紡織品數碼印花軟打樣效果可接受色差研究

楊靜芝，周 華，周 婷，陳 潔，李澤華，梅 帆，裘柯斌

(浙江理工大學 a.材料與紡織學院；b.先進紡織材料與制備技術教育部重點實驗室，杭州 310018)

研究與技術

紡織品數碼印花軟打樣效果可接受色差研究

楊靜芝，周 華，周 婷，陳 潔，李澤華，梅 帆，裘柯斌

(浙江理工大學 a.材料與紡織學院；b.先進紡織材料與制備技術教育部重點實驗室，杭州 310018)

針對數碼印花屏幕軟打樣的效果評價問題，為了得到數碼印花屏幕軟打樣的效果與實物打印效果的色差，以及這個色差能否被人們接受，關系到可否用屏幕軟打樣來代替實物打印樣品方式的問題。文章從客觀和主觀兩個角度來評價軟打樣的效果，通過客觀評價確定屏幕軟打樣與實物打印樣品間的色差，然后通過主觀評價方法，評價屏幕軟打樣的色差是否可以被人們接受。將主客觀評價方法結合在一起，證明了目前屏幕軟打樣的色差在人們可接受色差范圍內，可以代替實物樣品打樣方式運用到實際生產中。

數碼印花；屏幕軟打樣；客觀評價；主觀評價；可接受色差

隨著電子信息技術的迅速發展，數碼印花[1]也向異地化、全球化的方向發展。傳統的實物樣品打樣方式是直接在紡織品上噴墨打樣，雖然效果直觀，考慮了織物的紋理結構，與大貨生產的效果一致，但是其與客戶之間的溝通依靠來回寄樣，不利于全球化的發展。數碼印花產品屏幕軟打樣方式利用校正過的電腦屏幕代替數碼印花機作為輸出設備，在屏幕上仿真模擬顯示打樣效果。與實物樣品打樣相比，屏幕軟打樣方式更方便快捷，大幅提高打樣效率，并且效果圖直接存在電腦里，節約空間，避免來回寄樣，節約時間。借助網絡的優勢，符合數碼印花技術異地化、全球化的發展需求。目前，在印刷出版業，屏幕軟打樣技術已經比較成熟，有很多針對顏色管理的專業顯示器，針對軟打樣技術應用的打樣系統。但在紡織品數碼印花屏幕軟打樣方面，國內外均處于起步階段，中國正逐漸注重顯示器和打樣軟件的開發和應用工作，工業前景很好。

屏幕軟打樣與實物樣品打樣由于表色空間不一樣、打樣方式不一樣等因素，兩者的效果會有一定的差別，怎樣評價和描述這個差別是屏幕軟打樣發展的難點，即屏幕軟打樣達到什么樣的效果，人們認為可以代替實物樣品打樣方式，并用于實際生產。目前，屏幕軟打樣效果的評價幾乎都是采用憑經驗的主觀評價進行的，不同地區、不同設備的打樣質量沒有統一、客觀的評價標準，不能直觀有效地反映軟打樣效果的質量，在評價軟打樣效果的質量上造成很大的不便。

本文為解決數碼印花效果評價的問題，從兩個角度[2]評價屏幕軟打樣的效果，通過測量的客觀數據，獲得屏幕軟打樣與實物樣品打樣的色差。這個色差是實際存在的，本文的目的就是檢驗人們能不能接受這個色差，結合主觀評價計算給出一個滿足實際應用需求的可接受色差范圍。通過軟打樣可接受色差，評價實物樣品打樣和軟打樣的客觀色差能否被人們接受，可以很方便地評價軟打樣效果，知道屏幕軟打樣的效果是否滿足生產所需，可否代替實物樣品打樣方式運用在實際生產中。但本文屏幕軟打樣目前只能局限于顏色方面，織物材質紋理的模擬有待進一步實驗。

