数字印刷postscript下半色调中网点形状对印品质量的影响学位论文.docx

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数字印刷postscript下半色调中网点形状对印品质量的影响学位论文

毕业设计（论文）

题目Postscript下半色调中网点形状对印品质量的影响

专业数字印刷

班级数印111

学生黄维

指导教师理莎莎

2015年

摘要

本次课题是基于PostScript编程语言的下半色调中网点形状对印品质量的影响，运用PostScript语言编程设计不同网点形状的样张，PrinergyWorkshop软件光栅化处理，彩色数码印刷机打样，对样张的网点密度、相对反差和网点扩大进行研究，得出网点形状对印品质量的影响。

通过分析研究得出一下结论：

1、不同网点形状的阶调变化存在明显差异，

2、方圆网点、简单网点、偏菱形、双点式、双椭圆和椭圆网点会发生搭角现象，且在搭角处有最大相对反差，线形和类线形网点不存在搭角现象，会导致相对反差偏大。

3、双点式和双椭圆网点容易出现网点扩大，而正方形网点扩大不明显。

关键词：

PostScript语言，半色调加网，相对反差，网点扩大

Abstract

ThesubjectisundertheinfluenceofthehalftonedotshapePostScriptprogramminglanguagebasedontheprintingquality,usePostScriptlanguageprogramdesigndifferentdotshapeproofs,PrinergyWorkshopsoftwarerasterizationprocessing,digitalcolorproofingpressesonproofsoutletsdensity,relativecontrastanddotgaintostudytheimpactdotshapedrawnontheprintingquality.

Byanalyzingtheresearchresultsattheconclusion:

1、thereisastepchangeintonedotshapeofdifferentsignificantdifference,

2、anareanetwork,asimplenetwork,rhomboid,two-point,double-ovalandovaloutletswilltakeanglephenomenon,andtakecornersatmaximumrelativecontrast,takethephenomenonoflinearandangulartypelinearnetworkdoesnotexist,itwillleadtorelativelycontrastistoolarge.

3、two-pointanddoubleovaloutletspronetodotgain,andasquaredotgainisnotobvious.

Keywords:

PostScriptlanguage；halftone；relativecontrast；dotgain

1、前言4

1.1课题研究的背景4

1.2课题研究的思路4

1.3课题研究的内容及意义5

1.3.1研究内容分为以下几个部分：

5

1.3.2课题研究的意义：

5

2、理论分析6

2.1postscript语言6

2.2半色调加网技术6

2.3网点形状7

2.4影响印品质量控制的参数8

2.4.1实地密度8

2.4.2相对反差8

2.4.3网点扩大9

3、实验研究10

3.1实验目的10

3.2样张设计10

3.3光栅化处理实验过程14

3.4数码打样19

3.5数据测试19

4、分析讨论20

4.1实地密度与相对反差的研究20

4.2网点扩大的研究27

5、结论28

致谢29

1、前言

Postscript语言是一种在印刷中很流行的通用语言，能够很好的描述页面上的文字和图形，具有丰富的图形功能、高效地描述复杂页面的能力，以及与设备无关性等优点。

而使用Postscript语言能够精确的控制半色调加网过程，还可以通过网点函数来改变网点的形状。

1.1课题研究的背景

在数码印刷高速发展的当下，运用postscript语言编程来控制印刷参数能够大大简化印刷流程。

网点函数为我们提供了丰富的网点形状，不同的网点形状适用于不同的印刷产品，面对各种不同需求的客户及产品，网点形状还存在很大的发展空间，在前人研究的基础上本课题探索网点形状对于印品的质量的影响并提出控制方案。

1.2课题研究的思路

运用postscript语言的网点函数功能产生不同的网点形状，设计一个从10%-100%的渐变灰梯尺，使用不同的网点形状进行半色调加网，固定加网线数和加网角度，经过光栅化处理后数码打样得到测试印张，对测试印张的色块进行原始数据测量，处理得到的数据并绘制图表，得到不同网点形状的控制质量的参数：

