第二节 阶调（层次）的最佳复制

　　由于印刷材料及工艺技术等因素的限制，大多数彩色连续调原稿图像得不到忠实复制和再现，而只能使印刷图像尽可能逼近于原稿。从检测图像参数、控制图像质量的角度出发，了解什么是图像的最佳色彩与阶调再现，各复制工序和印刷工序与这种最佳再现的关系十分重要，因为印刷前、后工序中，存在许多互为因果的关系。

一、控制图像阶调的重要性及复杂性

　　1．控制图像阶调的重要性。阶调和层次复制是表达图像复制状况的术语，前者是比较笼统的说法，后者是在电子分色机出现后产生的更为专门的术语。阶调复制泛指一组被复制的阶调值与原稿上相应一组阶调值的对应关系，阶调值可用密度值或网点覆盖率值表达。层次定义为图像中视觉可分辨的密度级次。

　　当一张原稿的阶调得到最佳复制时，图像会表现出令人满意的反差，原稿上的重要细节得到表现，并有助于在整个画面取得平衡。如果是低反差原稿，可以在复制时对阶调进行局部校正，从而得到令人更满意的反差。

　　阶调复制不正确时，印刷图像看起来是不鲜明的，缺乏应有的自然光泽，亮调不亮或缺乏反差，重要部位给人以“平”的感觉，色彩饱和度不够。有时候，阶调复制不良可能跟一些似乎无关的问题有联系。例如：不恰当的阶调复制可能使复制品的某些部位缺乏饱和度，甚至使一些色彩出现较大色差。人们可能认为这是电子分色的校色调节不当引起的，实际上并不是校色引起的问题，而是阶调复制不当引起的问题，并且还可能影响到三色灰平衡。这种偏差用校色控制是不能纠正的，它所需要的校色范围已超出了设备的能力。

　　2．阶调复制的复杂性。阶调再现对于印刷复制的最终效果来说是最重要的参数，但最佳阶调复制却具有相对性，这是因为：①在生产过程中，阶调复制经常是由操作者根据某些准则主观地做出决定。②对于一个既定原稿来说，在样张打出或印张印出之前无法准确了解阶调调节的实际效果。

　　最佳阶调再现不仅跟分色片的制作有关，而且还跟其它一些工艺因素有关。其中主要是油墨、纸张的质量，网点形状、加网线数，纸上实地油墨的密度和有关的印刷特性参数如网点增大、网点的定向增大、叠印和糊版等参数。应当通过组织标准化生产，把这些工艺因素对阶调再现产生的影响量化，在制作分色片的阶段加以补偿。

　　3．不同的阶调再现曲线及其图像效果。阶调再现曲线是用曲线表达原稿和印刷复制品密度之间关系的方法，它是论证阶调再现效果的一个有用工具。

　　一张既定的原稿，在对其进行分色直到印刷复制的过程中，可以人为地改变它的层次复制情况，将原稿的调值扩展、压缩或保持不变。

　　图3－1是表示原稿密度和印刷复制品密度之间关系的曲线。设定原稿的密度范围是1．00，则曲线A表示复制品的密度范围扩大了，被复制的密度大约是原稿密度的2倍，曲线陡峭、斜率增加。曲线B则表示压缩阶调的复制，被复制的反差比原稿的反差小，大约是原稿的一半。曲线C表示被复制的密度跟原稿相同，这是一个45°直线，这时可以认为是一种良好的线性复制。

　　在被复制的密度范围固定的情况下，人们可以通过改变原稿和复制品之间各阶调区的比率得到不同形状的阶调复制曲线，从而得到不同的阶调复制效果。图3－2中列举了几种不同形状的阶调复制曲线：曲线A是一个被拉长的“S”形曲线，在暗调区和亮调区被复制得较“平”，在这些区域内将丢失细节，使印刷复制品的亮调显得苍白，暗调变得黑糊糊的。缺乏细节，整个图像变硬，可是曲线的中间调部位是在较大的密度范围内复制的，细节的表现力增大；曲线B是一个软复制曲线，它增加了亮调和暗调的细节，但减少了中间调的细节；曲线C和曲线D是两个比较极端的例子，曲线C表达了一种亮的阶调复制情况，暗调区的反差和细节增加了，可是亮调和中间调被复制得较平并将丢失细节；曲线D恰恰相反，是一个暗复制曲线，整个阶调变暗，在亮调区有明显地抬起，暗调端是平的；曲线E是应用于黑版的骨架黑阶调曲线，根本没有亮调层次，中间调很少，但却有很高的暗调反差。



