印刷色彩学教案

∫ ∫ Dcr
=
lg
1 ρ cr
= lg
λ S(λ) ⋅ s(λ) ⋅ τr (λ) ⋅ dλ λ S(λ) ⋅ s(λ) ⋅ τr (λ) ⋅ ρc (λ) ⋅ dλ
同理可以得出蓝、绿滤色片的青墨的密度
同理 可以得出黄墨、品红墨的各种密度
色别 R滤色片密度 G滤色片密度 B滤色片密度
C
DCR=1.23
=
Lg
1 τ2
τ=
φ2 φi
=
φ1 ⋅ φ 2 φi φ1
= τ1 ⋅ τ 2
φi
D1
τ1
φ1
τ2
φ2
D2
合成密度为：
Dτ
=
lg
1
τ
=
lg
1
τ1.τ 2
=
lg
1
τ1
+
lg
1
τ2
= Dτ1 + Dτ 2
二、密度的类型
密度计所测得的密度值取决于密度计中所使用的光源光谱能量分
布S (λ) ，接收器的光谱灵敏度 s(λ) 和滤色片的光谱透射率 τ (λ)
一、密度的定义
1、透射
（1）透射 —— 光照射在透明体或半透明体之后，经过
折射穿过物体后照射出来的现象叫做透射。
① 透射率 —— 透明体透过光的程度。即透过后的光通量 Φτ
与入射光通量 Φi 之比。即：光透射率：
τ = φτ φi
② 光谱透射率 —— 从色彩的观点来说，从物体透射出的波长 λ
的光通量 φτ (λ) 与入射到物体上的波长 λ 的光通量φi (λ)之比。
1
ρ
=
lg
Y0
Y×ρ0
=
lg
102.57 Y
由此就可以将孟塞尔明度 VY 与亮度因数 Y 的关系转换成 视觉密度 D 与孟塞尔明度值 VY 的关系（见表10－3）。
100 Y / YMgo = 1.2219 V − 0.2311V 2 + 0.23951 V 3 − 0.021009 V 4 + 0.000840 V 5
② 光谱反射率 —— 从色彩的观点来说，在波长 λ 的光照射下，
样品表面反射的光通量 φρ (λ)与入射光通量 φi (λ)之比。表示为：
光谱反射率：τ (λ) = φρ (λ) φi (λ)
3、吸收
① 选择性吸收 —— 物体对入射光中某些波长的吸收程度大， 而对某些波长的色光不吸收的现象。
② 非选择性吸收 —— 如果物体对入射白光中所有波长的光都 等量吸收的现象。
色别
红(R)滤色片密 绿(G)滤色片密 蓝(B)滤色片密
度
度
度
青(C) 品红(M)
黄(Y)
DCR=2.0 DMR=0 DYR=0
DCG=0 DMG=2.0 DYG=0
DCB=0 DMB=0 DYB=2.0
（1）不应有吸收和吸收不足
青色油墨在400～500nm的蓝色波段和500～600nm的绿色波段内 都不应有吸收，它应该全部反射，因而在这两个波段不应该有密度 值存在，或者说在这两个波段其密度值应为0。所以我们称400～ 500nm和500～600nm中的密度为青墨的不应有密度。但实际所测 到的密度中这两个波段的密度不是0。之所以产生这种现象的原因 是因为青墨中掺杂有黄色和品红色的成分，造成它在400～500nm 波段吸收蓝光，在500～600nm波段又吸收绿光，可以分别用密度 计上的蓝滤色片和绿滤色片来测量，以DB和DG来表示。
表示为：
光谱透射率：τ (λ) = φτ (λ) φi (λ)
2、反射
（2）反射 —— 光照射在不透明体的物体上之后，将有一部分光
被物体表面反射，另一部分光被物体表面吸收的现象。
① 反射率 —— 不透明体对光的反射程度。即物体表面反
射的光通量 Φ ρ与入射的光通量 Φi 之比。即：
光反射率： ρ = φ ρ φi
S H —— 透射密度光源
视觉反射密度： DR (S A : V ) S A —— 反射密度光源
2、标准A状态密度（宽波带密度）
A状态密度（Status A density）多用于直接观看或通过投影观
看的彩色正片、彩色幻灯片、彩色电影胶片等在红、绿、蓝三种
色光分别照射时密度的评价和测量。
一般符号表示为：
2、影响油墨质量的最主要的因素
三原色油墨在理想情况下的吸收情况：
青 DB G R 1.2 1.0
DB 1.2 1.0
品 GR
DB 1.2 1.0
黄 GR
0.4
0.4
0.4
0 400 500 600 700
