輸出設(shè)備的線性化研究校準(zhǔn)

用于打數(shù)碼樣的噴墨打印機(jī)和用于制版的計(jì)算機(jī)直接制版機(jī)是我們現(xiàn)代印刷中常用的輸出設(shè)備，同時(shí)也是我們印刷數(shù)字化的重要組成環(huán)節(jié)，如圖1所示。

這兩種設(shè)備在用于制版和打樣之前，都必須進(jìn)行線性化校準(zhǔn)，因此我們常說的線性化，一個(gè)是噴墨打樣機(jī)的線性化，一個(gè)是直接制版機(jī)的線性化，但兩者線性化的原理不同。許多人在談到輸出設(shè)備的線性化時(shí)，往往將兩者混為一談，本文將對兩類設(shè)備的線性化校準(zhǔn)原理進(jìn)行深入比較，幫助讀者了解兩者的區(qū)別。

噴墨打印機(jī)的線性化

顏色復(fù)制的準(zhǔn)確性是印刷的主要目的，而要做到輸入輸出設(shè)備顏色的一致，必須進(jìn)行色彩管理。數(shù)碼打樣是為了保證印刷樣張和打樣樣張顏色的一致性，因此是色彩管理的一個(gè)重要應(yīng)用，如圖2所示。

要完成如圖2所示的顏色轉(zhuǎn)換必須進(jìn)行3個(gè)步驟：穩(wěn)定設(shè)備的狀態(tài)，使設(shè)備回復(fù)線性；為不同的設(shè)備建立顏色特性文件，即建立色度值與設(shè)備輸出值之間的對應(yīng)關(guān)系；通過設(shè)備間的轉(zhuǎn)換橋梁PCS（特性文件連接空間，常為LAB、XYZ等與設(shè)備無關(guān)的顏色空間）進(jìn)行色彩轉(zhuǎn)換。可見噴墨打樣機(jī)的線性化是數(shù)碼打樣的重要一環(huán)，是建立噴墨打印樣顏色特性文件的基礎(chǔ)。

1.噴墨打印機(jī)線性化校準(zhǔn)原理

在制作特性文件時(shí)，數(shù)碼打樣機(jī)的工作狀態(tài)決定了ICC Profile的內(nèi)容信息，特性文件的內(nèi)容信息主要受到數(shù)碼打樣機(jī)輸出墨量的影響。通常情況下，噴墨數(shù)碼打樣機(jī)在打印時(shí)并不是線性工作的，主要表現(xiàn)為在總墨量達(dá)到一定數(shù)值后，密度會達(dá)到峰值，此后，隨著墨量逐漸增加，密度不再增加，甚至?xí)兴鶞p少。對于單通道來說，也有類似的情形。在圖3中曲線D（a）是一個(gè)噴墨打印機(jī)打印一個(gè)青色色塊實(shí)際的打印關(guān)系曲線，在墨量約為65%的地方，可以達(dá)到最大的顏色密度值。如果打印機(jī)在墨量超過65%的區(qū)域繼續(xù)打印，則打印的顏色密度值不會增加，數(shù)碼打樣機(jī)在打印其品紅、黃色色塊條時(shí)也具有相同的情況。可以看出實(shí)際打印曲線D（a）分為0A和AB兩段。0A段輸出密度變化大，而AB段輸出密度變化小，也即AB段雖然墨量變化大，但對密度變化的貢獻(xiàn)很小，基本上可以忽略不計(jì)，因此該段輸出可從整個(gè)密度范圍內(nèi)刪掉，只保留OA段即可，這樣在減小油墨量的情況下可達(dá)到同樣的油墨密度值。由于剩下的密度變化明顯的區(qū)域OA只需要原來油墨量的65%即可，但這與網(wǎng)點(diǎn)面積率輸入值0～100%不符合，因此必須重新調(diào)整噴墨打印機(jī)內(nèi)部設(shè)置，將0～65%的網(wǎng)點(diǎn)面積率對應(yīng)的密度關(guān)系映射到0～100%的范圍內(nèi)，即線性化。這個(gè)線性化曲線在實(shí)際應(yīng)用時(shí)將由數(shù)碼打樣系數(shù)自動生成，數(shù)碼打樣系統(tǒng)會據(jù)墨量限制要求自動調(diào)整密度與給墨量的關(guān)系，使輸入灰度與打印輸出保持線性，則實(shí)現(xiàn)了打印機(jī)基本線性化校準(zhǔn)。不過值得注意的是，在進(jìn)行線性化市調(diào)整時(shí)，并不需要保證網(wǎng)點(diǎn)面積率輸入值和密度值的對應(yīng)關(guān)系在45度線上，這是理想的線性打印曲線。

