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色彩学大师罗伯韩特的台湾讲座(下)

资料来源:《印刷人》第178期 作者:陈政雄 更新日期:2007-08-15

第十一节 照相制版印刷(Photomechanical printing)

多数印刷影像及印纹表现,采取Binary二元式的系统,以不是黑、就是白的表现方法,而影像中间色部份,并不是以油墨浓淡做为表现手法,而是以不同尺寸点阵的排列,产生浓淡的视觉变化效果。以精细微小的网点数组,在多数适当阅读距离及视觉解析之下,是看不见网点的存在,这种表现技巧或手法称为Halftone半色调过网或半色调网点。在应用时由于网点非常细致,所以我们把半色调网点看成灰色或彩色的中间色彩。在彩色印刷时,我们应用C、M、Y三原色的半色调网点来表现,由三原色的重迭网点或满版表现,形成数以万计的不同色彩及阶调,由于印刷的油墨厚度及浓度,无法形成足够黑色及暗部色调层次,所以彩色半色调印刷,除了CMY之外,又加黑色半色调印刷,以增加暗色及黑色地方的浓度及层次,形成多数的CMY+BK彩色四色减色法印刷体系。使用半色调网点印刷的版式有凸版、柔性版(树脂凸版)、平版、凹版,在不同的印刷方式里,凹版是腐蚀方式或雕刻方式,其墨穴深浅也会代表墨色浓淡不同的层次,和平版不同的是,平版是每个点大小不同,但其印刷色浓度是一致的。今天越来越多的数字色粉成像、电子印墨成像,也采用半色调的浓淡表现方式,以得到较安定的印刷效果。精确角度排位,使用C青、M洋红、Y黄色三色半色调网点印刷于白纸上,可以产生R红色、G绿色、B蓝色的色彩,其间也用CMY三色重迭产生黑色的现象。今天所广泛使用的电子扫描分色机,在1948年由Hardy及Wurzburg所设计,不过当时并没有任何可支持计算的电子硬件软件。所以1948年把扫描分色机转成以连续版调不是过网模式,今天要的过网条件比以前容易太多。

   
左边需要修整 右边未修色

在印刷时网点涨大值是一个印刷再现上很大的变因,包括制程中任何一个程序上的变化,另外一方面是印刷机网点转移的网点涨大变化,而纸张对油墨吸收、纸张纤维的毛细管吸墨变大尺寸,及纸张面的反射层深浅,这些多元问题,形成了网点涨大错综复杂的变因。各色油墨本身纯度的不足,产生不必要浊度,另外一方面是浓度不理想问题,长久以来使用手工修色、中间修色片修色、阴片修色片修色、电子扫描机的电子回路修色,影像软件的修色,都是想产生较好的色彩再现。而所有修影像或讯号,不论是光学或是电子讯号,在降低、减除原来不纯色彩时,一种影像边际不明锐的修色影像,或者是边际较模糊的讯息,有助于提升原有影像或边际的复制锐利度,这种叫做USM(Unsharp
Mask不明锐讯号)的修色片或修色讯号,都有提升影像边际的锐利度,因为一种很锐利修色片影像,往往会降低影像边际的对比,也就是本来高低差是0.9浓度,现在用三分之一浓度修色片0.3,所以边际差降低到只剩0.6使对比失去三分之一,会形成边际锐利度下降,所以有USM修色片把其影像锐利度降低,形成USM不明锐修色片,这一来对新影像修色后的锐利度减损少,反倒比使用明锐影像修色片,得到更锐利影像。也就是本来0.9边际对比,现在因讯号的模糊化,三分之一的修色片Mask,有USM时在边际地方只减去0.05~0.1的浓度差,而不是0.3的大幅减少,所以相对于整体版面对比,边际讯号有更锐利对比再现。在电子扫描讯号的USM使用,也就是在扫描时直起直落很高对比讯号,扫描后变成较和缓的斜线式讯号,因为扫描光孔如螺旋状扫过,形成讯号无法从有到无、从无到有像切割式马上一变过去,而是一格一格逐次由一边往另一边变化移动,形成没有绝对马上变化的灰色地带,所以USM讯号是把更大光孔扫描讯号倒过来,让白色到要进黑色时候,白的讯号更白、到黑的时黑的讯号更黑,使边际有更大的对比,以弥补讯号斜线软化的缺陷。以电子讯号来说除了USM手段之外,更可以将伽玛r值阶调加以调高,使整体画面对比更大,得到更锐利有精神的画面。但边际本来就缓和模糊的地方,画面无法提得起精神来,因为边际讯号差距小所以分不出来。很多人把USM调节当成万灵丹,每一次都加得很大,整个影像边际轮廓会变得比较清楚一些,但是形成很多黑线、白线纵横交错,画面常常失去前后远近感的表述力,而成为几乎完全平面的浮雕效果,得到锐利度是假的,整个画面本来是想以平面二维来表现三维立体空间现象,也成为只有表现二维现象而已,所以USM适度使用即可,否则成了过度比不及更糟糕的现象发生。

