3D技術(shù)在云煙產(chǎn)品上的運用研究

尹志豇+李輝+田然+楊璽

摘 要：數(shù)字化時代的到來，推動了3D立體印刷的發(fā)展，極具商業(yè)廣告價值的立體印刷和立體廣告圖片宣傳媒介受到青睞，立體印刷由傳統(tǒng)的工藝技術(shù)制作，到引進(jìn)國外先進(jìn)的柱鏡光柵和3D圖像合成軟件技術(shù)；從CTP直接制版以及調(diào)頻網(wǎng)的應(yīng)用；在光柵上直接印刷，簡化了工藝過程，加快了出版周期，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，降低了成本。

關(guān)鍵詞：3D技術(shù) 影響 研究 運用

中圖分類號：S572 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）06（c）-0070-02

1 3D技術(shù)在煙包市場的前景

數(shù)字化時代的到來，推動了3D立體印刷的發(fā)展，制作技術(shù)也日趨完善和穩(wěn)定，極具商業(yè)廣告價值的立體印刷和立體廣告圖片宣傳媒介受到青睞，立體印刷由傳統(tǒng)的工藝技術(shù)制作，到引進(jìn)國外先進(jìn)的柱鏡光柵和3D圖像合成軟件技術(shù)；從CTP直接制版以及調(diào)頻網(wǎng)的應(yīng)用；在光柵（指在軟載體薄型光柵）上直接印刷，簡化了工藝過程，加快了出版周期，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，降低了成本。立體印刷市場在一些立體印刷技術(shù)及設(shè)備開發(fā)商和立體印刷企業(yè)的共同培育下，萌發(fā)出新的生機，適時，立體印刷將進(jìn)入一個嶄新的發(fā)展階段。

現(xiàn)在，實際應(yīng)用立體印刷品或燈箱立體透明片的介體極為廣泛：在食品系統(tǒng)，供作巧克力盒的裝飾，高級奶糖盒的裝飾等；在纖維、制藥系統(tǒng)采用透明燈箱立體照片較多；在化妝品方面，有容器蓋上搞立體印刷的例子；在生活用品方面一些包裝印刷，如塑料水筒蓋上、撲克牌盒上、顏色筆等上面有不少是用了立體印刷品的。

隨著生活水平的不斷提高，消費者煙草對包裝的審美要求也越來越高。3D立體印刷以其能夠承載的豐富形式，勢必將會成為中國煙草包裝的主流，必然會獲得廣大消費者的喜愛和青睞。

2 3D技術(shù)對云南中煙的影響

3D立體印刷具有圖片新穎，極強的視覺沖擊力、廣告和防偽等特點，對正處于品牌升級的云南中煙而言有著非同尋常的意義。

它既獨樹一幟、有別于其他，又能快速抓住消費者的注意力，以達(dá)到更好的宣傳、廣告作用，并具防偽功效。過去的防偽技術(shù)，由于技術(shù)過于單一，因而防不勝防。立體防偽商標(biāo)由于采用光學(xué)折射數(shù)據(jù)加密制成，不能像普通印刷品一樣可以上電子分色機翻版。專家預(yù)測，3～5年內(nèi)立體商標(biāo)必然成為主要防偽方式。

3D技術(shù)的運用，可以大大提升云南中煙技術(shù)領(lǐng)先的核心優(yōu)勢，為云煙產(chǎn)品開創(chuàng)前所未有的創(chuàng)新特色，獲得越來越多的消費者的認(rèn)可和喜愛。這將會為云南中煙帶來豐厚的業(yè)績增長，同時為中國煙草包裝開創(chuàng)嶄新的局面。

3 3D技術(shù)的運用研究

根據(jù)3D技術(shù)的特征，項目組研究人員結(jié)合云煙產(chǎn)品，采用集成創(chuàng)新方法實施了研究工作，特別在材料創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新、工藝創(chuàng)新、裝置創(chuàng)新幾個方面進(jìn)行了深入系統(tǒng)研究，研究局部光柵立體印刷技術(shù)，通過研制專用光柵成型UV光油、專用模壓凹版輥及精確定位裝置，先紙張膠印再聯(lián)機凹印局部光柵的組合印刷方式實現(xiàn)局部光柵立體印刷。采用這種組合方式在煙包紙上印制出局部立體光柵，并光柵與煙標(biāo)圖案達(dá)到很好的匹配，使圖案呈現(xiàn)出醒目精美的立體效果。

