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数字印前技术

第一部分数字印前概述

一、概念：

1、印前定义：

在印刷之前进行图文信息设计、处理、输出等全部过程

2、数字印前基础：

桌面出版系统（DTP）

3、数字印前系统：

为了以数字方式实现图文输入、图文处理和图文输出所需的硬件和软件的集合

4、桌面出版系统：

用于出版、印刷的图文信息进行输入、处理、输出的计算机硬件及软件系统

二、基本能力：

1、两要素：

（1）页面排版或拼版（组版）：

将页面上各页面元素进行拼合和定位、构成完整页面的操作

（2）硬拷贝输出：

利用激光照排机、直接制版机等设备将页面信息记录在介质上的过程

2、数字印前工序：

图文输入、排版、打样

3、印前常用的数字图像获取的设备：

数码相机、扫描仪

4、印前常用的图文处理设备：

PC机、Mac机

5、印前常用的图文输出设备：

打印机、直接制版机、激光照排机

三、现代发展工艺流程：

1、传统复制工艺：

2、现代复制工艺：

四、特点：

1、图像处理方法更灵活，可以满足客户的创意要求

2、可以实现图文合一处理

3、整个系统呈开放性、资源可以共享

4、整个复制工艺中可变因素少、使印品质量有可靠的保障

5、工序相对简单、工作效率高、出版周期显著缩短

6、原材料的使用少、对仓储空间的要求降低

7、利于环保、节省贵重金属

8、人员培训相对容易

9、图文信息可以实现远程传送

10、直观效果好

11、任何一个工序出现了问题，都会影响最终印刷质量

第二部分印刷图像复制基础

一、网点：

1、定义：

将原稿丰富的色彩和层次正确转移到承印物上的基本元素

2、网目调：

将连续变化的图像变成不连续、由油墨小网点组成的头像，通过改变小网点在纸张上的覆盖面积比例来改变油墨的浓度或图像的明度

（1）特点：

1）单位面积内网点面积越大，油墨在纸张上的覆盖比例就越大，产生的颜色就越深

2）单位面积内网点面积越小，油墨在纸张上的覆盖比例就越小，产生的颜色就越浅

（2）印刷行业通常用油墨的百分比来表示图像颜色的深浅

3、扫描印刷品原稿时必须去网

4、图像加网与图形加网：

（1）要求不同

（2）采用图像加网方式，图形、文字的边缘不光洁

5、作用：

（1）网点的大小能调节油墨量

（2）网点在印刷效果上能组色

（3）网点能冲淡墨色

4、网点大小：

（1）网点的绝对面积：

网点绝对面积=（网线数的倒数）2

注：

一般指的是调频网点

网线数越大，单位面积内所容纳的网点数越多，网点的绝对面积越小

（2）网点的相对面积：

单位面积内接受油墨的面积所占的百分比

注：

一般指的是调幅网点

传统上以成数表示

6、网点形状：

（1）定义：

油墨点印在纸张上的形状

（2）形状：

方形网点、圆形网点、链条形网点（菱形网点）等

（3）网点扩大：

网点形状不同，相同面积的网点的周长不同，扩大量不同（与网点周长成正比），会对阶调的再现造成不同的影响

注：

方形网点扩大50%时，扩大量最大

圆形网点扩大78.5%时，扩大量最大

7、网点角度：

（1）定义：

网点排列线和水平线间的夹角（一般逆时针方向测得的角度）

（2）龟纹（莫尔条纹）：

两种或两种以上不同角度的网点套印在一起产生的叠印

注：

提高加网线数可使莫尔条纹细小

调幅加网不可避免，调频加网可避免

（3）常用网点角度：

0°（90°）、15°、45°、75°

注：

45°的网点角度最舒服、最美观，是最佳的网点角度

15°和75°的网点角度不稳定、不呆板

0°（90°）的网点角度稳定、太呆板，视觉效果最差

（4）四色版的网点角度：

8、加网技术：

（1）调频加网

（2）调幅加网：

加网角度、加网线数、网点形状

（3）混合加网

9、加网线数：

（1）网线数定义：

单位长度内的网点数量，单位：

lpc（线/厘米）或lpi（线/英寸）

（2）特点：

网线数的多少决定了网点的密集程度

1）网线数越高，网点越密集（网点越小），印刷品越细腻

2）网线数越低，网点越大，印刷品越粗糙

（3）常用加网线数：

80lpi、100lpi、120lpi、133lpi、150lpi、175lpi、200lpi、300lpi等

（4）各种纸的加网线数：

1）铜版纸（高级压光白纸板）：

175lpi—300lpi

2）胶版纸：

120lpi—150lpi

3）新闻纸：

80lpi—133lpi

（5）考虑因素：

1）视距远近：

a.视距近，网线数多（细）

b.视距远，网线数少（粗）

2）客户要求：

a.要求印刷品质量高，油墨、纸张好，网点增大，网线数可多（细）

b.要求印刷品质量低，油墨、纸张较普通，网点增大，网线数要少（粗）

3）印刷工艺：

a.胶印、凹印的网点增大较少，网线数可多（细）

b.柔版印刷、丝网印刷的网点增大较大，网线数要少（粗）

