包装彩色控制工艺

——如何优化客观对象、仪器和色度学标准

        许多产品的生产公司对他们外包装的色彩稳定性要求越来越高，一方面是为了强调品牌的标识作用，另一方面也是为了提高产品的整体质量。此外企业要求对色彩进行严格控制还为了对变量进行量化，以方便产品生产的各个参与方能够进行有效地沟通，如生产一方、印前制作一方和印刷商一方等。

        大多色彩质量控制系统的基本目标是通过对目前色彩复制过程中可选变量的控制和确定来增强工艺的稳定性，从而减少品牌色的复制差异，使生产工作流程更加流畅，同时提高各个环节的沟通性。

        尽管如此，在可计量的色彩控制系统中存在一定的误差，人们还是可以接受的，这是因为它涉及的环节比较多，如客观标准、色彩测量设备和软件、色差规定以及一些相关的培训资料。了解这些因素对色彩质量控制带来的影响是非常重要的。本文将对上述一些开发色彩控制系统时固有的差异进行描述，并提出一些有效的方法来优化各个参量。

        客观标准
        在评价一个色彩控制工具的时候，有必要了解色彩形成的三个基本条件：光、物体和观察者，它们都有可能对色彩的感知带来一定的误差。

        首先需要控制的变量是观察的客观标准，如光源和观测条件。在印刷行业，有著名的ANSI 2.3 1989色彩观测标准。标准中指出，理想的观测条件应该是5000开尔文光源，显色指数应大于90。这意味着不应该简单地安装一个荧光灯管应付了事，需要购买专业的灯管作为光源。

        观察对象的表面应该达到204+/-44尺烛光的亮度，同时观测区域应该保持中性灰（孟塞尔 N8或相类似的色彩）。观测角度或照明角度应尽量避免反光，可以采用专门制作的标准看板台，灯管使用相当长的一段时间后应即时更换，否则也会给色彩的观察带来一定的麻烦，更换灯管应在专家的指导下进行，并需要一定的预热时间，只有这样才能满足ANSI标准的参数指标。

        客观标准中的被观察对象本身也是产生误差的主要原因。在应用标准控制工具，如色标，的时候应注意：这一标准是与哪种印刷方法相对应吗？一些客观标准（色标）的制定，往往是以绘画用色粉作为测量依据，其色彩表现和墨墨厚度与柔版印刷的结果有很大差异，如果仍然以这样的标准进行评价，势必会得到不精确的结果。

        此外，周边环境也会使色标的外观发生变化，因此在不使用的时候，应该用一种可控制的方式对它进行存储，如信封或盒子中，以外外界光线的辐射，同时还应注意不应色标暴露在高温和潮湿的环境中。

        观察者是产生色彩变化的另一因素。人眼的视觉差异非常大，即使同一个人在不同的时间内观察到的色彩也是不一样的，而且人眼还无法定量地表达色彩之间的差异，因此常常使用色度学理论和专门的一起来度量。
 
        色度学原理
        色度学是一种对色彩进行定量描述的方法，最初由孟塞尔（Albert H. Munsell）在二十世纪初的时候创立的。现代色度学理论以CIE（国际色彩）委员会的研发成果为基础。CIE通过大量的实验研究确立了标准观察者的概念，这些实验于1931年完成，并于1964年，在不同的条件下进行了重新测试，因此CIE确定了两类标准观察者。

        为了将标准观察者的实验结果推广到商业应用中，CIE开发了色梯尺、色空间，其中最流行的色空间应用有CIEL*a*b*。色空间是指描述色彩的三个属性，分别为亮度、色相和饱和度。这样的色空间允许用户用一个三维坐标唯一确定一个颜色，如L*, a*和b*。CIEL*a*b*就是这样的一个色空间，可以看成是一个球体。

        上面的色度图中，L*轴代表色彩的相对亮度，是一条垂直轴，贯穿整个球体的南北轴，当L* = 0时表示黑色，L* = 100时代表白色。因此L*值为55的颜色要比L*值为45的颜色亮。

        a*轴和b*分别控制色相，它们在L*轴处相交。如果我们沿着水平方向将球体一分为二，会发现a*轴代表从绿到红的色彩，b*轴代表从蓝到黄的色彩，它们的分布是以色彩的对比色原理为基础的。这样就可以用一个值描述的红/绿属性，用另一个值描述色彩的黄/蓝属性。

        a*轴b*轴相交的点代表中性灰色。a*轴的红色区为正值，绿色区为负值。b*轴的黄色区为正值，蓝色区为负值。因此一个有正的a*值和正的b*的颜色应该偏红黄色，负的a*值与负的b*值组合呈绿蓝色。其他的颜色以此类推。利用CIEL*a*b*颜色空间，可以定位某个颜色，并通过数值比较不同颜色之间的差别。