图3－1



图3－2

二、黑白图像的最佳阶调再现

　　1．材料和印刷参数是初始条件。最佳阶调再现是获得高质量黑白或彩色印刷图像的最重要的工艺环节，大多数不良印刷品都是由于阶调再现方面的问题造成的。

　　影响印刷图像阶调复制质量的变量主要有原稿图像的质量、油墨特性、实地油墨密度、加网线数、纸张特性、网点形状和印刷特性参数（如网点增大、网点变形、叠印和糊版）等。

　　表3－1 原稿和印刷品的密度范围

	黑白印刷品	彩色印刷品	彩色透射原稿
高光	0.06	0.06	0.20
暗调	2.00	2.00	2.90
密度范围	1.94	1.94	2.70

　　表3－2不同类型纸张可复制的密度范围

	涂料纸	非涂料纸	新闻纸
白纸	0.06	0.10	0.20
只印黑油墨	1.60	1.40	1.20
三色印刷	1.50	1.30	1.20
四色印刷	2.00	1.80	1.40
黑白复制最大密度范围	1.54	1.30	1.00
四色复制最大密度范围	1.94	1.70	1.20

　　理想图像复制最明显的要求是被复制的图像在视觉上跟原稿是匹配的，但事实上在大多数情况下是不可能的。表3－1和表3－2列出了典型的原稿密度和印刷品的密度。显然，在大多数情况下原稿的密度范围比印刷图像的密度范围大，而且随着纸张质量的降低，可复制的密度范围减小，对于饱和的色彩来说也是如此。材料和印刷参数是制约图像复制质量的初始条件，脱离实际印刷条件和材料条件，阶调再现没有高质量可言。

　　2.通过印刷实验和测量决定印刷特性曲线。因为印刷图像通常不可能跟原稿的密度范围相匹配，解决这个问题的方法是压缩原稿的阶调范围，使其和纸张、油墨能够再现的密度范围相匹配。

　　所谓阶调压缩就是在压缩和减少原稿阶调的基础上，进行印刷复制，但印刷图像的外观看起来还是正常的。不管是用涂料纸印刷还是用新闻纸印刷，阶调压缩是决定复制质量的重要步骤。

　　使阶调复制最佳化的工作应从分析印刷条件开始。必须寻找制版软片上的网点尺寸跟由它产生的印张上相应的每个灰调的关系，这需要对标准印刷样本和产生这些样本的软片进行测量。在分析纸上的印刷网点时，测量的是网点密度值，而不是网点尺寸值。



图3－3 RIT测试梯尺放大示意图

　　为了将软片上每个阶调区的网点大小跟印张上对应的密度比较，采用网点灰梯尺是比较方便的。但梯尺的网目线数必须跟实际印刷的网目线数相同，网点发梯尺至少应有10级。也可以采用专门的测试条，如 RIT对称梯尺（见图3－3）分析印刷特性。这个梯尺包含25％、50％、75％网点块和实地块、50％的水平和垂直线条，50％网点块又分为菱形和方形两种网点。RIT测试条还包括RIT高光／暗调梯尺。对称梯尺包含的阶调值较少，但可以对印刷图像5个最重要的阶调区进行研究。

　　测量软片上的每一梯级的网点覆盖率既可以用网点覆盖率计，也可以用标准的透射密度计，密度计在片基上调零，并注意在正片和负片上测量的木同（如果采用RIT对称梯尺，则不需测量网点面积，因为这些网点块上标明的数据是精确的）。

