浅议数字化时代印刷过程中的质量控制

浅议数字化时代印刷过程中的质量控制

    从传统印刷到桌面出版（DTP）以至如今的CTP与数字印刷，印刷行业经历了一个不断变革的过程。不过，无论印刷行业如何变革，人们关注的无非是图文信息的传递与再现。因此，对图文信息再现的质量进行评价，并采用有效的手段进行质量检测与控制，始终是极其重要的内容。那么，当印刷行业从DTP、CTP到全数字化网络生产的过程中，我们又该如何进行质量检测与控制呢？本文将要对这一问题进行探讨。

    主要印刷生产流程

    二十世纪七八十年代兴起的DTP技术使印刷制版工艺发生了很大的变化。DTP最开始是以文字处理系统为主，解决的是印前的一部分工艺；到90年代初，印刷行业进入了较为成熟的彩色桌面出版阶段，这一时期的桌面出版已逐步发展成为一套工艺流程。CTP则是印前数字化在输出端的一种扩展形式。随着CTP版材价格的不断下跌以及相关技术的不断成熟，到90年代中期，CTP系统已经进入了实用化阶段。“数字印刷”实质上也是印前数字化向印刷、印后的一个延伸。对于数字印刷的定义，目前还没有统一的说法。从广义上说，所谓数字印刷，是将计算机中所存储的文字、图像等数据用数字化形式在某种媒体上进行记录，然后由这个媒体再将信息转移到承印物上的印刷方式。目前，数字印刷可分为两种方式。其一，完全消除印版，采用电子成像或喷墨技术直接成像在介质上的完全意义的数字印刷，如HPIndigo和Xeikon推出的数字印刷机；其二为带有印版的半数字化印刷机，如海德堡的DI（数字式直接成像系统）印刷机。后者也可以归纳为在机CTP。

    根据数字化程度的不同，可以把现存的印刷技术手段分为如下4个工作流程。

    1.CTF流程：DTP→CTF→传统印刷机→印刷品

    2.CTP流程：DTP→CTP（脱机计算机直接制版）→传统印刷机→印刷品

    3.半数字印刷流程：DTP→半数字印刷机（在机计算机直接制版）→印刷品

    4.全数字印刷流程：DTP→数字印刷机→印刷品我们把第一个CTF流程称为传统印刷流程，把后面三个称为数字化流程。

    印刷质量控制要素和控制工具

    印刷品质量是指印刷品各种外观特性的综合效果。从复制技术的角度出发，印刷质量都应以“对原稿的忠实再现”为标准，不论是在传统印刷流程还是在数字化流程，对印刷品都要实现忠实于原稿的复制。对于印刷品有4个控制要素：颜色、层次、清晰度、一致性。

    1.颜色是产品质量的基础，直接决定了产品质量的优劣。色彩控制或管理始终是印刷专业人员研究与分析的热点和技术关键。

    2.层次即阶调，指图像可辨认的颜色浓淡梯级的变化。它是实现颜色准确复制的基础。

    3.清晰度指的是图像细节的清晰程度，包括3个方面，图像细微层次的清晰程度，图像轮廓边缘的清晰程度以及图像细节的清晰程度。

    4.一致性即均匀性，它包括2方面的内容。一方面指同一批次的印刷品不同部位即不同墨区的墨量的一致程度，一般用印刷品纵向和横向实地密度的一致程度来衡量，它反映了同一时间印刷出来的印刷品不同部位的稳定性。另一方面指的是不同批次的印刷品在同一个部位的密度的一致程度，它反映了印刷机的稳定性。

    对于印刷品，只要控制好这4个方面，即印刷品的颜色、层次、清晰度、一致性都能控制得很好，就能得到高质量的印刷品。

    印刷质量控制的方法之一是利用常规的信号条、测试条、控制条、梯尺，配合测试仪器和图表,对印刷质量（包括印刷品质量和印刷工程质量）进行科学的定量控制。目前各国使用的信号条、测试条种类较多，如美国的GATF系统、瑞士的布鲁纳尔系统、德国的弗格拉系统，以及格灵达系统等。我国多采用美围GATF和瑞士布鲁纳尔的信号、测试条。

    印刷常用的检测工具包括信号条、测试条、控制条、梯尺。信号条主要用于视觉评价，功能比较单一，只能表达印刷品外观质量信息。如晒度梯尺，GATF字码信号条，彩色信号条等。测试条是以密度计检测评价为主的多功能标记元件，视觉鉴别和密度计测试相结合，并借助图表、曲线进行数值计算的测试条。控制条是把信号条和测试条的视觉评价和测试评价组合在一起的多功能控制工具。如布鲁纳尔第三代控制条。梯尺具有等差密度或网点的梯尺，用于控制晒版、印刷质量。

