计算机配色理论与实践

李小东，赵东柏，冯利军

（1.东莞职业技术学院，东莞，523808；2.湖南工业大学包装与材料学院，株洲，412007；3.西南技术工程研究所，重庆，400039）

计算机配色理论与实践

李小东1，赵东柏2，冯利军3

（1.东莞职业技术学院，东莞，523808；2.湖南工业大学包装与材料学院，株洲，412007；3.西南技术工程研究所，重庆，400039）

目的 为了稳定专色印刷质量，专色配色效果优劣就显得非常重要。方法 以金光纸业的128g铜版纸为承印物，建立杭华BO系列油墨的基础数据库，以Pantone色卡356C、717C作为目标色，通过软件给出初次配方和修正配方。结果 得到目标色的色差值分别为1.4和0.3，其准确性远远大于一般精细产品的色差值3.0要求。结论 结果表明以理论为基础，实验作为保证，计算机配色远比传统配色要准确，速度要快，工作效率更高，操作更方便简单。

专色；BO油墨；配色；三刺激值

目前，很多包装产品都会采用专色进行印刷，实现专色颜色再现的关键就是专色墨的调配，早期是依据调墨师的主观心理和经验，其配色的稳定性差。计算机配色主要是应用色彩学的知识对颜色进行定量的描述，能够使油墨的配比更加数据化，有利于数据的传输和统一标准和技术交流，从而使得配色技术能够得到更大的发展，减少油墨剩余量，进而降低生产成本，且不会因人而异，颜色再现的稳定性得到显著提高，对印刷产品质量的稳定与提高有重大的意义[1-5]。

1 配色模型与同色异谱理论

1.1 配色模型

要切实处理专色墨颜色再现这一难题，目前有各种不同的理论或处理措施，其中纽介堡方程和K-M理论是使用最多的。纽介堡方程是利用Y、M、C三色油墨计算套印网点百分率。但其应用于计算实地色块的专色油墨的匹配时，若仍以印刷网点百分率调制各色油墨，就会造成调配的混合色与专色标准色之间存在明显的色差[6-9]。本文根据K-M理论，创立以C、M、Y三种墨色作为基础，调配出专色油墨的初步配方，并采用了迭代法提高了配方的配色精度，而且通过实际的配色应用对其配方进行了精度验证。

1.2 同色异谱

油墨显色的实质是有选择地吸收了入射光中的某种色光，余下的色光被反射、折射和透射进入人眼而显现的颜色，油墨的这种显色方式即色料减色法显色，因此，使用的颜色种类越多，被吸收的色光也就越多，颜色就越暗淡（即亮度就越差）。在符合色差标准时，配色所用的墨色种类越少越好[10-12]。

以色料减色法作为配色的理论基础，按照同色异谱和颜色混合理论要求，不论何种颜色均可由Y，M，C三色墨以不同百分比混合获得。凡是在视觉效果上完全一致的颜色都可互相替代，而不在乎其光谱成份。要是这两个色样的视觉效果完全一样，说明它们是同色的，即它们应有同样的三刺激值。

即

若两色样具有完全相一致的光谱反、透射率关系图，称其为同色同谱色。若两色样的光谱反、透射率关系图差异明显，而具有相同的三刺激值，则称其为同色异谱色。同色异谱是有前提的，要在特定的照明光源和标准观察者时，它们才具有相同的三刺激值。同色异谱色在彩色再现及复制技术中具有十分重要的理论价值。印刷原稿多种多样，如：油画，水墨画以及彩色照片等，而所用油墨只有YMCK四色油墨，它们与原稿颜色的色料完全不一样，因此，完全有理由说整个彩色印刷就是利用同色异谱色对原稿进行复制的。

1.3 配色效果的评价——色差

两种颜色在视觉感知上的差异简称为色差，在色度学上，色差一般用数字的形式来表示。依据色度学理论，三刺激值有差异的颜色其外观肯定有差异，而三刺激值相等的两种颜色，引起人眼视觉的效果可能是不同的，这与两种颜色本身的特性有很大的关系。相同的三刺激值差值相等，对某两种颜色来说，给人的色差感觉较大，对另外的两种颜色来说，给人的色差感觉有可能会很小，因此我们必须选用一个量来表示人眼的这种颜色感觉差别，这个量还必须符合人眼的视觉感知[13-15]，即：该量值较小时，人眼感觉到的色彩差别就较小，该量值较大时，人眼感觉到的色彩差异就较大，这就是颜色空间“均匀化”的问题。CIE1976Lab均匀颜色空间在色差大于人眼视觉的识别范围时，能较好的反映印刷品色彩的心理视觉效果，它是由CIEXYZ系统通过数学方法转换而来，转换公式为：

式中：

L*——明度

a*，b*——色度指数

X、Y、Z——颜色样品的三刺激值

X0、Y0、Z0——CIE标准照明体（例如D6，C或A）的三刺激值。

依据国标GB7705-87（胶印）、GB7706-87(凸印)、GB7707-87（凹印)要求，对彩色包装印刷品的色差要求为：一般产品△E＊ab≦5.00。精细产品△E＊ab≦3.00。

2 计算机配色

2.1 油墨配色软件与器材

配色软件是整个电脑配色系统的关键,直接影响专色的配色质量好坏和速度快慢。常见的功能较齐全、配色效果较好的油墨配色软件IFS(Ink Formulation Syetem)、FM(Formulation Master)等。所用仪器与材料见表1所列。

