数字化印前处理原理与技术
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第二节 网点的特征参数

调幅、调频、调频/调幅混合、密度调制、密度/面积调制等不同类型的网点具有一些相同的属性,但也存在一些不同的特征。本节将进行较为详细地讨论其特征参数。

一、网格

一般而言,可以将网点形成过程看作是将印刷图像的平面分割成若干个小格,在每个小格内生成一个或多个网点,每个网点的面积、形状、光学密度、空间排布方式和空间频率可以不同。借此方法传递不同数量的油墨等呈色剂,达到再现原稿图像颜色、阶调和细节的目的。

在二维平面内,所划分的小格称为“网格”。

网格是网点的活动空间,是网点面积率、网线角度、加网线数等其他网点特征参数计算的基础。

网格自身的特征如下。

网格面积:它是计算网点面积率的基本面积单位。单位尺寸内的网点行数(加网线数)确定后,各网格的面积就确定了,而且各网格的面积是相等的。由于加网技术实现上需求,各网格面积也可以略有差异。

网格形状:大多为正方形,但也可以是矩形或其他形状。

在一个网格内,可以安置一个或多个网点。

以一个共同的轴心点,一群网格可以旋转任意角度。

网格对其内部网点的面积大小、形状、光学密度、空间频率、排布方式等没有限制。

网格在印刷品上不可见。

图2-6为对原稿进行调幅、调频、密度调制、面积率/密度调制四种加网,网点与网格的关系示意图(图中绘出了网格线)。

图2-6 网格与不同类型的网点

二、网点特征参数及其定义

各种不同类型加网所生成的网点,描述其特征的参数是十分重要的。表2-1列出了不同类型网点的特性参数。

表2-1 各类加网的特性参数

1.网点面积率

网点面积率是加网复制中最常用的特性参数,用于描述所有包含面积率调制因素的加网技术中。

网点面积率是网点面积占网格面积的比值,通常用百分数表示。

  (2-1)

式中,φ为网点面积率;SDOT为网点面积;S0为网格面积,如图2-7所示。

图2-7 网格、调幅网点和网点面积率

2.积分网点面积率

积分网点面积率多用于定义调频加网类的网点面积率。

如图2-8所示,在一个网格中,有整数N个1阶或2阶的调频网点,故调频网点的面积总和SDOT(积分网点面积)为

图2-8 网格与调频网点

  (2-2)

对1阶调频加网,每个网点面积相同,为SFM1,故

  (2-3)

式中,SFM1为单个1阶调频网点的面积。

按式(2-1),网点的积分面积率φFM

  (2-4)

3.网线角度

网线角度描述了调幅网点的排列方向。

在衡量网线角度时,可以将水平线或垂直线作为角度基准线(0°),如图2-9中的粗黑色实线所示。据此,网线角度是具有公共邻边的网格中心点,其连线方向与基准线方向之间的夹角。

图2-9 网线角度

若网点形状中心对称,如圆形、正方形等,一般取小于90°的角度作为网线角度;而对中心不对称的网点,如椭圆、菱形等网点,则应沿网点的长轴方向对网格中心点连线,网线角度可以大于90°。

4.加网线数

也称为网线频率,是规则排列网线的空间频率,即沿着网线角度的方向,单位长度内的网线行数。

加网线数的单位为线/英寸(Lpi/lines per inch)或线/厘米(Lpcm/lines per centimeter)。

按照1in=2.54cm的关系,线/英寸(Lpi)与线/厘米(Lpcm)之间的换算关系为Lpi数=2.54×Lpcm数。

加网线数间接地决定了网格面积的大小。加网线数越高,网格面积越小。

若网格为正方形,网格面积S0等于网格边长的平方,而网格边长应等于加网线数L的倒数,即

  (2-5)

网格也可以为非正方形,在雕刻凹版加网中,常采用所谓“拉长”和“压扁”两种形状的网穴,网格实为菱形。非正方形网格如图2-10所示,其加网线数也应按照沿网线角度的方向衡量。