   
 
扫描分色影像 可做不同影像变化效果

GCR(Grey Component Replacement灰色置换)是一种分色可用手法,把CMY三色相混和形成的浊度、灰色、暗色地方网点百分比,全部或一部份百分比用黑色网点加以置换,形成减三色墨而增黑色单色墨现象,可以使迭印油墨量百分比降低,并减少油墨干燥时间、减少沾黏、减少油墨使用量及成本,印刷速度也可能提升,连套对及印纹锐利度也可能提高。除了GCR全面性置换之外,也可能使用从40、50%中间调以后,才做灰色置换的UCR(Under
Color Removal),来做为取代GCR大部份的功能,而不影响亮部用三色或四色网构成较绵密网点纹路的细致质感,所以GCR的用途和UCR有若干不同地方。一部电子扫描分色机被用于照相复制印刷业,使它很容易利用USM调节影像明锐化作用、GCR或UCR中性色或暗色调置换系统、Tone
Reproduction版调再现调节作用、以及不希望色消除及色彩的再现饱和度调节等功能,这都集中在电子装置上做种种复制调节机能,而不必花费很大的成本下,完成很高品质的彩色影像复制作业,★筒式扫描分色机,借重扫描接收头极细小的光孔,接收彩色影像讯号,分别以RGB三色滤镜滤出三种讯号强弱,供后方Photo
Cell的光电倍增管接收,这种射线真空管,可以将微弱光讯号放大到数万倍之多,供电子回路做影像、版调、层次及色彩再现的组合调节,在小光孔外方有大一些的光孔,这不明锐USM讯号用来和主讯号比对,做出不明锐的讯号以反转来提升主讯号的锐利度,有些可变化USM讯号光孔的高级扫描机,可设定USM效果如线条宽幅、起始点到色彩对比选择变化也有可能,这是目前多数低阶★筒扫描机、平台式扫描机到数字相机所无法办到的高级调节效果。而这些主要影像讯号,加上明锐调节效果复合之后,以形成C、M、Y、K四色分色片的直接雷射曝光网点分色片,一般至少要以12×12的激光束,来形成一个1%至99%的网点比较合理,也就是150线网点,要以6道光束做1800dpi的成线,以左右扫两次及前后电子讯号曝光来控制1800dpi输出,换成120线,就只要1440dpi如此速度上可以快20%成像,反之200线要2400dpi去成像,曝光增加三分之一的时间。新一代的CTF底片输出机、CTP直接计算机印版输出机,在商业印刷大多以2400dpi上下做输出,所以正好有最高到200线/吋的网点输出,在报业就用1200dpi,输出到120线/吋的网点,有一点勉强。在CEPS高阶计算机组页系统,使用的全部是点阵档来操作,只有黑白档案比较小之外,其它彩色影像文件的档案量很庞大,须透过迷你级计算机做版调、色彩及形状变化调节,去外型、影像组合,喷修、色彩变化,CEPS为印刷的彩色影像设计应用开创一条崭新的路,但设备昂贵、效率不高,加上CEPS出现时计算机功能效率不足,计算机内存的储存空间也很难对应,所以在1990年代初,有文字处理能力DTP,以微型个人计算机为主的组页方式、加上CTF底片输出机的发展,逐步把CEPS取代掉,形成今天全面DTP化的时代,其开放性系统架构下,绘图软件、组页及编辑软件,加上影像王牌的Photo
Shop在第三版之后,成为印刷界所能接受的品质输出,在今天Photo
Shop不只在印刷设计上使用,在电影、电视、影像创作上,都是不可缺的软件工具,早期是以小尺寸CTF输出两页再用人工拼组大版付印,今天大尺寸输出印刷用的整版底片,多用