2.噴墨打印機(jī)線性化校準(zhǔn)步驟

噴墨打印機(jī)的線性化在EFI等數(shù)碼打樣軟件中也稱之為打印機(jī)的基礎(chǔ)線性化。基礎(chǔ)線性校準(zhǔn)是指確定數(shù)字打樣中彩色噴墨打印機(jī)打印出各個(gè)原色與疊色（二色、三色、四色）實(shí)地色塊的最大墨量和打印輸出的線性化。因此噴墨打印機(jī)的基礎(chǔ)線性化包括4個(gè)步驟：總墨量控制、單通道墨量控制、打印輸出的線性化控制、線性化效果驗(yàn)證。

①總墨量控制

總墨量控制是通過對四原色疊印色的實(shí)地色塊的密度進(jìn)行測量來實(shí)現(xiàn)的。總量量控制的方法是：將總量墨量設(shè)置為推薦值400，然后打印總墨量限制標(biāo)版（內(nèi)置文件），再分別使用分光密度計(jì)和分光光度計(jì)進(jìn)行測量密度值及L值，根據(jù)測得的數(shù)據(jù)繪制曲線，然后確定總墨量限制值。

②單通道墨量控制

單通道墨量控制是通過對原色的實(shí)地色塊的密度進(jìn)行測量來實(shí)現(xiàn)的。單通道墨量控制的方法是：在最大墨量的情況下打印輸出測試梯尺（內(nèi)部文件），測量各梯級密度，判斷密度在哪一級開始達(dá)到飽和（即暗調(diào)密度開始并級處的密度值），選擇該梯級數(shù)，然后系統(tǒng)會自動找到該梯級對應(yīng)的網(wǎng)點(diǎn)百分比，并以此為作為墨水限制。

③打印輸出的線性化控制

通過前面的總量墨和單通道墨量限制之后就可以確定該數(shù)碼打樣機(jī)能夠表現(xiàn)的密度范圍，該密度范圍是在原來的密度范圍內(nèi)將輸出密度變化小的范圍刪掉，剩下的密度變化明顯的區(qū)域。如果將這部分密度明顯變化的區(qū)域平均分布到0～100%墨量范圍內(nèi)，即線性化。

④線性化效果驗(yàn)證

對基礎(chǔ)線性化效果的驗(yàn)證可通過質(zhì)量控制標(biāo)版進(jìn)行檢查，從視覺上觀察要求打印出來的各色梯尺無明顯并級、無明顯層次跳躍和無明顯偏色。測量各梯尺的Lab值、密度值或者網(wǎng)點(diǎn)擴(kuò)大值后繪圖，如果繪制出的曲線基本呈線性、光滑無明顯拐點(diǎn)，則可認(rèn)為基礎(chǔ)線性化合格。

表1是使用EPSON9880C噴墨打印機(jī)和3M DK190數(shù)碼打樣紙針對不同墨量下的C單色實(shí)地密度線性化校準(zhǔn)前后測量結(jié)果對比，其油墨量與密度輸出值的關(guān)系如圖3所示，可以明顯看出，進(jìn)行經(jīng)性化校準(zhǔn)之后的打印關(guān)系曲線其線性明顯好于未做線性化校準(zhǔn)的打印關(guān)系曲線。從表1中的數(shù)據(jù)我們還可以看出，未做線性化校準(zhǔn)的油墨實(shí)地密度最大值遠(yuǎn)高于已做線性化校準(zhǔn)的油墨實(shí)地密度最大值，這是因?yàn)樵谶M(jìn)行線性化校準(zhǔn)時(shí)首先進(jìn)行了總墨量和單通道油墨量限制，將密度范圍縮小以適應(yīng)印刷實(shí)際情況，并在該密度范圍內(nèi)重新進(jìn)行油墨量分配，建立了新的打印關(guān)系曲線，即線性化。

從上面的分析可以知道基礎(chǔ)線性化決定了紙張和油墨共同作用下的物理特性。通過對打印機(jī)的噴墨總量和單通道墨量進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)用盡可能小的墨量獲得盡可能大的顏色密度。為接下來的創(chuàng)建打印機(jī)紙張Profile的操作提供了良好的基礎(chǔ)。

直接制版機(jī)的線性化

噴墨打印機(jī)的線性化校準(zhǔn)是保證網(wǎng)點(diǎn)輸入值與密度值之間的線性關(guān)系，而直接制版機(jī)的線性化建立的不再是網(wǎng)點(diǎn)與密度的關(guān)系，而是網(wǎng)點(diǎn)與網(wǎng)點(diǎn)的關(guān)系，即輸CTP印版上得到的實(shí)際網(wǎng)點(diǎn)面積率與標(biāo)稱網(wǎng)點(diǎn)面積率一致，例如圖像上50%的網(wǎng)點(diǎn)輸出到印版上也要求為50%。由于在制版輸出時(shí)受到制版和顯影等諸多因素的影響，計(jì)算機(jī)圖像上的網(wǎng)點(diǎn)傳遞到印版上時(shí)往往會發(fā)生變化。對其調(diào)整可在固定制版和顯影條件的情況下，通過數(shù)字化工作流程對RIP后網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整，處理流程如圖5所示。