网点密度，网点面积率，网点扩大，相对反差，分析数据进行有关研究得出结论。

1.3课题研究的内容及意义

1.3.1研究内容分为以下几个部分：

1）对当前的postscript语言及发展现状进行系统的了解；

2）对半色调技术进行研究；

3）根据研究思路进行科学的实验过程：

首先，利用postscript语言设计了9个网点形状（方圆网点、简单网点、偏菱形网点、十字线形网点、双点式网点、双椭圆网点、线形网点、正方形网点、椭圆网点），加网线数76线，加网角度45°，样张的内容是10个渐变的灰梯尺；

然后，使用Workshop对设计好的样张进行光栅化处理，虚拟打样后在屏幕上可见网点形状，导出1-BitTIF格式并使用Photoshop无缩放的拼版到一张A4纸上进行数码印刷；

最后，利用X-Rite528密度计（条件为D65光源，2°视场）对得到的样张进行检测得到了网点密度，网点面积和相对反差等参数的原始数据；

4）实验结果分析及讨论

分析得到的实验数据，绘制成合适的图表，根据数据、图表来总结不同网点形状对于印刷质量的影响。

1.3.2课题研究的意义：

本次课题是基于Postscript编程语言的下半色调中网点形状的研究，能够明显的体会到Postscript编程语言给印刷流程带来了很大的便利；其次是半色调技术的运用，对于调频加网有了直观的认识和理解；最后是网点形状对于图形阶调的表现能力有着明显的差异，对于网点形状的挑选提供一定的理论依据。

2、理论分析

2.1postscript语言

Postscript语言作为现代印刷技术中的一种通用的页面描述语言，它是一种解释性的编程语言，具有很强的图形功能。

Possible语言以Adobe公司的成像模型理论作为页面描述的依据，其主要应用是在印刷页面或显示页面上描述文本、图形形状和采样图像，利用postscript语言写成的程序可以实现文档描述从组版系统到印刷系统的通信，或控制图文对象在显示器上的显示结果。

由postscript语言产生的描述是一种高等级的描述，且这种描述采用了与设备无关的方式。

Postscript语言起源于1976年美国的Evans&Sutherland计算机公司，后几经修改，直到1982年由ChuckGeschke和JohnWarnock创建的AdobeSystem公司再次实现的一种语言时才正式定名，并与1985年首先应用在Apple的激光打印机LaserWriter上。

2.2半色调加网技术

半色调技术是指用少量的色彩将一幅连续色调图像（如灰度图像和彩色图像）量化为一幅二值图像或是只有少数几种色彩的彩色图像,并且量化后图像的视觉效果和原始图像相似的技术。

因为人眼具有低通滤波特性,所以在观测半色调图像时,人眼会模糊图像像素点之间不连续的部分,使得半色调图像看起来和连续色调图像视觉效果相似。

由于半色调技术中使用较少的颜色数来表现物体,因此存储物体图像所占用的空间不大,而且传送图像时速度较快。

半色调技术在低分辨率的设备上有着广泛的应用背景,如激光或油墨打印机、传真机和廉价液晶显示器等。

在实际定义半色调网屏时，一般所采用的方法是通过指定加网频率、加网角度和网点函数来实现的。

加网频率指的是每英寸上所包含的网点（即半色调单元）数；加网角度指出了网点的排列方向，它是相对于设备空间而言的。

这三个参数决定了半色调处理所产生的实际输出效果。

PostScript语言能够精确控制半色调加网过程。

所有的半色调单元都是在设备空间中进行定义的，它不受当前的变换矩阵的影响。

为了得到正确的页面输出，PostScript程序在定义一个新的半色调网屏时必须知道设备空间的分辨率和方向。

通常，半色调参数的最佳选择依赖于输出设备的物理特性，如网点形状、电噪声或机械噪声的影响等。

对于一个黑白设备，通过使半色调单元中的一些设备像素置黑，另一些设备像素置白，便可以近似得到不同灰度等级的灰色。

在PostScript语言中，灰度等级用0-1之间的一个实数来表示。

因此，从数值上看，一个半色调单元的灰度值等于该单元中白色像素个数与该单元总像素数组成一个半色调单元的所有小方块的个数比。

在实际定义半色调网屏是，一般所采用的方法是通过指定加网频率，加网角度和网点函数来实现。

加网频率指的是每英寸上所包含的网点（即半色调单元）数；加网角度指出了网点的排列方向，它是相对于设备空间而言的。

这三个参数决定了半色调处理所产生的实际输出效果。

2.3网点形状

网点的形状是指单个网点的几何形状。

由于网点本身很小，印前，印刷至印到纸上，网点的形状始终处在变化之中。

网点形状的变化便会引起整个画面色调的变化，网点最主要的变化：

一是不同形状的增大特性，按照几何学的网点增大理论认为，网点的增大是边缘部分均匀的向外扩展；二是网点搭角造成的网点面积率跃变，在网点搭角处最容易发生网点面积增大，从而使画面颜色跳跃性变深。