　　在印张上测量印刷梯尺上每一梯的密度：为便于分析起见，应先将反射密度计调零和标定，然后再在被测量的纸上调零，注意不要改变密度计高标度端的调节。在印张上测量时，尽管测量值已包括了网点增大部分，但不用担心，这儿所做的是积分密度测量，决定的是网点和空白共同形成的平均密度值，用这儿介绍的方法不必决定印刷网点的覆盖率值。

　　根据测量的结果，绘出如图3－4所示的曲线，把它称之为印刷特性曲线。横坐标表示软片上的网点覆盖率，纵坐标表示对应的印刷密度，用光滑的曲线将对应点联结起来，而不要用折线。纸张类型不同时，曲线是不同的。这种分析方法对任何一种印刷方法都是适用的，对于照相凹印和阳图PS版来说，横坐标用正片数据取代。



图3－4

　　3．根据原槁特点决定最佳阶调（层次）曲线。在收集了上述印刷数据后，就可以在纸张亮度和最大印刷实地密度的限度内确定可能的最佳阶调复制。为此需要画一个曲线去描述假想正常原稿密度跟灰梯尺每梯印刷密度的关系。该曲线应当具有如图3－5所示的形状，水平坐标轴表示原稿的密度，纵坐标轴表示印刷复制品的密度。

　　如果一个正常原稿得到了理想复制，那么梯尺上的每一个阶调能准确再现，这时，可以用一个45°的直线表达理想的反差。反差值γ的数值可用下式计算：

　　γ＝y/x

　　式中：x表示水平轴坐标，而y表示与x对应的垂直轴的坐标值。当复制曲线与水平轴的夹角小于45°时，印刷复制品将丢失反差。有时候，复制品在高光部位反差高，而在暗调区的反差低。

　　限制因素是印刷条件：最佳复制不可能超过最高印刷密度。

　　阶调再现的质量取决于对原稿进行阶调压缩和正确性，最佳阶调再现的反差一般比原稿的反差低，因而总是一个小于45°的直线。

　　绘制阶调再现曲线时，首先决定原稿的正确暗调密度和可再现的最高印刷密度，自这两点分别作垂线和水平线交于一点，这一点当然是位于理论最佳复制曲线的下方。

　　印刷复制品的高光区在视觉上比暗调区更重要，在高光区的很小的偏差就能被眼睛检测出来。如果从零密度到复制的最高密度点联一条直线，那么亮调的反差就显得太低。这不是说暗调不重要，暗调区也不能平得使所有的细节丢失，显然需要采取折中方法。

　　为了构造一个基本复制曲线，可以在理想的和实际可达到的暗调点之间选一个点，然后用直线将这一点和零点联结起来（图3－5）。再从密度约为0．80的复制密度点到实际可达到的暗调点用光滑的曲线联结起来，形成图中粗实纷表达的最佳阶调复制曲线。这个曲线在暗调区变得较平。

　　因为这种使阶调复制最佳化的方法是基于实际印刷的数据，所以阶调复制是可以实现标准化的。



图3－5

　　最佳阶调复制时，在暗调区的压缩比亮调区多，在理想的印刷条件下，即使软片上的暗调出现一些小的偏差，在印刷复制图像上可能是看不出来的，因为这种变异在印刷图像上只有较小的偏差。但是，为了在亮调区获得尽可能高的反差，阶调压缩是比较小的。

　　接着要为网目调网点片决定网点覆盖率，以便在既定的印刷条件下实现最佳阶调复制。为此可把图3－4和图3－5综合起来构成如图3－6所示的转换图。图中的左下象限是期望的网点覆盖率曲线，这个曲线表达被复制软片上网点覆盖率与原稿密度之间的关系。为了得到这个关系曲线可在右下象限画一个45°转换钱，以便把原稿在横轴的密度一比一地转换到纵轴下方。



图3－6

　　为了得到左下象限所示的网点覆盖率曲线，可以在左上象限的印刷特性曲线上选择一些控制点，如网点覆盖率分别为 5％、25％、50％、75％和95％5个控制点，从这 5个点向下方作垂线到达左下象限。仍以此5个点作为起始点水平向右作直线与最佳复制曲线相交，再从交点向右下象限作垂线与转换钱相交，从交点水平向左作直线在左下象限与另一方向画过来的垂线相交得到5个点，将这5个交点用光滑的曲线联结起来，便得到软片的最佳网点复制曲线。