CTP把完全组页好页面整版输出,完全不用底片,在流程、材料节省、人力节省及品质提升上有很大助益,同时在环保减废,不用银盐底片上也是有很大益处。彩色打样方面,今天使用CTF或CTP已全部数字化档案做输出,韩特教授提到的使用色膜的柯达Singnature、DuPont的Cromalin柯玛琳打样、3M的Matchprint或使用色膜层重迭Color
Key打样,现在除很大量印刷之外已少人用,因为它们可打在真正印刷纸上,做转写式彩色印纹出现。打样的定义是给用户事先一个样张,指引出未来印刷品将成为什么样的样本,最好打样是针对印刷成品长得一模一样最好,WYSIWYG是组合What
You See Is What You
Get,中文定义为「所见即所得」,不要有偏差之意。今天大家多使用喷墨方式来打样,所以使用的纸张必须合于喷墨条件的表面处理过纸张才行,而使用连续调打样很漂亮,却和印刷成品不一定能吻合,所以在打样的RIP解译也会像印刷品一样,使用抽点方式打样,效果会比较逼真。使用色粉打印机来打样也不失为一种好方法,因为以2400×2400dpi解析的色粉打印机已出现,若改用色粉打印要做150线、175线及200线网点输出都是可行的。在印刷是流行150线在一般商业印刷、175及200线在较精细商业印刷,300线、400线在极精致高级彩色印刷,一般都是使用工整规则性排列网点,以网点百分比表现浓淡方式,有一种不同的是以不规则性、点的疏密程度表现浓淡层次的FM调频网,也有人称为Random随机网点法,可以比2400dpi输出的175线、200线有更高解析力,更达到300线左右解析,同时不用担心像电扇网、冷气格纹、脚踏车轮支架钢条影像很容易发生错网现象。在远距打样分成Hard
Copy喷墨及打印方式,也有人使用CRT或LCD屏幕做Soft
Proof软打样,其中仍有相当大的差距存在,首先以解析力来说:CRT老式阴极射线屏幕很有限、LCD液晶屏幕同样很有限、印刷品则有较高解析(如2400dpi)。白亮点色温:CRT
D65(50)或D93、LCD
D65(D50)或D93、印刷品以D50判断或其它光源。色域产生:CRT荧光材料接受电子射线发出光谱色域、LCD RGB以滤镜发色、印刷品纸张和CMYK印墨中的颜料。色彩产生方法:CRT
RGB加色法、LCD RGB加色法、印刷品CMYK减色法。背景光源环境需求:CRT及LCD、TV电视要稍暗,屏幕平均就可、印刷品一般环境平均即可。白色部份照度:CRT平均150/m2烛光左右、LCD
500/m2烛光、印刷品由稍暗到非常强的照明条件下皆可。动态浓度范围:CRT要看周围的光度而变化、LCD比CRT较少的动态浓度范围、印刷品要依光泽度的反射及光源视角之间的关系而定。在这里韩特教授说彩色影像印刷,各种纸张会产生很大不同的浓度范围变化,在亮面铜版纸因有涂布层关系,油墨吸收少,而且表面反射烘托下可达到1.6的浓度域,粗糙的非涂布值就可能只有1.2浓度值,而报纸又更低。(编者按:依韩特教授列举使用CRT及LCD屏幕要和印刷品做软式打样比对时,在影像、文字分辨率上有相当程度差距,而电子软打样可局部格放方式,能看到更细部情况,做分辨率的弥补。有关色温仍可理解范围内,而且人眼可自动调整认定白点能力。使用RGB发色加色法表现和使用CMYK在白纸上印刷是两者有极大的差距,使用屏幕做软打样检视的人,一定要有两者差距置换能力的素养,否则不能预期有什么样的影像效果会印刷生产出来。环境对屏幕判断对比有所影响。在屏幕上对比是可调的,在调节之后就固定下来,而印刷品视角及纸张吸墨性有较大的变化,所以要有这样的理解下,做软打样差距认知才会少,得到较理想软式打样的评价)。另外编者的感想注1:屏幕打样案例及硬打样和印刷成品双方认知的默契例子。