图2-1方圆网点形状

2.4影响印品质量控制的参数

2.4.1实地密度

实地密度是指承印物上均匀且无空白地印刷出来的表面颜色密度，即100%网点的密度。

实地密度是印刷品质量检测与控制最重要的参数，其大小可以反映印刷复制的阶调范围、墨量的大小等，进而实现对印刷过程的控制与调节。

实地部位的密度越高，在单色印刷中阶调范围越宽，在彩色印刷中色彩再现的越宽。

决定实地部位密度值的因素是实地覆盖率、油墨层的平均厚度和油墨层的表面状态。

利用反射密度计来测量实地密度，用DV来表示：

=

式中R表示墨层对光线的反射率。

2.4.2相对反差

在印刷技术术语中，相对反差值被定义为“实地与网目调的积分密度之差同实地密度的比值，称为K值。

”它用来确定打样和印刷标准给墨量，即图像的实地密度与图像中暗调至亮调的某点网点积分密度的差值同实地密度的比值，简称K值，K值表面上是控制图像中调至暗调的指标，实际上它不仅能控制打样或印刷给墨量，而且能间接控制整条复制曲线。

用Dv代表实地密度，Dr代表中调至暗调某一点网点的积分密度，则：

K=

=1-

从上式中可以看出，K值的范围是0-1，它随着Dv和Dr值的变化而变化。

一般来讲，K值正确、合理，实地密度、最小网点和网点增大也是正确、合理的。

在所取部位（指Dr点）一定的条件下，K值越小，画面则越深、闷、暗、灰，此时浅中调的网点可能会好些；K值过大，图像中至暗调的层次可能拉开一些，但是一般网点不饱满，小点不易来齐，画面淡薄，因此K值必须控制在允许的范围内。

2.4.3网点扩大

网点扩大是一个网目调网点从网目调负片上开始直到把它在纸上印刷出来其在尺寸方面的增加。

在印刷黑白或彩色网目调图像时，网点增大会改变画面反差，并引起图像细节与清晰度的损失。

在多色印刷中，网点增大会导致反差丢失、深暗的图像、网点糊死，并引起急剧的色彩变化。

网点增大分为两种：

几何增大和光学增大。

几何增大是在力的作用下网点尺寸产生扩张的现象。

制作分色片、晒版过程中都会产生网点增大，在印刷过程中由于印刷压力也会产生网点增大。

只要油墨在纸上就会发生光学网点发展，当入射光进入纸张表面之后，一些光被纸吸收，一些光透光纸张在网点下被吸收，还有一些光在每个网点的周边区域被吸收，网点的周长变化时，网点的光学增大也会发生变化。

3、实验研究

3.1实验目的

在固定的76加网线数和固定的45°加网角度下，对10级的网点灰梯尺用不同的网点形状进行加网，进过光栅化处理后数码打印得到样张，对样张进行测量得到网点密度，相对反差，网点扩大和灰平衡数据，分析数据比较不同网点形状的印刷效果。

3.2样张设计

运用postscript编程语言编写一个10级的灰梯尺程序，设置加网线数76，加网角度45°，调用网点函数生成不同的网点形状，运用专业的postscript语言解释软件GSview即可在显示器上得到灰梯尺。

这个时候的灰梯尺由于没有经过加网所以看不出网点，见图：

，经过光栅化处理以后即可得到肉眼可见网点的灰梯尺了，见图3-2,3-3：

图3-2GSview解释器显示的灰梯尺

图3-3光栅化处理后的灰梯尺

本次实验共设计了九种网点的形状：

方圆网点、简单网点、偏菱形网点、十字线形网点、双点式网点、双椭圆网点、线形网点、正方形网点、椭圆网点。

各个网点的Postscript语言程序代码如下：

方圆网点代码：

%!

