本文旨在讨论印刷的基本单元网点的原理、特征和应用。以下内容适用于胶印印刷,部分内容也可作为其他类型印刷的参考,在以后具体讲到印刷类型时,会再做逐一阐释。由于本系列文章为针对设计、分色输出人员的教程,并非印刷专业讨论,对一些原理和算法只略做解释,并不深入探讨。
在常规印刷中,网点是构成印刷图像的基本印刷单元,印刷品上由这种图像单元与空白的对比,达到再现连续调的效果。
印刷品的图文信息及色彩明暗是在印刷过程中通过大小不同的网点相互间叠加产生各种不同色相和不同明度的变化而组成的。这种由网点形成的图文在印刷上称为“网屏”,网屏原本是照相制版中用的一种加网用的一种传统意义上的“屏”,使用时,将网屏装在感光片的前面或上面,用以在拍摄时分割入射光线,在感光片上形成与原稿色彩浓淡相对应的大小不同的网点,常用的网屏早期为玻璃网屏,后来发展为接触网屏。现在新型电子分色机或彩色桌面出版系统,已无需网屏进行加网了。
调幅加网方法中,照相制版是采用传统的网屏器材加网,电子分色机使用的挂网方式一般是德国Hell公司开发的IS(Irrational Tangent Screening)网点技术(无理化正切网点)和RT(Rational Tangent Screening)网点技术(有理化正切网点)。彩色桌面出版系统中采用的是Post Script加网技术。
网点是印刷工艺中最基本的元素。加网的级数总有一定限制,在图像的层次变化上不能像连续调图像一样实现无级变化,故称加网图像为半色调图像。
网点是印刷复制过程的基础,是构成图文的最基本的单位,网点的作用主要有:
1)在印刷效果上担负着色相、明度和饱和度的任务;
2)是感脂斥水的最小单位,是图像传递的基本元素;
3)在颜色合成中是图像颜色、层次和轮廓的组织者。
一、网点的大小
传统的半色调图像(一般是由相对于调频网来说的调幅网点形成的)是通过大小不同、距离(网点中心间距)相等的网点规则排列起来,在视觉上形成连续的感觉,达到复制目的。其中,规则排列的网点都是由中心向外扩散,因此由网点排列而成的网线数目决定了单个网点面积的大小。
网点大小是由网点的覆盖率决定的,也称着墨率。习惯上用“成”作为衡量单位,比如10%覆盖率的网点就称为“一成网点”、覆盖率50%的网点称为“五成网点”,0%覆盖率(即没有网点)称为“绝网”,覆盖率100%的网点称为“实地”。
加网线数最初是根据网屏上面的线的数量来定义的,网线数越多,精细度越高。常见的加网线数有80lpi,100lpi,120lpi,133lpi,150lpi,175lpi,200lpi。即每平方英寸内的网线数量。由此也可以计算出每平方英寸内的网点数量,即等于网线数的平方。
下面通过一个例子计算一下网点实际点子的大小,假设单个网点所占空间的面积为S,具体该网点点子的面积为M,加网线数为L,网点覆盖率为n%,则:
M=S×n%=2.54cm×2.54cm/(L×L)×n%该公式得出的面积单位为平方厘米。
如,五成的200线的网点的点子大小为:
2.54×2.54/(200×200)×0.5=0.000080645cm2=0.0080645mm2
即网点直径约为0.09mm
图1网点覆盖示意图
印刷品的阶调一般划分为三个层次:亮调、中间调、暗调。亮调部分的网点覆盖率为1~3成左右;中间调部分的网点覆盖率为4~6成左右;暗调部分则为7~9成。另外还有绝网和实地部分。
印刷品网点密度的测量和判断,一种方法是用密度计测定网点的积分密度,然后再换算成网点面积的百分数,这种方法比较科学、准确;
另一种方法是用放大镜目测网点面积与空白面积的比例,两个网点之间(包括黑点或白点)如果能填进三粒同样大小的网点时,这种大小的网点就称为“1成”。若能填进两个同样大小的网点,则称为“2成”。若能填进一个半同样大小的网点,则称为“3成’”。若能填进1.25个同样大小的网点,则称为“4成”。黑、白各半的网点即为“5成”,5成以上网点成数与前面所述刚好相反。这种方法比较直观、方便,但因凭经验,误差较大。
二、网点的形状
网点的形状有很多种,圆形、椭圆形、方形、链形(菱形)、十字架形、钻石形、线形、散播形以及其他的特殊形状等等;最常用的网点形状有圆形、方形和链形,下面就分述一下这几种形状的网点的特点和性质:
图2各种形状的网点的搭接点
1、圆形网点
圆形网点在表现画面层次的时候,高调和中间调的网点都是并列的,只有在暗调才开始出现搭边现象,网点百分比在约为78%时,圆形网点的周边最长,如图,此时网点扩大率最大,网点开始出现搭接,由搭接造成密度突然上升,在表现这个阶调层次的时候会出现一个“跳跃”,。因而波坏了阶调曲线的连续性,造成该阶调区域的层次损失。
圆形网点高、中调的层次能很好的保留,而暗调处网点容易并级。
