第三章 分色制版设备及性能

　　印刷的整个工艺过程，就是将原稿复制成印刷品的过程，在此过程中，首先遇到的是印版制作，而印版的制作则需采用电子分色机或桌面印前系统等彩色制版设备。彩色制版设备主要包括大型的电分机、彩色桌面印前系统、密度计、自动冲片机等。本章简要介绍主要印前设备。

第一节 彩色桌面印前系统概述

　　彩色桌面印前系统泛指能够完成页面处理的桌面技术。彩色桌面印前系统由彩色图像输入，图像编辑处理，文字编辑处理，版面设计，图文合成，图文输出的等部分组成，能够完成从彩色图像输入直到图文合成，分色片输出的整个工艺过程。

一、概述

　　（一）桌面印前系统的组成

　　彩色桌面印前系统由计算机主机、显示器、大容量硬盘、扫描仪、数字打样设备、排版软件、字库、栅格图像处理器（RIP）、激光图像照排机、冲片机等设备构成。

　　（二）彩色桌面印前系统的工艺流程

　　在数字化图文印前处理过程中，图像原稿要通过图像输入设备进行扫描，将其变成数字化的信息，随后进入DTP图文处理系统，进行文字排版、图像修正、分色、创意等处理、将图文组合成页面，通过“打印”功能，把页面转换成PostScript语言，再经过RIP做文字／图形的栅格化、图像加网，形成可以记录的版面信息，送到记录输出设备上，记录成胶片或印版（如下图）。



图3－1－1 彩色桌面印前系统

　　（三）彩色桌面印前系统与传统电分工艺相比较特点

　　①能够实现整页文图合一处理，省略了手工拼版及其带来的误差和缺陷；

　　②具备一系列整页拼版系统的功能，可随意的组合、辅色、复杂渐变、曲线分割、叠加、镶嵌、虚网、修补缺陷以及美术字处理等功能；

　　③创意功能，它能够实现版面设计和创意，随意调整图形及文字的位置、角度等，直到达到预想的艺术效果；

　　④直观效果，可由计算机屏幕显示版面效果及色彩；

　　⑤自动选择黑白场，有益于提高分色质量；

　　⑥中性灰平衡输出的重复稳定性好，便于掌握；

　　⑦细微层次强调功能强（强度与范围两个方面都具有优势）。

二、彩色桌面印前系统的配置原则

　　宗旨为：高质量的输出分色片、高的工作效率、低的价格、强的系统升级性能和兼容性。

　　1．影响分色版质量的因素

　　输入设备、处理设备、输出设备、质量控制手段。

　　（1）输入设备主要是指图像输入扫描仪，输入扫描仪扫描图像的质量是彩色桌面印前系统输出分色片的质量基础。

　　①分辨率。在彩色桌面印前系统的构成中，图像扫描输入、加网和记录输出都与“分辨率”有关。所谓分辨率是指：某种设备或材料在单位长度（或宽度）内能够辨别的线条数量。

　　由于各种设备与材料在分辨图像细节（分辨率）上各有所不同，下面根据几种常见设备和材料的特征讨论分辨率的概念。

　　图像扫描仪的扫描分辨率和文件分辨率（ppi／dpi）：使用图像扫描仪扫描图像原稿，获得不连续像素组成的数字图像。扫描仪的分辨能力就是其在单位长度内能够分辨出原稿的像素个数，其单位是像素／in或像素／cm，即ppi（pixels per inch）或ppcm（plxels per centlmeter）。

　　由于数字图像的像素是不连续的“小点”。故ppi也被写成dpi（dots perinch），即“点／in”。“dpi”这种写法被大量的扫描仪生产厂商使用，在其产品说明书当中往往标明扫描仪的分辨率为“xxx dpi”。同时，又因为图像扫描是按照行／列进行的，因此，扫描获得的数字图像的像素（点）必然与某行或某列相对应，一个像素恰好对应1条扫描线，故扫描分辨率常被称为“扫描线数”。ppi常用于说明扫描分辨率，它表示每英寸内扫描获得的像素数量。如果用dpi描述扫描分辨率，则其实质性含义与ppi相同。

