密度计使用中应注意的几个问题

密度计使用中应注意的几个问题

        在彩色印刷工艺中，通常只用黄、品红、青和黑四色套印来获得各种混合色，在批量印刷时要检查所印出的成品是否与打样样张颜色一致。到目前为止，相当一部分印刷厂是靠印刷工人用眼睛对打样样张和印刷品进行视觉比较来完成印刷质量评价的，由于每个人在视觉评价上存在着差异，这样就不利于印刷质量的标准化和数据化管理。印刷厂与客户也经常因质量上的岐见产生纠纷。

　　为了客观地进行彩色图像复制的质量管理、控制和检测，近年来，色彩复印工作中越来越多地使用测量仪器——密度计。

密度计分为透射和反射两种。在印刷工业中，透射密度计主要用来测定分色后的阴、阳底片的密度和网点的百分比等，反射密度计则用来测量和评价印刷器。随着科学技术的飞速发展，密度计也在不断地更新换代，最初的目视对比式密度仪只能测量密度，而新型密度计则扩充了许多功能，如美国爱色丽公司生产的X-Rite500系列分光反射密度计，不仅可以测量密度，还可测量不同颜色空间的色度值、色差值、网点面积、计算反差、叠印、色调误差和灰度，还可和计算机联机，对测量数据进行处理等等。

光电密度计的工作原理是通过光源、滤光器形成光路，从而将所测试样张的光量透射或反射过来的光线按强度的不同转换成相应强度的光电流，在模数转换之后，再通过数码显示器显示出来，从而得到透明胶片或反射图片的密度值。

测量黑白密度时，滤光器的高速应满足卢瑟夫条件，使接受器的分光感度特性和人的视觉感度曲线一致；测定彩色密度时，仪器会根据所测定的颜色，分别选用红、绿、蓝三种滤光器而得到不同颜色的密度。另外，所测定的产品油墨膜层有一个逐渐干燥的过程，测量数据会产生随时间变化的误差。因此，也有带偏振滤光器的反射密度计，以消除这种误差。还有更先进的密度计具有一套符合分光光度计检定的四色油墨光谱特性的滤光器，使其在测量黄墨时的灵敏度与其测量其它三色时相同。

密度计的使用特性主要是由光源的光谱能量分布、滤光器的分光透射率、试样的分光特性、光接受器的分光感度、测量条件和测量面积等因素决定。为了使密度计的使用准确有效，本文就有关密度计在技术测量中应注意的几个问题作一浅显说明。

1  测量光源的选择

在彩色图像复制的工艺流程中，从分色、打样到印刷，各工序中的颜色测量与视觉评价，都是在一定照明条件下进行的。由于物体表面的颜色与照明光源的辐射光谱分布有关，所以在技术测量中，各表色系统参数值的计算必须考虑光源的种类。同一个颜色样品在不同的光源下可能使人眼产生不同的颜色感觉。日光是最理想的光源，因此，可以用日光作标准（参照光源）。例如，在日光下观察一幅画，然后拿到高压汞灯下去观察，就会发现颜色发生了变化，粉红色变成了组织活动色，蓝色变成了蓝紫色。如果再在黄色光的低压钠灯下来观察，则蓝色又变成了黑色。将白炽灯、荧光灯、钠灯等人工光源（测量光源）与日光比较，显示同色能力的强弱叫做该人工光源的显色性。实验证明，光源显色性的优劣，将直接影响到人们辨别颜色的结果。

为了检验物体在待测光源下所呈现的颜色与在参照光源下所呈现的颜色相符的程度，采用“平均显色指数”作为定量评价指标。显色性指数最高为100，照相分色、电子分色和各种颜色测量仪器中应用的光源要求其显色指数通常不应低于90（Ra≥90）；彩色摄影、彩色电影、电视、染料等工业部门也要求使用显色指数较高的光源（Ra≥85）。表1为印刷复制工作中常用的照明光源的显色指数。

表1  印刷常用光源一般显色指数

 从表1可以看出，光源的色温和平均显色指数都是表示光源颜色特征的参数，从它们之间的关系可以看出，相关色温的高低，并不意味着显色指数的高低，如白炽灯的色温低，但其显色指数却很高，相反，荧光灯的色温高达6600K，但它的显色指数仅在70~80之间。