1 屏幕軟打樣原理

1.1 軟打樣原理

常用Photoshop作屏幕軟打樣軟件，利用其校樣功能可實現屏幕軟打樣。但Photoshop用于軟打樣時，只能模擬顯示3色或4色的ICC Profile(本文用ICC代替)的打樣效果，不能滿足多于4色的ICC軟打樣應用。在數碼印花行業，為了提高顏色的鮮艷度，增加打印色域，一般用大于4色的ICC。本文采用的軟打樣工具是在王妍[3]使用的Easy CMM的基礎上改進后形成軟打樣軟件Atsoftproof，支持3～8色ICC的軟打樣，滿足數碼印花屏幕軟打樣中模擬多色ICC軟打樣的要求。

本文軟打樣軟件Atsoftproof的原理與Photoshop類似，具體的打樣過程如圖1所示。首先，從原圖的RGB顏色空間通過圖像ICC和數碼印花機校正后的ICC轉換到打印機的CMYK顏色空間，完成RGB到CMYK的顏色空間轉換，這個打印機CMYK代表了輸送到打印機實際數據，包含了顏色管理對打印的RGB圖像到實際打印機的所有轉換調整；然后，將打印機的CMYK顏色空間通過數碼印花機的ICC轉回連接空間，通過顯示器ICC轉化為顯示器RGB顏色空間顯示在顯示器上，即將實際打印機的數據，根據顯示器的顯示特征，轉換到實際的顯示器上，完成軟打樣的全部過程。

圖1 屏幕軟打樣的流程Fig.1 Flow diagram of screen soft proofing process

本文軟打樣軟件進行屏幕軟打樣時操作界面如圖2所示。首先調入要模擬打印機設備的特性曲線，然后設置數碼印花機的打印參數，如打印意圖、黑補償及顯示選項——是否模擬面料顏色和黑色油墨，最后點擊“預覽”，軟件自動調取顯示器ICC，完成圖1的數據轉換，即可觀察屏幕軟打樣打印效果。

圖2 Atsoftproof屏幕軟打樣操作界面Fig.2 The operation interface of Atsoftproof screen soft proofing

1.2 軟打樣評價用色差公式

數碼印花產品的顏色質量評價，通常由色差大小決定，不同的色差公式評價同一組圖，得到的色差是不一樣，在評價顏色準確性時，根據評價目的合理選擇色差公式。劉浩學等[4]、金肖克等[5]就對不同色差公式評價顯示圖像測量色差與主觀的目視評價一致性做了研究，結果表明，當評價紡織品上打印的圖像時，CIE2000(2︰1︰1)公式的測量色差與目視評價結果基本一致。本文中的色差涉及目視評價與顯示顏色的測量色差，選擇CIE2000(2︰1︰1)的色差公式最為符合，故實驗中所有的色差均是CIE2000(2︰1︰1)色差公式。

2 實 驗

2.1 條 件

硬件：EIZO COLOR Edge CG242W專業顯示器，測量儀器eyeone 1.0 Pro，標準光源對色燈箱Color Assessment Cabinet，數碼印花機采用宏華數碼科技股份有限公司的V6162D，滌綸與梭織棉面料。為了減少后處理等其他因素影響顏色，本文選用的是后處理相對簡單的高溫分散墨水和涂料墨水。

軟件：特性文件生產軟件Profile Maker 5.0、顯示器矯正軟件ColorNavigator6、宏華RIP軟件，以及本文軟打樣軟件Atsoftproof。

2.2 測試圖的選擇與制作

取紡織領域常用的潘通(PANTONE)紡織TCX色卡(含增補共有2 100個色塊)，去掉色塊之間色差較小、顏色相近的部分進行精簡，保證剩下的這些顏色基本包含數碼印花的色域，生成一個1218的標準顏色樣本作為客觀實驗的標準顏色，將其轉換成Adobe RGB色域的色塊圖像，命名為軟打樣客觀色差評價色卡(本文簡稱為“客觀評價色卡”)，用來客觀評價軟打樣的色差。

