立体印刷(three-dimensional printing简称3DPrinting)，是在图像上覆盖柱镜光栅板，利用人的左右眼视差，获得有立体感图像的印刷方法，称视差立体法，也叫光栅板法。立体印刷图片制作精美，可用做广告宣传，并有很高的欣赏价值。它那如魔似幻的变化和独特的效果紧紧抓住了人们的视线，立体印刷在欧美早巳风行多年。但是其制作成本高昂(制版和印刷工艺技术各个环节要求严格)，往往需要大量印制才能降低单位成本，以致发展多年来不能普及。在我国，从1967年研制成功，70年代立体印刷技术开始得到应用，但发展缓慢，近几年逐渐发展起来，呈现欣欣向荣的景象。特别是今年有国内生产企业声称，可以将柱镜光栅板的成本降低到每平方米百元内，这将使广告牌业和立体广告制作的市场激起千层浪。

　　立体印刷应用的原理

　　人们在观察物体时，能很自然地产生立体感，是由于人的两眼之间有一定的瞳孔距离，当观察物体时，左右眼从不同角度观察，形成两眼视觉上的差异，构成的各种图像反映到大脑中，便产生视觉差立体感。在二维的平面图像上，观察出三维的立体图像，就是利用了上述原理，如：立体镜法、互补色法、偏振光镜法，以及视差立体法（光栅板法）等。

　　立体镜法：

　　从照像基丝两端，拍摄两张符合瞳孔距离65毫米像片（底片），将这对像片各安放在两组相同的简单光学系统下，像片定向后，两眼经过各自的光学系统(即立体镜)进行观察，即可获得所摄物体的立体效应。

　　互补色法：

　　将两组透射图像（正片），分别用两种互为补色(如品红与绿、黄与蓝、青与红)的颜色套印在同一张纸上。阅读时，借助与图像相同的互补色眼镜，两眼透过不同的镜片，分别看清一个颜色的透射图像，由于双眼立体效应，能产生立体感的图像，但只能形成单色图像。

　　偏振光镜法：

　　利用偏振光镜将两张图像以互为垂直的偏振光透镜投影出来，观察时，观察者戴偏振光镜，以左眼看左像，右眼看右像，双眼即得立体图像。

　　光栅板法：

　　立体印刷是利用柱镜光栅板使图像影物具有立体感的印刷方法，称视差立体法，也称三维印刷。所制印出的立体图片，无须用什么工具观察，就能看到立体感的图像。传统的立体印刷技术，这里的"传统"主要区别于今天的新型印刷技术，在过去，它的制作过程相当复杂，立体照相机所拍得立体底片、经过制版再印在纸上，印刷以后再上胶与透镜对位贴合(对位要相当准确，一旦对位偏离，就成了次废品，废品率高达15-20%，非常不利于商业操作)。最重要的是，如图案是先印在纸张上，再与光栅板贴合，画面的素质，往往会比直接印到柱镜背面逊色，而且传统立体印刷主要以胶印印制，订制时往往需达一定数量，只要求数张印量的话，又要付上高昂的费用，严重地影响了该技术的推广和应用。而今由于数字化的应用已得以解决。

　　立体印刷的制作步骤

　　立体印刷是一个系统化的工程，主要工艺流程有：造型设计和选景物+拍摄立体照片+分色加网制版+印刷+光栅板粘合成型+检验+成品包装等。下面我来简单介绍一套制作立体印刷的方法和步骤：

　　步骤一：立体照片的拍摄

　　立体印刷首先必须拍摄立体照片作为原稿。

　　立体照像与一般照像方法不同，它需要在拍摄前对拍摄物的布局、距离、角度、中心点以及光栅板的间距等作精确的计算。

　　立体照像的方法分为直接法和间接法，直接法是直接通过柱镜光栅板进行照像的方法，在一定的视角内移动照像机，将被摄物连续地拍下来，效果较好，是人们最常用的方法，间接法则是从事先规定好的位置拍摄两张以上像片，然后将它们正确地合成在一个间距中，与直接法比较，立体感效果好，但制作麻烦，适合拍摄静物。