3.1 云煙商標(biāo)3D圖像處理技術(shù)研究

立體圖像的原始圖像獲取和處理最終獲得高質(zhì)量立體圖像顯示效果的基礎(chǔ)和關(guān)鍵問題。

筆者首先分析了已有立體圖像的原始圖像獲取和處理技術(shù)。目前常用的技術(shù)是基于單幅圖像采用專用立體圖像處理軟件獲得立體圖像的原始圖像，此種方法操作復(fù)雜，立體感易失真，對作業(yè)人員依賴性大。

筆者又分析了目前廣泛應(yīng)用于建筑、廣告和游戲娛樂等行業(yè)的主流模型建構(gòu)、動畫制作、虛擬設(shè)計的3DMAX軟件，發(fā)現(xiàn)可以借助這個軟件的三維模型生成光柵立體圖像，而且這樣生成的光柵立體圖像可以不通過顯示器及時獲得三維模型的立體視覺效果。

通過比較分析，最終選擇了基于3DMAX立體模型獲取立體圖像作為立體圖像處理技術(shù)，這種方法不但可以獲得立體感真實的圖像，而且可以和立體光柵緊密結(jié)合形成良好的立體圖像顯示。

基于3DMAX立體模型的立體圖像獲取原則，先在3DMAX中對立體模型通過虛擬立體攝影獲取序列視差圖像，再在SPS中合成立體圖像。

（1）基于3DMAX立體模型的序列視差圖像的生成。

通過在3DMAX中虛擬立體攝影，設(shè)定虛擬相機線列，實現(xiàn)序列視差圖像的攝取。虛擬立體攝影關(guān)鍵技術(shù)有：立體攝影方式（會聚法和平行法）的選擇，立體攝影鏡間距的計算以及虛擬相機的參數(shù)設(shè)定等。

（2）序列視差圖像合成軟件SPS。

開發(fā)序列視差圖像合成專用軟件SPS，實現(xiàn)高質(zhì)量、高速度的立體圖像處理。

SPS是一款專門針對立體攝影得到的視差序列圖像進(jìn)行處理的軟件。它實現(xiàn)了對視差序列圖像進(jìn)行“焦點校準(zhǔn)”和“立體合成”的功能，可以即時得到比較理想的立體數(shù)碼圖像，從而直接用于打印輸出。

3.2 光柵的精確匹配與立體圖像形成研究

3.2.1 研制精確定位裝置

光柵立體印刷是一種精細(xì)印刷，要求圖像與光柵的精確匹配，因此研制精確定位系統(tǒng)是實現(xiàn)高質(zhì)量、高成品率局部立體光柵印刷的關(guān)鍵。該項目研制的精確定位裝置采用兩次定位方式，即縱向和橫向（相對于印張）分別進(jìn)行定位，達(dá)到高精度套準(zhǔn)的要求。

3.2.2 在3DMAX中生成序列視差圖像及SPS合成

在3DMAX中生成光柵立體圖像時，綜合考慮立體圖像質(zhì)量和工藝要求，選擇序列視差圖幅數(shù)為10幅。由于主體模型占據(jù)整個場景，因此選擇平行法立體攝影方式。在3DMAX中虛擬相機鏡頭設(shè)定為50 mm，測得目標(biāo)距離為3 m，根據(jù)公式，鏡間距設(shè)定為6 cm，依次平行設(shè)置10臺攝影機，由于光柵立體圖像尺寸為5 cm×4.8 cm，分辨率為1 020.4 dpi，因此渲染設(shè)定像素總數(shù)為4 200 p×3 900 p，批量渲染輸出后得到10幅序列視差圖像。

3.2.3 立體圖像置入煙標(biāo)版式及效果分析

利用研制精確定位裝置和技術(shù)將上述SPS合成序列視差圖像置于煙標(biāo)版式。

為了考察光柵圖案和普通圖案的光譜特性，用標(biāo)準(zhǔn)光源照射圖案表面，同時用SPECIM光譜相機測試這些圖案的光譜。分別所得紅色點反射光譜、黃色點反射光譜、綠色點反射光譜，光譜曲線測試時分別選取了煙盒兩面相同部位的紅色、黃色、綠色點進(jìn)行光譜分析。

