在彩色印刷工藝中，通常只用黃、品紅、青和黑四色套印來(lái)獲得各種混合色，在批量印刷時(shí)要檢查所印出的成品是否與打樣樣張顏色一致。到目前為止，相當(dāng)一部分印刷廠是靠印刷工人用眼睛對(duì)打樣樣張和印刷品進(jìn)行視覺(jué)比較來(lái)完成印刷質(zhì)量評(píng)價(jià)的，由于每個(gè)人在視覺(jué)評(píng)價(jià)上存在著差異，這樣就不利于印刷質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)化和數(shù)據(jù)化管理。印刷廠與客戶也經(jīng)常因質(zhì)量上的岐見(jiàn)產(chǎn)生糾紛。
為了客觀地進(jìn)行彩色圖像復(fù)制的質(zhì)量管理、控制和檢測(cè)，近年來(lái)，色彩復(fù)印工作中越來(lái)越多地使用測(cè)量?jī)x器——密度計(jì)。
密度計(jì)分為透射和反射兩種。在印刷工業(yè)中，透射密度計(jì)主要用來(lái)測(cè)定分色后的陰、陽(yáng)底片的密度和網(wǎng)點(diǎn)的百分比等，反射密度計(jì)則用來(lái)測(cè)量和評(píng)價(jià)印刷器。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，密度計(jì)也在不斷地更新?lián)Q代，最初的目視對(duì)比式密度儀只能測(cè)量密度，而新型密度計(jì)則擴(kuò)充了許多功能，如美國(guó)愛(ài)色麗公司生產(chǎn)的x-rite500系列分光反射密度計(jì)，不僅可以測(cè)量密度，還可測(cè)量不同顏色空間的色度值、色差值、網(wǎng)點(diǎn)面積、計(jì)算反差、疊印、色調(diào)誤差和灰度，還可和計(jì)算機(jī)聯(lián)機(jī)，對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理等等。
光電密度計(jì)的工作原理是通過(guò)光源、濾光器形成光路，從而將所測(cè)試樣張的光量透射或反射過(guò)來(lái)的光線按強(qiáng)度的不同轉(zhuǎn)換成相應(yīng)強(qiáng)度的光電流，在模數(shù)轉(zhuǎn)換之后，再通過(guò)數(shù)碼顯示器顯示出來(lái)，從而得到透明膠片或反射圖片的密度值。
測(cè)量黑白密度時(shí)，濾光器的高速應(yīng)滿足盧瑟夫條件，使接受器的分光感度特性和人的視覺(jué)感度曲線一致；測(cè)定彩色密度時(shí)，儀器會(huì)根據(jù)所測(cè)定的顏色，分別選用紅、綠、藍(lán)三種濾光器而得到不同顏色的密度。另外，所測(cè)定的產(chǎn)品油墨膜層有一個(gè)逐漸干燥的過(guò)程，測(cè)量數(shù)據(jù)會(huì)產(chǎn)生隨時(shí)間變化的誤差。因此，也有帶偏振濾光器的反射密度計(jì)，以消除這種誤差。還有更先進(jìn)的密度計(jì)具有一套符合分光光度計(jì)檢定的四色油墨光譜特性的濾光器，使其在測(cè)量黃墨時(shí)的靈敏度與其測(cè)量其它三色時(shí)相同。
密度計(jì)的使用特性主要是由光源的光譜能量分布、濾光器的分光透射率、試樣的分光特性、光接受器的分光感度、測(cè)量條件和測(cè)量面積等因素決定。為了使密度計(jì)的使用準(zhǔn)確有效，本文就有關(guān)密度計(jì)在技術(shù)測(cè)量中應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題作一淺顯說(shuō)明。
1 測(cè)量光源的選擇
在彩色圖像復(fù)制的工藝流程中，從分色、打樣到印刷，各工序中的顏色測(cè)量與視覺(jué)評(píng)價(jià)，都是在一定照明條件下進(jìn)行的。由于物體表面的顏色與照明光源的輻射光譜分布有關(guān)，所以在技術(shù)測(cè)量中，各表色系統(tǒng)參數(shù)值的計(jì)算必須考慮光源的種類。同一個(gè)顏色樣品在不同的光源下可能使人眼產(chǎn)生不同的顏色感覺(jué)。日光是最理想的光源，因此，可以用日光作標(biāo)準(zhǔn)（參照光源）。例如，在日光下觀察一幅畫(huà)，然后拿到高壓汞燈下去觀察，就會(huì)發(fā)現(xiàn)顏色發(fā)生了變化，粉紅色變成了組織活動(dòng)色，藍(lán)色變成了藍(lán)紫色。如果再在黃色光的低壓鈉燈下來(lái)觀察，則藍(lán)色又變成了黑色。將白熾燈、熒光燈、鈉燈等人工光源（測(cè)量光源）與日光比較，顯示同色能力的強(qiáng)弱叫做該人工光源的顯色性。實(shí)驗(yàn)證明，光源顯色性的優(yōu)劣，將直接影響到人們辨別顏色的結(jié)果。