　　步骤二：分色、加网与制版

　　将立体照片进行分色、加网并制出四色印版。制版方法和平印制版分色加网工艺基本相同，一般使用PS版印刷(不过近年发展的CTP制版已经得到应用)。因为柱面光栅板有放大作用，故要使用细网屏(高网点线数)制版，用电子分色机分色时，扫描线数在400线/厘米以上，加网线数在120线/厘米以上，如能采用珂罗版印刷，它没有网点的干扰，效果最好。由于使用的网线角度和一般印刷不同，因为光栅板是平行的直线条，这种直线条与网目极容易产生闪动的光晕（一般称撞网）。因此，要避开使用45°和90°的网点角度，以适应光栅板栅距的网目角度。

　　步骤三：印刷

　　立体印刷和一般印刷工艺大致相同，不过一般选用多色平版印刷机印刷，套印精度应该小于0.01毫米，否则会影响图像的清晰度和立体感。所以，选用质地较好的铜版纸印刷，能有效保障印刷的质量。不过，印刷批量小的话，现在已经有采用高精度数码打印，或喷绘打印技术，因此，目前先进的数码喷绘技术，可以将步骤二和步骤三并在一块处理，减少累计误差，提高产品质量，能大大地节约人力和物力的投资。

　　步骤四；光栅板贴合成型

　　柱面光栅板与印刷品的贴合成型，是立体印刷的最后一道关键性工序，它需要一些手工操作，所以有许多人为和不好控制的环节，从而技术工人的操作技能是否熟练会直接影响立体图片的质量。光栅板贴合成型的方法是在印刷好的成品上涂布一层亮光胶，通常的加工方法是：滚压粘合成型、热压成型和注塑成型等，要求光栅线与印刷品上的光栅线要精确地对准，才能正确显示出立体的效果。例如：柱镜光栅间距为0．6毫米，形成的凹凸面把图像等距离地分隔成无数像素。每厘米柱面光栅板大约有48条凹凸线，每条凹凸线下面大约有6个像素，一定要做到光栅线与印刷品上的光栅线精确对准，。光栅起到把像素分别映入左右眼的作用，看到的是各自相对应的图像，由于左右眼视角不同，一般左右两眼的瞳孔间距65—70毫米，重合的图像通过视觉神经便产生了立体感觉，从而不需专用工具就可以看到立体成像。由于这些复杂的制作步骤，传统的立体印刷的商业化是一个艰巨的过程，过去若干年来立体印刷只能在小范围内应用。

　　CTP制版技术的出现带来曙光

　　CTP(Computer-to-plate)技术是--种计算机直接制版技术，即图文信息通过计算机直接记录到版材的技术，是激光照排技术的延伸与发展。

　　CTP技术出现于20世纪80年代。这个时期是直接制版技术研究的初期阶段。所以在此期间，无论是技术方面还是制版质量方面，都不很成熟。到了90年代，设备制造厂商与印刷厂家密切配合，加速了这项技术的研究开发步伐，并在此期间达到了成熟和工业化应用的程度。于是，在1995年Drupa印刷展览会上，展出了42种CTP系统。这一举措立刻引起印刷业对这项技术的极大关注。在1995-1997年，就有许多大型印刷公司采用了CTP系统，实现直接制版工艺，但是由于直接制版机在此期间仍十分昂贵，所以限制了这项技术在各中小型企业的使用和推广，进入21世纪，直接制版机的价位大幅度下降，并且直接制版版材开始成熟和发展，所以大量中小型印刷厂开始接受并使用CTP技术。针对印刷厂的情况。开发的机器幅面包括对开、8开、16开不等。

