半色调信息隐藏与防伪技术(第2版)
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1.1.1 传统印前技术

印刷是将文字、图画、照片等原稿经制版、施墨、加压等工序,使油墨转移到纸张、皮革、PVC、PC等材料表面上,批量复制原稿内容的技术。印刷是把经审核批准的印刷版,通过印刷机械及专用油墨转印到承印物上的过程。从印刷的复制工艺过程来看,印刷可以分为印前工艺、印刷工艺和印后工艺三个过程,如图1-1所示。

图1-1 印刷的印前、印刷、印后工艺过程

印前工艺又称制版工艺,主要是根据尺寸、位置、颜色等印刷要求,通过电子扫描等适当的处理后,将原稿(图文)信息进行数字或模拟加工发版、打样、制版等。印前工艺分为三个部分:一是图文原稿的分色;二是对连续的原稿层次信息进行加网,即离散化;三是拼版工作。

印前工艺经历了两大阶段:传统印前技术阶段和数字印前技术阶段。传统印前技术主要采用手工雕刻制版、照相制版、电子分色制版等。数字印前技术主要采用彩色桌面出版系统、计算机直接制版系统和数字印刷系统。

1.手工雕刻制版

在印刷技术发展的初期,制版主要采用手工制版工艺(包括描绘、雕刻、蚀刻等),手工雕刻制版由于雕刻手法不同,形成雕刻线条的深浅、风格等也大为迥异,且手工雕刻制版在细微之处形成独有的印记,因此手工雕刻制版也成为早期最佳的防伪技术,该技术至今仍在使用。

2.照相制版

照相制版是现代丝印制版的主要方式,是一种利用照相复制和化学腐蚀相结合的技术制取金属印刷版的化学加工方法,主要依赖银盐感光材料,制版照相机或者手动照排机是基础的技术手段。照相制版主要经历了明胶制版工艺、明胶干版照相法和软片照相法三次变革。

照相制版在进行印前处理时将图像和文字分别处理,在印刷版上建立图像、文字与空白三个部分,其中图像、文字部分能够与油墨发生反应,而空白部分则不行,这样原稿中的信息就可以通过其敏感部分的不同感光度而传递到感光胶片上,再转至印版。

在图像、文字部分与油墨发生反应的过程中,图像、文字部分的处理方式却是不同的。图像部分的处理方式主要是以银盐感光材料(胶片)和制版照相机为基础进行的处理,产生用于图像复制的网点分色胶片;而文字部分的处理方式主要是以银盐感光材料和手动照排机为基础进行的处理,产生用于复制文字的文字胶片。图像、文字部分产生的胶片由人工拼接组成印刷页面,经过复制、晒版、修版等过程制成印版。

对于图像部分的处理,其加网技术主要分为间接分色加网工艺和直接分色加网工艺。

1)间接分色加网工艺

间接分色加网工艺在处理图像时将分色与加网分开进行,即原稿通过滤色片被分解成连续调分色阴片,通过手工拼接修正,然后用接触网屏复制成加网阳片/阴片,再制成印版,如图1-2所示。

图1-2 间接分色加网工艺图

2)直接分色加网工艺

直接分色加网工艺在处理图像时使分色和加网一次性完成,即在分色的同时利用接触网屏或玻璃网屏对原稿进行加网,将原稿的阶调层次以网点的形式记录在分色片上,如图1-3所示。

图1-3 直接分色加网工艺图

间接分色加网工艺和直接分色加网工艺各有优劣。间接分色加网工艺的各个流程独立且制版效果容易控制,但其操作复杂,多次复制和照相会使图像清晰度受损。直接分色加网工艺解决了操作复杂的问题,缩短了制版周期,在减少复制次数的同时提高了图像的清晰度,但是其层次再现和制版效果不及间接分色加网工艺。

3.电子分色制版

照相制版流程繁多,工艺复杂且生产效率低下,日益增长的生产需求促进了制版新技术的诞生——电子分色制版。电子分色机集光、机、电(光电技术、计算机技术和电子技术)为一体,作为20世纪七八十年代的主流制版技术,它得益于电子计算机技术向微型计算机技术的发展,以及自动控制技术、激光技术和光纤材料的广泛普及。

透色稿或反射稿等原稿透过电子分色机,转换成计算机使用的数字元影像,也就是分色成RGB三色色彩或者是CMYK四色色彩的数字元影像。经过层次及色彩校正,电子分色技术得到的图像清晰度很高,制得的分色片稍作修正即可制作印版,提升了效率又节约了感光材料。尤其是在计算机飞速发展的背景下,计算机可实现全部层次、色彩校正、细微层次强调及缩放等功能,使得电子分色机的结构更加简单。电子分色机如图1-4所示。

图1-4 电子分色机

电子分色机的原理是:光源发出光线照射原稿,扫描头对被光源照射的像元进行扫描,根据原稿信息形成不同的光信号,光信号进入光学系统(分光镜、滤色片等)分解为R、G、B三色光,然后到达光电倍增管,进行RGB/CMY信号的转换,以及色彩校正、黑(K)版计算(UCR、GCR)、底色去除、清晰度调整等计算和调节,产生适应需要的电信号,送入记录部分,记录部分通过电光转换器件(将电信号转换为光信号),然后由网点发生器产生激光,将光信号分别记录在感光软片上。

从图像处理的角度来看,电子分色机的基本组成分为三个部分:原稿输入单元、图像信息处理单元、图像信息输出单元。

1)原稿输入单元

原稿输入单元的作用是扫描原稿的图文信息,将原稿的图文信息的浓淡转换为光亮的强弱,再转换为对应的电信号和数字信号。原稿输入单元的核心技术是光电倍增管,它是电子分色机的颜色感知器,可分成四个主要部分,分别是光电阴极、电子光学输入系统、电子倍增系统、光电阳极,可感知微弱的光信号,将其放大并转换为与颜色深浅对应的电信号。

2)图像信息处理单元

图像信息处理单元主要分为彩色计算机、比例计算机、网点计算机等部分。其中,彩色计算机主要实现对数转化,即将图像模拟电信号转换成与密度值成正比的电信号,以及进行层次校正、色彩校正、黑版计算(UCR、GCR)、清晰度调整等;比例计算机主要实现图像的缩放功能;网点计算机主要实现加网处理、形成曝光信号等,并将修正好的图像信号提供给记录输出系统(图像信息输出单元)。

3)图像信息输出单元

图像信息输出单元的作用是将符合要求的图像信号记录到感光材料上,经过显影处理后再输出。

电子分色机对图像的处理从很多方面来说都是高质量的,如颜色复制、精度、层次等。但是电子分色机没有绘图、文字输入等功能,它对图像、文字的处理需要在不同的系统中完成,然后将处理之后的网点胶片和照排片拼接成所需页面,再进行后续处理,而此时的计算机是专用系统,各生产商之间的系统也是自主研发的,数据不能共享,彼此封闭、不兼容。此种生产工艺在图文处理过程中采用数字处理和模拟处理并存的混合生产方式。电子分色制版主要经历了电机分色制版、整页拼版和电机高端联网三个阶段。