    前文提到的印刷流程，需要在其各主要环节的操作上，使用信号条和控制条记录数据，为规范化的生产打下基础。质量的检测与控制一般通过打样来发现问题。在传统的印刷流程中，使用的是传统打样，即通过圆压平的方式打样。而在数字化流程中，数码打样已经逐步取代传统打样，要印刷的数字文件，可直接到打样机中进行输出，从而观看文字、规格、图像等是否有问题。由于数字化流程中不再使用胶片，甚至不再使用印版，质量的评价与控制在很大程度上就取决于数码打样这一环。那么，在当今数字化、网络化的环境下，在数字化流程中，其印刷质量又受到何种因素的制约呢？进行质量检测与控制的难度与优势又在哪里呢？

    数字化环境下印刷质量检测与控制的方法

    1.数字化流程中数据流的传递

    数字化生产流程使得实际生产中的数据流和控制流变得不像传统流程那样直观了，我们所看见的仅仅是输入的版面元素、通过显示设备表现的版面信息和最终输出的彩色数码打样样张及CTP印版。其作业信息都以数据形式存在，任何小失误或小错误都会造成数据传递的失败或输出结果异常，也会超出操作人员的控制能力，很难或根本检查不出问题所在，因此这些变数就成为了印前操作中的不可控因素。为了保证数据能正确顺畅地流通，我们就必须找到一套切实可行的数据流控制方法。

    在印刷工业生产中，印刷活件存在着两种信息流，即“图文信息流”和“生产控制信息流”。图文信息流解决的是“做什么”的问题；而控制信息流则解决“如何做”、“做成什么样”的问题。在数字化流程中，这两类信息都是数字化的，都是可以由计算机存储记录、处理和传递的。数字化流程中数据流的控制节点为文件预检、打印输出、PDF规范化数字拼大版、RIP后输出。

    2.开放式体系下的色彩管理

    色彩复制正是图像复制质量的一个重要的衡量标准。传统流程中的色彩控制是建立在以密度控制为核心的色彩属性的定义与描述的理论基础上，通过一个封闭的闭环体系来进行色彩的识别与校正。具体的控制方法有灰平衡、彩色校正、最佳印刷密度控制、网点转移及其控制等。

    数字化印刷流程是开放式的系统，输入、处理以及输出设备，都可能来自不同的生产厂商。各种设备对颜色的描述和表达方式都有所不同，而同一设备随着使用次数的增加，也会发生损耗，对色彩的表现力也会发生差异，从而增加了色彩复制的难度。并且由于网络的出现和信息交流的需要，设计好的彩色图像或彩色图像文件不再限于在本地出版印刷；经常需要在异地观看或复制。彩色图像的色彩信息不仅要在不同的设备，例如计算机的显示器（即便是相同的设备，不同厂家生产的设备显示色彩的能力也是不一样的），而且还需要在不同的媒体之间传递。

    这就要求有这样一种系统，它的功能是使得色彩能够在所有的媒体之间的传递结果都基本一致，不走样。即通常所说的“所见即所得”，这种系统被称为彩色管理系统。国际色彩组织ICC开发了一种描述设备色彩表现的标准——ICCProfile。使用ICCProfile特性文件，可以实现跨平台的色彩交流，这样当其它计算机加入色彩管理功能时，这些文件可被随意转换。色彩管理正是通过特性文件来进行的。色彩管理系统是一种应用系统，包括计算机硬件、计算机软件和测色设备，其目标是形成一个环境，使支持这个环境的各种设备和材料在色彩信息传递方面相互匹配，实现不失真传递。

    以色彩空间变换为核心的新型色彩控制方法——色彩管理使印刷传播领域的技术工艺开始进入全新的数字化生产阶段，解决了印刷媒体生产中色彩基准和转换的诸多难题，新的技术和设备如数码打样、CTP、数字印刷和数字化生产流程等不断出现，并向着“所见即所得”的目标迈进。

    3.数据传输与管理

    在数字化流程中随着数字化程度的加深，数据量呈几何级数的增加。虽然有快速的网络，也仍然需要优化数据在网上的传输与管理。为此，印前领域制定了两个相关的规范：OPI（OpenPrepressInterface）规范和DCS（DesktopColorSeparation）规范。OPI规范允许拼版时使用低分辨力的代替图像，分色输出时再由OPI服务器自动替换为相应的高分辨力图像，从而减少了网络中文件的传输量。DCS规范是对EPS文件格式的扩展，可以管理桌面出版系统的整个分色过程，有利于缩短生产时间，降低对设备的要求。在印刷过程中，数据流动在各个环节中。因此保证数据文件在传递过程中不产生缺失，并保证不同平台对文件的解释一致，是极其重要的。否则，传送到后端的文件会由于数据丢失而得到错误的输出结果。为了在印刷集成化生产中进行统一的文件控制，CIP3标准已发展到CIP4，其成员也制定了新的文件格式JDF。