ps

/inch{72mul}def

0.750.75scale

/Draw{

00moveto

1inch0rlineto

01inchrlineto

-1inch0rlineto

closepath

}def

0inch1inchtranslate

00.11{

gsave

setgray

7645{absexchabs2copyadd1le

{dupmulexchdupmuladd1exchsub}

{1subdupmulexch1subdupmuladd1sub}

ifelse}setscreen

Drawfill

grestore

Drawstroke

1inch0inchtranslate

}for

Showpage

修改网点函数就可以得到对应的网点形状灰梯尺了，因此在这里只列出网点函数的编码，只需要替换掉对应的网点函数即可。

简单网点对应的postscript编码为：

{dupmulexchdupmuladd1exchsub}

偏菱形网点对应的postscript编码为：

{absexchabs0.9muladd2div}

十字线形网点对应的postscript编码为：

{absexchabs2copygt{exch}ifpopneg}

双点式网点对应的postscript编码为：

{2{360mulsin2divexch}repeatadd}

双椭圆网点对应的postscript编码为：

{exch2divexch2{360mulsin2divexch}repeatadd}

线形网点对应的postscript编码为：

{exchpopabsneg}

正方形网点对应的postscript编码为：

{absexchabs2copylt{exch}ifpopneg}

椭圆网点对应的postscript编码为：

{absexchabs2copy3mulexch4muladd3subdup0lt

{popdupmulexch.75divdupmuladd4div1exchsub}

{dup1gt

{pop1exchsubdupmulexch1exchsub.75divdupmuladd4div1sub}

{.5exchsubexchpopexchpop}

将光栅化处理好的九种网点形状灰梯尺用Photoshop无缩放的拼版到一张A4纸上，屏幕显示出来的效果见图3-4：

图3-4样张设计图

3.3光栅化处理实验过程

登陆PrinergyWorkshop软件，见图3-5：

图3-5登陆界面

打开作业管理器，添加输入文件，输入文件就是不同网点形状的postscript编码，格式为.PS，见图3-6：

图3-6添加输入文件

精炼输入文件，见图3-7，3-8：

图3-7精炼输入文件

图3-8精炼过程

虚拟打样，见图3-9：

图3-9虚拟打样

校准和加网，需要注意的是要选择：

如果有，则使用文档中的加网（角度、频率、网点形状），见图3-10：

图3-10校准和加网

启动虚拟打样，见图3-11:

