印刷品颜色预测模型的基础研究

摘要

当前被广泛采用的半色调印刷品颜色预测模型，主要关注网点面积覆盖率与呈色效果之间的关系，忽略了纸张和油墨的光学特性、墨层厚度以及墨层叠印对印刷品呈色的影响。事实上，单色实地和叠印墨层印刷品颜色预测模型是半色调印刷品颜色预测模型的前提和基础。为了实现对彩色印刷品的反射率的准确预测，建立单色实地印品颜色预测模型，研究叠印墨层印品呈色规律十分必要。本文主要研究工作和成果如下。
　　1．由于背衬的光学特性对印刷品的呈色效果存在影响，本文基于多层结构假设，鉴于纸张和油墨折射率难以测量的现状，使用纸张和单色实地印刷品在多种不透明背衬上的反射率测量值，通过非线性拟合算法，计算出纸张和油墨层的固有反射率和透射率等相关光学参数，建立了基于背衬的纸张和单色实地印刷品的反射率预测模型。实验证明所建模型适用于任何不透明背衬，同时也为求解纸张和油墨的光学特性参数提出了一种新的方法。
　　2．考虑到印刷品上固态油墨层的光学特性无法直接测量，本文采用在透明薄膜上印刷单色实地获得的薄膜试样来模拟印刷品中的墨层，用这些试样与纸张叠合的双层结构来模拟单色实地印刷品，将单色实地印刷品简化成由多个便于测量的平行层组成的叠合结构。首先，引入透射雾度的测量方法，实现了对纸张和油墨散射特性的定量描述。其次，将准直光下的墨层透射光分解为准直透射光和散射透射光，再将他们对纸张透射率的影响进行合成，实现对准直光下模拟印刷品中墨层正向透射率的准确预测。接着，将墨层正向透射和反向透射过程进行区分，通过模拟印刷品在准直光下的反向透射率测量值计算出的墨层透射率，作为纸张反射光作用下模拟印刷品中的墨层反向透射率。最后，综合考虑纸张反射率、墨层反射率、墨层正向透射率和反向透射率等因素，解决了实际印品中油墨渗透对墨层厚度和印品呈色的影响，建立了基于散射特性的单色实地印刷品反射率预测模型。实验结果显示，本文所建模型对于单色实地印刷样品反射率的预测平均色差(AEoo)约为1.9266，说明基于散射特性建立单色实地印刷品反射率模型的思路是正确的。
　　3．本文基于叠合的双层薄膜试样测量值，建立了叠印墨层透射率和雾度的计算方法,然后利用基于散特性的单色实地印刷品颜色预测模型，实现了叠印墨层模拟印刷品的反射率预测，扩展了该模型的应用范围。文中分析现有叠印率研究方法的局限，根据墨量不变原则，对叠印的第二色墨层分布作了覆盖面积不变而厚度变薄的等效处理，针对叠印印刷品反射率存在的反常现象，采用了针对性的数据处理方法，建立了基于透射率的叠印率研究方法。同时，本文采用测量墨层镜面反射率的实验方法，计算出固态油墨层的光谱折射率，对墨层叠印印品反射率反常现象的形成机理进行了初步分析。
　　4．Clapper-Yule模型考虑了墨层透射率和纸基反射率，可以看作是由单色实地印刷品反射率模型过渡到半色调印刷品反射率模型的桥梁。为此本文开展了对常数型分程Clapper-Yule模型的研究。不仅明确了该模型的纸基反射率公式是本文建立的基于背衬的纸张反射率公式的简化特例，而且将不同网点面积率的单色半色调印刷品的实测反射率和该模型的预测反射率分波段进行数据拟合，发现分程系数不应该是常数，而是波长的函数，同时与纸张的散射特性、油墨的透射率和吸收率有关，建立了函数型分程Clapper-Yule模型。实验结果显示，该模型对于单色半色调印刷品反射率的预测色差(ΔE00)平均值约为1.905，证明了新模型具有更高的预测准确度。

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1 绪论

1.1 课题研究背景

1.2 印刷品的颜色预测模型

1.3 本文的章节结构及主要研究内容

2 基于背衬的纸张和单色实地印刷品反射率预测模型

2.1 纸张和单色实地印刷品反射率的重要性

2.2 Kubelka-Munk理论的双曲函数解

2.3 对Kubelka-Munk理论双曲函数解的讨论

2.4 Saunderson修正

2.5 Hébert的多层结构模型

2.6 基于背衬的单张纸反射率模型

2.7 基于背衬的单色实地印刷品反射率预测模型

2.8 本章小结

3 基于散射特性的单色实地印刷品颜色预测模型

3.1 单色实地印刷品反射率简化模型

3.2 Kubelka双层介质透射率反射率模型

3.3 纸张油墨散射特性的定量化研究

3.4 基于散射特性的单色实地印品透射率算法

3.5 基于散射特性的单色实地印品反射率预测模型

3.6 本文模型在单色实地印刷品颜色预测中的应用

3.7 本章小结

4 实地墨层叠印研究

4.1 墨层叠印模拟印刷品颜色预测

4.2 基于透射率的叠印率算法

4.3 墨层叠印印品颜色预测

4.4 叠印率反常现象及初步解释

4.5 本章小结

5 Clapper-Yule模型的修正研究

5.1 Clapper-Yule模型

5.2 Clapper-Yule模型中几个参数的讨论

5.3 常数型分程Clapper-Yule模型的修正

5.4 本章小结

6 总结和展望

6.1 总结

6.2 本论文主要创新点

6.3 后续研究与展望

致谢

参考文献

附录 攻读博士期间发表的论文