1.制版機(jī)線性化原理

制版機(jī)的線性化原理與噴墨打印機(jī)的線性化不同的是，噴墨打印機(jī)需要在有效的密度變化范圍內(nèi)重新建立網(wǎng)點(diǎn)輸入值與密度值的映射關(guān)系，而制版機(jī)則是以當(dāng)前的復(fù)制曲線y（x）為基礎(chǔ)，以45度線為目標(biāo)，對RIP后的網(wǎng)點(diǎn)百分比進(jìn)行補(bǔ)償，建立網(wǎng)點(diǎn)補(bǔ)償曲線C（x）。以圖6為例，當(dāng)輸入值為x₁ 時(shí)，當(dāng)前設(shè)備的復(fù)制值為A點(diǎn)的y（x₁ ）值，而期望得到的值為B點(diǎn)的y值，此時(shí)y=x₁ 。而要得到B點(diǎn)的y值，從復(fù)制曲線可以看出數(shù)字文件上的輸入值應(yīng)為x₂ ，因此在制版輸出之前必須將數(shù)字文件上的x₁ 值轉(zhuǎn)化為x₂ 值。這就需要找到x₁ 和x₂ 之間的關(guān)系，該關(guān)系就是要求的線性化校準(zhǔn)曲線。設(shè)曲線方程為C（x），其函數(shù)關(guān)系為C（x₁ ）=x₂ 。

圖7是在Agfa數(shù)字化工作流程中生成的線性化校準(zhǔn)曲線，圖3左邊是進(jìn)行線性化測試所用的梯尺原始值、測量值和目標(biāo)值網(wǎng)點(diǎn)百分比，右邊是所生成的線性化校準(zhǔn)曲線，即網(wǎng)點(diǎn)補(bǔ)償曲線。

2.制版機(jī)線化性校準(zhǔn)步驟

制版機(jī)線性化曲線補(bǔ)償?shù)牟襟E可分為以下幾步：

①首先要讓制版機(jī)和沖版機(jī)處于一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，如制版機(jī)對應(yīng)版材的最佳激光聚焦值、版材最佳激光能量、沖版機(jī)顯影溫度、時(shí)間等。對于一個(gè)確定的CTP版材來說，這些條件設(shè)置將是一個(gè)定值，不要輕易改變。

②在數(shù)字化工作流程中，在保證與生產(chǎn)制版條件一致的情況下，輸出灰梯尺（圖8）到印版，注意此次曝光時(shí)不要加載任何補(bǔ)償曲線，并用標(biāo)準(zhǔn)的沖洗條件沖洗印版。

③使用icPlateⅡ印版網(wǎng)點(diǎn)測量儀測量梯尺上每個(gè)色塊的網(wǎng)點(diǎn)百分比，記為當(dāng)前設(shè)備印版網(wǎng)點(diǎn)百分比。

④根據(jù)需要給出梯尺每一色塊的目標(biāo)印版網(wǎng)點(diǎn)百分比，一般與原始值一樣，因?yàn)榫€性化的目標(biāo)曲線是45度線。

⑤根據(jù)第3步和第4步的數(shù)據(jù)可由數(shù)字化工作流程自動得到線性化補(bǔ)償曲線，這一步是關(guān)鍵。

⑥在數(shù)字化工作流程中調(diào)用線性化校準(zhǔn)曲線，重新輸出灰梯尺，檢驗(yàn)線性化校準(zhǔn)正效果，保證印版1%～30%網(wǎng)點(diǎn)誤差在0.5以內(nèi)，30%以上網(wǎng)點(diǎn)誤差在1個(gè)點(diǎn)以內(nèi)，如果滿足該誤差范圍則在每次制版生產(chǎn)時(shí)加載該線性化校準(zhǔn)曲線。

綜上所述，對比噴墨打印機(jī)和直接制版機(jī)的的線性化校準(zhǔn)，我們發(fā)現(xiàn)兩者雖然都叫線性化，但存在較大差別。首先，建立線性化的對象不一樣，噴墨打印機(jī)線性化校準(zhǔn)是保證網(wǎng)點(diǎn)輸入值與密度值的線性關(guān)系，而直接制版機(jī)的線性化校準(zhǔn)是保證CTP印版上得到的實(shí)際網(wǎng)點(diǎn)率與標(biāo)稱網(wǎng)點(diǎn)面積率一致；其次，建立的對應(yīng)關(guān)系不一樣，噴墨打印機(jī)建立的線性化關(guān)系只要求線性，但不要求是45度線，而直接制版機(jī)則是以45度線作為目標(biāo)曲線，建立的線性關(guān)系實(shí)為線性化補(bǔ)償曲線。再者，如前所述，兩者在校正原理和方法上也都存在著本質(zhì)區(qū)別，不能混為一談。