高保真彩色印刷技术的特征和应用

      人们对于自然界景物的识别，总是离不开形状和颜色。自然界景物不能被直接印刷复制，必须借助转换条件将其形状及颜色记录于感光材料等平面介质上，形成颜色的模拟量，或记录于CCD等光电转换器件中，直接生成颜色的数字量。平面介质上生成的颜色模拟量最终仍需借助扫描仪等设备，将其转换为数字量，才能被计算机软件所接受，用于印刷复制工艺。自然景物印刷复制流程示意如图12。
      对颜色复制而言，复制的内容可以分为两部分，即彩色成分和中性灰成分。这样分解颜色，是模拟人眼对颜色的视觉感受方式，视杆细胞感受明暗，视锥细胞感受彩色。外界颜色对人眼视觉系统产生刺激所生成的颜色感知，是颜色明暗及彩色感知程度的综合作用。颜色中，立体感主要由中性灰成分描述。人的颜色感知系统示意图如图13。
      自然界景物所显示的颜色是在可见光色域中被感知的。当其被复制时，由于受到感光材料色域范围的限制，或光电转换器件性能的影响，颜色的真实性会遭受损失。颜色数字量被印刷复制时，油墨印刷色域范围会使颜色空间再度压缩，分色算法会使颜色阶调特性改变。这样被印刷复制的颜色，特别是彩色成分较多的颜色，与可见光色域中颜色的原貌相比，发生了很大变化。常规四色印刷色域面积不足可见光色域的一半，所以印刷颜色与可见光色域中的颜色相比，往往显得灰暗，色阶压缩损失较多。
      印刷色域范围可以在CIE xyY色品座标中确定，也可以在CIE Lab系统中确定（见图14）。
由于受到油墨色料和生产工艺的限制，四色印刷使用的C、M、Y、K基色油墨印刷显色的光谱曲线与理想颜色光谱曲线有较大差距（见图15）。
     油墨叠印的二次色CM、CY、MY显色效果，特别是蓝、绿色与理想颜色差距更大（见图16）。
以现有的油墨生产工艺大幅度地提高油墨性能，留有的空间不大。因此，四色印刷色域较难有很大扩展。
     现在国际上以Pantone Hexachrome为代表的高保真六色分色技术，在品红和黄油墨构成的色相区域中，增加橘红色油墨，在黄和青油墨构成的色相区域中，增加绿色油墨。Hexachrome C、M、Y、O、G基色油墨、二次色CM、MO、OY、YG、GC、三次色MOY、YGC的CIE Lab色度座标，构成的印刷色域范围，比常规四色色域扩大约20%。
      我们知道，四色印刷使用的分色技术，是利用纽格保尔（Neugebauer）方程为工具，以原稿色空间颜色R、G、B三刺激值与油墨颜色C、M、Y三刺激值列三元一次方程组，以油墨数值为变量，用逼近法解方程组。方程两边值最接近时的油墨数值为方程组解，就是颜色分色数值。在四色分色软件中，首先应指定油墨牌号，意味着确定基色油墨和二次色的色品座标，即油墨印刷色域范围。分色软件已经在印刷色域中按照一定规律选择了数百种样本颜色，并利用上述方法预先求得分色数值，分色时再利用内部规定的样本色间颜色的插值计算方法，就可以快速将原稿色空间全部像素颜色转换为油墨色空间的油墨数值。
      高保真彩色印刷以增加新的基色油墨来扩大印刷色域，参与分色的基色油墨已经超过3种，所以以解三元一次方程组完成分色的算法已经不再适用，必须创立新的高保真分色算法。
     高保真分色技术原则，第一，参照人视觉感受模式，即以光谱色感知效果为目标色，在原稿色空间到印刷色空间分色过程，将颜色分作彩色和中性灰两部分分别调控，最后在基色油墨通道中，再将两部分油墨成分中的各基色油墨成分分别合并，形成最终的分色油墨参数。这样，可以调控印刷颜色中彩色和中性灰成分比例，优化模拟视觉明度感受。第二，颜色中的彩色成分分色，基于彩色三维模式，区分印刷油墨色域内和色域外映射的原稿彩色成分，以不同分色模型分别分色。这样，可以在基色油墨确定的印刷色域范围中，最大限度兼顾印刷颜色的色相、色饱和度和色亮度，优化模拟视觉彩色感受。第三，适应分色算法，全部中性灰成分复制，以中性灰成分和彩色灰成分两部分，分别匹配相关变化。另外还应有多种其他相关调控技术。
      高保真彩色分色和印刷的目标，即争取使印刷色彩空间中颜色的视觉感受尽可能接近可见光色空间颜色的视觉感受。
      分色印刷颜色的色域范围因需综合考虑色域范围、色阶分布、色相连续、彩色成分与中性灰成分比例等因素，分色印刷色域范围在某些色相区域可能会略小于油墨印刷色域范围。
      高保真的油墨印刷色域范围因受印刷成本和设备条件等影响，新增的基色油墨一般应根据实际需要选用。例如Pantone Hexachrome高保真六色分色模型，仅增加了橘红和亮绿色油墨。现在国内可用于实际生产的高保真分色技术可以设计使用多达16种基色油墨的分色模型。现已成组推出的分色模型有Hexachrome和DIC两种油墨系列，每种油墨系列各有八种分色模型，其中包括：四色CMYK一种、五色CMYKO、CMYKG、CMYKB三种、六色CMYKOG、CMYKOB、CMYKGB三种、七色CMYKOGB一种。并且可以根据用户需要，选用若干种适当的基色油墨设计分色模型。