為了進行主觀評價，實驗挑選了64個顏色，制成顏色色塊圖像，稱之為軟打樣可接受色差評價色卡(本文簡稱為“主觀評價色卡”)，如圖3所示。這些色塊是根據印刷行業和數碼印花行業的特性制作而成，所選的色塊涵蓋了整個顏色空間，包括日常生產中常用的中性灰、高飽和度、難打色、常用色等，并且結合工廠的實際情況和顏色空間的均勻性。為了方便描述這些色塊，從左到右依次排序為A、B、C、D……K、L、M，從上到下分別排序為1、2、3、4、5，這樣就可以用橫豎坐標來描述色塊了，如A2、K5等。

圖3 主觀評價色卡Fig.3 Subjective evaluation color card

2.3 步 驟

第一步：打印機的校正及生成特征文件。

按ICC顏色管理規范，對數碼印花機進行密度曲線和顏色標定。密度曲線矯正利用打印機RIP，顏色標定利用特性文件生產軟件Profile Maker 5.0。顏色測量儀器采用eyeone 1.0 Pro，生成打印機ICC Profile文件，命名并保存好，待軟打樣時調用。

第二步：顯示器的校正及生成特征文件。

按ICC顏色管理規范，顯示器的校正利用EIZO專用的校正軟件ColorNavigator6與測量儀器eyeone 1.0 Pro進行，顯示器參數設置為色溫6500K；目標伽馬值2.2；目標白場亮度85 cd/m2。根據操作進行，校正完成后會提示測量色塊集，測量完成后生成顯示器ICC Profile文件，作用于系統。

第三步：實物樣品打樣。

將準備好的客觀評價色卡和主觀評價色卡，用經過嚴格顏色管理流程校準的實驗用V6162D數碼印花機，在滌綸面料上和梭織棉面料上打印，并經過相應的后處理技術[6]。打印時，選用相對比色意圖，并將打印好的樣品保存，待客觀測量與主觀評價。

第四步：屏幕軟打樣。

軟打樣在軟打樣軟件Atsoftproof中完成，首先將客觀評價色卡和主觀評價色卡調入Atsoftproof中，在【set】—【校樣(軟打樣)設置】下，選取要模擬的打印機的ICC文件，渲染方法選相對比色，打印黑補償不勾選，勾選模擬黑色油墨(圖2)。設置完成后，即可模擬顯示打樣效果，在客觀評價測量顏色數據和主觀評價時用。

3 結果及分析

3.1 客觀評價

客觀評價法的主要目的是計算屏幕軟打樣與實物打印樣品間的客觀色差，具體步驟分為三步[7]：

第一步：測量屏幕軟打樣的顏色數據。

利用本文軟打樣軟件Atsoftproof，在顯示器上模擬數碼印花設備顯示1218客觀評價色卡，結合eyeone 1.0pro測量屏幕軟打樣顏色，得到軟打樣的顏色數據并保存，方便后面計算屏幕軟打樣與實物樣本打樣間的色差。

第二步：測量實物打印樣品的顏色數據。

利用測量儀器eyeone 1.0 pro測量打印好的1218客觀評價色卡的實物樣品，得到其硬打樣的顏色數據并保存，待以后計算屏幕軟打樣與實物樣本打樣間的色差時調用。

第三步：計算屏幕軟打樣與實物打印樣品的色差。

將測量的實物打印樣品的顏色數據與測量的屏幕軟打樣的顏色數據進行比對，計算出屏幕軟打樣與實物打印樣品間的色差。計算結果如表1所示。

表1 客觀評價色卡屏幕軟打樣與實物打印樣品的色差Tab.1 The objective evaluation of color difference between screen soft proofing and physical printing

通過表1可以得到，屏幕軟打樣與實物打印樣品之間平均色差ΔE在4左右。由于數碼印花產品生產對環境的溫濕度要求比較高，生產時不能完全控制，會影響墨水的性能。設置的打印參數不同，會有不同的打印效果，面料的結構、材質及在上漿過程中的上漿量都會影響織物吸收的墨水量，影響最后打印顏色。后處理工藝中不能完全控制的因素，也會導致數碼印花產品產生色差。此外，屏幕軟打樣與實物打印樣品間的呈色原理不一樣，屏幕軟打樣是RGB模式，實物樣品是CMYK模式。因此，屏幕軟打樣與實物打印樣品之間會存在一定的色差，本文的目的就是研究兩者之間色差是否能被人們接受。