10、前、后端加网：

（1）前端加网：

在图像处理软件中设定加网参数

注：

可满足不同的加网要求

（2）后端加网：

输出时进行加网参数设定

注：

保证一个版面上所以加网元素均相同

二、数字加网：

1、记录栅格：

图像输出设备在记录网点时按一定的规则把记录平面划分的一个个的小方格而形成的集合

注：

传统加网无需记录栅格

在一次加网输出时记录平面上的记录栅格数大小相同

2、设备像素：

记录设备的曝光点

注：

每一个在记录栅格中的小方块（设备像素）都是相同的

3、网目调单元（网点单位面积）：

一个用于包含网点的区域，只有100%面积率的网点（实地）才会与网目调单元一样大

注：

绝网：

0%面积率的网点

在一定条件下，网目调单元中小方格的多少决定了网点轮廓形状接近理想形状的程度，小方格越多，越接近理想的形状

4、加网线数（频率）：

（1）意义：

反映了两个相邻网点的中心距离的长短

（2）特点：

1）网线数高，中心距离近，网目调单元小，网点绝对面积小

2）网线数少，中心距离远，网目调单元大，网点绝对面积大

注：

一般情况下，数字图像的每一个像素均应该输出到记录介质上，即加网线数等于数字图像的分辨率，也可以说一个像素对应一个网点

5、加网质量因子（q）：

（1）定义：

图像分辨率与加网线数之比（dpi/lpi），一般q=1.5或2

（2）常用角度：

满足输出一个网点需要一个像素，需要提高图像的分辨率，大约1.414（

）倍，取整1.5倍

1）0°：

一个网点要1.5（1.5×cos0°）个像素

2）45°：

一个网点要1（1.5×cos45°）个像素

3）15°：

一个网点要1.45（1.5×cos15°）个像素

（3）公式：

图像分辨力=q×加网线数

6、记录分辨率：

输出设备的记录精度，以逐点扫描方式的图像输出设备可以在单位长度上扫描曝光的光点数，通常以dpi表示

7、输出设备的分辨率与扫描仪的分辨率：

（1）扫描仪的每一个点可用于产生一个像素（代表原稿某一小区域的平均亮度）

（2）激光照排机的点是激光的曝光点，一个激光点一般远小于数字图像的一个像素所代表的物理尺寸

（3）两者区别：

1）点的大小不同

2）像素点有两岸不同，曝光点亮暗一样

8、最小网点直径：

（1）意义：

输出设备的记录分辨率制约着网点记录点阵的精细程度

（2）公式：

最小网点直径=

注：

理论上输出设备记录分辨率的倒数（扫描仪记录光点的直径）=加网图像的最小网点直径

9、记录分辨率与半色调单元的关系：

（1）记录分辨率高并不意味着网点一定很精细，因为网点的精细程度与网目调单元包含的记录栅格数有关

（2）一般输出设备的记录分辨率分为有限的几档，而记录栅格数可任意指定

（3）加网线数与记录分辨率、网目调单元包含的记录栅格数有关系

（4）网点的绝对尺寸和记录栅格的大小有关

10、网目调单元中的记录栅格数：

（1）网目调单元点阵中包含的小方块（记录栅格）数由输出设备的记录分辨率和加网线数决定

（2）公式：

记录栅格数（n）=

（3）网目调层次数（灰度等级）：

记录栅格数+1（n+1）

（4）网点的相对大小（最小网点面积率）：

11、有理正切加网：

（1）定义：

加网角度的正切为有理数的加网模式

（2）加网角度为0°、45°：

每一个网目调单元的四个角点能够做到与记录栅格的角点准确重合（左下图）

（3）加网角度为15°：

网目调单元的角点中只有一个角点与记录栅格的角点重合，其他三个不重合（右上图）

（4）特点：

1）每一个半色调单元的角点必须准确地与输出设备记录栅格的交点重合

2）每一个半色调单元的大小和形状均相同，可以将具有相同面积率和形状的网点在输出设备的记录平面上重复复制

3）加网角度的正切值为有理数，有利于数字网点在输出设备的记录平面上快速生成

（5）各色版加网线数比：

1）当加网角度为0°时，每一记录单元的平均网目调单元数为9

2）当加网角度为

18.4°（代替15°和75°）时，每一记录单元的平均网目调单元数为10

3）当加网角度为45°时，每一记录单元的平均网目调单元数为8

（6）存在问题：

1）为满足半色调单元角点与输出设备记录栅格角点重合，用18.4°代替15°，绝对误差3.4°，且可能会出现龟纹

2）实际加网线数与指定加网线数有偏离（黄版除外）

3）供选用的加网线数和角度只有有限的组合

4）易出现玫瑰斑，降低对图像的表现能力和细节分辨力

（7）玫瑰斑：

1）产生条件：

印刷图像中的黑、青、品三块强色版的夹角为30°

2）类型：

空心玫瑰斑、实心玫瑰斑、中心玫瑰斑

12、超细胞结构加网：

（1）定义：

在输出设备有限的记录分辨率范围内通过采用超大型细胞，并在每个细胞内设置多个网点生长点的方法，解决精密逼近15°角和记录分辨率间的矛盾，使得桌面制版技术能够达到甚至超过传统四色分色工艺能获得的效果