在技术测量中，各表色系统参数值的计算取决于光源的种类。为了统一颜色测量标准，CIE（国示照明委员会）规定了国际上通用的A、B、C、D四种标准光源。我国国家标准局颁布的标准也规定了颜色评价的照明和观察条件。CIE标准光源A是钨丝灯光，其色温为2855.6K。CIE标准光源B是钨丝灯光经一组特定的液体滤光器过滤后得到的色光，其近似于相关色温为4874K的中午平均直射的阳光，但CIE已发出停止使用B光源的劝告。CIE标准光源C是在标准光源A上加一组特定的液体滤光器过滤后得到的光，接近于相关色温为6744K的北方天空的日光。CIE标准光源D50，其色温是5003K，表示典型的昼光。CIE标准光源D65，共相关色温为6504K，表示典型的昼光（平均日光）。D50、D65标准光源目前还无法由实物制造出来，因此只能称为施照体，而实际使用的人工源测是D50、D65的模拟体。

我国国家标准规定观察透射样品所用的人工光源应为D50模拟体，观察反射样品的人工光源应为D65的模拟体，光源的一般性显色指数 Ra应不小于90。

新型的密度计功能强大，仪器所配光源各类很多，以适应不同测量要求。例如爱色丽X-Rite500系列分光反射密度计就配有A、C、D50、D65、D75、F2、F9、F11、F12多种光源。从理论分析和实验结果来看，测量时所用光源不同，测量结果就不同。表2是在不同光源条件下对中日合资杭华油墨化学有限公司的几种油墨产品的测定结果。

表2  杭华油墨产品在不同光源条件下的测量结果

由表2可以看出，测量光源不同时，仪器就会产生不同的读数，出现色差。其原因是两种光源之间存在着同色异谱现象。

2  密度计的响应方式

在彩色密度测量中，密度计显示的测量值与光源、滤色片、接收器三者的光谱乘积有关。在测量光源选定之后，对滤色片的选择同样对测量结果有影响。在一般情况下，一部密度计使用红、绿、蓝滤色片进行色密度的测量。这种用红、绿、蓝光束所测定出的密度只是一个具体密度计所特有的，对于同一色样，它所提供的读数不能直接和另一部密度计所测的读数作比较。如果用这种密度计在印刷车间检测、监控墨量的均一性，只要所用的是同一种油墨，这种检测就是有效的，这是因为同一台密度计的红、绿、蓝三种滤色片的光谱是相互独立的，能反映出不同颜色之间的属笥差别。要确定黄、品红、青印刷墨量的大小，几乎用任何红、绿、蓝光测量的密度值都能进行比较，从而可以确定墨量的大小变化。但为了进行国际、厂际间的交流和标准化，必须对这类密度计作适当限制，并尽可能统一起来，因此，国际标准化组织和我国国家标准GB11501—89对三滤色片密度做了相应的规定，分别称为“ISO标准视觉密度”、“ISO标准A状态密度”、“ISO标准M状态密度”和“ISO标准T状态密度”等。

ISO标准视觉密度也称为亮度密度。因为人眼对等能量的不同波长的光具有不同程度的心理明暗感觉，这就是人眼的光谱光视效率V（λ）。视觉密度常用于直接观察或通过投影观察图像黑度。这种除用于黑白图像外，也适用其它类型的图像，即使两个图像的颜色并不相同，也常要用视觉密度对它们的亮度作比较。在测量中，接收器的光谱灵敏度被高速到与人眼在白天的视感度相一致，因此，按标准视觉密度所测出的黑白图像或彩色图像的密度与人的视感度是一致的。

ISO标准A状态响应方式多用于印刷作业中对于灰平衡的判断、颜色校正以及彩色正片、彩色幻灯片的透射光检测等。

ISO标准M状态响应方式大多用于对摄影和印刷复制用的彩色照相材料的测量，因而常用这种密度响应方式来评价晒版用的各种胶片。

ISO标准T状态响应方式中，接收器的光谱灵敏度S（λ）不受CIE光谱三刺激值的限制，不包含人眼颜色视觉生理因素和心理因素的转换值。由于标准T状态中光谱乘积是已知量，而未知量只有特体表面颜色的反射率R（λ），因此，具有相同反射率的色样，用不同型号密度计所测得的标准T状态密度应是相等的。

表3分别为A、T响应状态方式下所测得的油墨密度值。

表3  A、T响应状态下测得的油墨密度值