0
0
400 500 600 700 400 500 600 700
理想油墨的三滤色片密度值：
DCG=0.50 DCB=0.14
M
DMR=0.14
DMG=1.20 DMB=0.53
Y
DYR=0.03
DYG=0.07 DYB=1.10
四、孟塞尔明度与视觉密度的关系
孟塞尔第10级明度代表理想的完全反射漫射体，它的
反射率等于1（用ρ0 =1表示）。 对于任何物体表面来说，如果我们测量出了亮度因数
作为颜色视觉，色彩是一种宽波带感觉现象。因此，在印刷工 作中对灰平衡的判断、颜色校正、透射光检测等等，最好用普通 宽带密度计。而在测量油墨厚度（强度）、油墨叠印和网点面积 率时则用窄带密度计，这样精确度较高。
三、密度的测量仪器----密度计
密度计是分色、制版和印刷中的主要仪器，这种测量 方式一直是印刷工业最常用的客观评价质量的形式，密度计 价格便宜，应用广泛。密度计测量颜色表面时，只能获得印 刷中某一原色油墨的相对量，它不能指示被测颜色的色相。 密度计测量值不与各种表色系统相联系，因而不能用色彩语 言描述被测颜色。在颜色测量和评价中，密度计具有一定的 局限性，它不是标准的颜色测量仪器。
举例见P154
VY 10
9 8 7 6 5 4
3 2
1
Y − VY
D − VY
Y%
20
40
60 80
100
D
孟塞尔明度与亮度因数和视觉密度的关系曲线
注：
1、密度是从数学的角度出发，将亮度等比变化，用对数函数变换 为接近人眼视觉的等差变化。在一定程度上表征了人眼对亮度变 化的感知特性。但是，密度的变化仍然不能够代表人的视觉心理 明度的等间隔分级。—— 因为孟塞尔明度值和视觉密度之间的关 系，仍然是非线性的。 2、亮度因数是由三刺激值中的Y经积分算出的，也就是由光谱光 视效率 V (λ) 加权而求得亮度因数。根据视觉密度的定义，按 V (λ) 求得的密度必然是视觉密度（亮度明度）。
反射密度：
DR (SH
:
T
' B
)
DT (SH : TG )
D R ( S H : TG' )
DT (SH : TR )
DR (SH
:
T
' R
)
TB 、TG、 TR——表示T状态透射密度的红、绿、蓝光谱响应函数 符号。
5、窄波带密度 为了提高对黄、品红、青三原色油墨测量的准确性，在彩色密度
计中有些采用了窄波带滤色片，用这种滤色片测量出的密度读数 称为窄波带密度（Narrow-band densities）。
透射密度：
DT (SH : AB )
反射密度： DT (S A : AB' )
DT (SH : AG )
DT (S A : AG' )
DT (SH : AR )
DT (S A : AR' )
AB 、AG、 AR——表示A状态透射密度的红、绿、蓝光谱响应函数 符号。
3、标准M状态密度（宽波带密度） M状态密度是另一种三滤色片密度，大多用于对摄影和印刷复制用 的感光材料的测量。 一般符号表示为:
3、不同网点面积率的密度值都恰好落在 Y − VY和 D − VY 曲线上，
网点面积率的亮度和密度变化及视觉心理明度孟塞尔值之间的关系 都是非线性的。因此，亮度与密度都不能代表视感觉的均匀性。
五、油墨颜色质量的密度评价方法 ——GATF评价方法
1、对油墨的颜色质量进行评价原因
油墨颜色的优劣，则是影响色彩效果的最重要的条件。油墨的 颜色不好（包括油墨的色相、明度、饱和度等），不论采用多么 先进的工艺方法，也印不出好的彩色印刷品。
1、 三彩色密度测量示意图
1.34 密度显示
透镜
光电管 s(λ)
滤色片τ(λ) [红、绿、 蓝]
光源S(λ)
来自百度文库
油墨ρ(λ) 纸张
45°
2、未加红滤色片的密度（以青墨为例）
∫ ∫ Dc
=
lg
1 ρc
= lg
S(λ) ⋅ s(λ) ⋅ dλ
λ
λ S(λ) ⋅ s(λ) ⋅ ρc (λ) ⋅ dλ
3、加红滤色片的密度
② 黑白图片的光密度 反射光密度的计量是由反射率得来的，印品上某一色调反射出
φ φ 来的光通量 ρ 与入射光通量 i 的比率，称为反射率。
ρ 以 表示。
ρ = φρ φi
反射光学密度—— 反射率倒数以10为底的对数。