图2-10 非正方形网格和加网线数

假设非正方形网格的加网线数为L,则网格中心点的间距为1/L。可以将L在水平和垂直两个方向上分解为两个分量,分别为LHLVθ为网线角度,则

 

(2-6)

以及

  

(2-7)

式中分别为本行网格中心点与方向下一行网格中心点的水平及垂直间距。

5.网点形状

网点形状是网点轮廓的几何形状。

对面积率调制类型(AM加网等),网点形状大多是一致的。通常有正方形、圆形、椭圆形、菱形等多种。

为了获得更好的网点传递性能,网点形状可以随其面积率不同而改变(欧几里德形/Euclidean等)。网点大多为实心的,但也可以设计成同心圆等非实心的形状。图2-11显示了几种不同形状的调幅网点。

图2-11 不同形状的调幅网点

对调频类型的加网技术,其网点形状的规则性低。

孤立的1阶调频网点,其形状较简单,一般为方形或圆形(见图2-3),与记录成像设备的成像像素点形状关系密切。

2阶调频网点的形状则较为多样,除方形、圆形外,常见的还有蠕虫形、碎砖形等。图2-12为两种不同的二值2阶调频网点,其形状各异。

图2-12 两种2阶调频加网网点的形状

6.网点最小尺寸

印刷复制中,网点的最小尺寸(边长或直径)是值得关注的参数。这是因为最小几何尺寸与网点能否正常印刷传递有密切的关系,过小的网点容易在传递中部分或全部丢失。

对调幅加网而言,理论上其网点面积率可以在0%~100%范围内变化。受制版/印刷传递性能的限制,小于某种面积率的网点将不能传递到承印材料上,根据加网线数和不能传递的面积率,由式(2-5)可计算出最小可传递网点面积,并相应计算出网点边长或直径等尺寸。

对1阶调频加网,其网点面积一致,需要确定网点尺寸;而2阶调频加网的网点,其网点面积各异,需要确定最小几何尺寸。

假如常规的调幅加网复制中,在加网线数LS下,印刷最小可传递网点的面积率为φS,则此网点的绝对面积SS

可以将面积为SS的网点作为1阶调频加网可传递的网点或2阶调频加网的最小可传递网点。

根据网点成像技术的不同,最小调频网点可以记录为圆形或正方形。

如果调频网点为圆形,则该网点的直径dFM

  (2-8)

如果该调频网点为正方形,则该网点的边长aFM

  (2-9)

例如,加网线数175线/英寸下,面积率为2%的小网点可以在印刷传递过程中不丢失,则可将其作为调频网点进行印刷图文复制。若调频网点分别为正方形和圆形,则正方形调频网点的边长为20.53μm,而圆形调频网点的直径为23.16μm。

7.网点空间分布

调频网点的空间分布应具有一定程度的随机性。这种随机性应受到控制,完全随机是不可取的。网点完全随机分布有可能造成多个调频网点不均匀的聚集,导致图像出现斑块现象[图2-13(b)]。调频网点的随机分布状况,即分布均匀性、随机性和颗粒度应该作为衡量调频加网质量的尺度。

图2-13 调频网点空间排布的差异

8.网点密度等级数

在采用多值加网时,应注明多值加网的密度或灰度等级数。例如,对电子雕刻凹版的多值加网,其网穴雕刻信号值的等级为256,理论上网点的灰度级达到256级;在图2-5(b)所示的多值1阶调频网点中,网点自身有3个灰度等级。

9.调频/调幅区间

这一参数面向调频/调幅混合型加网。

将调幅和调频网点的特征混合起来,可以扬长避短,减弱中间调网点噪声干扰、降低网点扩大,获得更好的网点传递特性和更好的图像复制质量。

调幅/调频混合型网点,针对不同阶调区间分别采用调频和调幅加网方法,故将调频/调幅作用区域作为特性参数,如AGFA公司的混合型网点技术Sublima,将0%~8%及92%~100%为调频加网区间,其余为调幅加网区间。