　　从图像扫描及其所获得的结果上看，ppi比较准确地反映了扫描分辨率的含义。

　　显示器的分辨率：通常，计算机使用的显示器并不标明分辨率，而给出显示器对角钱尺寸，以及显示器最高行／列数。例如：标明“14in，800×600”、“15in，1024×768”等。通过这些数据可以间接计算出显示器的分辨率。

　　通常，显示器的尺寸是其对角线长度，而其横纵比为4∶3。由此可以算出 显示器横向尺寸：对角线长度×（4／5）。

　　显示器纵向尺寸：对角线长×（3／5）。

　　一台15in的显示器，其横向为12in，纵向为9in。如果选择800×600的状态，则其分辨率＝800／12＝66．67线／in；在选择1024×768的状态时，分辨率为85．33线／in。在Photoshop软件显示图像时，按照图像的横纵像素数和显示器分辨率确定显示图像尺寸。例如：一幅图像由571行和409列像素组成，其扫描分辨率为300ppi。如果显示器的分辨率设置为72dpi。则在显示器上原大显示该图像时的尺寸为：（571／72）×（409／72）＝7．93in×5．68in，即20．14cm×14．42cm。但是，按照扫描分辨率计算的图像尺寸为（571／300）×（409／300）＝1.90in×1．36in，即4．83cm×3．46cm，这是Photoshop图像标尺上给出的尺寸。

　　感光材料的分辨率：大量原稿由感光材料制成。感光材料的分辨率通常称为“解像力”，它是感光材料在单位长度内能够分辨的黑白线对的最大数量，黑白各一条线构成1个线对。单位是线对／mm。即：1p／mm（Line paiymillimeier）。总之，dpi常用于说明记录分辨率，它表示每英寸内记录成像的点数。

　　通常，彩色反转片的最高分辨率在80～150线对／mm之间。这相当于每英寸能分辨出2032～3810线对。由于一个线对由两条线组成，因此，要通过扫描分辨出这些黑白线条，扫描分辨率至少需要达到感光材料解像力的2倍才能做到。也就是说，至少需要4064～7620ppi的扫描分辨率，才能获取达到彩色反转片分辨极限的图像。注意：这并不是说对印刷图像复制都需要如此高的扫描分辨率，而是针对彩色反转片极限分辨状态而言的设置。

　　输出设备的记录分辨率。印前图文处理过程当中使用的输出设备主要有激光打印机、激光照排机（直接制版机）和印版照排机等。这些输出设备在某种信息记录材料上成像，如激光打印机在感光鼓上成像；激光照排机在感光胶片上成像；印版照排机在印刷版材上成像。输出设备的记录分辨率是指在单位长度内能够记录成像的点数。其单位为点／in（dpi）或点／cm（dpcm）。

　　加网线数。加网是印前处理中不可缺少的一项内容。它的基本做法是把印刷复制的图像区域按照行列分割成许多“网格”，在每个网格内部可以制作出1个网点。按原稿图像的深浅不同，网点的面积占网格面积的比率（网点面积率）也相应不同。网格的排列方向可以不同，形成了不同的网线角度，而加网线数则描述了网格排列的疏密程度。

　　加网线数的含义是：沿着网线角度的方向，单位长度内包含的网点数，单位是线/in或线/cm，即lpi（Lines per inch）或lpcm（Lines per centimeter）。这里的“线”是指网点构成的线，即“网线”。lpi是加网线数的单位，它表示每英寸内包含的网线行数。

　　②加网线数（lpi）与记录分辨率（dpi）的关系。加网线数与记录分辨率的关系应当从数字化加网的基本原理去理解。激光照排机、激光打印机等属于黑白二值记录设备。它们通过激光对记录材料的成像形成网点。也就是说。任何一个网格和网点都是由一组多个记录曝光点组成的。图3－1－2显示了数字化网点的构成原理。从图中可以看出。如果一个网格内包含的记录曝光点越多，则网格内网点面积的变化级数也就越多，加网图像的层次变化级数也就越丰富。



