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高保真印刷技术的研究进展

《广东印刷》2011年第3期 作者:孙延琼 更新日期:2011-07-15

一、高保真技术概述
高保真彩色印刷的概念由来已久,早在上世纪90年代末就开始从实验室走入印刷企业的生产车间,这标志着印刷业开始跨入了一个崭新的彩色印刷时代。高保真印刷(Hi-Fi Color Printing)是相对于四色印刷而言的,通过在C、M、Y、K四色印刷的基础上增加红、绿、蓝、橘黄等颜色油墨的方法来改善印刷颜色的再现性、真实性。在采用更好的油墨进行印刷时,由于多色的原因,有的四色印刷中的两次色就可以用高保真中的原色来代替,使色彩更饱满。随着人们对美好生活追求的不断提升,对印刷品质量的要求也越来越高,目前高保真印刷技术已越来越多地被印刷企业所应用。因为对彩色图像印刷而言,除了高保真印刷技术,还没有其他技术可以真正扩大图像的印刷色域,使图像颜色更加明亮鲜艳,更接近自然界真实景物的观看效果,达到最高的印刷质量水平。
二、实现高保真印刷的关键技术
高保真分色技术是高保真印刷的基础,是印刷质量的关键保证。由于高保真印刷采用多于四色的油墨来复制原稿,因此常规的分色方法已经不适合。采用高保真印刷工艺后,将对原稿进行多色分色。具体色数根据原稿的具体情况确定,不同油墨厂家的油墨产品特性值不同,由此建立的分色系统也有所差异。分色软件可以根据产品和印刷的需要建立不同的分色系统。目前已有六分色、七分色甚至更多的分色系统。这种分色技术比四色分色技术更复杂,高保真分色技术是高保真印刷技术的核心,高保真分色在CIERGB颜色空间中进行,输入的RGB颜色将获得更接近光谱色的亮度和色度特性,不同的基色油墨组合分别匹配不同色相区间的输入颜色色度参数。基色油墨分色通道的设置保证印刷颜色达到印刷色域和实现阶调线性。与四色印刷相比,高保真印刷颜色在一定程度上并不因为饱和度提高而亮度降低,这是常规四色印刷根本无法做到的。目前已知的高保真分色模式主要有两类。一类是以ICISS为代表的在交互式图形界面设置分色模型,另一类是以Pantone Hexarome为代表的高保真颜色查找表(CLUTs)固定分色模型。
三、高保真印刷的现状
1.研究现状
高保真彩色印刷技术,是20世纪90年代中期兴起的研究内容。一些国际著名的公司,如德国的HEIDELBERG公司、AGFA公司,美国的DUPONT公司、PANTONE公司,荷兰的AURELON公司都在这方面做过有益的探索。
①Hell公司和Crosfield公司的HyperColor高保真分色方案。
Linotype-Hell公司的高保真彩色技术采取两次扫描完成读取色彩信息:第一次读取CMYK信息,第二次读取其它三色信息,在第一步扫描的同时完成高层次的灰色成分替代。该公司采用VSF色系,在橘红、翠绿和紫的方向上有一定的扩展。HyperColor方案为了与现有打样和四色印刷工序匹配,该公司只采取CMYK作为基本色,分色时生成七张分色片,并在CMYK达到100%还不足之处再加印一次相同色。HyperColor可采用常规加网技术,可使印刷品具有0~200%的阶调变化,最大密度可达2.2。
②赛天使公司的高保真彩色技术。
Scitex公司提出的高保真方案采用CMYK四个基本色和它们的补色,即CMYK+RGB组成七色印刷。在扫描时只针对RGB完成一次扫描,在处理时将该输入的RGB文件分解成一个CMYK文件和一个印刷用的RGB文件,这两个文件可以分别以交互方式进行图像密度修正和颜色调整(不能同时进行)。
③Barco公司的专用多色分色软件。
Barco公司提供的印前系统,采用SGI机芯的工作站并带有一系列专业软件,其中有一个称为油墨切换(Ink Switch)的软件,可以支持高保真彩色印刷技术和各种特殊的油墨配方。使用Barco系统的用户先将待用颜色的油墨通过分光密度计把数据读入工作站。在进行分色时,Ink Switch首先将数据转换为CIE色标,然后按照指定的油墨色系,进行第二次转换,生成对应的分色片。当出现不可表示的颜色时,软件会给出警告。
④Pantone Hexachrome高保真分色方案。
Hexachrome印刷思想的基本点就是六原色印刷。它采取最基本的CMYK四色油墨,再增加绿和橙色来进行彩色复制。增加了这两色后,印刷色域显著扩大。除此之外,Hexachrome还可以精确地再现90%的Pantone专色,而传统的CMYK只能匹配55%的Pantone专色。Hexachrome分色采用一个称为Hexware的分色软件来实现,该软件包含了一些Adobe软件的插件。它有两个模型组成,其中一个是HexImage,用于色彩校正和分色,它可以将彩色图像分成六个单独的灰度图像。目前,高保真印刷在国内的研究还处在起步阶段,个别研究单位对其进行了研究和试验,但都还没有形成成熟的方案。高保真分色技术最初由北京大学计算机研究所于1994年推出了可实现七色分色的分色软件,奠定了高保真彩色分色技术的基础,后来北大方正技术研究院也推出了高保真七色印刷技术。2002年,以国家科技部技术创新基金项目“高清晰度高保真彩色印刷成套技术工艺研究”成果为基础的SOLOR2.1高保真彩色印刷成套技术系统研制成功,技术研发单位以“交钥匙工程”方式对企业进行现场技术培训和生产指导,直到实际生产出合格产品。