3.2 主觀評價

數碼印花產品的效果評價和質量好壞是由人的主觀感覺判定的，其中最可靠的評價就是人的主觀評價。通過主觀評價得到主觀評價色卡各色塊的色差等級，結合其各色塊的測量數據得到的客觀色差計算出人們可接受色差，從而判斷客觀評價中的屏幕軟打樣與實物打印樣品間的色差是否能被人們所接受。主觀評價分為三步：

第一步：獲得主觀評價色卡的評價等級。

進行主觀評價時，將測試樣品置于標準燈箱中，光源設置為標準的D65光源，模擬標準觀察條件，減少環境光對顏色的影響。實驗請來了8名色覺正常的觀測者進行評價，4名男生及4名女生，其中3名專業人士及5名非專業人員。主觀評價的評價等級規則參考Meng Xie等[8]及劉浩學[9]對主觀評價的判定規則的研究，制定最符合主觀評價的等級規則，評價規則如表2所示。表3和表4分別是滌綸和梭織棉的主觀評價色卡的主觀評價等級結果匯總情況。

表2 主觀評價色差的等級劃分Tab.2 Grading of subjective evaluation of color difference

表3 主觀評價色卡主觀評價等級結果匯總(滌綸)Tab.3 Summary of subjective evaluation results of subjective evaluation color card (polyester)

表4 主觀評價色卡主觀評價等級結果匯總(棉)Tab.4 Summary of subjective evaluation results of subjective evaluation color card(cotton)

進行主觀評價時，為了減少周圍顏色對所評色塊的影響，每次評價時將其他色塊用一張灰色的紙蓋住，只留出要評價的色塊，顯示器上也只顯示一個色塊，其余部分也用灰色紙蓋住。

表3和表4是各個色塊主觀評價結果的平均值，各個色塊等級平均值的計算公式如下：

(1)

式中：P1、P2、P3、P4是四個顏色等級出現的次數；N是參與主觀評價的人數。

通過表3可以算出目視評價的色塊的平均等級為1.69，通過表4可以算出目視評價的色塊的平均等級為1.60，皆處于“看不出色差”和“有輕微色差，但是色差可以接受”之間。實驗說明：雖然屏幕軟打樣的色差可以觀察到，但是依然在人們可接受色差范圍內，屏幕軟打樣效果良好。

在表3中，少部分如B2、F5、I1等幾個的色差數據很大，但是目視評價結果都在“有輕微色差”的等級以內，A5的測量色差相對較小，可是目視評價的等級卻不高；表4中也有這樣的情況，如B1、B5、H4等。造成這種現象的原因可能是：每個人對顏色的敏感點不一樣，有人對色相敏感，有人對亮度敏感等，不同的敏感點會造成不一樣的結果：采用的連接空間是Lab顏色空間，這個顏色空間并不是色差絕對均勻的，它的不均勻性也會對結果有部分的影響。

第二步：測量主觀評價色卡的色差。

用eyeone 1.0 Pro測量主觀評價色卡實物打印樣品的顏色數據，并保存。將測量數據與對應標準的顏色數據進行比較，可得色差對應如表5和表6所示，其中每個單元格對應相應位置的色塊。

表5 主觀評價色卡的測量色差(滌綸)Tab.5 The measurement color difference of subjective evaluation color card (polyester)

表6 主觀評價色卡的測量色差(棉)Tab.6 The measurement color difference of subjective evaluation color card (cotton)