圆形网点在实际使用中较多,但实际使用中已经对网点进行了一定改善,很多印刷品采用“欧几里得”形(Photoshop软件里,仍称“欧几里得”形网点为“圆形”)网点在50%的面积率时为方形,亮调为圆形,暗调网点虽也是圆形,但与纯圆形网点在暗调的表现不同,其网点增大有所改善。如图2-1中的网点即为欧几里得算法。
2、方形网点
网点呈正方形,如图所示,在50%的网点处,网点的周长最大,开始产生搭接,此时网点增益最大,容易产生跳级。
方形网点反映层次的能力强,画面阶调比较丰富。但使中间调不柔和,层次过度性较差,表现不好。
3、链形网点
链形网点也称菱形网点,网点特别示搭接后的网点呈明显的链条状,所以称链形网点,菱形的网点长轴对角线和短轴对角线是不等的,当菱形的长轴开始搭角时,短轴还没有搭角。当短轴开始搭角时,长轴早已搭角。所以,链形网点与方形网点相比较,相当于是把网点的一次跳跃分解为两次跳跃。其长轴搭角时的网点百分比约为35%,短轴搭角时的网点百分比约为65%,这样跳跃的层次就不是太明显。
链形网点表现画面特别柔和,反映层次丰富。
网点搭接造成的阶调跳跃,在原理上可以通过RIP的调整参数调整来克服,但跳跃的幅度有诸多因素的作用,在一定范围内有随机性,跳跃的位置也只能给出一个范围,很难精确定位,即使作了精心的预设,仍难抵消所有的缺陷;所以网点搭接造成的阶调跳跃在实际生产中几乎无法消除,只能通过网点形状和所制图像的特性相互配合来减轻其影响。
网点的组合方式近年来一直是行业内都比较关注的,多家有实力的公司竞相推出自己所特有的或通过自己的软件和设备所改善的网点,以追求更高质量的印刷品,保持其行业领先地位。多种形状网点的组合运用,变频网点等技术都使得适合其特点的原稿图像还原度更好。
三、网点的角度
网点角度是指网点排列线与水平线之间夹角,一般以逆时针测得的角度为准。链形网点的纵向与横向形状不同,相差180°的两列方向是完全一致的,其网点角度为0°~180°。而方形网点和圆形网点,相差90°时,其角度就是一致的,所以其角度是从0°~90°。
一般来说,两种网点的角度差在30度和60度的时候,整体的干涉条纹还比较美观;其次为45度的网点角度差;当两种网点的角度差为15度和75度的时候,干涉条纹就会很明显,产生比较明显的摩尔条纹(龟纹),很是有损图像美观。
图3网点角度示意图
以方形网点为例,从视觉效果上看,45°的网点角度产生的视觉效果最舒服、美观,表现为稳定而不呆板,因此对于单色印刷品,网点的角度通常采用45°的角度。15°和75°的网点角度虽然不是很稳定但也不呆板,0°的网点角度视觉效果最差,它虽然稳定但很呆板。所以通常将视觉上最弱的黄色版用于90°。
加网角度的相关规则已经再《胶印篇》中有描述。
四、调幅网点和调频网点
按照加网的方法,网点分为调幅网点(AM Screening,以点的大小来表现图像的层次,点间距固定,点大小改变)和调频网点(FM Screening,以点的疏密而不是点的大小来表现图像的层次)。本文之前部分对网点的描述大部分是针对调幅网点来说的,下面来阐述以下调频加网的一些特点。
调频加网的英文全称是Frequency Modulation Screening。
图4调频网点
调屏网点的网点大小是固定的,当输出设备的分辨率为2400dpi时,最小网点的直径约为10.5微米(即1/2400inch),它通过控制网点的密集程度来表现阶调。亮调部分的网点稀疏,暗调部分的网点密集。
目前调频加网技术所采用的是一阶函数随机加网,点子大小相等,点距变化随机。照片图象冲洗是由大小不同、距离不等的卤素颗粒(0.5-5μm)沉积来形成阶调或色彩的,所以目前已经有机构在研究从原理上模拟照片效果。即采用用二阶函数(Second order function)随机加网,则点子距离与面积均可随机变化,那么,二阶函数加网与原稿照片在表现阶调的机制方面就非常相似,复制品将更加逼真,几乎完全接近于照片图象级别的效果。当然,二阶函数随机加网的计算量则更大且复杂,而且目前所拥有的印刷设备与条件估计很难达到要求。
FM Screening具有的优点:不会出现撞网;所产生的网点小,能显示更细节;消除中间调的Tonejump;套准问题不会影响颜色平衡。
FM Screening存在的缺点:光位层次和平网容易产生粗糙,颗粒感;.中间调的网点密度极高,网点扩大率难控制;需要高精细印刷设备和苛刻性的印刷条件;对菲林输出的要求稳定性,细点的再现性和清晰度都比调幅网点要高;晒版时,光位容易丢失,深位容易阻塞。
目前,随着印刷技术的发展,也出现了AM/FM混合型的网点,如网屏开发的“视必达”加网技术,它把传统的调幅和调频加网技术的优点组合到一起,能够避免出现龟纹和断线等问题。