摘要：印刷品是一种视觉产品，人们习惯利用目测的方法对彩色印刷品进行质量评价。而这种主观的评价存在着易受外界条件的影响、判断不准、因人而易、重复率低等缺点。所以，在现代印刷生产中，人们逐渐接受了数据化、使用仪器测量颜色这种客观的方法控制印刷质量，这不但提高了生产效率，同时也对印刷质量的提高发挥了积极的作用。印刷质量控制中使用的仪器测量主要包括密度测量和色度测量，本文主要讲解密度测量在印刷过程中的应用。
关键词：密度、光学密度、反射率、最佳匹配
密度
密度，也称光学密度，分反射密度和透射密度，随着CTP的发展，菲林逐渐被淘汰，透射密度的测量也逐渐退出历史舞台，所以现在的密度测量主要是反射密度测量。
反射密度测量
反射密度测量是对反射光的光量大小的度量，是视觉感受对无彩色的黑、白、灰组成的画面明暗程度的度量。密度测量不是色度测量，密度测量对于印刷过程的颜色控制，实际上主要是控制印刷墨层厚度的变化。
反射密度测量被广泛应用于彩色网点印刷的质量检测和生产流程的控制，在印刷过程中，利用反射密度仪对印张上附加的测控条进行测量，可以检测青、品红、黄、黑四色的实地密度、网点增大值、相对反差、叠印率、灰平衡等，利用这些数据可以方便且有效地控制印刷过程中阶调和色彩的再现。
定义
密度是反映光线与物体相互作用过程中发生的反射、选择性吸收等现象的物理量。密度可以定义为物体表面吸收入射光的比例，可以间接表示物体吸收光量大小的性质。物体吸收光量大，表明其密度高；物体吸收光量小，则表明其密度低。[1]
当光线照射到不透明物体表面时，一部分光被吸收，而另一部分光从物体表面反射出去，反射出去的部分即为我们看到的颜色。反射光通量与入射光通量的比值，是物体的吸收、反射特性，称为反射率，用R表示。密度则定义为对反射率的倒数取以10为底的对数，用D表示
D=lg(1/R)= -lgR
从式中可以看出反射率与密度值之间的关系：
反射率越大，密度值也就越小，
反射率越小，密度值也就越大。
密度值是一个数据的计算，没有单位。
那么，反射率受哪些因素影响？
密度值大小又如何反映颜色的视觉感受呢？
图1展示了反射率、密度与墨层厚度关系。从图中可以看出，在没有印刷油墨的白纸上，反射率为90%，密度值为0.05，印上油墨后，反射率变为50%，密度值为0.30，而随着墨层厚度的增加，反射率减小，密度值也随着增加。
图1 反射率、密度与墨层厚度
也就是说，墨层越厚，反射率越小，颜色也越深。因此，印刷过程中，可以通过测量密度值来控制墨层厚度。但是，随着墨层厚度的增加，达到一定极限后，反射率不再变化，密度值也无变化，颜色达到饱和。事实上，密度随墨层厚度而增加的关系是在一定范围内的，当超过一定墨层厚度时，反射率不再变化，密度值也并不会增加。
图2 密度与墨层厚度关系
在胶印中，墨层厚度通常在1μm左右，当墨层厚度小于1.2μm时，墨层厚度与密度的线性关系是成立的；当墨层厚度超过1.2μm时，密度的变化量逐渐减小；当墨层厚度在2μm左右时，密度值不再随着墨层厚度的增加而增加。密度随墨层厚度的变化趋势如图2所示。
密度状态（响应方式）
四色印刷
四色印刷一般采用青、品红和黄三原色油墨和黑墨印刷，测量它们的色密度时，应分别测量它们所反射的互补色光红光、绿光和蓝光。
反射密度计
反射密度计是用来间接确定表面吸收光的量的仪器，通过测量从待测样品表面反射回来的红、绿、蓝三色光的量来确定印品的色密度，密度计的红、绿、蓝和视觉滤镜分别与青（C）、品红（M）、黄（Y）、黑（K）相对应，仪器的工作原理是比较物体表面反射的光的强度与照射在物体表面上的光的强度，然后通过对数的关系来计算密度值。
青色的补色为红，所以用红色滤镜过滤青色油墨的反射光，只透过红色，接受的光通量少，则说明油墨吸收红色多，密度值就大，颜色就深；反之，接受的光通量大，则说明油墨吸收红色少，密度值就小，颜色就浅。
同样道理，品红色的补色是绿色，用绿色滤镜，黄色的补色是蓝，就用蓝色滤镜。图3为测量密度的滤镜示意图。分光光度仪是通过滤镜所对应的光谱波段的反射率的积分求和计算密度值。
图3 测量密度的滤镜示意图
根据所取波段和带宽的不同，分不同的状态
（或称响应方式）。
状态T（ISO T）是一个宽波带响应，被广泛应用于北美印刷工业，此类型被用于依据T-RefTM颜色标准的仪器校正；状态E（ISO E）是欧洲类型，使用Wratten 47B型滤波器，对于黄色读数比较高; 状态I（ISO I）具有窄波带、干扰类型的滤波器响应，相当于DIN NB状态；状态A（ISO A）用在彩色照片打印行业；而状态G（ISO G）为爱色丽印刷工业宽波带响应，与T类型相似，只是对于较浓的黄色油墨比较敏感。印刷行业常用的响应方式为状态T和状态E。