图3－1－2 网点与曝光点

　　图3－1－2（a）给出了一个网格包含5×5＝25个记录曝光点。

　　图3－1－2（b）给出了一个网格包含16×16＝256个记录曝光点。

　　例如：记录分辨率为2400dpi，加网线数150（lpi），表示在相同的1英寸宽度内，激光照排机可以曝光记录2400条线。在此1英寸的范围内要生成150行网点。那么，在一行网点（网格）内包含的记录曝光线数量为（2400dpi／150lpi）＝16条曝光线／1个网格边。通常在横纵两个方向上，记录分辨率和加网线数是相等的。因此，1个网格内包含的记录曝光点数为16×16＝256个，加上网格内完全不曝光（网点面积率0％）的1级，共有257级网点层次。归结起来可表示为：

　　网点层次变化级数＝（横向记录分辨率／加网线数）×（纵向记录分辨率／加网线数）＋1＝（记录分辨率／加网线数）2＋1

　　印前数字图像通常为每个像素、每个颜色通道8位，最多有28＝256级层次。要把这些层次完整地传递，在设置激光照排机的记录分辨率（dpi）时，考虑到加网线数（lpi）与其匹配关系，尽量保证［（记录分辨率／加网线数）2＋1]不小于256。

　　由于提高记录分辨率会增加记录曝光花费的时间。因此，人们往往在选择记录分辨率和加网线数时进行某种权衡，以便既照顾图像质量又保证生产效率。

　　在生产实际当中，同时兼顾图像质量和生产效率，如果加网线数在150～175lpi之间时，选择2400～2540dpi的记录分辨率是可以的，使用3000dpi以上的记录分辨率可以获得较好的图像再现质量，但记录的花费时间较长。

　　总之，在确定扫描分辨率（ppi）时，应考虑图像的缩放倍率、加网线数（lpi）和图像再现的质量要求。

　　在根据加网线数（lpi）选择记录分辨率（dp1）时，应考虑（记录分辨率／加网线数）的比值，尽量保证网点层次级数不小于256级。在必须兼顾生产效率和图像质量时，可以略微降低对网点层次级数的要求。

　　③扫描仪分辨率。扫描仪分辨率的确定需要根据三个因素，即照排机的输出尺寸、加网线数和质量因数（常取为1．5～2．0）。即

　　扫描仪分辨率＝照排机的输出尺寸×加网线数×质量因数

　　例：照排机的最大输出尺寸是15in，如果要求输出分色片的图像分辨率为175lpi，那么扫描仪的输入分辨率应为多少（质量因数取2．0）？

　　通常要求送往RIP处理的图像的分辨率像素为

　　175lpi×2＝350ppi（pixel像素）

　　那么15in分色片包含

　　350ppi×15in＝5250（pixel）

　　如果原稿的宽度为4in，则扫描仪的分辨率应为

　　5250／4＝1300dpi

　　如果原稿尺寸为lin，则扫描仪的分辨率应为5200dpi以上。

　　④动态范围。扫描仪的另一个指标是动态范围，越大所能表现的层次就越丰富。一般平台式扫描仪用CCD检测器，其动态范围为1．8～2．0，高档的平面扫描仪目前可接近4．0；桌面滚筒式扫描仪采用了PMT，其动态范围为3．2～3．8，高档的滚筒式扫描仪可达4.0以上。动态范围小就意味着图像的亮调部或暗调部的细节丢失了，如果在扫描后再进行校正处理，则还将进一步丢失信息。

　　⑤存储信息位。存储信息位是影响动态范围的另一个因素，我们知道彩色原稿的复制是通过采用红R、绿G和蓝B滤色分色方法把彩色原稿分解作成黄Y、品M和青C三色印版印刷而成的。在彩色桌面系统进行图像处理过程中桌面系统通过三个信息通道对此三色版进行处理，由电子加网原理可知每一通道所具有的信息储存和传递的bit越多所处理的图像层次越丰富，通常在图像处理中把图像分解成256＝28阶次，即要求每一信道传递和存储肠8bit（称位深8位）。所以，对于彩色印刷而言，所选用的扫描仪至少用24bit（28×28×28）。为了减少数据信息的丢失，高档的扫描仪已采用36bit或48bit位深。

