纺织品数码印花总墨量控制效果评价

王　妍，周　华，梅再欢，周　婷，杨静芝

(浙江理工大学 先进纺织材料与制备技术教育部重点实验室，杭州310018)



纺织品数码印花总墨量控制效果评价

王妍，周华，梅再欢，周婷，杨静芝

(浙江理工大学 先进纺织材料与制备技术教育部重点实验室，杭州310018)

摘要:为了研究设备链接法压缩墨量和编辑曲线法压缩墨量在纺织品数码印花中的应用效果，通过主观评价法分别评价标准ICC压缩墨量法(简称标准ICC法)、RIP软件压缩墨量法(简称RIP法)、编辑曲线压缩墨量法(简称编辑曲线法)及设备链接曲线压缩墨量法(简称设备链接法)的打印效果，并且采用客观评价法在理论上评价编辑曲线法和设备链接法。提出使用编辑曲线方法进行压缩墨量，同时提出将印刷行业中的设备链接曲线应用到纺织品数码印花领域墨量压缩的假设，并将设备链接曲线应用拓展为用于同一台数码印花机的墨量压缩，通过实验对其效果进行评价。实验结果表明，标准ICC法控制墨量的打印效果最好，是最值得推荐的纺织品数码印花控制墨量的方法；设备链接控制墨量法打印效果不佳，纺织品数码印花领域中暂不推荐；在最大墨量为200的面料上，RIP法略优于编辑曲线法。

关键词:总墨量控制；设备链接；标准ICC；压缩墨量； 数码印花

随着纺织品数码印花行业的快速发展，企业和客户对纺织品色彩的需求日益增加，色彩管理在纺织品数码印花中的地位越来越显著。1993年，国际色彩联盟(International Color Consortium, ICC)建立了Profile数据的观察者和观察条件标准，标志着颜色管理的诞生[1]。在纺织品数码印花领域发展过程中，数码印花机的速度有所突破，但颜色的准确性和稳定性问题并未得到满意的效果。纺织品数码印花生产总成本中，墨水所占的成本比例最高，约40%。总墨量控制方法是影响纺织品数码印花颜色准确性的重要因素之一，如果总墨量设定过高，打印时会出现过多的墨水，容易造成溢墨；如果总墨量设定过低，会导致打印的产品颜色不够丰富，难以满足客户需求。墨量改变时，其颜色属性也随之发生变化，纺织品的色彩也会受到影响。因此企业需要通过控制总墨量的方式防止出现渗化或晕染现象，这可以在满足颜色深度的条件下，为企业节省成本，避免不必要的墨水浪费。由此可见，总墨量控制不仅是决定纺织品打印效果的重要因素同时也是控制生产成本的重要手段。纺织品的面料与墨水确定时，由于面料结构的差异，不同面料能承受的最大总墨量各不相同。墨量过多会产生墨水过度渗透，严重影响打印花型的清晰度，造成不必要的浪费及加重废水污染，墨量太少纺织品颜色饱和度不够，难以保证颜色质量，因此总墨量控制对提高纺织品颜色质量有着重要的意义。

目前常用的总墨量控制方法有两种：一是制作标准ICC曲线压缩墨量法；二是RIP软件压缩墨量法。在数码印花颜色管理领域中，制作标准ICC法已经受到了业内专业人士的认可，但由于ICC曲线是针对指定机器、面料、墨水所制定的唯一颜色配置文件，因此机器、面料、墨水任何一个条件变化都要重新制作ICC曲线。ICC曲线的制作是非常耗时的工作，要对成百上千个色块的颜色值进行测量，因此希望能够找到一种可以代替ICC曲线压缩墨量效果同时制作简单的墨量控制方法。2014年，Wu等[2]进行了RIP软件减少喷墨损耗的研究。纺织品数码印花RIP软件有控制墨水出墨量的功能，可根据不同面料的吸水情况控制每个墨道的出墨量及出墨总量[3]。不同RIP软件的算法各不相同，产生的效果也会有差异，本实验的RIP法压缩墨量依托杭州宏华数码科技股份有限公司的RIP软件。编辑曲线压缩墨量法是在软件中通过编辑最大墨量的ICC曲线实现所需墨量曲线的压缩。例如，做一条最大墨量为400的ICC曲线，可以在软件中编辑成墨量为200的ICC曲线或墨量为300的ICC曲线，而不需要重新测量色块制作ICC曲线。目前在纺织品数码印花领域中，对于编辑曲线压缩墨量法效果评价的研究非常少见。2014年黄赟等[4]研究了Device Link技术在Photoshop中的应用，但对于纺织品应用设备链接曲线实物打样效果评价研究非常少见。本研究采用4种不同的总墨量控制方法，分别在不同面料上进行实物打样，利用主观评价法对其打样效果进行评价，同时利用客观评价法对编辑曲线法和设备链接法进行理论分析与比较。编辑曲线法和设备链接法压缩墨量的效果评价，在数码印花领域是前所未有的，因此在数码印花颜色管理方面，可为企业实际应用提供参考的同时也为今后颜色管理的研究奠定基础。