　　目前使用的热敏CTP版材以其独有的高解像率、高耐印力及明室操作等特点，被认为是最有发展前景的技术。据统计，热敏CTP版材在近年的发展中占到总销量的四成以上。

　　立体计算机制版术及光栅复合机，每一方面的发展都要求独特的专门技术，企业在计算机制版及光栅模版、光栅机械方面均有设计制造能力，再配有调频网技术的运用，如今随着计算机技术和制版问题已经得到很好地解决，立体产品的应用得以进一步推广。有关资料表明，广东有几家立体印刷企业年产值已超亿元。这个数据充分表明，该技术有市场的发展潜力。笔者认为，它具有几个独特特点的原故：

　　其一：立体印刷能产生较强的视觉冲击力，三维立体、三维动画、异变图片等多种奇特的效果，完全不同于传统的平面印刷。立体印刷产品是富有"生命力"的"动态"图像，这些特性能提高产品的附加值，成为客户推广商品和提高市场形象的极佳手段和新奇的广告媒体，起到了吸引眼球的有效作用。

　　其二：立体印刷是时尚和高科技的代表，与传统的平面印刷有天壤之别。立体的光栅图像在欧美的发达国家相当流行，主要由于它就像一种动态的影像广告，可以更深层次地表达信息。近几年，在我国也有批量的立体印刷产品被应用，还有一些知名品牌公司在为产品宣传做广告，广告尺寸开幅及品种很多。

　　材料国产化，降低材料成本，进口光栅材料需要每平米近千元，再加上制作费用，接近2000元，普通客户很难承受这个价格。由于技术的日益成熟，特别是现在光栅材料的国产化，价格已经基本下降，根据材质的不同，每平方米价格在几十到几百元不等，甚至还有十几元的直印光栅材料，商家最关心的价格问题基本得到了解决，为立体印刷迎合中国市场的需求奠定了基础。新技术发展，降低制作成本，现在，随着计算机技术的日益发展，它在许多领域里得到了广泛的应用。立体图像的制作，也进入了数码时代。运用电脑软件(主要是图像处理的PHOT0 SHOP软件)、计算机直接制版技术〈CTP制版〉，并采用〈调频网点〉高精度印刷设备，使立体印刷质量有了保证，有效的控制了制作过程中的重要环节。对推动立体印刷的发展，起到了重要作用。打印技术的发展，免制版直接打印输出如果你仅仅需要制作面积很小的立体印刷，只需要使用打印机就可以完成输出。在制作软件方面，新的制作软件能自动校准及记录功能，方便用者轻易将图像分拆为不同图层，再组合成一幅立体图像。图像完成后，可以反复在显示幕上调校至满意为止，并可以有效地控制制作过程和制作质量，直到用户觉得满意了再直接打印至柱镜光栅（背面）上。

　　配合大幅面的打印机(或者写真机)，可打印出宽度44寸、长度不限的大型立体海报。一般而言，制作一幅立体图像约需2至3小时，打印一幅A4大小的则需约20分钟。不过若希望制作出优质的立体图像，原图的解像度便是关键所在。以制作一幅4×5寸的3D图像为例，原图的解像度最好能达2400dpi或以上。