　　（2）处理设备 处理设备主要包括电脑主机、显示器、软件、中文处理能力。

　　①电脑主机。彩色桌面出版系统应该由Mac和Pc机混合组成或选择跨平台的系统。主要原因是Mac机专用性和一致性很好，目前，专业制版公司大多采用这类电脑：而PC由于其价格便宜和中文处理能力很强在国内市场占有率很高。特别是广告公司和个体设计工作者大多持有PC机。

　　②显示器。显示器是彩色印前设备中重要的设备之一。首先，需要采用24位的和具有75Hz以上刷新频率的真彩色显视卡，17in（英寸）以上逐行扫描的显示器，显示器色温近似5000K，接近日光，并配有色温检测器。

　　③软件。彩色桌面出版系统的软件主要为文字处理、图像处理、线条图绘描、图文混排处理等几类。在软件选择上要考虑存储和读写文件的兼容性、功能完善性和可靠性。目前，文字处理软件主要有北大方正、中文Word、Ventura等；线条图形处理软件CorelDRAW、Freehand、Illustrator、Canvas；图片处理软件：Photoshop、Painter/x2、Pictrure Publisher、ImageIn Professional Pack 3．2；图文混排软件：QuarkXPress、PageMaker、FrameMaker，方正飞腾等。

　　④中文处理能力。中文处理能力是系统的重要性能之一。理想的系统应该具备同时处理中英文能力、中文字体规范美观、中文字体较多等特点。

　　（3）输出设备 输出设备包括照排机和RIP。

　　①照排机。照排机的主要指标为定位位置精度（定位精度是指能准确按指定的位置在胶片上曝光）、重复精度（重复精度是指分色软片重复输出精度）和分辨率。要求照排机的位精度误差≤1μm，重复误差小于0．002in，分辨率应大于3000dpi。

　　国内彩色印刷品的加网分辨率一般为150lpi，按PostScript所支持的最大灰度级256级计算，若每个半色调网点由16×16个点组成，则照排机的分辨率为150dpi×16d／1＝2400dpi，高档彩印品的加网分辨率为175dpi，则照排机的分辨率应为175dpi×16d／1＝2800dpi。

　　②RIP。与照排机相提并论的还有RIP。在介绍RIP作用之前先谈一谈矢量图形与位形图像的概念。所谓矢量图形（面向对象图像）是用数学公式来描述的一些直线和曲线构成的图形，数学公式规定了有关数学描述、参数及其运算如何执行。例如用Adobe Illustrator绘制的图形。向量图形是根据其几何特性来描绘图像。举例来说，当用向量图形的绘图软件画一个辣椒时，该软件是以数学的方式来描绘，来设定它的轮廓，填上指定的颜色。您可以移动、更改大小或改变该图的颜色，而不会损失精度。矢量图像的文件格式：PostScript，EPS。

　　矢量图形与解析度无关，即并非以一定数的像素来定义图形。因此，不管在任何解析度及输出设备上缩放图像，都能自然呈现出非常精确清楚的图形。归根结底，矢量图形是用在植字（尤其是对小字形而言）和绘出卡通图形上的最好选择，例如：商标。这种要求绝对精确及清楚的线条，可方便缩放成多种尺寸。

　　与矢量图形对应的还有所谓位形图像（或称点阵图像或扫描图像）。（Rasterlmages），是利用小格子，或形如像素般的小方块光栅（Raster）来描绘图像。在位形图像中的每一个小格子都被指定了一个明确的位置和被分配到的色值。当您在制作位形图像时，你是在编辑一群像素。

　　由于位形图像是利用很多色彩和连续色调差异极微妙的小方格来描绘图像，因此当在屏幕上将图像放到很大时，或是以太低的解析度打印图像时，就会导致图像产生锯齿状或是有部分失真的情况。位形图像是用来处理精致渐变图形与颜色的最好选择。位形图像记录了实际像素的位置、总体尺寸和亮度值等参数。点阵图像格式为：Paint，TIFF光栅图像。