三、彩色图像的最佳阶调再现

　　就彩色图像来说，复制过程中的阶调再现极为重要，阶调再现不当是影响彩色再现质量的最重要因素。彩色图像达到最佳阶调再现的原理跟黑白阶调再现最佳化的原理大致相同，但彩色图像复制涉及到更多的参数和变量。许多影响阶调复制的印刷特性就像对黑白图像复制的情况一样影响彩色图像的阶调复制特性：实地密度、加网线数、纸张特性、网点形状以及供墨量、网点增大、叠印、重影、网点变形等印刷工序涉及的变量。只要印刷条件被稳定下来并处于控制之下，通过分析印刷特性就可以使彩色图像的阶调复制最佳化。

　　1．彩色图像复制为什么要追成灰平衡。一般是通过在印刷品旁边用黄、品、青、黑油墨印刷灰梯尺对彩色图像的阶调复制进行研究和对彩色图像印刷特性进行调节，任何影响中性发复制的因素都影响彩色图像的阶调复制。

　　灰平衡和阶调复制是相互关联的，但两者不是等同的概念，理解两者之间的区别十分重要。

　　所谓灰平衡是用带视觉滤光片的密度计测量某色块时，该色块产生一个既定的、具有某一视觉密度的中性灰的能力，即使被测部位是用不同覆盖率的黄、品红、青网点构成的，也不表现为彩色色调。

　　阶调复制则是指原稿上的中性发与印刷再现的中性灰之间存在的视觉和光电测量关系。

　　在彩色图像复制中，灰平衡是一个主要要求。在原稿上的中性灰梯尺，在用黄、品红和青油墨印刷复制时必须再现中性灰色。把一个灰梯尺再现成为中性色有两个原因，一是原稿上有灰色或中性面，它们必须用印刷方式复制成为中性的。如果承印材料不是白纸，灰平衡不会成为一个严重问题，只要在观察场内没有其它的参考点，人的眼睛和大脑对白或灰的中性偏差会有一定程度的补偿。但是当观察场内的参考面是环绕图像的白纸，那么，白和灰偏离中性就成为视觉可以觉察的和有害的缺陷。追求灰平衡的第二个原因更为重要，当由一个表面反射等量的红、绿、蓝紫光时，眼睛看到的是一个中性色，当用平衡的白光照射并观察一个灰梯尺的时候，灰梯尺就把等量的红、绿、蓝紫光反射或透射到观察者的眼睛里（图3－7）。因为印刷油墨不纯净，当在白纸上等比例印刷青、品红和黄油墨时，印刷面并不反射等量的红、绿、蓝紫光，因而得到的不是中性灰色，而是褐色。为了补偿这个偏差，使原稿上的中性灰在印刷图像上再现中性灰，三原色油墨必须以不同的比例印刷在白纸上。为了寻找正确的比例关系，可为灰梯尺做一套分色片，使黄、品红、青具有不同的网点覆盖率，然后进行印刷复制，如果三种油墨结合印刷后，从整个灰梯尺上都反射中性色，那么，黄、品红和青的比例就是正确的。如果印刷灰梯尺的三原色油墨是中性平衡的，即：如果原稿和复制的灰梯尺反射或透射等量的红、绿、蓝紫光，那么，就能够保证印刷品和原稿之间相对应点的色彩复制的精确性。



图3－7

　　2．考察灰平衡的工具——灰梯尺。灰梯尺是研究灰平衡的一个有用工具。采用灰梯尺作为参考的优点之一是可以用它方便直观地比较三色平衡情况。另一个优点是通过观察两个灰梯尺的中性程度，比较复制的精确性，要比通过比较油墨复制色和原稿中的其它色彩容易得多。因为在中性面上出现某一个色差时，眼睛能够迅速地检测出来，对于检测灰平衡来说，眼睛是最灵敏的仪器。