图3-11启动虚拟打样

虚拟打样结果，见图3-12：

图3-12虚拟打样结果

导出1BitTIF格式用于数码印刷，见图3-13：

图3-13导出1BitTIF格式

选择加网模式，见图3-14：

图3-14选择加网模式

3.4数码打样

实验设备：

佳能C7010VP彩色数码印刷机

实验材料：

128g铜版纸（A4幅面），无油定影V墨粉（负电磁性墨粉）

数码打样所得样张如图3-15：

图3-15样张

3.5数据测试

测试工具：

X-Rite528密度计（条件为D65光源，2°视场），放大镜等工具

测试项目：

各灰梯尺网点密度，网点面积，相对反差等

4、分析讨论

4.1实地密度与相对反差的研究

在使用X-Rite528密度计测量数据时，对灰梯尺的每个色块进行多次取样，采取技术平均值的方法得到最后的数据，见表4-1：

表4-1灰梯尺各色块网点密度

网点面积率（%）

网点形状100908070605040302010

方圆1.491.100.880.740.600.490.390.300.240.16

简单网点1.491.100.860.700.590.470.390.280.230.17

偏菱形1.501.140.890.740.590.490.390.290.230.16

十字线1.501.200.870.720.610.540.350.340.270.08

双点式1.481.110.920.760.630.520.430.320.240.17

双椭圆1.471.130.890.750.630.500.400.290.240.15

线形1.471.030.950.620.620.440.440.300.220.14

正方形1.430.900.910.740.520.510.380.290.220.18

椭圆1.431.100.900.690.590.500.400.300.240.16

根据灰梯尺各色块的网点密度绘制如下的网点阶调复制特性曲线：

图4-1方圆网点阶调复制特性曲线

图4-2简单网点阶调复制特性曲线

图4-3偏菱形网点阶调复制特性曲线

图4-4十字线网点阶调复制特性曲线

图4-5双点式网点阶调复制特性曲线

图4-6双椭圆网点阶调复制特性曲线

图4-7线形网点阶调复制特性曲线

图4-8正方形网点阶调复制特性曲线

图4-9椭圆网点阶调复制特性曲线

由各网点形状的阶调复制特性曲线可以看出，方圆网点、简单网点、偏菱形、双点式、双椭圆、椭圆网点的阶调复制特性曲线比较的平稳，而反观十字线、线形、正方形网点的阶调复制曲线则不是相对的平稳，其中线形网点和正方形网点的波动较为明显，线形网点在40%-50%、60%-70%、80%-90%处网点密度呈现为水平变化或接近水平变化，正方形网点也存在着类似的现象，50%-60%，80%-90%处也发生了网点密度的水平变化，发生这种网点密度水平变化的原因在于线形网点或类线形网点在50%及以上网点面积率处没有网点搭角现象，没有网点搭角现象会导致相邻百分比的网点面积率处网点的密度值相差不大，因而该有的阶调变化也不会表现的特别明显，所以线形网点、十字线网点和正方形网点在部分阶调的表现能力上没有其他网点优秀。

方圆网点的阶调复制特性曲线斜率最大是在70%处，此时的密度值变化最为明显，原因是因为方圆网点的搭角现象发生在70%网点面积率处，而且网点面积率在70%-100%之间的密度值范围为0.74-1.49，包含了暗调所有需要的层次，所以能够很好的反映暗调部分的阶调变化。

前面阶调部分的密度变化的都非常的均匀，能够很好的显示阶调的变化，可见方圆网点的阶调表现能力稳定。

简单网点的阶调复制特性曲线斜率最大是在80%处，暗调部分的网点密度变化范围为0.86-1.49，包含了整个暗调部分的密度值，能够很好的显示暗调部分的细节，同时简单网点的阶调复制特性曲线光滑平缓，暗调和亮调部分都能够很好的再现，简单网点的特性曲线与方圆网点的特性曲线相当的接近。

偏菱形网点的阶调复制特性曲线斜率最大是在70%处，偏菱形网点的搭角现象也发生在70%处，而且70%-100%的网点密度变化范围为0.74-1.50，包含了暗调所有的层次，相对来说偏菱形网点的性能也是比较稳定的。

十字线形网点的阶调复制特性曲线斜率最大是在80%处，暗调部分的网点密度变化非常的明显；在30%-40%网点面积率处的网点密度基本保持不变，而且中间调部分变化也不是特别的明显，可见十字线网点适合于暗调部位，暗调部分的细节显示会有一定的优势。

双点式网点的阶调复制特性曲线斜率最大是在70%处，而70%-100%的密度变化范围较大，说明暗调部分变化比较明显，曲线整体平滑，在亮调及中间调部位没有明显的优势。

双椭圆网点的阶调复制特性曲线斜率最大是在70%处，搭角现象非常的明显，和方圆网点的阶调曲线非常的类似，在暗调部分有着良好的表现能力。

线形网点的阶调复制特性曲线斜率最大是在70%处，整个曲线多处部分出现了平行现象，而且中间调部分基本保持不变的趋势，说明线形网点在中间调部分没有很好的表现能力。

正方形网点的阶调复制特性曲线斜率最大是在90%处，整个曲线也出现了两处平行的密度变化，说明了正方形网点的表现形式不是特别的稳定，而90%-100%段更是出现了非常大的跨越。

椭圆网点的阶调复制曲线斜率最大是在70%处，70%-100%段的密度变化范围为0.69-1.43，跨度非常的大，说明暗调部分的密度变化非常的明显，椭圆形网点对于暗调部分有着非常明显的优势。

选取各灰梯尺的实地密度和80%网点密度，由相对反差公式计算得到下表数据，见表4-2：

表4-2不同网点形状实地密度与相对反差

网点形状DvDr（80%）K

方圆1.490.880.409

简单网点1.490