2.高保真印刷的应用现状
在国外,高保真印刷已在商业印刷中得到应用,并且作为单张纸胶印的一个发展方向,其市场前景看好。如Hexchrome高保真印刷是一种多色双面印刷工艺,具有单通道、多色印刷、高利润、高生产效率的优点。日本印刷技术以高质量、精细印品著称,在多色印刷领域,8色或更多色的印刷设备已经进入了日本市场,幅面大都为对开,有的甚至高达10色和12色。同时8色A2幅面、6色A3幅面的印刷机也纷纷登陆市场。此外,5色的双面印刷机也现身于商业印刷,但从节约成本的角度出发,产品研发将聚焦于卷筒纸印刷机。
在国内,高保真印刷虽然取得了一定的阶段性成果,但是在相当长的一段时间里,人们对它的认识仅仅停留在表象上,加之软件、设备、人员等限制,使其发展在一段时间里比较缓慢。目前高保真印刷在国内还处在研究和试验阶段,没有广泛应用于商业印刷,但这并不意味着高保真印刷没有市场。很多人认为高保真印刷在商业上行不通,一个较普遍的观点认为现代的印刷相比以前,已经可以使用一些高效的解决方案印刷出很不错的彩色图像。选用多色印刷就意味着要改进工作流程,而且由于印刷色数的增加会导致印刷时间增加。而使用目前的一些技术,比如随机网点和无水胶印,就已经能满足现在的印刷。
3.高保真印刷的限制性因素
采用高保真印刷会使生产成本增加,对生产工艺的技术要求也很高。例如要使用更多的印版和油墨,比四色印刷的成本更高。另外,还有一些因素也限制了高保真印刷替代传统的四色印刷,如多色印刷机的广泛使用,所需添加胶片、版材、打样和油墨的成本问题等。除此之外,创建有效的分色版和组合高保真页面问题,也是限制技术普及的重要因素。高保真技术的使用,要求增加分色软件。高保真技术也增加了对印刷机性能的要求,一般需要更多的印刷单元或需要多次上机印刷。
①需求不足。
市场需求不足是高保真无法普及和推广的最重要的原因之一。印刷业的市场竞争正逐步走向规范化和正规化,市场竞争相对缓和,使得印刷厂和客户采用新技术和个性化的印刷来提高竞争力的要求并不是那么迫切。市场需求的不足,是很多印刷厂家根本就没考虑引进高保真印刷的原因。
②成本高昂。
高保真印刷本身所需要的配套设施价格居高不下,多色彩还要使用更多的色版和油墨,另外存在添加软片、版材、打样的成本问题。国产的PS版晒不出高保真印刷所需要的细腻网点,即使成功实现晒版也无法成功地转移到印刷品上。国内设备、原材料的技术研制工作没有跟上,其直接后果是进行高保真印刷所使用的高档版材和油墨等绝大部分依靠进口,大大提高了成本,这些也制约了高保真的推广。
③工艺滞后。
高保真技术增加了对印刷机性能的要求,必须用6色印刷机才能实现,而6色印刷机价格昂贵且操作使用复杂。其次,创建有效的分色版和组合高保真页面的问题也是限制这些技术普及的因素之一。高保真技术的使用,要求增加分色软件,而相比之下,当前使用的页面组合方式和打样方式更容易而且便宜。再次,高保真印刷使用的版材要求感光颗粒必须十分细腻。最后,高保真技术对原稿的要求也很高,现在国内很少见到高质量的原稿,通常都是普通的照片,很难确保高质量印刷的完成。这些技术层面的原因在一定程度上限制了高保真的推广。
④人才缺乏。
2000年国家科技部才开始立项研究高保真彩色技术,2002年我国才有了自己的研究成果。由此可见,高保真走进中国的时间还太短,虽然在技术上已攻克难关,但人才储备严重不足。高保真印刷从产品设计、制版印刷到印后加工的整个工艺过程都十分严密,相关技术人员的缺乏,也影响了高保真的推广应用。只有加大资金投入,提高从业人员的工艺操作水平和管理水平,才能使高保真印刷切实进入中国市场。
四、高保真印刷的发展趋势
随着人们对印刷质量要求的不断提高,具有附加值的高保真印刷技术,必将会逐步走向实用化和商业化,给印刷企业带来效益。从目前的市场来看,有很多需要高保真印刷的印刷品,例如,对印刷质量和还原效果要求极高的名画仿真复制的高保真印刷,可以真实清晰地还原名画效果,增强欣赏效果和收藏价值。对于广告类商业印刷等,采用高保真印刷,会给人们留下更深刻的印象,提高宣传效果。而对于挂历那种要求高品质且能长期供欣赏的印刷品,以及商品包装装潢材料的印刷等,都对高保真印刷有较大的需求。以高保真彩色印刷技术为核心的新一代印刷技术,将成为21世纪高档印刷品的主流印刷技术。尽管目前还存在着一些不利于高保真印刷普及的因素,但是,这些并不是不可逾越的障碍。市场上从以前到现在一直就需求高质量的印刷品,在这个数字技术高度发展的时代,印刷客户的需求已经超过了传统的媒体可以达到的程度。高保真技术为要求高质量的客户提供了一种不同于普通印刷的新方法,随着科技的发展,高保真工艺将变得更加灵活,更加容易接受。印刷必须赶上客户的需求,高保真印刷是这个方向的一个台阶,随着市场逐渐增长,高保真印刷的运用将会越来越多。

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