第十二节 数字打印科技(Digital printing technology)

   
四色色膜300dpi热转写成像机

数字打印影像有很安定的画素再现描述性,但版调阶段却有不足的现象,使用轮廓技术来降低色阶不足的现象,是目前科技应用方式。使用雷射成像技术、热色膜移转成像技术、热色腊移转成像、热腊喷墨技术、各种喷墨技术、Dithering抖动式小点法等,其中也有随机的error
diffusion技术等,产生不同的色阶表现方式。在扫描输出系统上,使用很微小的成像点,做不同的排列成为色阶影像,在印刷界用的有12×12的点阵档,产生良好的阶调,使用10×10的10µ曝光点,以产生极细小的打印点子,而在使用合宜分配下,可以产生极好的100个阶调出来。而版调再现也涉及网点的涨大现象,其中包括机械性的网点涨大,因为压力转移或蠕动产生网点印纹的涨大,另外是光学性涨大,一部份是油墨、印墨吸收于媒材表面的扩张渗透效果,另外一部份是媒材本身的反射面深浅的问题,若只从媒材表面100%反射就不会涉及光学网点扩大问题,若是半透程度越少表示从媒材表面浅层即能100%反射,光学扩散程度较少也比较有限,若是媒材本身透明度高,那么50%网点可能会判定成70~80%的网点表现,在数据上扩大40~60%之多,如果连媒材渗透值也一起加算的话,媒材的网点扩散值就加大很多的。对网点的解析,一般正常距离250线/吋也就是每mm十个网点,是一般人能解析出来最精细的网点。所以最高级印刷品以250线/吋印刷是最好的、175线高级印刷工作、150线中级印刷工作、100线印报轮转平印、65线凸版印报品质。最早雷射打印设备,以单一的雷射,使用条状多面镜高速移动分布光线,每一面镜在旋转移动可反射形成扫描全幅的扫描线,当扫描完成后,次一片面镜同样来转动中产生另一条扫描线并排,以这样一个面镜旋转反射成为一条,使雷射光点变成一条扫描线,并排一条、一条这样连续并排成为一个全幅面扫描成像面,而雷射光扫描成像在OPC有机光导体的潜像,形成可以被Toner色粉显影出来,移转到纸面再进行烘烤固化成为雷射打印影像来。这些数位式免底片打样中,有1.色膜雷射曝光,形成半色调网点,在显影后移转在要印刷的纸张或媒材上面,由于雷射可达2000dpi,所以3M的Matchprint也可达200线的输出。热色膜转写法有柯达Approval,它和3M
Matchprint不同,是以雷射光热作用,把色膜上颜料层热转移到中间转写片上,然后才转移到印刷媒材,这种工程不用显影,分辨率高达2000dpi,供高级打样使用,而这种数字打样依照RIP解译,形成多元化网点形态。2.热色膜转写,直接在媒材上形成300dpi的变化尺寸印纹点,采四色重迭色点,做为连续调色彩再现,这种方式目前几乎没人使用,因为无法形成印刷网点,而且300dpi四色均为90°角直排色点重迭在一点上发色,以避免网花出现,在视觉上仍然可以清晰看见影像,但在细字上300dpi解析仍然有十分不足之处。有柯达Desktop
Proofer、杜邦Cromalim 4
Cast,但柯达的打样可打出橙绿等特别色,另外白色、金、银色箔热打样也是一大特色。3.喷墨打印打样,目前以Epson的Stylus六色打样,使用S-1000、S10600及S-9600、9800、7600等机器,后三者高达1400×2880dpi,要构成印刷品的抽点十分相宜,比较弱的是打样用纸除光面、雪面之外,要和印刷用纸相匹配,或直接像转写色膜法用印刷纸打样是不可能,其它HP、Canon、Agfa、Encad也有这类喷墨打样在市面。早期Iris公司的300dpi重迭连续调喷墨点打样方式,是一种很高水平的打样,使用每一个墨点以大小不同尺寸表现印纹的浓淡方式,除了并入Scitex的IRIS喷墨之外,也有3M的Digital
Cromalin也有相同设备产品系统。不过连续调喷墨在版调上形成很豊厚的调性,和印刷用半色调并不相似,这也是将来交货客户比对打样后,对印刷品不满意客诉的一个痛脚。DTP系统所完成数字页面信息文件的画素,可以用印刷表现方式,也可以用不同手法在彩色相纸、彩色胶卷、化学冲洗的连续调来呈现,像使用精细CRT彩色阴极射线管,可以将彩色页面的数字影像文件显示,并聚焦在小尺寸彩色幻灯片上做RGB曝光。使用RGB三色雷射光做彩色相纸曝光,如富士Pictrography,它也有转写的手续。其它有DMD数字微针点的反射调光影像法、