第三步：計算人們可接受色差[9]。

根據主觀評價色卡的測量色差和主觀評價結果，分析計算出人眼可接受的色差。所謂可接受色差[10]，指在以某一參考為標準去比較實驗樣品，恰好能夠察覺差異，并且差異已到臨界值。根據可接受色差，判斷數碼印花屏幕軟打樣的色差是否在人們可接受色差范圍內。在可接受的色差范圍內，則說明數碼印花軟打樣技術可以代替實物樣品打樣方式在實際生產中應用，提高生產效率。

根據表2目視評價等級劃分制度，目視評價等級為2時，有微弱的色差。將表3和表4中目視評價平均等級在1～2的所有色塊的平均色差作為數碼印花屏幕軟打樣的色差容限，即數碼印花屏幕軟打樣的可接受色差。

經計算，在滌綸面料上，目視評價平均等級在1～2的所有色塊的平均色差為4.33；在梭織棉面料上，目視評價平均等級在1～2的所有色塊的平均色差為4.40，則人們的可接受色差范圍為ΔE<5。在郭娟娟等[11]的色差閾值研究結果中，修改色差公式CIE2000(l︰c︰h)中l︰c︰h值以減小閾值，達到的平均閾值4.37比較接近。

通過客觀評價可以知道，滌綸面料上主觀評價色卡在屏幕軟打樣與實物打印樣品間的色差為3.76，在可接受色差ΔE<5范圍內；梭織棉面料上軟打樣客觀色差評價色卡在屏幕軟打樣與實物打印樣品間的色差為4.80，在可接受色差ΔE<5范圍內。因此，數碼印花屏幕軟打樣的色差人們可以接受，數碼印花屏幕軟打樣技術具有可行性。

4 結 論

本文針對數碼印花屏幕軟打樣的效果評價進行研究，主要介紹計算軟打樣和實物樣品打樣之間的色差和計算人們可接受色差的方法，利用這種方法可以計算出軟打樣與實物樣品打樣間的客觀色差，以及數碼印花軟打樣的可接受色差，可以評價軟打樣的效果，方便不同地區、不同設備評價軟打樣效果。

研究表明，在經過嚴格校準的專業顯示器上，用軟打樣工具，調用經過嚴格校準的數碼印花機的ICC特性文件進行屏幕軟打樣，軟打樣的顏色在客觀上獲得的效果與實物打印樣品之間的客觀色差在4左右。從主觀評價的角度證明人們的可接受色差為ΔE<5，從而驗證了數碼印花軟打樣的色差在實際生產中是在人們可接受色差范圍內。說明屏幕軟打樣的方法具有可行性，其效果是可信的。在實際生產中可以采用屏幕軟打樣的方法代替實物樣品打樣方式來提高企業生產效率，節約時間和成本。

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Research about acceptable color difference of digital printing soft proofing

YANG Jingzhi, ZHOU Hua, ZHOU Ting, CHEN Jie , LI Zehua, MEI Fan, QIU Kebin

(a. College of Materials and Textiles; b. Key Laboratory of Advanced Textile Materials and Manufacturing Technology, Zhejiang Sci-Tech University, Hangzhou 310018, China)

In order to evaluate the digital printing screen soft proofing effect, this paper aims to get the color difference between the effect of digital printing screen soft proofing and physical printing effect, and the acceptability of color difference, which is related to that whether screen soft proofing can be replaced by physical printing. Soft proofing are evaluated from subjective and objective perspectives. By the objective evaluation, we could know the color difference between screen soft proofing and physical printing. By the subjective evaluation, we could know whether the color difference of screen soft proofing can be accepted by people. The combination of subjective and objective methods proves that the color difference can be accepted by people, and it can replace physical printing in practice.

digital printing; screen soft proofing; objective evaluation; subjective evaluation; acceptable color difference

10.3969/j.issn.1001-7003.2017.04.006

2016-05-19;

2017-03-13

楊靜芝(1992-)，女，碩士研究生，研究方向為紡織品數碼印花顏色管理。通信作者：周華，教授，hzzh@zstu.edu.cn。

TS194.4

A

1001-7003(2017)04-0031-06 引用頁碼:041106