（2）基础：

有理正切加网

（3）要求：

网目调单元包含更多的记录栅格，近似程度越高，记录栅格越多，输出设备有极高的记录分辨率

（4）超细胞网点生长方式：

多个中心点开始（多个网点生长点）

（5）超细胞的四个角点能与记录栅格的角点重合，但网目调单元不能

（6）比较：

1）超细胞结构加网的加网角度与传统加网角度相同

2）超细胞结构加网四个色版的加网线数相同

传统加网技术

有理正切加网技术

超细胞结构加网技术

加网角度

加网线数

加网角度

加网线数

加网角度

加网线数

15°

133

18.435°

140.194

15.0037°

138.142

75°

133

71.565°

140.194

74.9963°

138.142

0°

133

0°

133

0°

138.545

45°

133

45°

125.394

45°

138.158

13、图像处理软件加网参数设定：

二值化、打印

（1）二值化命令设定好加网参数后，显示器能显示陈出加网效果

（2）打印命令设定好加网参数后，显示器不能显示陈出加网效果

14、复制品复制大小：

（1）等大复制：

记录分辨率（dpi）=2×加网线数（lpi）

（2）放大n倍复制：

记录分辨率（dpi）=2n×加网线数（lpi）

三、彩色复制基础理论：

1、图像层次复制：

（1）原稿的标准复制曲线：

1）层次传递规律：

原稿与印刷品的理想层次（A）与现实层次（C）曲线对比：

a.原稿密度范围要压缩

b.原稿层次欠佳

注：

用RGB滤色片对彩色原稿分色得到CMY色版

2）复制工艺过程对层次传递的非线性影响：

晒版、打样或印刷工序都会影响

注：

晒制PS版网点会缩小

3）复制类型：

a.理想复制：

原稿与印刷品的光学密度比为1：

1的复制

b.标准复制：

原稿与复制品的明度比为常数的复制，公式：

c.循环法标准复制曲线制定图：

第一象限：

标准复制曲线（DO—DR）

注：

建立的关键是使原稿与复制品的明度比为一个常数

第二象限：

印刷品密度与明度关系曲线（VO—DO）

第三象限：

原稿与印刷品明度关系曲线（VO—VR）

第四象限：

原稿密度与明度关系曲线（VR—DR）

（2）孟塞尔的视觉特性：

注：

明度值与密度不呈线性关系

人眼对低密度的敏感性比高密度大

2、分色加网标准曲线的设定：

（1）方法：

倒推对应法

（2）复制工艺流程：

原稿→C、M、Y、K网点阳图→C、M、Y、K印版→印刷品

（3）分色加网曲线：

第一象限：

复制曲线

第二象限：

灰平衡曲线

第三象限：

晒版曲线

第四象限：

分色曲线

注：

影响分色加网曲线变化的条件：

印刷工艺、油墨、纸张

考虑了后工序的因素，可以弥补晒版过程中层次传递的损失

四、图像颜色复制：

1、分色原理：

2、颜色再现：

（1）网点的叠印和并列：

黄、品、青三种网点油墨可以形成二次色红、绿、蓝和三次色

（2）黑墨（第四种颜色）：

在印刷中一般只对形成颜色的亮暗有影响

3、影响因素：

（1）光源（很小）、滤色片（基本色不足，相反色过量；该吸收的光不能完全吸收，该透过的光不能完全透过）

（2）油墨、纸张

（3）原稿

注：

感光胶片、印版一般不形成色误差

4、灰平衡：

