印刷中的灰平衡

论印刷中的灰平衡
印刷灰平衡的概念
印刷品的复制工艺就是保证原稿的灰色调以及阶调、色彩、清晰度再现。

色彩学把颜色分为两大系统：一是灰色系统，即黑、白、灰系统（复色或称三次色也属于灰色系统）；二是彩色系统，即黄、橙、红、绿、青、蓝、紫等。

三维颜色空间的灰色系统没有色相、饱和度，只有一维变量的明度
，在色品图上只是一个白点。

彩色系统具有3个属性，即色相、饱和度、明度，一切彩色都包含了这3个属性，每种颜色的这些变量都不相同。

我们知道色光三原色R、G、B是向白场过渡的，其三原色光以同量混合就会变成灰色。

而色料三原色C、M、Y向黑场过渡，其三原色按不同网点面积值比例组合叠印后，能够完整地复制出不同的中性灰，这在业内称之为C、M、Y三原色达到了中性灰平衡，获得中性灰平衡的三原色单色密度称之为等效中性灰密度。

灰平衡在复制中的作用
彩色复制的关键技术之一，是如何正确再现原稿中的灰色，这是实现阶调再现和色彩再现的基础。

1.灰平衡是衡量印前图像处理的阶调、色彩再现和彩色印刷中网点与墨量变化的尺度，贯穿于整个印前、印刷工艺的全过程，这是实现印刷复制色彩管理和标准化、数据化质量管理的统一标准，也是各工序共同遵守的准则。

2.灰平衡又是检查扫描分色片的灰色调是否正确的标准，也是判断和纠正原稿及印刷品是否偏色的依据。

从复制技术的理论上讲，以灰平衡再现为基准的颜色校正是决定色调能否正确再现的关键，只有原稿中的灰色调再现准确，色彩再现才能准确。

若C、M、Y三原色网点面积值组成的灰平衡比例不准，那么，色彩再现就会有偏异，就有可能将西红柿色复制成橙色。

因此，彩色复制的前提是：首先要建立一条C、M、Y三原色不同网点面积值组合的灰平衡曲线及其参数集
，并在扫描分色前调整好，作为内设置值。

笔者在实践中总结出一个规律，只要电分机、扫描仪建立的灰平衡网点面积值比例是正确的，并在此基础上建立的标准颜色校色量是正确的
，那么，图像中的灰色调就能得到再现。

同时，图像中的一切复色（三次色、复合色）也能得到再现，不需要在扫描中或在后期处理时对复色的三原色版网点面积比例做调整，因为复色同属于灰色系统。

从色彩学上讲，灰色调一是指中性灰色（纯灰色）；二是指所含灰色度的复合色，复合色是将3种或3种以上的颜色组合在一起形成的，所以有黄灰、青灰、蓝灰、红灰等上万种彩色灰，都属于灰色调。

据科学家测定，在可辨的10多万种颜色中，有8万多种是含灰的颜色。

实践证明：只要电分机、扫描仪设置的灰平衡曲线及其网点面积比例是正确的。

那么，通过正确的黑／白场定标后，就能再现原稿中的灰色调，以及图像中所包含的千、万种复色。

因为复色同属于灰色系统，是属于扫描应该还原的范畴。

有些原稿的灰色、复色需要调整，一是调整原稿影调偏亮、偏暗的缺陷，这种调整应采用四色层次曲线做同时加深或减浅的处理；二是调整原稿灰色调的偏色，采用单色层次曲线做纠偏处理。

灰平衡网点面积的组合
1.印刷灰平衡的定义
印刷灰平衡是指以C、M、Y三原色版按不同网点面积百分比的组合，在印刷中生成中性灰色。

具体地说，就是在一定的印刷适性条件下（纸张、油墨、印刷机等），C、M、Y三原色版从浅到深按一定的网点面积百分比组合套印，获得不同深浅的灰色（白、浅灰、中灰、深灰、黑），这个过程叫印刷灰平衡。