　　一个灰梯尺既可以用来检测阶调复制，也可以用来检测灰平衡。为检测阶调复制的精确性，可以将被复制的灰梯尺的阶调值跟原稿的阶调值进行比较；为了检测灰平衡的精确性，只需要将被复制灰梯尺的中性程度跟原稿灰梯尺进行比较。阶调复制和灰平衡，这两者之间似乎没有关系，事实上，一个方面出现问题会影响另一方面的精确性。在分色机上作层次调节时，对于灰色的每个色来说是单独进行调节的。如果这些调节没有对每种油墨的特性进行补偿，没有考虑印刷机和纸张变量，那么灰平衡效果将是不均匀的，整个灰梯尺或灰梯尺的某些部分会产生色差，一个或更多的色彩可能失去平衡。这就不得不在对灰梯尺上产失色差的面进行评价后，对三色的阶调值进行重新调节。

　　3．灰平衡的评判与检测方法。评价灰梯尺从最亮的高光到最暗的暗调各个梯级的中性程度，应在标准光源下面进行观察，虽然眼睛是评价灰平衡的“精密仪器”，但有时候因为疲劳或其它原因，不能依靠眼睛去作精确比较，更糟糕的是已经得知，对于色彩或阶调来说，眼睛是最不可靠的记忆装置。如果眼睛先看一个发梯尺，然后再去看另外一个灰梯尺，眼睛不可能对两者的中性作精确的比较，因此复制品和原稿应当放在同时能看得见的位置进行视觉比较。比较原稿和复制灰梯尺的中性还可以用密度计检测判定，用密度计通过红、绿、蓝紫滤色片在被复制的灰梯尺的若干点上测读调值，只要密度计是用一个灰色定标板或一个原稿扶梯尺定标的，那么在灰梯尺的同一点上通过不同滤色片测得的读数应当是相等的。但是，只有带有标定调节功能的高质量密度计才能给出这样的结果。

　　在此应当强调一点，密度计是一个印刷测控仪器，可用于比较两个色彩的密度值，但不适于做色彩测量。色彩可以用色度计和分光光度计进行更客观的测量。色度计是一种具有三个宽通带滤光片的特殊密度计，这些滤光片的光谱响应接近于人眼的光谱响应。任何一个密度计都可以通过加上这样的滤光片变成色度计，色度计也可以作为测量色彩的专用仪器。精确的色彩测量要用分光光度计，分光光度计把视觉可见的色彩分解成为特定的波长。当前我国大多数印刷厂还是用精确标定的密度计去评价和比较色彩。

　　4．彩色图像和最佳阶调再现。彩色网目调图像和黑白网目调图像阶调复制的基本原理是相同的，也必须把原稿的阶调进行压缩，以便使它与纸墨结合的有限密度范围相适应。两者的关键决策是要判明压缩原稿的哪些阶调区对印刷再现的阶调区有明显的影响。

　　尽管基本原理是相同的，但由于印刷复制用的是四个色而不是单色，所以彩色复制所涉及的变量比黑白复制多。而诸如实地密度、网点形状、加网线数、纸张特性和印刷变量，如网点增大、重影和糊版等印刷特性参数在彩色印刷中的应用方法与黑白复制并无不同，只要使印刷条件得到优化，就可以根据印刷特性数据画出曲线，进而分析和确定一组数值理想的分色片。

　　用转换图确定彩色复制阶调曲线的步骤跟黑白阶调复制一样。首先应使现有的印刷条件最佳化，但它不像黑白网目调复制那样只是一张负片和为梯尺的每一级决定网点覆盖率，而是得有四张分免片和确定四张分色片的网点覆盖率值。如前所述，三原色分色片的阶调值除了友平衡的控制以外，对于每色来说，实地油墨的密度也必须最佳化并在印刷中保持稳定，太多的油墨将糊住暗调，引起过大的印刷网点增大，但太少的油墨将导致饱和度缺乏，使画面给人以被水冲淡的感觉。只要印刷条件被优化，三色及平衡可以通过实验或借助于特定的工具如Rff的TRAND表和GATF灰平衡表确定。在相同的印刷条件下还可以确定三色叠印、四色叠印和单色黑的各级最佳油墨密度，有这些信息作基础就可以绘制转换图，通过作转换图为分色负片确定符合最佳阶调复制曲线要求的网点覆盖率。