　　因为电脑显示图像是由一格格的像素组成，向量图形和光栅图像在屏幕上都是以像素构成显示的。

　　RIP的作用就是把PostScripot页面描述语言描述的关量图形转换为位图形式文件。

　　（4）质量控制手段 在彩色桌面系统的配置过程中必须考虑包括彩色管理和打样彩色质量控制手段。

　　①彩色管理。对于彩色印前系统来说、希望能保证原稿从进入扫描仪直至复制品从输出设备输出的全过程中颜色不改变，但由于在电脑系统屏幕上的彩色是由RGB三原色通过加色法原理产生的，三种颜色相加生成白色，在纸上的彩色是由CMYK四色通过减色法原理产生的，它们混合产生黑色。因此在电脑处理的全过程中存在两种以上的彩色表示体系（还有Pantone彩色体系、YCC彩色体系等），即使图像文件是CMYK格式的，它被显示在屏幕上时的仍是RGB信号，因此各厂家的应用软件都要处理色空间的转换问题。此外，即使都是用CMYK格式，不同的设备所能表示的颜色范围也不一样，于是不同厂家的软件或硬件间就有一个互相配合的问题，即能否考虑一种方法使图像的颜色在处理时与设备无关，这就是所谓的彩色管理的问题，质量控制手段中最重要的就是彩色管理。

　　例如，美国Electronics For Imaging公司推出一种称为Eficolor的彩色管理体系，它为各种输入输出设备配置了描述文件（称为Profile文件），这种管理体系根据所用的设备（如什么型号的扫描仪、显示器、打印）和介质（如印刷时用的是铜版纸还是非铜版纸）等从描述文件中自动选择不同的参数，在应用软件接驳了这种彩色管理体系之后，彩色的还原就能得到保证。

　　此外Kodak Electronic Printing Systems公司推出的柯达彩色管理系统（KCMS）以及Agfa公司推出的Agfa FotoFlow系统等，都有一定的功效。

　　②打样。电脑彩色桌面系统，作为完成彩色印刷前的一个重要工艺过程的手段，终将服务于印刷。因此，必须做好彩色打样工作，以完成质量控制大反馈，打样是质量控制中的检查手段。目前，打样方式很多。然而，就质量而言，胶印打样最理想。不过从现阶段的打样技术的发展来看，采用数字印刷机打样是一种十分有前途的方法。

　　2．影响效率的因素

　　（1）电脑内存容量 彩色桌面出版系统的内存容量一般要达到128M以上。例如：一幅A4的彩色图像，如用350dpi的分辨率，采用YMCBK格式存取需占内存45．6M。考虑到电脑图像处理过程中的暂存，内存容量应为文件的二至三倍，那么内存应需128M以上。如果内存小于32M，则效率低。

　　（2）硬盘容量 彩色桌面出版系统的硬盘容量最好2G以上。因为Potoshop这类图像处理软件所需硬盘是所存文件的三倍。如果RIP软件驻留在PC机上，则还应为RIP留出必要的硬盘空间。此外，出于工作方便起见还应配活动硬盘44M～105M，存取速度14．5～20ms（毫秒）。读写光盘200～1000M，存取速度10～12ms（毫秒）。

　　（3）机器速度 彩色桌面出版系统的主机应该采用Pentium Ⅱ，数据总线 32位。选择一块图形加速卡。

　　（4）根据生产规模 选择RIP速度与照排机的速度。

　　（5）系统各部位搭配的影响 为了提高效率，通常用1台主机联接照排机及RIP，主要用于发排；用4台以上主机做图像处理及排版工作，其中一台接扫描仪；计算机间通过局域网络实现互相交换数据。对于有书报出版业务的工厂而言应配置多台录入机。

[时间：2001-08-31  作者：张逸新  来源：《分色制版新技术》第三章　分色制版设备及性能]