幻灯片.屏幕.打印机.打样机.杂志纸.报纸的色域表现不同

LCD液晶屏幕曝光、LED的RGB条状及面状点的排列RGB曝光、Light
Valve使用光纤及压电的光路控制方式或液晶的I/O控制来做RGB彩色曝光于照相感光媒材上,这是多元影像形成的方法。电子照相影像形成打印科技,是办公室自动化、快印店到无版印刷数字打印的重要手段工具,除多数为色粉显影成像之外,也有Indigo的电子印墨、Xerox
i Gen 3的膏状印墨。在成像受光显像主体是OPC(Organic Photo
Conductor)有机光导体,最早是金属★筒,后来形成多元化的导带或其它成像形态,OPC在清洁后进行正电荷充电,然后使用雷射光或LED光(二极管雷射排列组)加以曝光,因为光线的负电荷中和了非印纹地方的正电荷,这个光的讯号是依各色版印纹1
bit数字文件控制下,进行曝光作用来形成,所以一旦曝光之后残留正电荷印纹部份,会与色粉或其它显色剂的负电荷作用吸附,把颜色留在带正电荷部份,然后转移到被印纸张、媒材上面。这种打印作用和印刷不同的是,印纹是依页面1
bit
Tiff档随时在改变,而且随印随消去,就算印100张也要一百次成像,第二是没有必要整个打印页面同时出现,只要一段一段显现,就算圆周只有15公分长的成像★筒,只要档案够大,理论上要打印十公尺长或者是五十公尺长图案,都是可以的,而且没有任何接缝出现。使用雷射光曝光的是以多面镜旋转,每一面镜在转动下形成一条扫描线(也有多雷射出现,可形成多条扫描线),目前已有2400×2400dpi的高解析雷射打印设备出现,可以输出AM200线或FM调频网点。使用雷射成像科技的有Canon、Xerox、HP、泰克、柯达、Indigo。使用LED的是以排状600dpi横跨整个画面,如果宽幅12吋(305mm)就要有7200个LED数组成像,像Xeikon使用LED可达到175线,主要是每个LED都含有3bit=8阶段表现力,才能有更好解析,Océ及日本冲OKI电气也是使用LED数组成像。今天每分钟能打印100张A4以上彩色打印设备,越来越多元,而色粉成本也降低不少,在网络能力上及大量生产时效和成本上也是有新的利基点。柯达色膜热感法虽然只有300dpi,但每一个点尺寸大小变化出更好阶调表现,而且色膜使用凹印色浓度稳定性较好,另外300dpi热腊色膜转写法只提供0~36种阶调,不适宜做彩色打样用。在Dithring科技上提供0.3mm的巨大方型点,共有50线的方块点,所以不是很能接受的品质,改成随机网点之后解析力有所改善(并没有再发展)。喷墨打印方式有三种,1.压电式。2.热泡式。3.连续式喷墨。第三种连续式喷墨少用于影像形成。1.压电式是使用晶体管受电流来驱动墨室内阀片位移,产生压缩墨室的喷墨现象,而现在电流控制下多元墨点大小可以呈现,改变同一墨点统一解析力的现象,而且不挑各种墨水,水性、油性、环保溶剂到UV或热腊皆可成像,也可在其它光电、电路板、半导体产业应用,为了好的品质精细墨点及更高输出效率,每一组作用喷嘴数从数千到数万点都有,才能符合又细又快的期待。2.热泡式在墨室内装有电阻,通电之后水墨中的水份,瞬间加热至350°~400℃高温产生快速膨胀水蒸气为动力,从喷嘴中送出墨滴,如此周而复始每秒可作用12,000次左右,而热泡式喷头寿命短,而且必要使用水性喷墨,否则无法稳定气化产生喷印效果,像英国Xaar的压电式喷头,不再采取往复唧筒式加压方式,而是阀片两边以蛇行由墨头后方推挤印墨向前喷出,十分俱有墨点尺寸控制力,是崭新的科技。在不同喷墨方式,提供不同色域印墨,而且6色、7色或是以6色CMYK+LC淡蓝、LM淡红,以及RGB三色,加上有光泽无光泽黑色,另选两个荧光色,可喷列12色的系统,也逐步在提升喷墨色域表现范围。在喷墨打样也可用ICC
Profile去做再现色域特性调节,以因应多元纸张如铜版纸、杂志纸、报纸色域再现的变化,色彩是人类从视觉上接受最多元也是最大量讯息,其中变化及科技进步也非常多元,韩特教授两天的广泛演讲可说「道贯古今」,是难得一次色彩学的大师讲座,由于受课者本身所限未能更明析载录,在此致歉意。