為了檢驗(yàn)物體在待測(cè)光源下所呈現(xiàn)的顏色與在參照光源下所呈現(xiàn)的顏色相符的程度，采用“平均顯色指數(shù)”作為定量評(píng)價(jià)指標(biāo)。顯色性指數(shù)最高為100，照相分色、電子分色和各種顏色測(cè)量?jī)x器中應(yīng)用的光源要求其顯色指數(shù)通常不應(yīng)低于90（ra≥90）；彩色攝影、彩色電影、電視、染料等工業(yè)部門(mén)也要求使用顯色指數(shù)較高的光源（ra≥85）。表1為印刷復(fù)制工作中常用的照明光源的顯色指數(shù)。
表1 印刷常用光源一般顯色指數(shù)
光源名稱 相關(guān)色溫（k） 一般顯色指數(shù)（ra）
白熾燈（500w） 2900 95~100
碘鎢燈（500w） 2700 95~100
鏑燈（1000w） 4300 85~95
熒光燈（日光色40w） 6600 70~80
從表1可以看出，光源的色溫和平均顯色指數(shù)都是表示光源顏色特征的參數(shù)，從它們之間的關(guān)系可以看出，相關(guān)色溫的高低，并不意味著顯色指數(shù)的高低，如白熾燈的色溫低，但其顯色指數(shù)卻很高，相反，熒光燈的色溫高達(dá)6600k，但它的顯色指數(shù)僅在70~80之間。
在技術(shù)測(cè)量中，各表色系統(tǒng)參數(shù)值的計(jì)算取決于光源的種類。為了統(tǒng)一顏色測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，cie（國(guó)示照明委員會(huì)）規(guī)定了國(guó)際上通用的a、b、c、d四種標(biāo)準(zhǔn)光源。我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局頒布的標(biāo)準(zhǔn)也規(guī)定了顏色評(píng)價(jià)的照明和觀察條件。cie標(biāo)準(zhǔn)光源a是鎢絲燈光，其色溫為2855.6k。cie標(biāo)準(zhǔn)光源b是鎢絲燈光經(jīng)一組特定的液體濾光器過(guò)濾后得到的色光，其近似于相關(guān)色溫為4874k的中午平均直射的陽(yáng)光，但cie已發(fā)出停止使用b光源的勸告。cie標(biāo)準(zhǔn)光源c是在標(biāo)準(zhǔn)光源a上加一組特定的液體濾光器過(guò)濾后得到的光，接近于相關(guān)色溫為6744k的北方天空的日光。cie標(biāo)準(zhǔn)光源d50，其色溫是5003k，表示典型的晝光。cie標(biāo)準(zhǔn)光源d65，共相關(guān)色溫為6504k，表示典型的晝光（平均日光）。d50、d65標(biāo)準(zhǔn)光源目前還無(wú)法由實(shí)物制造出來(lái)，因此只能稱為施照體，而實(shí)際使用的人工源測(cè)是d50、d65的模擬體。
我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定觀察透射樣品所用的人工光源應(yīng)為d50模擬體，觀察反射樣品的人工光源應(yīng)為d65的模擬體，光源的一般性顯色指數(shù)ra應(yīng)不小于90。
新型的密度計(jì)功能強(qiáng)大，儀器所配光源各類很多，以適應(yīng)不同測(cè)量要求。例如愛(ài)色麗x-rite500系列分光反射密度計(jì)就配有a、c、d50、d65、d75、f2、f9、f11、f12多種光源。從理論分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，測(cè)量時(shí)所用光源不同，測(cè)量結(jié)果就不同。表2是在不同光源條件下對(duì)中日合資杭華油墨化學(xué)有限公司的幾種油墨產(chǎn)品的測(cè)定結(jié)果。
表2 杭華油墨產(chǎn)品在不同光源條件下的測(cè)量結(jié)果
b0—333（天藍(lán)） b0—232（中黃） b0—131（桃紅）
d65光源（10°） l=50.07
a=34.75
b=-44.08
l=83.67
a=0.87
b=114.65
l=39.15
a=73.00
b=-6.78
c光源（10°） l=49.73
a=-30.31
b=-45.15
l=82.88