其它调墨刀，注墨器(印刷适性仪配件)，计算机(window2000)等。

2.2 建立油墨基础数据库

本课题使用C、M、Y基础色墨分别与撤淡剂以不同百分比混合。撤淡剂的作用是冲淡颜色，降低油墨的着色力，起到稀释油墨颜色，而不改变油墨的印刷性能。每种基础色墨与撤淡剂按重量百分数（%）为2、5、10、15、30、65、90、100八种比例混合配成5g样墨。用注墨器精确量取1ml上述油墨在IGT适性仪上匀墨100s，着墨35s，印刷压力300N，在128g铜版纸上打出样条各3条。等墨层干燥后，用分光光度仪(已预热10分钟，并连接到油墨配色系统)依次测量基材、白墨样和不同比例的色样墨的光谱反射率。每张色样取不同两点测量，如表2为不同样条光谱反射率。

表1 实验器材

表2 不同比例的青墨与铜版纸对不同波长光的平均反射率

续表

同理做出Y、M、C和撤淡剂的测试数据，上述测量结果和Y、M、C油墨及撤淡剂的价格输入计算机，并保存下来。自此，基础油墨数据库建立起来，如图1.和图2所示：

图1 铜版纸青墨所有样本的反射光谱图

图2 铜版纸YMC墨基础数据库的示意图

如图1所示，由于所有样本的反射光谱基本上呈现阶梯变化，没有相交，可以认为铜版纸青墨建立的基础数据库合格。同理可以证明其他色样墨的基础数据库合格。

2.3 样本或标样颜色测量与配方生成

使用Spectroeye分光光度计测量Pantone色卡的颜色数据，传至配色系统。配色系统根据色差来选择配方自动进行油墨匹配，生成专色墨配方。其中，选取了356C和717C色块作为目标色。首先测量目标色的色度值，选定基材(铜版纸)，将已在油墨基础数据库中各色油墨(包括撤淡剂 )加入到配色油墨中，配色系统中的Ink Formulation5软件会自动计算各色墨量并生成专色油墨配方。如图3所示。

图3 356C系统生成的专色墨配方

2.4 配方修正

按图3给出的YMC的配方，人工调配油墨，并用前述方法打样和用Spectroeye测试样条的色度值，与目标色356C对比并计算出色差值为5.7，再通过在软件“配方”菜单中选择“修正配方”，软件会给出新的356C专色墨配方。按照修正配方、人工调色、打色样、色样测量等反复进行，直到色差值控制在要求范围内，则配方合格。修正配方及结果如图4所示。

图4 系统给出的修正配方

图5 717C系统生成的专色墨配方

如图4所示，得出来的油墨配方的色差为1.4，配方合格。同理操作可得717C色差值为0.3时的实际用墨量和356C的实验过程中的用墨量数据如下表3所示：

2.5 实验结果分析

以上为铜版纸Pantone 356C和717C色卡的配色，分析图3，356C的第一个配方的色差值为5.7，出现这种情况的原因可能是由于这是实验中的第一次配色实验，人工配色过程中出现的问题会比较多，比如：配墨量误差大，适性仪调试或预热不好等因素都有可能使得配出来的颜色色差较大。很明显，根据356C第一个配方配出来的专色与目标色相比偏亮、偏红、偏蓝。而修正之后的356C的第二个配方，系统自动的调整了上一个配方中的Lab，降低了亮度，增加了绿色和黄色，刚好弥补了第一个配方的不足，所以得出来的色差较小，为1.4，配方合格。

从图5看，相比356C实验的精度更高，717C的配方配出来的颜色比目标色偏红、偏蓝一些，但总体色差不大，只有0.3。这可能是仪器的稳定性提高，软件的人工智能修正，使得油墨配方一次成功。

3 结论

专色油墨配色对印刷包装企业稳定印刷质量非常重要，本文金光纸业的128g铜版纸的专色油墨进行配色，以理论为基础，实验作为保证，论证了计算机配色远比传统配色要准确，配色速度要快，操作更简便。

建立杭华BO系列油墨的基础数据库，以Pantone色卡356C、717C作为目标色，通过软件给初次配方和修正配方，使色差值达到1.4和0.3，其准确性远远大于一般精细产品的色差值3.0要求。由此可知，计算机油墨配色远比人工配色准确，高效。

从整个过程来说，一旦基础油墨的数据库建立了，系统就能够自动出配方，而且配方的精度都是相当高的，专色油墨的调配会因此变的非常简单快捷，实现印刷油墨的数字化管理，使印刷企业实现在印刷工作中节约油墨配色时间和减少浪费。计算机配色将会逐渐的取代传统配色调墨，使印刷质量得到稳步提高。

表3 356C和717C色卡配色数据

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The Theory and Practice of Computer Color Matching

LI Xiao-dong, ZHAO Dong-bai, FENG Li-jun

s:To stabilize the quality of color printing, the effect of spot color is very important. For 128 g coated paper in Asia pulp & paper substrates, establish HangHua BO series inks based database, target at 356 c, 717 c Pantone color card, frst time formula and the revised formula is given by the software. Target color difference value were 1.4 and 0.3, its accuracy is greater than that of general fne products color difference value of 3.0. The results show that on the basis of theory, experiment as a guarantee, computer color matching is far more accurate than the traditional color, faster, more productive, more convenient and simple operation.

special color; BO ink; matching color; tristimulus values

TS801.3

A

1400 (2017) 02-0053-07

10.19362/j.cnki.cn10-1400/tb.2017.02.004

2015年广东省质量工程项目（GDJG2015003），东莞职业技术学院示范建设专项项目（ZXHQ20162001，2016H15，2016H27）

李小东(1969- ),男，湖南邵阳人，硕士，东莞职业技术学院副教授，主要研究方向为印刷设备及工艺.