印刷技术前沿技术

专色油墨光谱配色算法的比较与分析

在包装印刷行业蓬勃发展的今天，采用独特的色彩应用可以给人留下深刻的印象。如今仅凭四色叠印的色彩已不能满足市场发展的需求。专色油墨因其本身所具有的特点，不仅可以复制出比四色叠印更为广泛的颜色，更好地展示产品丰富的色彩，而使其应用范围更广泛。专色油墨在提高印刷速度与印刷质量的同时，还可以保证色彩再现的一致性，具有防伪的效果。因此，专色油墨的调配就成了非常重要的一个环节。计算机配色系统的基本思想是将印刷生产上所需油墨颜色数据，预先储存在计算机中，通过配色仪器测量出颜色“标样”的反射光谱并将其输入计算机建立配方色样的基础数据库，然后应用数学配色模型计算出配得与目标色相同颜色的近似色料配比，最后根据近似色料配比获得颜色与实际样品的差别来修正配比，从而达到预定配方的目的。而且，计算机在输出配方的同时，可将配色计算的结果（即所配混合色的K和S）存入计算机，因此提高了剩余混合色油墨重新利用的可能性。计算机配色由于其众多优点越来越受到关注。

为解决专色油墨配色问题，研究者相继提出相关理论，建立了许多配色方程式，如钮介堡方程式、蒙版方程、Kubellka-Munk（K-M）理论、复频谱色度理论等。其中Kubellka-Munk理论是最常使用的配色理论。较早应用于油墨配色的模型是钮介堡方程。该方程根据面积元假设和色元值建立，即利用印刷品某处各色油墨网点面积率的比例，计算出该油墨网点经“并列”与“叠合”后所形成的混和色的三刺激值X、Y、Z。但是由于光渗、套准精度、网线角度和色序等因素的影响，使得基于钮介堡方程配色模型配色精度很低。目前市场上成功开发了基于NOR方程组等相关数学模型的印刷三原色配色软件，可支持26种印刷复制条件，在印刷包装等专色复制领域得到了很好的应用。至此基于钮介堡方程的配色精度得到很大提高，在一定的印刷复制条件下，复制的色差值为4~6个色差单位时，按归一化二次曲线回归方程进行配色，95%的颜色能够得到忠实复制。如目标专色超出四基色油墨所能再现的色域范围时利用钮介堡方程配色，配样与目标样的色相偏差很大。原因是钮介堡方程建立在面积元假设和色元值假设基础上，与专色油墨的模型完全不同；此外没有考虑墨层厚度、测色背景等因素，即模型中没有直接或间接计算影响专色的相关参数。

三刺激值配色法又称为有条件配色，其基本原理是基于CIE色度学系统使匹配色与标准色的三刺激值的差别达到最小。基于三刺激值的K-M单常数和双常数配色理论。考虑到油墨颗粒的粒径大小及其分布对散射系数由重大影响，当颜料的吸收系数和散射系数均不可忽略时应用双常数理论，故专色油墨配色应选用双常数配色理论。再次基础上，用最小二乘法建立具体配方的表达式。在研究三刺激值与浓度之间的关系时，假设其关系为线性，但是受到Kubellka-Munk方程的限制，两者的真实关系是高度非线性的，故所得的初始配方是一个比较接近，但并不完全匹配的油墨比例，需进一步迭代改善，但三刺激值法配色法又条件限制：必须使照明体、观察者和测色仪都相同，否则会引起色差。

基于蒙版方程配色模型在配墨中的研究，分析蒙版方程计算出的配色比例有较大的误差，其主要原因是蒙版方程是假定在油墨叠加性和比例性成立的基础上。为了得到更为精确的颜色配方，可以利用数学方法对蒙版方程进行修改，如回归分析法。研究者利用C++编程语言和MySQL数据库成功开发了基于蒙版方程的计算机凹版专色油墨配色软件，利用该配色软件得到的配方色样与目标色样的色差已符合国际要求的合格印刷品的色差范围。中国印刷科学技术研究所提出了基于复频谱色度理论的油墨配色技术，推导出由光到色的纯物理概念复频谱色度计算公式，该理论是从光的波动性和量子性出发，依据神经信号的积分变换公式、电磁波的波动方程，以及爱因斯坦的光子动量公式。基于复频谱色度理论配色法与其他的配色模型不同，复频谱色度理论配色法没有人的视觉参与，完全是物理性的理论推导，没有考虑

颜色评价的心理因素，其适用范围有一定的限度。目前已开发了基于复频谱色度理论的配色系统，以企业自建立基本色油墨数据库为主，通过对目标色的测量，结合用户基本油墨信息，可提供多组配色方案。

McGinnis研究了基于光谱匹配法的配色模型，该方法使配色产品的光谱反射率曲线（或光谱K/S曲线）与实际样品差别达到最小，以此来实现配色。这种配色的结果无论何种光源照明，观察者是谁，产品的颜色总是与实际样品一样，这是非常理想的配色，也是目前计算机配色的基本方法之一。而实际上，物体不同波长处的同等大小变化，所引起的颜色感知变化却有明显差异，因而应该对不同波长给予不同权重的匹配，目前国内外不少学者提出了多种权重因子。王昌喜，周丰昆，王乐新研究全光谱色差型权重因子计算机配色方法时，提出多重权重因子。引入的权重因子考虑了可见光区间内不同波长光谱对颜色视觉的影响。光谱匹配法具有在不同照明光源下综合视觉匹配的特点，并能反映视觉匹配的差异，它为实现计算机配色提供了一种全新的方法，并逐步得到广泛的应用，。

由于光谱数据是计算颜色的最基本数据，它反映了颜色特性，因此，通过光谱数据的计算和分析，可以探知油墨在印刷过程中和相互叠印后的一些特性，利用光谱的计算和分析进行计算机配色，大大提高了配色的精度。从心里角度评价，能有效提高专色油墨的配色质量，所以基于光谱配色法今后将会有更大的研究空间，而实现真正的无条件配色是光谱配色的研究方向。