a=-0.21
b=115.74
l=39.42
a=71.66
b=-6.44
相對(duì)色差 △eab=4.58 △eab=1.50 △eab=1.41
由表2可以看出，測(cè)量光源不同時(shí)，儀器就會(huì)產(chǎn)生不同的讀數(shù)，出現(xiàn)色差。其原因是兩種光源之間存在著同色異譜現(xiàn)象。
2 密度計(jì)的響應(yīng)方式
在彩色密度測(cè)量中，密度計(jì)顯示的測(cè)量值與光源、濾色片、接收器三者的光譜乘積有關(guān)。在測(cè)量光源選定之后，對(duì)濾色片的選擇同樣對(duì)測(cè)量結(jié)果有影響。在一般情況下，一部密度計(jì)使用紅、綠、藍(lán)濾色片進(jìn)行色密度的測(cè)量。這種用紅、綠、藍(lán)光束所測(cè)定出的密度只是一個(gè)具體密度計(jì)所特有的，對(duì)于同一色樣，它所提供的讀數(shù)不能直接和另一部密度計(jì)所測(cè)的讀數(shù)作比較。如果用這種密度計(jì)在印刷車間檢測(cè)、監(jiān)控墨量的均一性，只要所用的是同一種油墨，這種檢測(cè)就是有效的，這是因?yàn)橥慌_(tái)密度計(jì)的紅、綠、藍(lán)三種濾色片的光譜是相互獨(dú)立的，能反映出不同顏色之間的屬笥差別。要確定黃、品紅、青印刷墨量的大小，幾乎用任何紅、綠、藍(lán)光測(cè)量的密度值都能進(jìn)行比較，從而可以確定墨量的大小變化。但為了進(jìn)行國(guó)際、廠際間的交流和標(biāo)準(zhǔn)化，必須對(duì)這類密度計(jì)作適當(dāng)限制，并盡可能統(tǒng)一起來(lái)，因此，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織和我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)gb11501—89對(duì)三濾色片密度做了相應(yīng)的規(guī)定，分別稱為“iso標(biāo)準(zhǔn)視覺(jué)密度”、“iso標(biāo)準(zhǔn)a狀態(tài)密度”、“iso標(biāo)準(zhǔn)m狀態(tài)密度”和“iso標(biāo)準(zhǔn)t狀態(tài)密度”等。
iso標(biāo)準(zhǔn)視覺(jué)密度也稱為亮度密度。因?yàn)槿搜蹖?duì)等能量的不同波長(zhǎng)的光具有不同程度的心理明暗感覺(jué)，這就是人眼的光譜光視效率v（λ）。視覺(jué)密度常用于直接觀察或通過(guò)投影觀察圖像黑度。這種除用于黑白圖像外，也適用其它類型的圖像，即使兩個(gè)圖像的顏色并不相同，也常要用視覺(jué)密度對(duì)它們的亮度作比較。在測(cè)量中，接收器的光譜靈敏度被高速到與人眼在白天的視感度相一致，因此，按標(biāo)準(zhǔn)視覺(jué)密度所測(cè)出的黑白圖像或彩色圖像的密度與人的視感度是一致的。
iso標(biāo)準(zhǔn)a狀態(tài)響應(yīng)方式多用于印刷作業(yè)中對(duì)于灰平衡的判斷、顏色校正以及彩色正片、彩色幻燈片的透射光檢測(cè)等。
iso標(biāo)準(zhǔn)m狀態(tài)響應(yīng)方式大多用于對(duì)攝影和印刷復(fù)制用的彩色照相材料的測(cè)量，因而常用這種密度響應(yīng)方式來(lái)評(píng)價(jià)曬版用的各種膠片。
iso標(biāo)準(zhǔn)t狀態(tài)響應(yīng)方式中，接收器的光譜靈敏度s（λ）不受cie光譜三刺激值的限制，不包含人眼顏色視覺(jué)生理因素和心理因素的轉(zhuǎn)換值。由于標(biāo)準(zhǔn)t狀態(tài)中光譜乘積是已知量，而未知量只有特體表面顏色的反射率r（λ），因此，具有相同反射率的色樣，用不同型號(hào)密度計(jì)所測(cè)得的標(biāo)準(zhǔn)t狀態(tài)密度應(yīng)是相等的。
表3分別為a、t響應(yīng)狀態(tài)方式下所測(cè)得的油墨密度值。
表3 a、t響應(yīng)狀態(tài)下測(cè)得的油墨密度值
油墨名稱 t狀態(tài) a狀態(tài)
ex—100 透明黃 y=1.4 y=2.25
ex—200 品紅 m=2.43 m=2.76
ex—300 天藍(lán) c=2.72 c=2.68
fs—sps 透明黃 y=1.42 y=2.33
fs—sps 品紅 m=2.45


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