（1）定义：

如果一幅在规定印刷条件下生产的印刷品在规定观测条件下呈灰色，该分色片上的青、品红和黄的阶调值（网点面积）处于灰平衡状态，贯穿从扫描到彩色印刷的全过程

注：

灰平衡贯穿于从扫描到彩色印刷的全过程，是衡量印刷复制中色彩再现是否正确的一种依据

（2）等效中性灰密度：

三原色油墨实现中性灰平衡时所达到的密度值

注：

理论上相同的网点配比的黄、品红和青可以达到灰平衡，但实际上这三色要达到灰平衡所需的网点比例不同，一般青的网点面积大于黄和品红的网点面积

（3）灰平衡表：

青（C）

品红（M）

黄（Y）

100

注：

实际上相同网点配比的黄、品和青达不到灰平衡

5、黑版：

（1）类型：

1）短调黑版（骨架黑版）：

辅助色版

a.作用：

提高暗调的密度，强调图像轮廓

b.复制工艺：

常规复制、底色去除

c.适用范围：

明快色彩为主调，中性色和灰色成分较少的原稿

2）中调黑版：

a.作用：

稳定中暗调灰色的再现，增加暗调层次的深度

b.复制工艺：

常规复制、底色去除

c.适用范围：

中等明度，亮调有少量的消色，中间调有一定量的灰色，暗调的消色较浓重的原稿

3）长调黑版（全调黑版）：

主要色版

a.作用：

稳定全阶调的中性灰的复制，改善暗调处网点的叠印适性

b.复制工艺：

灰成分替代

c.适用范围：

中暗调以消色为主，彩色为辅，有70%以上的面积为黑灰色的原稿

（2）产生：

中性色和复合色的消色部分，原色和间色中无

注：

黑版阶调层次的设定，不会影响图像彩色区域的色相、饱和度，只能改变明度

（3）公式：

1）意义：

a.K：

黑版油墨量

b.S：

三色油墨的最小值

c.L：

三色油墨的最大量

d.k：

可选的比例常数

e.p：

决定黑版量大小

2）运用：

a.黑版量的大小等于三色最小油墨量减去一定比例的三色最大油墨量与最小油墨量的差值

b.当S=0时为纯色，k为负值，无黑版量；当S>0时为复合色，可能有黑版量

c.△=L-S，表示在S一定的情况下，复合色接近中性灰的程度，且△大小不同，黑版量不同；△≥kS时，无黑版

d.k作为一个常数，大小决定复合色黑版量受该复合色的纯色饱和度大小的影响，一般为10—15

（4）作用：

1）增加图像的密度反差

2）稳定图像的颜色

3）加强暗调层次

4）提高印刷适性、降低成本

5）解决文字印刷

6、分色方法：

（1）底色去除（UCR）：

灰成分替代的基础

1）定义：

在四色印刷复制中，在保持颜色不变的前提下，降低图像中间调到暗调区域内灰成分复制所使用的青、品红、黄三原色的比例，相应增加黑色量的处理方法

2）作用范围：

3）原理：

由青、品红、黄三原色油墨叠印出的复合色与用青品红、黄三原色油墨中的两种黑墨叠印出的复合色具有相同的视觉效果

4）公式：

UCR=

注：

k一般取5

5）参数：

a.起始点：

表示从原稿上哪一级密度进行去除（控制底色去除）

b.去除量：

表示在去除范围内对黄、品红、青油墨量去除多少（控制底色去除）

6）目的：

a.减少图像暗调部分的叠印率，适当改善印刷适性

b.有利于印刷品的干燥，并起到稳定颜色的功能

c.降低成本

d.改善图像暗调层次的再现

7）特点：

a.优点：

.印刷适性提高

.暗调的中性灰再现相对稳定

.降低印刷成本