1　数码印花总墨量控制方法

以CMYK墨水的总墨量为例，总墨量的设置确定了数码印花机在生成CMYK图像时的最大密度[5]。如果墨水是多通道颜色，例如6色或8色，那么理论上总墨量即600或800。然而在实际生产中，面料不可能完全承受400、600或800的墨量，因此纺织品数码印花产品在打印时需要通过控制墨量实现纺织品的颜色管理。数码印花中总墨量控制方法有以下几种。

a)制作标准ICC法。制作标准ICC法控制墨量是传统的颜色管理方法，其打印效果已受到专业人士的认可，但其复杂耗时的制作过程，也给实际生产带来一定的弊端。由于更换操作机器、面料或墨水时，每次都需要重新制作ICC 曲线，对于工作人员来说工作量较大，消耗时间较多。

b)RIP(raster image processor)软件压缩法。数码印花中，RIP软件的主要作用是将计算机中的各种图像、图形和文字解释成喷墨印花机能够记录的点阵信息，然后控制印花机，将图像点阵信息记录在织物上[6-7]。企业针对某种墨水和面料制作其最大墨量的ICC Profiles，打印时根据面料实际能承受的墨量进行压缩墨量。例如制作总墨量为400的ICC Profiles，根据面料实际需求，实时压缩打印，在RIP软件中压缩到所需墨量(200)直接打印。该方法与重新制作ICC Profiles的方法相比减少了工作人员的工作量，也是杭州宏华数码科技股份有限公司正在使用的方法。

c)编辑ICC曲线的方法。目前专业制作ICC Profiles的软件都有编辑曲线的功能，即对最大总墨量曲线进行重新编辑生成指定墨量的曲线。本实验中对总墨量为400的曲线进行编辑，分别生成面料总墨量为200和300的不同墨量曲线。

d)设备链接曲线(device link profile)是一种由源色空间直接转换到目标色空间的特性文件，一般用于颜色从一个输出设备直接转换到另一个输出设备输出[8]。颜色在转换时源颜色一般要经过与设备无关的连接空间(profile connection space，PCS)转换，再由PCS转换到目标色空间。然而，设备链接曲线进行颜色转换时，不需要经过PCS，直接可以建立设备间的联系，可以保证黑色和纯色失真最少[9]。通过此方法调整输出总墨量的特点是：用最大墨量400的ICC Profiles生成实际面料总墨量为200或300的ICC Profiles。

2　实　验

2.1材料与仪器

材料：针织棉织物1.0 m×2.5 m、机织棉织物1.0 m×2.5 m、活性墨水(杭州宏华数码科技股份有限公司)，面料已上浆。

仪器：V3163K高速导带喷墨印刷机(杭州宏华数码科技股份有限公司)，X-Rite Eye-one测色仪(美国爱色丽公司)。

2.2浆料配方

DGT-6(糊料)3 g、元明粉3 g、小苏打2 g、尿素10 g(杭州宏华数码科技股份有限公司)，水适量，共计100 g。

2.3制作曲线

首先，每种面料的最大墨量分别是针织棉200(面料a)、机织棉200(面料b)、机织棉300(面料c)，并且分别制作了V3163高速导带喷墨印刷机上3种面料总墨量400的ICC曲线及面料能承受的最大墨量的ICC Profiles。

