高匹配的精度。 
 
 
   應用交互式圖形界面設計分色模型，是有重要意義的創新，但對設計者具有較高專業要求。ICISS系統分色模型是直接應用光譜顏色分量建立的。印刷油墨顏色使用紐格伯爾方程式計算光譜值。系統內部算法支持印刷油墨色域內和色域外分別分色，中性灰和彩色灰模型分別設置，色相、飽和度和亮度分別調控，印刷色空間內顏色的色相和飽和度線性校正等功能。系統支持最多選擇16種基色油墨，全部彩色油墨均可平等參與分色。光譜顏色復制是近年來顏色科學領域中的重要研究內容，獲得許多國際著名設備制造商的支持，研究的階段成果已經顯著地提高了彩色圖像印刷、數碼照相、顯示器等的成像質量，具有巨大的應用價值。ICISS所代表的光譜顏色的色度表示方法，用于建造高保真印刷的分色模型，顯示出適應印刷工藝的相當的靈活性和巨大的潛力。 
 
 
   分色模型設計完成后，需進行大量的測試實驗，不斷調整以縮小輸入顏色與實際印刷顏色之間的色度偏差。除了應用常規色差方程∧Eab計算印刷顏色偏差外，應該應用CIE最新推薦的∧E94或CIEDE2000色差方程計算結果調控分色模型，這更有利于在確定的印刷油墨色域的條件下，使印刷圖像的視覺效果更真實。 
 
 
   由于分色模型設計技術上的復雜性，印刷企業在應用開始階段自行完成設計是相當困難的。如果選擇適用的分色系統，在研發單位的幫助下，通過消化吸收，系統掌握了關鍵理論和調控技術后，就可自主進行二次開發，對客戶提供個性化顏色復制和色彩防偽印刷等增值服務。因此高保真分色系統供應商應能提供系統原理和關鍵技術的相關分析和講授，同時，應以“交鑰匙工程”的方式，指導企業優化生產工藝過程參數和產品質量檢驗方法，幫助企業盡快應用高保真印刷成套技術工藝，生產出合格產品。 
 
 
   原稿顏色特點不同，在進行高保真彩色印刷時，可選擇不同分色模型，在保持最佳印刷質量的前提下，節省材料和機時，降低生產成本，降低對設備的要求。因此高保真分色系統中應包括適用于不同系列油墨的四色、五色、六色和七色分色模型供企業人員直接調用，同時分色模型的應用效果，應該不再有如前所述的過大的色相和亮度偏差。