2.灰平衡的组合
灰平衡的组合是指中性灰色梯尺被扫描分色后，无论是RGB模式，还是CMYK模式，都有各自的比例数值。

在RGB模式中，从色光加色法理论上讲，R、G、B光，以同量混合就会变成灰色。

如表1所示。

　表1 R、G、B光同量混合为灰色 表2 对DIC-GRAF-G油墨打样实验测量计算出其色偏、带灰、色效率值
但在CMYK模式中，C、M、Y三原色油墨，以同量的实地密度叠印却不能得到中性黑，而是偏红偏暖的黑，以同量的网点面积百分比组合叠印，却不能变成灰色，而是偏红偏暖的灰色。

从色料减色法呈色理论上讲，三原色油墨最大饱和度的叠印应该呈黑色，以不同饱和度的同量三原色油墨叠印，应该呈现不同明度的灰色。

那么，为什么三原色油墨同量叠印却得不到中性灰色而变成偏红偏暖的灰色呢？主要受两个因素的影响。

（1）油墨误差
由于三原色油墨本身对光的吸收和反射率不同，都存在色偏和带灰成分，即一种油墨中带有其他油墨色相的成分。

如：C墨中就带有一些品红的成分，M墨中带有一些黄的成分，这就造成了色偏和带灰成分。

如图1所示。

图1 理想与现实的油墨分光特性的区别
笔者通过对DIC-GRAF-G油墨的打样实验测量计算，其色偏、带灰、色效率3大特性如表2所示。

从表2看出，M墨色偏最多，C墨色偏次之，Y墨偏色最少。

因此，灰平衡三原色网点面积百分比组合，应根据所用油墨特性及纸张等印刷适性条件，通过实验而获得。

实践证明：只要油墨、纸张等印刷适性稳定，灰平衡网点面积百分比是可以固定的。

（2）视觉误差
人们的视觉对M、Y色墨较为敏感，对C墨较为迟钝。

为了适应视觉效应，C墨的实地密度值要大于M、Y墨，三原色版的网点面积配比，C版要大于M、Y版。

实践证明，为了能在印刷中得到理想的中性灰色，就要改变C、M、Y三原色油墨的用量比例。

另外网点在高光（1%～10%）、亮调（10%～35%）、中调
（35%～65%）、暗调（65%～90%）和深暗调（90%～99%）等不同区域，形成颜色的机理有所不同，在高光、亮调区域中，视觉能观察到的大多数是单独并列的C、M、Y三原色网点，其反射的是R、G、B的混合光，在颜色的合成上为色光加色法。

而在中调区域中，由于网点面积增大，其网点互相叠合，所以颜色形成都为色料的减色法。

因此，在亮、中、暗调三个区域中，所形成中性灰平衡的三原色油墨比例也是不一致的。

为了获得整个阶调的中性灰平衡，应在稳定本公司打样和印刷适性的前提下，采用扫描设备本身的灰平衡曲线，通过标准灰梯尺或IT8标准灰梯级、色标的扫描，经输出胶片、晒版、打样和印刷的实验测试，用反射密度计测量样张灰梯尺各级密度，以此做横坐标，并以透射密度计测量胶片相对应梯尺的各级网点面积值，以此数据为纵坐标，将对应梯尺密度与网点面积值做C、M、Y三条层次曲线，然后根据样张各级灰梯尺的还原情况，以C曲线为基准，依次对M、Y曲线进行微量调整。

接着按上次同样条件进行扫描、出片、晒版、打样，直至获得对灰梯尺各级阶调的还原。

3.灰平衡曲线的规范
由于印刷适性不同，分色片上的灰平衡三原色网点面积百分比也不同。

但可以规范常用的几种纸张、油墨等印刷适性，并加以稳定，这样灰平衡数据就可以固定。

例如：
（1）根据ISO-CD12647-2图像印刷技术-网目调分色片、打样机和印刷成品的工艺控制，第二部分：胶印4.1.7灰平衡网点面积百分比，它是根据国际上常用的印刷适性设置的。

如表3所示。

表3 国际标准胶印4.1.7灰平衡网点面积百分比
（2）Photoshop的灰平衡曲线设置，也是根据一定的油墨、纸张等印刷适性条件选定的，其油墨设置为Swop(Coated)，该标准包括所指定的油墨色相、纸张白度、实地密度和网点增大值等指标。