下面對一些特點及解釋予以討論。

（1）三維光柵曲線與二維光譜曲線隨波長的變化具有基本相同的依賴關(guān)系，只是三維光柵曲線顯得較粗而二維光譜曲線顯得較細(xì)。兩者的相同依賴關(guān)系表明他們出自相同的物質(zhì)成分，這很符合實驗。兩者曲線的粗、細(xì)差異源自兩者測量的方法的差異。

（2）每個圖中的上曲線的反射強度明顯大于下曲線的反射強度，也就是煙盒普通印刷面的反射強度明顯大于煙盒光柵印刷面的反射強度。這一特點正好揭示出柱透鏡光柵在立體成像中特殊的光傳輸特性。大家知道，相機在對印刷面的反射光進(jìn)行測量時，是與印刷面基本垂直的角度去測量的。常識告訴大家，普通印刷面在這個垂直角度有最大的反射強度。但對于柱透鏡來說，它具有半圓形的外表面，它可以將圖案反射回的光線折射到各個不同方向，以使立體像在不同方向得以觀察到，在垂直的方向測量到的反射光只是全部反射光的一部分，所以其反射光強度就會比較小。

（3）所選3種色點的反射強度表現(xiàn)出不同特點：所選紅色點在600～800 nn呈現(xiàn)出較大的反射強度，而且隨波長增加反射強度增大，這可能源自圖案本體大部分是紅色；而所選黃色點和綠色點在500～600 nn只呈現(xiàn)出的較平坦的弱反射峰卻在600～800 nn呈現(xiàn)出較大的反射強度。這可能是兩個原因所致，一是圖案中黃色點和綠色點所占面積很小，往往和紅色點混在一起；另一個可能是圖案背景介質(zhì)對黃色光和綠色光的反射率低。

如果上述分析真正反映了實際的圖案特性，那么常用的這種分析方法可能成為今后分析立體光柵成像的光傳輸特性的一種有效的方法。

4 云煙產(chǎn)品對3D技術(shù)的運用

目前在云煙產(chǎn)品中，“云端”和“臉譜”采用了3D立體印刷技術(shù)。

在“云端”產(chǎn)品中，3D技術(shù)以其獨特成像的特征，使云彩更加靈動，極具美感，更加凸顯了云煙之“云”元素的差異性和可識別性。

將3D技術(shù)運用于“臉譜”產(chǎn)品制作之中，是云煙的又一大技術(shù)嘗試和突破。3D技術(shù)采用光柵立體成像原理，將中國傳統(tǒng)文化川劇中的“變臉”展示得淋漓盡致。經(jīng)過3D技術(shù)處理后，“臉譜”更具生動性，從不同的角度可以看見不同的“臉譜”圖形。較目前中國煙包傳統(tǒng)的印刷技術(shù)而言，這是一種領(lǐng)先于行業(yè)的創(chuàng)新，更是云煙產(chǎn)品敢于創(chuàng)新敢于突破的精神體現(xiàn)。

5 結(jié)語

在這個高速發(fā)展的時代，3D技術(shù)在各個領(lǐng)域中的應(yīng)用層出不窮，它已經(jīng)融入了人們的生活中。當(dāng)人們坐在電影院里，戴著3D眼鏡，身臨其境地觀看3D大片的時候，煙包印刷行業(yè)中的3D印刷技術(shù)也正不斷擴張，并潛移默化地改變著消費者的審美需求。

未來的煙包印刷，毫無疑問地會廣泛運用3D立體印刷技術(shù)。而在這種風(fēng)尚還沒有完全形成的今天，云煙產(chǎn)品率先對3D技術(shù)的研究和運用，使得云煙產(chǎn)品有了無人媲美的技術(shù)亮點，將對云南中煙的明天產(chǎn)生推動，也將對中國傳統(tǒng)煙包印刷產(chǎn)生巨大的影響。

3D立體印刷技術(shù)，將為明天的云南中煙，交出一份完美的答卷。

參考文獻(xiàn)

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