　　绘制转换图的第一步是确定分色正片或负片每一梯的网点覆盖率。这可以直接用网点覆盖率计测得，也可以用透射密度计测量密度值，再在转换表中查得对应的网点覆盖率值。然后用反射密度计测量原稿发梯尺每梯级的反射密度和黄、品红、青、黑四个单色的印刷密度。以上所述数值是通过利用各色的补色滤光片推算出来的。理论上，由一个中性面反射的红、绿、蓝紫是相等的，因此在测量一个中性面时，密度计对于红、绿、蓝紫滤色片应分别显示相等的读数。在测量一个中性面时，一个质量高的密度计可以做精确的标定，使它用三个滤色片测量时能得到相同的读数。

　　转换图的格式如图3－8所示。它有四个象限，在第Ⅱ象限，水平轴均布着网点覆盖率值，纵轴为Ⅰ、Ⅱ象限所共用，标明的是印刷灰梯尺的密度值。第Ⅰ象限的水平轴则表示原稿梯尺的连续密度值。在第Ⅱ象限绘出黄、品红、青阳片或阴片的网点覆盖率值对印刷灰梯尺积分密度值的关系曲线，这个象限称灰平衡象限。在第Ⅰ象限，先画一45°线，它是原稿的理想复制曲线。然后标绘出在三色和四色印刷的印张上得到的高密度值与原稿中找到的最高密度值的相交点。在图3－8中，从原稿上找出的最高密度是2．80，从三色和四色印品上得到的最高密度分别是1．20和1．50（通过视觉滤光片在印张上测得）。



图3－8

　　跟绘制黑白稿的最佳阶调曲线的方法类似（见图3－8），在转换图的第Ⅰ象限绘最佳阶调复制曲线。理想的印刷复制是从图像的原点出发的45°线。因为达到理想复制是不可能的，必须把阶调复制压缩到四色印刷能达到最高密度范围内，最佳阶调复制曲线上对暗调的压缩比亮调区多。在理想的暗调点和实际的四色最高密度点之间一半处绘出一点，再在原稿梯尺上选一个密度为0．25的点表达原稿上正确的高光密度。用点划线把这两点联接起来，这条线表达了高光和暗调的最佳压缩。这条线也同时作为绘制最终曲线的“引导线”，最佳阶调复制曲线将从高光点沿着这条点划线向上延伸，在与原稿密度大约1．1的中调位置开始压缩这条曲线，即从这一点到最高四色密度点之间用一个流线型曲线联起来，形成一个完整的四色最佳阶调复制曲线，中、暗调约占0．90的密度范围。再从同一点开始向三色最高密度点画流线形曲线，形成一个完整的三色最佳阶调复制曲线。在三色和四色复制之间的密度差值将由黑版产生。一个最佳阶调复制曲线的直线部分与水平轴的夹角稍小于45°。第Ⅳ象限是传递曲线。第Ⅲ象限用来确定网目调负片（或正片上）为产生最佳阶调复制密度所需要的网点覆盖率曲线，通过串联各象限图即可得到此种曲线，应用这些曲线就可为分色片确定不同控制点处的网点覆盖率的组成。

　　前边已叙述了绘制最佳阶调复制曲线的方法，但那仅指一般正常原稿而言。事实上，分色人员接受的原稿种类很多，如高调原稿、低调原稿、曝光过量的原稿、曝光不足的原稿等。实际应用时，往往把种类繁多的原稿归纳成有限的几种标准阶调复制曲线模式，每个具体原稿都可通过调值特性分析，归入其中一个复制曲线模式，这些内容已超出了本书范围。

[时间：2001-11-05  作者：刘世昌  来源：《印刷品质量质检测与控制》·第三章　复制流程中的质量控制]