其次，用Monaco中的Device Link Profile功能生成设备链接曲线，源曲线和目标曲线都选同一条总墨量为400的曲线，墨量压缩到200，意图相对色度。

最后，把每种面料总墨量为400的曲线分别在Monaco中编辑，分别得到每种面料能承受的最大墨量的曲线，即生成编辑的曲线。

2.4试样准备

如图1—图4所示，为不同色域的试样图。

图1　试样1及其色域Fig.1　Sample 1 and its color gamut

图2　试样2及其色域Fig.2　Sample 2 and its color gamut

图3　试样3及其色域Fig.3　Sample 3 and its color gamut

图4　试样4及其色域Fig.4　Sample 4 and its color gamut

从图1—图4可见，这4个试样的色域大小不一，形态各异，各具代表性。试样1，2的色域比较大，试样3，4的色域比较小。

图像转换：图像的转换是在笔者编写的CMM程序中实现的。选择源图像，选择已做好的对应设备链接曲线进行转图。将每种方法生成的图像按类别保存好，以便进行打印及主客观评价。

打样：将4个试样分别在3种面料上进行测试，为避免不同时间、不同机器对打样产生影响，将同种面料的4个试样的不同压墨方式在同一时间下打印。将蒸化水洗后的试样保存好，待主观评价。

3　结果及讨论

3.1客观评价

通过分别计算设备链接法与标准ICC法的色差，以及编辑曲线法与标准ICC法的色差，从而在理论上客观地判断设备链接法和编辑曲线法的优劣。由于标准ICC法在数码印花领域中打印效果已经受到专业人士的认可，并且在纺织品数码印花生产中应用效果较好，因此可选标准ICC法作为标准。RIP压墨法是RIP软件中最后一步随机压缩完成的，因此无法获取其客观数据。图5是设备连接法与标准ICC法(方法一)和编辑曲线法与标准ICC法(方法二)分别在面料a,b,c上的平均色差、最大色差及色差标准方差的对比图。

色差报告由ColorThink Pro 3.0软件生成，色差由公式dE2000计算，图像在Origin 8.6中生成。

图5　不同面料上方法一与方法二色差指标对比Fig.5　Comparison of color difference indicators between the first method and the second method on different fabrics

从图5(a)可以看出：

针对平均色差，4个试样的方法一的平均色差均大于方法二的平均色差；方法一的平均色差在5.0～8.0，而方法二的平均色差在1.0左右。由于平均色差是所有色差的平均值，难免会有一些色差比较大的值由于平均的作用从而使平均色差较低，因此，平均色差不能全面代表图像色差，需要进一步分析最大色差及色差标准方差才能综合评判。

针对最大色差，从方法一红色虚线部分可以看出，试样1～3的最大色差均在25.0左右，试样4的最大色差在20.0左右；方法二红色实线部分看出，试样1，2的最大色差在18.0左右，试样3，4的最大色差均小于5.0。

色差标准方差代表色差波动的大小，也就是偏离平均色差的程度。方法一试样1～4的色差标准方差均大于方法二的4个对应试样的色差标准方差，说明方法二的色差偏离平均色差的程度更小，同时方法二的平均色差也小，相应的最大色差也小于方法一的最大色差。因此可以说明，在面料a上方法二的色差小于方法一的色差，即编辑曲线法从理论数据上显示要好于设备链接法。

从图5(b)可以看出：

对于平均色差，方法一的平均色差在4.7～8.3，方法二的0.5～1.0，方法二的每个试样的平均色差均小于方法一对应试样的平均色差。

对于最大色差，红色虚线部分显示，试样1～3的最大色差在28.0左右，只有试样4的最大色差在23.0左右；红色实线部分可以看出，试样1，2最大色差在12.0～15.0，试样4的最大色差在10.0左右，试样3的最大色差最小3.5左右。

对于色差标准方差，方法二的色差标准方差在0.25左右，而方法一的色差标准方差最小1.5左右，最大可达到3.0。无论从平均色差、最大色差还是色差标准方差看，方法一的色差都大于方法二的色差。因此可以说明，在面料b上理论数据显示编辑曲线法的色差，要优于设备链接法的色差。