　　目前，大多数用户采用的打印机以EPSON为主，可能是其使用方便和图片表现力的原故，一般分720、1440、2880等型号。另外，HP或Canon的打印机也常常被一些用户采用，主要有600、1200、2400等型号。留意这些数字跟立体图层的关系，如所分的图层数，无法被型号除尽的话，那就表示打印机可能无法正常印出该幅图像。例如所分的图层是7，而选用的是720型号打印机，因720无法被7除尽，所以打印图像时，可能会出现一些不正常的显示。这就是制作立体图像时，必须注意的重点。关于这一点，需要大家不断地学习和摸索，因为目前还没有专门用来生产立体印刷的打印机。国内最大的户外翻画式广告诞生。近日，北京的朋友可能有幸看到了一块特殊的翻画广告牌，这块与众不同的广告牌位于北京朝阳区三环路，是IBH公司拥有的广告语为"我要蓝色"和"我要红色"的V字型广告牌。当开车从该广告牌一边经过，首先看到"蓝色"两个字为红颜色，当车子向前行驶一段距离后，字的颜色变成蓝色。相反你驾车从另一个方向开过来，那么首先会看到蓝色的"红色"两个字，而后看到字的颜色变为红颜色。如此便实现了广告语中"我要x色"的创意。这个V字型广告牌高8米长56米，共448平方米。其中，翻画部分为20平方米，这在国际上也是大面积同时整体翻画广告中少有的。不要小看了这几个变色字，这其中包含着世界上一流的数码图像处理技术。在国外，最大的翻画广告一般也只是在大的平面基础上将小幅面的翻画内容置于其中某一块光栅板上，最大也不到3m2 (2.98m2)，主要是因为传统光栅板材的极限尺寸最大为122×244cm(48×96英寸)。这种制作方法其实就是局部小幅面翻画的拼组，这种方法取决于你的观看位置，也就是说走到哪里翻到哪里，而不可能获得整幅图像同时翻转的动感效果。无缝拼接技术，把小面积变大根据制作公司--深圳美迪豹公司介绍，这是大幅面真正无缝拼接整体同时翻画的技术，在国际上还是比较领先。该广告牌由12块总面积为20平方米光栅图像板组成，并做了适当的户外防水处理。使它更加符合在户外设置的要求。据说这次制作户外翻画式广告工程还创下另一个奇迹从设计、试版、输出、制作到包装仅用了36小时，资料显示，这一速度目前在世界上还是最快的。国际上同类广告的设计、试生产、制图、输出、调测及组装的全过程，可能需要众多专家数月的时间才能完成。另外，如此之大的项目，在美国也有BIG 3D公司之类规模的公司能完成，不过在价格上可能是"天价"，虽然是效果非常不错，可以称得上是昂贵的"精品"。

　　另据美迪豹公司的一位负责人透露，这次由于采用预制的手法将待安装的产品进行了科学的编号管理，所以，安装公司在无任何专人指导，无任何实践经验，无任何先例可循的情形下，仅有提供的单页安装注意事项，用两个半天就完成了此448平方米广告牌的整体拼装工作。虽然制作周期极短，但完全达到了商家的要求。动态感强，换画清晰，夺目的变色效果令人满意。

　　采用数码制作软件，缩短制作周期在这次制作过程中，该公司首次使用喷绘机输出方式制作如此大幅面的翻板画，不过，大胆的尝试往往会带来两个结果，相信大家一定知道是什么结果，这次是广告主与制作商皆大欢喜的结果。当然，对于制作商而言，除了使自己的技术力量提升了一个档次外，还带来更大价值的利润。这也再一次证明了使用喷绘机输出方式可以制作符合市场需求的立体广告，另一点就是现在的喷绘技术可以有效地帮助立体印刷技术发展得更快，使该技术进行商业推广成为可能。实现该广告牌的变色(翻画)效果，采用的是3D4U数码立体技术和光栅材料技术，这种变色图像效果的输出称为翻画，翻画是在不同的角度可以看到不同种图像的视觉效果图，它体现在，同一图案颜色上的变化便成为了变色画。将其用于广告的制作，那么可以在同一个幅面内实现多个创意的输出，并且变化的图像更加容易吸引人的注意力。内行的人知道，立体制作看似复杂，但终究不如翻画那么复杂。本次制作国内最大的户外翻画式广告项目时， 由于时间的限制，唯有采用数码喷绘的输出方式。这对于过去的国外公司所采取的大型丝印技术是不一样的，因为丝网印刷属于平面印刷范畴，无明显的线性失真，可获得较好的输出效果。但数码喷绘的输出方式则是由走纸系统和喷头的相对运动来获得图像的输出，具有严重的纵向累计线性失真及喷头运动的加速度和刹车造成的不均匀性。由于这些问题的存在，一般只用喷绘机制作较小幅面翻板画。