通过实验，其再现灰梯尺各级阶调的三原色版网点面积值如表4、图2所示。

表4 实验再现灰梯尺各级阶调的四色版网点面积值
图2 Photoshop的灰平衡曲线设置
4.灰平衡关键区的控制
在生产中，应控制好4个关键区的灰平衡网点面积比例，即高光区域，1/4调区域，1/2调区域，3/4调区域，要求灰平衡网点面积比例十分严格，必须准确。

暗调由于黑版加入较多，对三原色灰平衡网点面积比例并不要求十分严格，但要重视对黑版网点面积的设置和处理。

灰平衡对原稿的纠偏
掌握了灰平衡数据以后，操作者不仅能够方便、快速地进行扫描，而
且还能针对原稿的偏色进行有效的纠偏，只要在纠偏时对原稿灰色调达到灰平衡，就不必担心在纠偏后会产生相反的色偏现象。

在纠正原稿色偏时首先要正确分析、判断原稿中的黑、白、灰的偏色程度及色偏的分布区域，一般原稿存在着全面色偏和局部层次段偏色。

因此，对原稿不同的色偏，应采用不同的形式来进行处理。

1.高光白色调的纠偏
需要层次的高光白色（1%～10%），多数原稿都存在着不同程度的偏色，应采用扫描设备的高光网点设定（H%）或后处理时用Photoshop的曲线（Curve）高光端，按中性白网点面积值比例纠偏。

典型的中性白网点面积目标值为C5%，M3%，Y3%。

这样印刷图像的高光部分的白是纯正的白色而不会偏色，又能表现出白色物的层次质感。

如果C、M、Y三色网点面积比例接近，则会变成稍暖的中性白色，也是正常的，若M、Y大于C，则容易偏色。

2.中调灰色的纠偏
中调灰色部分（35%～65%）偏色，采用层次曲线中段，将认为偏色的某单色曲线中调50%处，按中性灰网点面积值调整纠偏。

典型的中性灰网点面积目标值为C50%，M40%，Y40%。

中调纠偏时应注意3种情况。

（1）观察偏色部分的网点面积值大小与原稿密度值大小是否接近，若偏色部分网点面积值比原稿密度深，则可减浅所偏色版，如灰色调偏冷偏蓝，即可减浅C色版。

（2）若偏色部分网点面积值比原稿密度浅，则可加深相反色版。

如灰色偏蓝紫，即可加深Y色版，即达到灰平衡。

（3）扫描时对黑版的阶调稍做延长，将黑版的起始点从标准曲线的
C版50%处出5%黑版小点延长至C版40%处出3%黑版小点，使亮中调的灰色有黑版，使灰色更加纯正和稳定。

3.暗调黑色的纠偏
暗调部分（65%～90%）及深暗调（90%～99%）偏色，应采用扫描设备的暗调网点设定（S%）或用UCR底色去除功能纠偏，也可以在后处理时用Photoshop曲线的暗调段，按中性黑的网点面积值比例纠偏。

典型的中性黑网点面积目标值为C95%，M88%，Y88%。

暗调纠偏的重点是对黑版的设定和调整，由于一般原稿特别是彩色反转片的暗调偏色较大，因而经常出现按照正常暗调设定扫描的黑版较浅
，有时只有60%左右。

因此，在扫描时的暗调设定或后处理时要注意将黑版加深80%左右。

至于暗调黑色部分三原色灰平衡网点面积值比例，不一定要求十分严格，即使有较大的深浅出入也不会偏色，因为有80%左右的黑版叠印，所以印出效果仍然能达到全黑程度。

一个优秀的印前图像处理人员，一定要用印刷灰平衡理论做指导，强化灰平衡意识，并养成随时遵守灰平衡网点面积目标值的习惯，保证原稿的灰色、复色和色彩的正确再现，这不仅使印前图像处理更符合科学性、规律性，而且有利于后端印刷，使印刷质量稳定和提高。