编者:韩特教授在讲义上有很多演算色彩再现或频谱分布的程序及演算方法,大多属于色彩相关研究开发阶层的人使用,一般使用者购买色彩再现、影像调节、影像的色彩管理软件,已附在其中,本文不再引述。

注1:屏幕打样和印刷品之间有人性接口必要性,
CRT影像显示不佳的案例仍有某些参考价值,在1990年向英国买入一部带有彩色屏幕显示扫描影像再现的Crosfield
656M扫描机,对于操作者能事先在屏幕上看到预扫描的加色法彩色影像,对版调、色彩设定调节有相当助益。这比没有屏幕只用按键调节及LED显示浓度、网点屏幕数据做点的判断,有整面影像要比单点的判断好很多,但用五年后CRT屏幕损坏了,在市面找不到同样低频讯号输入的屏幕,最后找到恰好是一倍频率接收屏幕,影像是能出来但是很暗,也「勉强」看着在使用,每一次到分色房,操作者直抱怨这个屏幕显像亮度不足希望换一个,可是老电子零件实在找不到,既然那么不好不如拿掉,就像一般扫描机只在LED小显示盘看各点量测数据判断,这位操作的人马上说:「不行」,虽然影像太暗不准,但好歹有一个整面光影显示依据,大概知道在屏幕上什么色代表印出来网点百分比熟练之后,也就可凑合着用,一旦拿走了就连一个要用脑筋转换不佳的整体影像也没有。这个现象在说明,使用加色法屏幕看软式打样,虽判断不算准确,但有和与减色法印刷品差距上的认知,才能预期将来再现色彩,这才不会出现有太大的认知误差。就算真正用打样机打样或是数字打样,这种落差仍会存在,只是印刷品买卖双方对差距的宽容和认知,也将是决定生意是否能持续的基础,一般而言,使用软打样看样客户,是已十分信赖印刷厂的再现品质才能进行。等而下之,使用ICC
Profile做CMS色彩管理,在印刷公司数字喷墨打样机做打样输出,同样在远程客户端也准备同样打样机,做好同一色彩校订输出之后,两地的远距打样是十分可行的,只是CMS色彩管理校订周期,不能超出两个月以上,压电式喷墨因喷头及外界温度变化稳定性高,是首选机种。热泡式则会因喷头状况、温度高低,在喷列效果上有较大的起伏。

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