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数字印刷与传统(模拟印刷)

资料来源:《印刷工业》2007年第4期 作者:陈士文 更新日期:2008-05-28

在印刷领域,常见的传统印刷有下列方式:
● 平版印刷(Lithography Printing):如石版印刷、珂罗版印刷、又称直接印刷。
如胶印、又称间接印刷。它是将印版(如PS版)上的图文信息转印到橡皮布上,再通过橡皮布和压印滚筒转印到纸上。
● 凸版印刷(Letterpress Printing):如铅字印刷和柔版印刷等。
● 凹版印刷(Gravure Printing):如照相腐蚀法和电子雕刻制版法。
● 丝网印刷(Silk-screen Printing):如丝网印刷或金属网制版印刷法。
上述四种传统印刷工艺如下:
上述四种印刷工艺中,原稿信息的采集、处理(如分色、修版、制版)和印刷(图文信息记录)均以模拟方式或模拟——数字混合方式进行。
何谓模拟量?何谓数字量?这是区分模拟印刷(Analog Printing)与数字印刷(Digital Printing)的界线。
下面谈谈什么是模拟量?什么是数字量?
模拟量的数学特征有两点:
● 在空间上连续。
● 取值连续。
具体地说不论是二维空间或三维空间在坐标轴上的取值都是连续的。
例如,一幅图像(不论是平面或立体)其光学信号(亮或暗)或电子信号(强或弱),它的取值是任意的,在信号轴上的取值可以是无限多。
通常称空间上连续,取值连续的图像为模拟图像(Analog Image)。
模拟图像可以由传统照相机拍摄获得,也可以是画稿,书写的文字……等等。
如果用密度计来测量照片(或底片)的密度值,取值是任意的,密度小的区域称为高光区,密度大的区域称为暗调区,介于两者之间称为中间调区。
若以原稿密度为横坐标,以印刷品的网点面积率(%)为纵坐标,就可以绘制出一条取值连续的连续曲线,又称为阶调曲线(Tone Carve)。
什么叫数字量呢?数字量的特征有:
● 空间上离散。
● 取值是有限的。
一幅用二进制数字编码的图像如图1。
这幅图像由离散像素(Pixel)构成,图像的空间像素由等距的行/列排列,形成矩形的像素阵列,每一像素的取值是不连续的,只有有限多种。
在实际应用中,一幅黑白图像只有两种取值,即“0”或“1”,其中“0”代表白,“1”代表黑,如图2。
图2又称为位图(Bit map)或光栅图(Raster Image Processor )。也是迄今为止表达数字图像最常用的一种方式。位图的文件格式有多种多样,最常用的格式如JPEG格式、TIFF格式、bitmap格式……等。
常见的八位数字图像,其信号(或明暗)取值共有2 8=256种,这就是说,在计算机屏幕上一幅灰度图像最多只能有256种灰度(即明暗等级)。
若显示屏上的一幅彩色图像由R(红)G(绿)B(蓝)三个分量组成,每个分量都取八位,那么,三个分量叠加后的信息数(即颜色数)是28 (R)×28 (G)×28 (B)= 224=16.7兆种颜色。
当我们知道了什么是数字量和模拟量;什么是模拟图像和数字图像的基本概念以后,就不难判断什么是传统印刷方式,什么是数字印刷方式,什么是模拟与数字混合的印刷方式了。
模拟图像如绘画原稿,用传统的光学照相机拍摄的底片及照片均属于模拟图像范畴。
数字图像如光盘、磁盘或从互联网上下载的图像,也可以用数码照相机拍摄的图像,也可以将模拟图像经过扫描仪扫描后获得的图像。
不论用哪种方式,将一幅模拟图像转换成一幅数字图像的过程是:首先将模拟图像分割成等距离的行/列,即分割成若干个小方格,这些方格又称光栅,每一个栅格内的像素元又称像素(Pixel),每个像素的特征值是离散的,取值是有限的,例如1位的黑白图只可能有二种取值即“0”或“1”,若是2位只可能有四种取值(00、01、10、11),对应的明暗灰度是2 2 = 4,同理,8位图像的灰度是2 8 = 256级,16位的灰度是2 16 =65536。(见图3)

