網點呈像原理與網點組織色彩原理是現代彩色印刷的主要理論基石。網點是印刷的最小單位,網點大小的確定是印刷品成像質量的前提保證。
顏色的密度學體系最早被人們所認識並加以運用,關於網點密度與網點面積率的關係研究,1927年出現了赫赫有名的默里-戴維斯公式,後來考慮工藝誤差影響,50 年後又發展出了眾所周知的尤爾-尼爾遜公式。
尤爾-尼爾遜公式誤差
相對於標準計算( 也有人認為是相對密度計算) 結果,( 原始的) 默里-戴維斯公式計算結果總是偏大,而尤爾-尼爾遜公式計算結果則不然。因為相對於默里-戴維斯公式,尤爾-尼爾遜公式計算結果總是較小,而且有的條件下,可能會更接近理論標準值,因此,似乎有改良作用。這也是長期以來給人們造成錯覺的原因。但是,相對於標準計算結果,尤爾-尼爾遜公式還是存在較大誤差,有的密度時結果( 方向) 偏大,有的密度時結果偏小,有時誤差大,有時誤差小。在印刷複製精度要求日益提高的今天,這是一種潛在威脅。
網點密度與網點面積率的關係
以不同程度群集起來的網點,憑藉吸收與反射所形成的光學效應,使人產生視感覺上的差異,從而得到印刷圖像畫面的明暗階調。
不同程度群集起來的網點所產生的視感覺上的明暗變化,可以用網點面積率度量。所謂網點面積率,就是指在單位面積上群集的所有網點面積之和與總面積之比。度量群集的網點面積率的多少,業界認為,最有效的方法就是密度測量法。
網點面積率與網點反射( 透射亦然) 密度之間的關係推導,經歷了以下四個發展階段。
1 理想模型階段
所謂理想模型,就是對紙張和油墨做了理想的簡化,認為油墨印刷網點的吸收密度為無窮大( 不射光) ,而承印物( 如紙張) 空白部分則全部反射( 不吸收) 。
2 計入油墨實地密度階段
實際印刷品上,油墨的吸收密度受紙張、墨層厚度及顏色等因素的影響,使印刷油墨的實地密度 通常只有1. 00 ~ 1. 60。因此,印刷品的反射網點密度 將受到實地密度 的影響。
將受到實地密度的影響。對於不同的實地密度( 與之對應的反射率為ρs) ,其網點部分的反射率應為。因此,其網點總反射率ρ 為:所以,印刷網點面積率為a 的反射密度為:推理可得:式中,a 為所測印刷樣品的網點面積率;為所測印刷樣品的網點反射密度;為所測印刷樣品的實地反射密度。
上式即為最原始的默里- 戴維斯( Murray-Davis) 公式,是網點面積率與密度換算的一般公式。對任意群集網點,測知其反射密度 ,則可依據式上式換算成印刷品的網點面積率。
3 默里-戴維斯公式的改良階段
對於默里-戴維斯公式的計算結果與實際情況發生偏離這一問題,人們認為其影響因素主要來源於各種現實工作條件,包括: ① 紙張的光滲效應; ②進入紙張內的光線的多重反射; ③ 網屏線數。
由於這些條件的影響,尤爾( J. A. C. Yule) 和尼爾遜( W. J. Nielsen) 引入補償修正係數n,對默里-
戴維斯公式進行了指數修正:
上式即為尤爾-尼爾遜公式。較之於默里-戴維斯公式,尤爾-尼爾遜公式自提出以後,受到了更多業界人士的認可,從而其套用更加頻繁,只是n 值要根據實驗來確定,比較麻煩。但許多學者對此進行了專門的研究,得出了一些很有參考價值的n 值數據。
4 同時計入紙張影響和油墨實地密度影響階段
默里-戴維斯公式的推導過程中,考慮了油墨( 實地密度) 的影響,但是並沒有考慮紙張空白區域的密度影響,仍然認為“紙張空白部分是全反射( 不吸收) 的”。這顯然有失偏頗。紙張的空白密度肯定是存在的,而且不同類型的紙張差異很大。
如果考慮紙張影響,便可以取得另一種形式的網點密度關係式。我國新聞出版行業標準“平版印刷品質量要求及檢驗方法”( CY/T-1999) 中規定採用的網點面積率計算公式,本文姑且稱之為標準計算式。
小結
1)相對於最原始的默里-戴維斯公式,在一定的條件下,尤爾-尼爾遜公式確有改良作用,但是,理論分析與數值仿真均表明,這種改良效果是很有限的;
2)無論如何精心選擇n 值,相對於標準計算公式,尤爾-尼爾遜公式的誤差都是不可忽略的,在全密度範圍( 紙張密度和油墨實地密度之間) 內只在極少數點沒有誤差;
3) 尤爾-尼爾遜公式存在理論誤差,不存在包含全色調範圍的最佳n 值選擇問題,使用時需要謹慎,充分考慮其影響。對於高精度印刷,建議不要使用。