      除了CIEL*a*b*以外，比较流行的颜色空间还有CIEL*c*ho，它应用于色彩控制系统中是因为它比较适合在多方之间进行沟通和交流。一旦在色空间定位了一个颜色后，需要注意的一个问题就是样品与色标色的接近程度。理论上讲，可以分别记录L*，a*和b*的色差值，但意义不大，在实际应用中，往往用ΔE值来代替颜色的总色差。

        在实际应用中有几种计算色彩的公式和方法，如CIE-94椭圆色差法和CMC色差法，近几年得到了广泛的支持。

        如果给定了一种度量色差的方法，就需要对一些相关的变量进行控制，如CMC色差法允许用户通过输入系数来调整色差椭圆体的大小尺寸。这些系数值与色差值是对应的，如系数为1.0的时候对应的CMCΔE值也为1.0。此外，椭圆体的形状还可以通过改变亮度和色相的比例作出相应的改变，进而协调人眼的评估性能，获得更好的视觉效果。

        与观测标准一样，色度学标准同样需要专门的光源，它所提到的D50光源对应于5000开尔文观测条件。同时，观察者的观测角度也被规定。CIE在1931和1964年的实验中，规定了不同条件下的标准观察者。其中观测角度只主要的差别，1931年的标准观察者采用2º视角，1964年的标准观察者采用10º视角。因此，色度学标准需要确定某一种标准观察者角度作为基本的分析条件，不同的色彩控制系统选择的观测条件是不同的，通常选用D50 (5,000开尔文)照明光源和2º视角的标准观察者。

        仪器设备
        测量色度值的彩色测量仪器也常常是误差的源泉，人们经常怀疑这些设备仪器的精确度，设备制造商通常用可重复性和不同设备之间的差别性来解答这些疑问。

        可重复性指的是在一段时间内设备记录同一对象的数据接近程度。不同设备之间的差别性指的是两台同类设备读取同一对象的数据接近程度。通常这些数据是在理想的条件下，设备经过认真校准后，由经验丰富的技术工程师，在干净的环境下测量得到的。

        同类设备之间数据的差别与操作者操作程序的差别有很大关系，这些可能引起色彩差异的因素都需要被严格控制。

        测量色度值的主要设备有色度计和分光光度计。色度计的测量结果不如分光光度计的测量结果精确。前些年，分光光度计的价格比较昂贵，体积也比较大，但是一种精密的仪器。随着技术的不断进步，其价格和体积都有很大程度的下降，而且稳定性也提高了许多。门槛的降低，使许多中小型印刷企业也有机会使用这种高档的设备作为质量控制的手段。

        印刷行业应用的分光光度计大体可分为两类，一类为球形几何测量法，另一类为0/45 (或45/0)几何测量法。球形仪器使用漫射光来照明被测量的样品，在测量色彩的时候，具有同时包含或排除光面组分（也称为镜面组分）的能力。

        0/45几何测量法以0º为入射光的角度，并在45º处接收反射回的光线，有时也以45º角为入射光的角度，0º为反射光的角度，这种方式与人眼观察色彩的方式非常相似。值得注意的是，两种测量方法的数据结果不具有可比性。

         对设备的校准是另一个容易带来误差的因素。在使用彩色测量设备之前，一定要严格按照制造商提供的使用指南来精确地校准设备。测量光孔是一个很容易被忽视的变量，测量光孔越小，越具有读数不完整性的危险。这要根据具体的应用来确定，有些应用需要较小的光孔，这种情况下，最好多测量几次数据，然后取它们的平均值，由此来达到统计意义上的精确程度。

        还有其他一些与设备相关的变量，如被测样品的表面。在传递色度学信息的时候，应将被测表面这一变量加入彩色控制系统中。

        总之，在实施一套具体的色彩控制方案的时候，应通过理解各个环节的限制来克服色彩的误差，并与各个当事人进行有效的沟通。这些方面包括设备制造商、印刷企业、印前服务公司、以及油墨、承印材料和设备仪器零售商。此外，没有哪一套系统是万能的，当今复杂的、充满竞争的市场需要对色彩控制工具有透彻的理解，理解它们是如何被应用来改进色彩的转换和定量的色彩分析。只有这样才能获得稳定、高质量的彩色复制，吸引更多的客户。

信息来源：青工刊报