二,计算机直接制版与印刷技术

由于计算机只接受数字,所以计算机制版与印刷技术又称为数字式制版与数字式印刷技术。又由于数字式印刷(如喷墨、激光、热升华、热转印、静电等)无需压力,所以又称无压印刷技术(Non-impact Printing)。
计算机直接制版与印刷技术系统:
结合国内目前的情况,计算机直接印制技术有如下三种方式:
1. 计算机直接制片(Computer to Film)。
2. 计算机直接制版(Computer to Plate)。
3. 计算机直接印刷(Computer to Press)。
不论是制片、制版或印刷,印刷之前都必须将包括图像、图形、文字在内的原稿数字化,然后进行组版、拼版。如图4。
在图4中,图像(如彩照、画稿)经过扫描获得数字图像,在经过具有图像处理和分色功能的软件Photoshop处理分色后传到组版软件(如Pagemaker)组版软件可将录入的文字、设计好的图形及分色后的图像通过组版软件拼成大版,并采用最常用的PS(PostScript)格式、生成数字文件,这时就可以将此数字文件送到计算机直接制片、制版和印刷了。
图5中的RIP(Raster Image Processor)又称为光栅处理处理(可以是一个软件,也可以是一个硬件),它的作用是将整页拼版的PS文件转换(或翻译)成控制制片机、制版机、印刷机能够输出与原稿接近的胶片、印版和印刷品。
1. 计算机直接制片(Computer to Film)
计算机直接制片系统能产生C、M、Y、K四张整页拼版胶片(又称菲林片),它是通过由计算机控制的内鼓式(或外鼓式)激光照排机,通过激光束扫描使胶片感光成像(包括文字、图形),再经显影、定影,就可以获得一套供晒版用的感光胶片。利用计算机拼大版,就不需要人工去剪裁、修脏、组版、拼贴等复杂工序,这将大大提高生产效率并保证工件质量,也可以贮存下次再用。
2. 计算机直接制版(Computer to Plate)
采用计算机直接制版设备,将淘汰计算机直接出胶片设备,因此用胶片去晒版的工艺将被废除,随之胶片也被废除。计算机直接制版最大的优点是工艺简化、效率提高,但更主要的是质量的提高,可生产1%~99%的阶调值,可以印刷出200线/英寸~300线/英寸的精细产品。这些是用胶片晒成的PS版无可比拟的。
这种用计算机直接成像在印版上的工艺,还必须采用显影处理,然后再经过传统印刷机进行印刷,可以是单张或卷筒纸印刷方式。
3. 计算机直接印刷(Computer to Press)
前面讲述的计算机直接出片和计算机直接制版虽然是采用数字技术,但印刷仍采用传统的模拟技术,因此从原稿到印刷品的全过程又称为数—模混合过程。
将原稿的数据文件拼成大版以后,直接传送到印刷机而产生出印刷品称为数字印刷。
这是一种新技术。它废除了胶片、印版和人工操作(如印刷领机等)。计算机直接印刷技术可以随时更换印刷内容,从一张起和数千张起印的成本一样多,这与传统印刷方式不一样,因为传统印刷必须出片、制版,印一张和印数千张的成本相差巨大。因而数字印刷最适合印短版活以及个性化很强的活。
计算机直接印刷的设备有多种多样,如喷墨、激光、热升华、静电等方式,不再需要印版。
图7是基于静电原理的计算机直接印刷系统, 它采用液体的电子墨水进行多色印刷。
它的印刷原理是:计算机将图文信息通过激光扫描到有机光导体滚筒PIP上,根据静电照相原理,图文部分产生正电荷,于是带负电的电子墨水的显影,即利用异性电荷相吸的原理,将色粉墨水传递到有机光导体的图文部分,此时有色粉的滚筒PIP,将图文转移到中间滚筒1,(滚筒1类似于胶印橡皮滚筒),纸张穿过滚筒1和滚筒2(类似于胶印的压印滚筒)之间,于是在纸上印出第一色,此时滚筒PIP上的原有图文信息完全被擦除,激光扫描第二个色版,纸张在滚筒1和滚筒2之间又往返一次,此时纸张上是两色叠加。因此4色印刷必须扫描4次,纸张在滚筒1和滚筒2之间往返4次方可完成4色印刷。此种方式类似于单色胶印机印刷彩色的原理一样,需要换版换墨,4次叠印才能获得彩色一样。
上面举例的计算机直接印刷系统E- Print 1000是1995年产品。现在的数码印刷机已有很大改善。
计算机直接印刷系统种类很多,不一一论述,其共同的特点是工艺简化、操作简单、个性化强,适合于个性化强的短版急活。
商用的计算机直接印刷系统一般需要数百万元的投资,而办公用的计算机打印系统大约需投资数万到数十万元。家庭用的计算机打印系统(如喷墨、激光、热升华)大约需投资数千元。
因此,不同用途,不同级别,不同质量,不同生产效率所需的投资也各异,用户应根据生产对象、活量、效率选择适合自己的产品。