b.缺点：

.容易出现替代前后效果的不一致

.不能复制各种原稿

8）应用：

a.对纸张的要求：

.纸张质量好、印刷速度慢、去除量少

.纸张质量差、印刷速度快、去除量多

b.暗调：

去除量控制在10%--30%

（2）底色增益（UCA）：

1）定义：

在四色印刷复制中，弥补灰成分替代引起的图像暗调密度的不足，在图像暗调范围内加相应的青、品红、黄色量的处理方法

2）作用：

a.在彩色复制过程中，当原稿的密度范围不够深时，用底色增益加强

b.可以调整图像暗调区域的灰平衡，并适应暗调区域色彩的特殊要求

c.用于灰成分替代，以弥补因大量替代后暗调区域的密度不足

3）特点：

中性灰区域，图像暗调密度越高，增益量越大，对纯色没作用

4）控制：

去除量、起始点

5）应用增益量保证最终的四色版的网点叠加量在265%

（3）灰成分替代（GCR）：

1）定义：

在四色印刷复制中，保持颜色不变，降低图像整个阶调范围内灰成分复制所使用的青、品红、黄三原色的比例，相应增加黑色量的处理方法

2）原理：

a.参与在复制中最少的第三原色，用黑墨代替

b.彩色复制中中性灰部分用黑墨代替，色偏部分分别用一种或两种彩色油墨按一定的色偏比例组合而成

3）理论依据：

a.哈拉尔德·屈帕斯椎体色立体假说：

人眼靠感红、感蓝、感绿的三种锥体来辨颜色

b.黑版具有更大的作用范围

4）规律：

a.中性灰替代：

随着彩色油墨去除程度的加大，黑墨比例逐渐增加，剩余的彩色油墨仍遵从对应网点比例的灰平衡关系，保证叠印后的呈色更接近中性灰

注：

中性灰偏什么颜色，复制品颜色偏什么颜色

b.彩色区域替代（互补色替代）：

（左下图）

注：

灰成分替代可以对最少的第三原色100%替代

c.理论值替第三原色进行代与实际替代值对比：

（右上图）

d.互补色替代：

随着复制色彩饱和度的提高而降低，黑墨对两种基本色油墨的替代作用越小；随着复制色彩饱和度的降低而提高，黑墨对两种基本色油墨的替代作用越大

5）区别：

a.与彩色结构：

灰色构成

主色版

作用图像的色版

彩色结构

CMY

灰成分替代

CMYK

b.与底色去除对比：

.去除方式不同

.去除作用范围不同

.去除量不同

.去除规律不同

.黑版作用不同，但都是用黑版代替

6）特点：

a.优点：

灰平衡稳定性高、输墨宽容度高、干燥快、成本低、印品质量高、印刷适性高

b.缺点：

印品整体复制密度下降、高光部分的透明感下降

注：

可以复制各种原稿，且贯穿于从扫描到彩色印刷的全过程

7）前提：

光学密度一致、视觉效应一致

8）复制方法：

a.部分替代

b.部分替代+底色增益

c.完全替代+底色增益

9）应用：

最大限度利用黑版（提高高调，降低中调，加深暗调）

6、参数设定：

（1）前端分色：

用RGB三色滤色片对彩色原稿进行颜色分解

（2）后端分色：

图像处理软件从RGB图像转换到CMYK图像（模式转换）

第三部分图像数据采集

一、原稿：

1、作用：

复制工作者通过对原稿的扫描分色、组版、晒版、印刷，最终得到复制品，是复制的基础和依据

2、类型：

（1）传统稿：

1）类型：

反射稿、透射稿

2）质量问题：

a.彩色反转片的密度范围不适合印刷复制的要求

b.偏色

c.层次欠佳

d.颗粒粗

e.清晰度差