Dρ = lg(1/ ρ)
（2）彩色胶片和彩色图片的光学密度
① 彩色胶片的光学密度 底片上的彩色影像，是由叠合在一起的三层乳剂中的染料，
透射密度： D T ( S H : M B )
DT (SH : M G )
DT (SH : M R )
MB 、MG、 MR——表示M状态透射密度的红、绿、蓝光谱响应函数 符号。
4、标准T状态密度 T状态密度是彩色图象分色印刷过程中评价三色影像的调制量，
也包括印刷时各原色的调制量。
一般符号表示为：
透射密度： DT (SH : TB )
1、标准视觉密度 视觉密度（Visual density）—— 也称为亮度密度，是用于对直
接观察或通过投影观察影像的黑度的测量。这种测量常用于黑白影 像，但也用于其它类型的影像。
因为人眼对等能量的不同波长的光具有不同程度的心理明暗感觉， 这就是人眼的光谱光视效率 V (λ) ；国际标准化组织（ISO） 在密度测量标准中规定：入射光源为CIE标准光源A，分布温度为 2856k，密度计的光谱乘积用 ∏v表示。
∏v —— 就是指光源的光谱分布、接收器的光谱灵敏度以及密度
计中光路系统的光谱效率的乘积。
将视觉密度的光谱乘积的对数值列入表10－1中。ISO规
定：如果密度计的整个测量系统的光谱乘积的对数值达到表
10－1中的数值时，密度计所测得的密度值即为ISO视觉密度。
一般符号表示为：
视觉透射密度： DT (S H : VT )
三者的光谱乘积，可用符号 ∏ 来表示：
∏ = S(λ) ⋅ s(λ) ⋅τ (λ)
在实际密度计中，还应包含密度计光路系统的光谱效率 e(λ ) ，
则密度计的光谱乘积可表示为：
∏ = S(λ) ⋅ s(λ) ⋅τ (λ) ⋅ e(λ)
由于制造和使用目的不同，不同密度计的光谱乘积会有很大差异， 从而构成了各种不同形式的密度。为了国际交流与标准化，规定了 以下几种密度：
由于油墨存在不应有密度，青墨就有三个密度。同样三原色油墨 中的黄墨和品红墨也有不应有密度。
DB G R 1.2 吸收不足青 1.0
式中：S(λ) —— 为光源的光谱能量分布；
τ (λ) —— 为光谱透射率
V(λ) —— 为光谱光视效率
λ —— 为光谱波长，范围为400~700nm
(4)多层叠合的密度
第一层和第二层的透射率和密度分别是
τ 1 = φ1 / φi
Dτ 1
=
Lg
1
τ1
合成透射率为：
τ2 = φ 2 / φ1
D τ2
（3）光谱形式的光密度
如果以光谱来分析，光源的能量、光透射率以及光密度都是光 谱波长的函数，因此可以写成按光谱分布计算的积分形成：
∫ τ 光透射率： = λ S(λ)V(λ)τ (λ)dλ ∫ λ S(λ)V(λ)dλ
物体表面
光源
∫ 光密度： D = lg λ S(λ)V(λ)dλ ∫ λ S(λ)V(λ)τ (λ)dλ
4、密度的定义 —— 密度是指色彩的光吸收率。 （1）黑色胶片和黑白图片的光学密度
① 胶片的光密度
D = lg(1/τ )
即阻光比（透射率的倒数）以10为底的对数，称为光学密度。 当光照射到一张照相的阳图底片（或阴图底片）上时，光通 量的一部分被吸收，另一部分透过底片。底片上影像较亮处 透过的光通量大些，其光学密度就小些。若某处透过的光通 量小，则表明该处的光学密度大。
Y，则相对于孟塞尔系统第10级明度所代表的完全反射漫
ρ ρ = × 射体而言，它的反射率应为：
Y
Y0
0
式中：
Y0 —— 孟塞尔第10级明度的亮度因数，Y0 = 102.57
ρ0 —— 孟塞尔第10级明度的反射率，ρ0 =1
Y —— 物体表面的亮度因数
ρ —— 物体表面的反射率
由密度的定义：
D
= lg
分别形成的黄、品红和青色影像综合的结果。通常用彩色密度
计来进行测量。
彩色密度计上有红、绿、蓝三种滤色片。
Y
DB
M
DG
C
DR
② 彩色印品上的光学密度 彩色印品上其色彩的再现，是由黄、品红、青和黑色大小不同
的网点组合而成的。测量其光学密度时，用反射式彩色密度计，亦 是利用红、绿、蓝三种颜色的滤色片，根据需要去测得分解密度或 合成密度（积分密度），以指导打样和印刷的色彩控制。