　　以前我们总是在光栅材料上去找原因，没有意识到输出设备所产生的非线性失真之严重性。对此，我们可以尽量通过输出软件来解决它。为此，制作公司对3D4U软件进行了进一步的改善。有效地解决了使用数码喷绘机轻易地制作大幅面的翻板画技术，并成功的开发了无需远距离校准大幅面输出的最佳设计方案，以适合于大幅面翻板画合成输出的"自适应随机码光栅图像合成系统"，有效地简化了视觉特效图像技术的制作难度。

　　新光栅材料，彻底解决纵向拼接难题，现有的可变视角分层卷式光栅材料是实现大型立体和翻画的理想材料，也可以表明制作公司采用的软式卷光栅材料，可实现无纵向拼接方案，是一种值得推广的方式。过去，立体翻画广告是根据光栅材料的视角来决定翻画或者立体的一些特性，而大型户外光栅广告所采用的技术一般为光栅板材，造价比较高，而且还受到光栅板材的纵向尺寸的限制，最大尺寸只有2.4m(即96英寸)。因此，若制作大尺寸的作品，就必须要进行拼接。光栅图像的拼接不同于平面图，它涉及到光栅图像的对位和整体图像的同步，这都是决定一个光栅图像最终输出效果好坏的关键因素。为了使画面达到理想的效果，在高空作业中要达到所有拼接面在同一水平面的要求，就必须要有施工经验丰富的专家在现场协调指挥，这样就形成了专家控制市场的局面。

　　现在新型的软式卷光栅材料，长度可以做到1050米(即3000英尺)，也就是说在1050米内不需要纵向拼接。另一个影响大型光栅广告未能迅速发展的因素，就是传统光栅材料使用了有机玻璃为基材，不但价格昂贵，而且不便运输和处理，具有容易变形、破损等致命缺陷。

　　光栅分层处理技术，立体印刷业的新突破现代技术的突飞猛进，取得了几十年来立体印刷业前所未有的突破，光栅分层处理技术是一种以薄膜柱镜光栅替代传统的光栅板材的技术。光栅材料是根据焦距的成像原理设计而成，视角的范围和可视距离主要取决于光栅的厚度，通过改变光栅的厚度来调节视角范围与可视距离，大视角(45°以上)用于动画的制作，小视角(25°以下)用于立体图像的制作。在光栅薄膜与图像之间使用的介质可以在当地解决，如有机玻璃板、玻璃板、PVC板及其它透明材料，现在对于这些介质的加工处理技术也已经达到了非常成熟的地步。该光栅薄膜采用PET聚酯合成材料并采用注塑压延后再辊压的连续生产方式，线性度和精度一致性均能达到理想效果，可以实现大批量生产和运输，从而降低生产和运输成本。该材料可通过调整透明层介质来获得所需的视角，无须像传统光栅板材那样先生产出多种不同视角的材料库存。

　　通用型薄膜柱镜光栅的柔软度高、重量小、不易变形与破损，有极高的韧性，当与有机玻璃板或其它透明材料介质合成后，会形成像防弹玻璃似的强度，及汽车防碎玻璃的功能。同时还具有极好的抗UV能力及抗老化的能力，是户外和户内广告不可多得的光栅材料。由于通用型薄膜柱镜光栅材料采用了连续卷装的生产方式，所以实现了大幅面无缝拼接的目的。领先的对位方式，解决另一个难题，在以前，没有一个专门用于光栅图像分割的数码处理工具，使用平面图像处理工具来分割光栅图像会使分割的图像不均匀，导致偏差的产生。另外，图像与光栅使用人工对位的方法来操作，由于对位的成败全凭对位者的经验，使不确定因素增加，并且，如果是大型的翻版画图像，在近距离去对位是行不通的，按照IBM这块翻版画广告牌的尺寸计算，如果按传统的对位方法起码要退到50米以外，这是很令人头疼的问题。所以到现在为止，现实中拼接输出光栅图像的案例极其罕见。