从图5(c)可以看出：

对于平均色差，从方法一的黑色虚线部分可以看出，4个试样的平均色差在4.5～6.5，方法二的黑色实线部分显示，其4个试样的平均色差在0～0.75。与图5(a)(b)相应试样的平均色差比较，可以看出，面料c上4个试样的平均色差略有降低。

对于最大色差，方法一的最大色差在10.0～15.0，方法二的最大色差在2.0左右，且较为平均；与图5(a)(b)相应试样的最大色差比较，不难发现4个试样的最大色差都相应变小了。

对于色差标准方差，方法一的色差标准方差在1.4～3.0，方法二的色差标准差在0～0.25，比图5(a)(b)中4个试样的相应色差标准方差要小。面料c上方法一的平均色差、最大色差、色差标准方差均大于方法二的对应值。同时，面料c上平均色差、最大色差及色差标准方差，均比面料a，b上的对应色差值要小。原因在于可承受总墨量较大的面料的吸墨效果好，因此最大墨量为300的机织棉面料理论上吸收墨量的效果要优于最大墨量为200的面料，所以面料c上的各项色差比面料a，b上相应值要小。

设备链接法控制墨量的算法非开源，因此无法根据算法分析其打印效果差的原因，只能在打印效果上做出评价。图6是试样4在总墨量300的面料上依次用设备链接法、标准ICC法、编辑曲线法打印实物的局部色差展示图。

图6　试样4实物对比Fig.6　Comparison of material object of sample 4

在专业显示器上，从方框和红圈内部的颜色可以看出，设备链接法与标准ICC法的颜色偏差较大，设备链接法的蓝色已经偏成紫色，而编辑曲线法与标准ICC法比较接近，与理论上客观数据得到的结果一致。

3.2主观评价

对于纺织品数码印花质量好坏的评价一定是基于人的感觉，其中最主要、最可靠的评价就是人的主观评价，通过把观察者的评分进行归一化来判断打样的质量。一般来说，主观评价分为两种：一种是绝对评价；一种是相对评价[10]。绝对评价即观察者根据标准试样，将打样与标准试样进行对比，找出最接近的、次接近的及最不接近的。相对评价是观察者对一批打样产品进行主观排序，没有标准试样进行对比，即从好到坏给出相应分数。由于没有标准试样，因此选择相对评价进行主观评判(表1)，主要从偏色、灰平衡、阶调、饱和度等方面进行综合评价。

表1　相对评价尺度和绝对评价尺度对照

评价结果用一定数量的评判者给出平均分数求得，其平均分数定义如下式：

(1)

式中：Ci为打样图像属于第i类的分数，Ni为判定该打样属于第i类的评判者人数。

邀请了20名色觉正常的人对打印试样进行评判，其中专业人员8名，非专业人员12名。在标准灯箱CAC-600下，分别对3种面料、4幅试样图进行打分，如表2所示是观察者对不同面料打分的平均值。

面料a上，试样1～3：使用标准ICC法的主观满意度评分在4.00～4.35，满意度较好；RIP法和编辑曲线法满意度评分在3.35～3.75，满意度一般，RIP法略好于编辑曲线法；设备链接法的评分在2.05～2.65，满意度低于平均水平。对于试样4，除设备链接法满意度低于平均水平，其他三种方法满意度在3.65～3.90，

表2　不同面料不同控制墨量方法的主观评价

差距不大，比较均匀。由于试样4属于图形，颜色类型比较少，色域小，因此对于非专业人士判断会有一定的难度。

面料b上，试样1～4：标准ICC法主观满意度评分在4.15～4.65，满意度较好；RIP法主观满意度评分在3.60～3.85，而编辑曲线法的评分在2.70～3.65，略低于RIP法；设备链接法满意度评分在1.35～2.05，满意度低于平均水平，评分最低。