3）标准原稿：

a.密度：

0.3—2.7

b.画面色彩平衡、鲜艳，层次丰富

c.图像清晰度高，颗粒细腻

（2）数字稿：

1）类型：

数字照片、关盘图像、视频图像

2）质量问题：

a.图像分辨率低

b.含有噪音

c.层次太亮或太暗

d.清晰度较低

e.颜色有误差

3）数字原稿的分辨率太低会影响复制质量

（3）实物稿：

1）定义：

厚度适中的实物

2）特点：

颜色范围不大，基本能得到较好的效果

（4）其他类型原稿：

1）新闻报导类原稿：

以色彩和反差为主的复制工艺

2）美术作品、艺术性原稿：

以层次为主，忠于原作的复制工艺

3）国画原稿：

灰成分替代复制工艺

4）人物原稿：

以希望肤色为主的复制工艺

5）商业包装摄影原稿：

以被摄原实物的真实色彩为主的复制工艺

3、采集：

（1）方法：

1）扫描仪扫描输入

注：

印前常用平台式扫描仪

2）数码相机拍摄

（2）准备工作：

1）保证设备处于标准工作状态

2）开始扫描前要对设备进行预热

3）清洁扫描平台或滚筒、原稿

4）透射稿上油或喷粉

（3）过程：

1）原稿分析

2）上稿

3）预视扫描

4）取景

5）预扫描

6）参数、曲线调整

7）扫描

注：

原稿扫描前要对扫描仪进行预热处理

扫描前要设定参数：

缩放倍率、扫描分辨率、颜色模式

扫描分辨率和缩放倍率、加网线数成正比

4、色彩模式：

（1）RGB色彩模式：

最常见的色彩模式，最原始的数据，色域范围广，后端进行图像处理非常方便

注：

扫描一般使用这种模式

（2）CMYK色彩模式：

RGB色彩模式转换，质量取决于硬件水平、扫描软件中分色数据的多少、操作人员的经验

（3）Lab色彩模式：

中高档扫描仪特有的一种色彩模式，色域范围最广，信息独立于具体设备之外，不方便调整，不能直接印刷

二、定标：

1、白平衡定标：

扫描设备的定标，使三个分色信号进入平衡和准确的工作状态

2、黑场、白场定标：

图像原稿的定标，使扫描设备的三个分色信号与原稿的三色平衡取得一致

注：

印刷条件改变，黑场、白场对应的网点值改变

（1）目的：

使原稿上需要复制的密度范围（白场—黑场）与印刷所能表现的阶调范围相对应

（2）作用：

1）纠正原稿的色偏

2）纠正原稿的阶调不足

（3）影响：

1）黑场定标：

（左下图）

a.黑场定标密度低，图像颜色变深、实地面积变大、阶调变暗

b.黑场定标密度高，图像颜色变浅、阶调变亮

2）白场定标：

（右上图）

a.白场定标密度低，图像颜色变深、阶调变暗

b.白场定标密度高，图像颜色变浅、阶调变亮、绝网面积加大

（4）定标方法：

1）自动定标

2）手动定标

（5）定标原则：

1）选择原稿上的次亮密度点和次暗密度点为黑场和白场

2）选择中性黑和中性白作为黑场和白场

3）黑场、白场应选择在原稿需要复制的主体上

4）多选择几个密度点进行比较、判断，最终确定合适的密度点作为黑场和白场

5）满足艺术加工需要

（6）应用：

1）图像偏色：

黑场、白场选择在高光偏色区域处进行定标，以纠正原稿的色偏

2）根据承印物定标：

印刷工艺不同，纸张和油墨的灰平衡数值不同，黑场、白场的定标数值也不同

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