　　3D4U软件中有一个专门用于输出图像对位的功能，它其实是在所分割输出的光栅图像块上中心部位沿光栅柱镜方向自动生成可自行制定的光栅对位线，通过可自行制定的光栅对位线的位置可预定翻画内容的位置，在图像对位时只要保证光栅对位线在同一个光栅柱镜内的同一位置，那么就实现了光栅图像的可预选翻画内容位置一致性的对位，这样就避免了人为造成的误差，因而，在大型的图像拼接中，并不需要退出很远的距离去对位，而只要每一部分图像都采用以上这种方法来逐一对位的话，最终每一块对出的图像拼接起来一定能达到整体同步的效果。

　　3D4U软件，独特的功能在制作动画图像时，由于原图像素材的色彩、明暗度、对比度、饱和度等因素都会影响到输出后动画的观看效果，往往只使用光栅合成功能把几张图像简单合成到一起是远远不够的。3D4U的动画特效制作功能可以使任何动画图像都能得到令人满意的输出效果。这是在任何其它动画合成软件所不具备的。

　　1．亮度均衡

　　把每一幅素材图像的平均亮度加权到一起所得出的平均亮度作为亮度标准，再参考此标准增加或者减少动画的输出亮度。亮度均衡调节的好处在于可以减少素材图像的亮度反差，掩盖住动画当中过于突出的色彩缺陷，使其在翻变时更加干净顺畅。

　　2．墨量限制

　　"残影"是制作动画存在的较普遍的现象，尤其是颜色差异较大的两个或多个图像，在浅颜色的图像底上经常会留有深颜色图像的"残影"，严重影响动画输出的质量。墨量限制的调节可以有效避免这种"残影"现象的产生。3D4U会根据每一幅动画的原素材图像进行分析并生成一个图像组，它们具有以下规律：中间一幅为原始图像，从中间向两边的图像的颜色逐渐变浅，给定的墨量限制范围越大，图像变浅的速度就越快。如此保证动画之间不是突然的变化，而是有一个颜色渐变的过渡过程，这样便有效消除了"残影"现象的产生。

　　3．自适应均衡

　　在使用饱和度差异很大的图像制作动画时，饱和度高的图像总是覆盖在低饱和度的图像上面，使整个动画的灰度层次不分明。通过自适应均衡可以改善以上的问题。3D4U会根据低饱和度图像的灰度把其图像合成到高饱和度图像当中并生成一个图像组，所选择自适应均衡范围的数值越大则3D4U对高饱和度图像的灰度调节便越大。如此便对低饱和度的图像进行了有效的补偿，保证了动画输出时每一幅图像都具有足够的灰度。

　　4．数码图像处理

　　传统的立体图像或翻版画的制作多采用Photo ShoP、Corel Draw等平面软件做前期的图像平移工作(这要在精确掌握光栅参数的情况下)，然后再通过合成软件来实现光栅图像合成，此种只是简单的图像上的合成，并没有经过任何有针对性的处理。其制作流程复杂、周期长且得不到令人满意的效果，而且使用一般的PC电脑大于2G的文件就无法进行输出，这使大型光栅图像的输出更是成为了技术上的难点。不过，3D4U专业版可以突破PC机的32位图像处理的限制，像上述尺寸的广告图像输出可达到20G，经3D4U软件的柱向压缩技术处理后甚至可减少到数百兆(图像质量不受到影响)，这大大缩短了工作时间。

　　5．大型图像拼接及对位

　　光栅图像的输出对输出设备的精度有一定的要求，由于大型的喷绘机精度和图像文件数据量之间的矛盾，而达不到光栅图像一次性输出的要求，所以对于大型的翻画或立体图像都要首先进行图像进行分割，然后再一部分一部分地输出，如此便产生了大型图像的拼接问题。

[时间：2006-09-26  作者：邱发奎]