面料c上，综观4个试样的整体满意度评分，可以看到分数在3.05～4.10，满意度相差不大，尤其是设备链接法的满意度评分比面料a和面料b的设备链接法评分要高。试样1～3的标准ICC法满意度略高于其他三种方法，但试样4的标准ICC法与编辑曲线法满意度一致，略低于RIP法。在面料c上满意度会比较平均的原因在于，面料c是能承受最大墨量为300的机织棉，相比较而言，面料a和面料b都是能承受最大墨量为200的面料。能承受的最大墨量越大，可以渗透的墨水越多，相同的差异相对比值小，颜色的饱和度越高，颜色深看起来的效果就好。

通过以上分析，可以得到：

a)除了面料c上的试样4，其他试样的标准ICC法的主观评价都优于其他方法，说明标准ICC法满意度最高，打印效果最好。

b)总体上看，面料a和面料b上的RIP法满意度评价略高于编辑曲线法，而面料c上两种方法的满意度不相上下。一方面由于图像自身的特点，另一方面由于面料能承受的墨量较大。

c)综观3种面料上的各个试样，设备链接法的满意度评价最低。

d)总体上看，编辑曲线法的满意度要高于设备链接法的满意度，这与理论上的客观评价相一致。

4　结　论

a)从整体上看，根据不同面料不同图像观察者满意度的比较，可知标准ICC法是满意度评价最高的，效果最好的方法，因此对于纺织品数码印花企业来说，虽然ICC制作过程较为耗时，但是为了追求纺织品高质量的颜色复制，制作标准ICC是绝对必要的，也是目前非常值得推荐的方法。

b)在能承受最大墨量较小的面料上(最大墨量200)，除标准ICC法外，RIP法打印效果的满意度优于编辑曲线法打印效果的满意度，由于不同公司的RIP算法不一致，本结论是基于宏华RIP算法得到的。

c)在能承受最大墨量较大的面料上(最大墨量300)，RIP法和编辑曲线法打印的满意度评价差别不大，很难辨别孰好孰坏。因此，企业应该根据其RIP算法及面料质地等因素综合考虑控制墨量方法的选择。

d)设备链接法满意度评价最低。但是该方法在能承受最大墨量为300的面料上打印效果优于在能承受最大墨量为200的面料上的打印效果。由于渗透墨量较多的面料打印的颜色饱和度高于墨量较少的面料，因此主观评价效果稍好。除此之外，设备链接曲线的算法不公开，再加上该法控制墨量的效果受面料质地影响较大，不够稳定，需要继续深入研究，因此设备链接法控制墨量暂不推荐用于纺织品数码印花行业。

纺织品数码印花企业实际生产时，在合理控制成本的同时，应尽量增大总墨量，以保证颜色的饱和度和准确性。

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DOI:10.3969/j.issn.1001-7003.2016.02.007

收稿日期:2015-09-29; 修回日期: 2015-12-27

作者简介:王妍(1989—)，女，硕士研究生，研究方向为纺织品数码印花颜色管理。通信作者：周华，教授，hzzh@zstu.edu.cn。

中图分类号:TS194.4

文献标志码:A

文章编号:1001-7003(2016)02-0036-07引用页码: 021107

Evaluation of total ink control effect of textile digital printing

WANG Yan, ZHOU Hua, MEI Zaihuan, ZHOU Ting, YANG Jingzhi

(Key Laboratory of Advanced Textile Materials and Manufacturing Technology, Zhejiang Sci-Tech University, Hangzhou 310018, China)

Abstract:In order to evaluate application effects of device link and editing profile method in textile digital printing, subjective evaluation method is applied to evaluate printing effects of ICC ink compression method (short for standard ICC method), RIP ink compression (short for RIP method), editing profile ink compression (short for editing profiles method) and device link profile ink compression method (short for device link method). Meanwhile, objective evaluation method is adopted to theoretically evaluate editing profile method and device link method. Then, the hypothesis that editing profile method is used for ink compression and device link profile method is applied to ink compression in textile digital printing field is proposed. The usage of device link profiles is extended. Ink amount can be compressed on the same digital printing machine by employing device link curve. The results show that the printing effect of standard ICC method is optimal and worth recommendation; the printing effect of device link method is poor, so it is not recommended in textile digital printing field; the effect of RIP method is better than that of editing profile method for the fabrics with maximum ink amount of 200.

Key words:total ink-control; device link; ICC standard; ink compression; digital printing