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调频加网技术及其应用

资料来源:《广东印刷》2004年第4期 作者: 刘其红 更新日期:2005-06-15

调频网点(Frequency Modulated HalftoneDot,简称FM网点)的出现及它在解像力、无龟纹及图文合一处理等方面的优势,受到印刷界的普遍重视。随着材料和配套工艺的完善,将成为一种优于传统调幅网点(AmplitudeModulatedHalftone
Dot,简称AM网点)的主要加网方式。常规加网技术用改变网点大小的方法来再现连续调原稿的颜色和层次变化,对照无线电技术中的含义,改变网点的大小相应于无线电技术中的幅度调制,由于这一原因,调频加网技术出现后人们将常规加网技术产生的网点称为调幅网点。

调频网点技术与调幅网点技术的不同,是在于它不是通过改变网点大小的方法,而是由计算机按数字图像的像素值产生大小相同的点,这些点的最小直径可取得与设备的记录精度相等。一个半色调单元中有限个点群的集合构成了形式上很特殊的网点,但它没有固定的形状,因为这些点出现的位置是随机的,有时又被称为“随机网点”,例如两个数值上完全相等的像素在采用调频加网技术形成网点时,虽然记录点的数量相同,但它们出现的位置却不同。构成一个调频记录点面积的总和等于一个常规网点的大小,它的面积率也与常规网点相等。调幅网点是以网点的大小来表示图像的色调效果,网点在空间出现的频率和单位面积上网点的数量恒定不变,通过改变网点面积来表现图像色调,即亮调部位网点小,暗调部位网点大;调频网点面积固定不变,靠改变网点在空间的分布密度(密集程度)来表现图像色调。

调频网点与调幅网点相比较具有很多优点,主要表现在:

1.消除了“龟纹”的产生“龟纹”是周期性结构相互作用的结果。彩色印刷通常是利用四种独立的加网图像准确套印而完成的,这些图像分别使用青、品红、黄和黑四色油墨印刷,采用调幅加网技术,规则的有序排列的网点和网点的单一化,必然产生网线角度,在套印过程中不可避免地产生“龟纹”。而调频加网技术,网点出现的概率是随机的,网点排列是无规律的,不再有规则的空间网点状结构,所以几块色版叠合后不会出现被称作“龟纹”的干涉条纹,它同样可以消除由于图像本身某些规则条纹(如栅栏的木条或鲨鱼的牙齿)与加网网屏发生干涉而产生“龟纹”的可能性。

2.
可提高色彩复制能力由于调频网点分布不规则,不存在网线角度问题,解决了“龟纹”问题,因此可以采用青、品红、黄、黑以外的颜色来扩大色彩的色域范围,即采用超过四个以上的颜色,增加专色油墨印刷,实现高保真(HiFi)色彩印刷,把印刷品和原稿的色彩差距减小,提高色彩的复制能力。这对于印刷商用市场提高利润极有帮助。另外,由于调频网点作不规则分布,可避免网点相互重叠,油墨也可尽量直接印在承印物上,故可使用较大的墨量,也可起到增加色彩效果的作用。

3.解像力高在调幅网点技术中,常用网点线数表示网点图像的精细程度,其表现细微层次的最基本单元由其网线数所决定,根据公式:

灰度级数=(输出分辨率DPI/网线数LPI)2+1

而网线数远远低于系统的最终分辨率,显然,调幅网点为获取足够的层次表现力必须牺牲它应有的解像力。而这一弱点不存在于调频网点技术,因调频网点技术是用网点的密集程度,即单位长度内网点的数量(DPL)表示网点图像的精细程度,构成FM网点的黑化点即是形成图像色调的“元素”,同时也是表现细微层次的最基本单元。因此可以说,在系统分辨率相同的条件下,调频网点比调幅网点具有更高的解像力。

4.
高清晰度在调幅加网技术中,网点线数决定清晰度,网线数越高,输出的网点面积越小,清晰度越好。但通常网线数过大,复制技术难度较大,所以调幅加网技术产生的输出图像都要做细微层次强调,即USM。由于调频加网采用的网点面积特别小,图像复制清晰度高,复制效果接近连续调的摄影稿,特别是亮调和暗调部位细微层次得到了很好的再现。在低分辨率的照排机上采用调频网点技术也可获得高质量的图像,而调幅网点技术则对照排机的分辨率要求较高。调频加网技术是一种崭新的加网技术,具有很多优点,既可用于精细印刷品,也可用于低精度的报业印刷,受到印刷界人士的广泛关注,具有很大的发展前景。(大中华印艺网)

当前,调频加网技术在工艺、设备和材料等有关方面存在着一些技术问题:

1.
网点扩大问题。网点扩大是指当用油墨印刷时半色调网点扩散的现象。使用调频网点的图像会出现特别大的网点扩大,在涂布纸上印刷时为25%~35%,在非涂布纸上印刷时竟高达50%,严重影响了图像的再现。

2.质量控制难。由于网点扩大问题的存在,印刷图像会发暗,中间调向暗调偏移,在印刷工艺中,中间调及暗调部分的表现不易掌握。

3.对晒版、印刷等后式序的材料、机器有较高的要求。目前国产的材料和工艺难以满足调频网点对印刷适性的要求,目前高档彩色印刷常用175LPI或200LPI的调幅网点,网点范围一般在2%~98%,从某种意义上讲,这已是现有材料(印版、橡皮布、油墨、纸张等)在传统工艺上能达到的极限值。而调频网点图像由相当于是200LPI调幅网点的2%或更小的网点聚集而成,所以用现有的材料和工艺实现调频网点再现还有一定的困难。

虽然调频加网技术还存在一些未能解决的问题,但是在许多图像处理的应用中利用这一技术有许多好处。在下面几个项目中你可以决定是否可以使用调频加网技术:

1.直接制版或直接印刷。调频加网要求格外注意环境质量,以保证对网点扩大的控制。使用直接制版机或直接印刷系统可以减少过程中影响质量的步骤,因而有助于保持网点尺寸不变。

2.
高位彩色。调频加网技术在表现精细的色调过渡方面(特别是高光区和暗调区)是非常出色的。为了保留高位彩色图像的色调细节,最好从输入到输出过程中都要使用FM网点技术。

3.含有复杂细节的图像。在印刷中用调幅网点常常不能很好的表现出具有很微小的细节图像。使用调频网点可以获得极小的网点尺寸,有助于保留最复杂的细节。

4.HiFi高保真色彩和专色印刷。HiFi色彩是通过使用四种以上颜色的印版来改善印刷品色域。正如我们介绍过的,使用四种以上颜色的印刷、用调幅网点印刷时会增加套印不准和产生龟纹的危险。调频加网会消除龟纹,最适合HiFi色彩和CMYK基础上再增加金属色、荧光色或上光的印版。(作者单位:江西省新闻出版学校)