    4.数码打样

    打样分为传统打样与数码打样。在传统的生产流程中，使用的基本上是传统打样，一般采用圆压平的打样方式。当然，数码打样也在一定范围内使用，但在打样质量、精度上都有问题。

    随着数码打样的发展，数码打样在数字工作流程中大有用武之地。数码打样是随着网络技术、CTP技术及印前数字化发展而产生的“无软片”、数字化打样技术，是现代印刷工艺数字流程的重要组成部分和发展方向。数码打样是指把彩色桌面出版系统制作的页面（印刷版面）数据，不经过任何模拟方式的处理，以数字方式直接由彩色打印设备（喷绘、激光、静电等方式）来输出既能满足设计、制作等印前过程质量与错误的检查，又能为后续的印刷提供依据和标准，还能作为用户签字付印依据样张的打样技术。数码打样系统一般由彩色喷墨打印机或彩色激光打印机组成，通过彩色打印机模拟印刷打样的颜色，替代了传统的输出胶片、晒版、机械打样等冗长的工艺流程，用原稿的页面（印刷版面）数据来获得彩色样张。

    新一代RIP的发展有力地促进了数字打样。“RIP一次，多次输出”保证了打样与印刷所使用的文件是一致的。在这一过程中，文件仅RIP解释一次，就可输出到打印机和制版机上，从而消除了许多重复性的工作，节省了时间，并能保证样张的一致性。在数字印刷生产流程中，数码打样是必不可少的。数码打样使用的是墨水与纸张，与印刷使用的油墨与承印物是不同的，由此决定了数码打样的色彩再现与印刷效果会存在区别。目前，这种区别正在缩小。一些新型的打印机具备7种甚至8种颜色，从而使打样的效果更接近于印刷的实际效果。

    数码打样既不同于传统打样机圆压平的印刷方式，也不同于印刷机圆压圆的印刷方式，而是以印刷品颜色的呈色范围和与印刷内容相同的RIP数据为基础，采用色域空间较大的彩色打印匹配色域空间较小的印刷方式来再现印刷色彩，能够满足平、凹、凸、柔、网等各种印刷方式的要求，并能根据用户的实际印刷状况来制作样张，解决了打样与后续实际印刷工艺不能匹配，给印刷带来困难的问题。

    与传统打样相比数码打样具有以下优点：①设备投资少，占地面小，环境要求低。②节省人力资源，降低成本费用，对操作人员经验依赖小。③速度快、质量稳定、重复性强、成本低。④适应性广，特别适合于直接制版、凹印和柔印等不能打样或不易打样的工艺。既能模拟各种印刷方式的效果，又能与CTP及数字印刷机的数字设备结合，真正实现自动化的工作流程。

    5.在线检测技术

    目前国际上许多国家已经开始采用先进的在线测控印刷技术，常规的测试通常是利用印制的测控条，测试的结果不能在线反馈到印刷流程中而及时控制印刷流程和提高印刷质量，仅对下一次印刷流程进行控制；而先进的在线测控印刷技术在测试的同时，直接反馈控制，测试不仅可以针对测控条，还可以直接对具体印刷品进行测试，这种发展的基础是计算机技术的发展，计算速度已经允许在极短的时间内对全图分析测试，例如海德堡的在线质量控制扫描系统以及对印刷油墨量的在线控制系统。

    在线检测通常是通过CCD摄像镜头，在印刷生产线上对印刷品进行连续拍摄，将拍摄的影像及时传送给计算机进行分析处理，检测内容可以有：色彩检测、版面检测、字迹检测、位置套合检测和漏印、糊版、脏版等等。

    结论

    目前，国内印刷企业大都处于从传统封闭式产品生产体系向拓展开放式产品生产体系的转型时期，即从传统印刷流程向数字印刷流程的转型时期，其生产、工艺及质量控制体系大都沿用落后的经验性生产控制方法，存在印刷生产前后分离、技术参数随意、质量控制事后补救、生产稳定性差、质量波动大和材料浪费多等无法满足用户需求和市场竞争力较弱的问题。因此在数字环境下，实施质量控制需要实施新的技术手段，建立技术目标。

    （1）建立科学合理的技术、工艺和质量控制体系，逐步适应采用数字技术实现彩色图文产品的生产发展要求。即如何根据已经建立或准备建立的数字化生产环境，采用数字化技术来整合印刷生产的工艺、质量与管理的数字色彩控制与管理平台，理顺生产技术工艺和质量管理方法。

    （2）解决印刷工业生产模式从生产制造业向产品（信息）服务业转变和延伸需要。在印刷生产全过程中，如何降低时间冗余、成本冗余、人员冗余、拓展新应用领域和实现产品及其个性化的再增值服务，形成适合国内生产环境的新技术概念和核心竞争力。

    （3）多方合作，全面提升印刷行业设备、技术和管理水平，通过技术培训提高人材素质，将印刷经验规范化、标准化和数字化。