表1 ISO T/E/I 响应方式对应的波段和带宽
状态T（ISO T）的青色密度是以607.5nm为中心，带宽29nm；品红色密度是以530nm为中心，带宽51nm；黄色密度是以460nm为中心，带宽73nm；黑色密度是以555nm为中心，带宽101nm。
状态E（ISO E）的青色密度是以620nm为中心，带宽20nm；品红色密度是以530nm为中心，带宽60nm；黄色密度是以430nm为中心，带宽40nm；黑色密度是以555nm为中心，带宽101nm。
状态I（ISO I）的青色密度是以620nm为中心，带宽20nm；品红色密度是以530nm为中心，带宽20nm；黄色密度是以430nm为中心，带宽40nm；黑色密度是以555nm为中心，带宽101nm。
图4为ISOT/E/I 响应方式对应的中心波段和带宽在可见光范围内的显示。
图4 ISO T/E/I 状态对应的波段和宽带
从图中可以看出，ISO T和E/I的品红色和黑色密度的测量中心波长是一样的，品红色的带宽有所不同，而黑色的带宽是一样的；青色中心波长略有不同，带宽也有所不同；黄色密度测量中心波差别较大，带宽也有很大的差别。
图5 ISO T/E/I 响应方式的密度数据
图5为一个颜色在ISO T/E/I三种响应方式下密度数据。数据显示，同一个颜色，ISO T和E的黄色密度数据差异较大，差值为0.24，而其它颜色密度值一样。ISO I和E的数据相对接近，但品红色的密度差值达0.08。这些差异都是由于这是测量的中心波段和带宽不同造成的。
图6 四色密度和密度数据
对于四色印刷来说，用互补色滤镜方式可以很好地反映油墨的反射特性，可用于印刷过程墨量控制，但是对于专色油墨，其反射光谱并不是基本固定或相似，而是每个颜色的光谱都不同，最大吸收点也不一样，所以用这种方式不能很好地反映油墨的反射特性。
专色的密度测量可以用专色密度（或光谱密度）来表示，仍然采用与四色密度相同的计算公式，但是可见光波长上每一波段的反射率来计算密度，一般采用最大吸收率（最小反射率）波段上的密度代表该颜色的密度。
与四色密度标注CMYK不同的是，专色密度会标注密度所在的反射光波长λ。由于选取的波段不同，同一颜色的四色密度和专色密度是不同的，图6是一个色块的四色密度和专色密度。四色密度为Y （黄）1.07，专色密度为波长450nm上的密度1.39。
获取最佳密度
在印刷过程中，往往依据某一密度标准来控制颜色和版面均匀性，但是有时会发现密度达到了，而色差并不是最小，或者配色时密度接近了，色差仍然比较大。色差和密度如何统一，如何找到一个合适的密度“标准”值就极为重要。
图7是颜色随密度的变化趋势图。当样品和目标色有色差时，可能是色相不对或者密度没控制好，密度太大或太小，色差都会比较大，在一定范围通过墨层厚度来调整密度值，在一定程度上可以减小色差，当达到某一匹配点时，色差最小，即达到最佳匹配，此时密度即为该颜色的最佳密度。
图7 颜色随密度的变化趋势
了解了颜色随密度的变化规律之后，在配色和印刷过程中就可以快速判断配方是否正确，以及印刷墨层厚度是否合适。
图8 颜色随密度的变化趋势
图8显示了两个配方与目标色的色差和密度，第一个配方与目标色的色差ΔE00是2.07，增加密度后，色差可以降到最小0.94，这时的密度值为1.37+0.18=1.55，即无需修改当前配方，可以以密度值1.55为目标，用于印刷过程控制。
而第二个配方与目标色的色差ΔE00是1.81，但是已无法通过调整密度值减小色差，若要减小色差，必须对配方进行调整。因为已经知道无法达到目标，所以不用花时间去试错，一定程度上减少了时间和材料的浪费。
印刷过程的密度测量与控制
确定最佳密度后，在印刷过程中便有据可依，通过测量密度值可以快速知道颜色是否达标、版面是否均匀。这样就可以大大提高生产效率，提高产品质量。图9是生产过程中密度测量的应用。
图9 印刷过程密度测量
使用IntelliTrax2测量一个样张，在密度版面可以查看每个墨键的密度信息，就这个印张而言，黑色和青色密度值整体偏低，品红色左边和右边几个墨键密度值偏低，黄色密度值基本在合格范围内。
通过这些信息，可以知道每个颜色在每个墨键上是偏深还是偏浅，样张左、中、右是否拉平，然后根据实际情况进行调整、干预，或者通过闭环系统自动调整。
密度值达标后，就可以查看网点增大（阶调增TVI）、叠印率、灰平衡等其它参数数据，有时可能需要微调实地密度值使这些参数合乎标准，但是如果差异太大，则可能是印刷条件出现了变化或者印版出了问题，甚至需要进行印版补偿，重新出版，以达到各项能数在标准规范的范围内。
小结
由于密度测量的简便性、直观性，受到印刷从业人员的喜爱，配色人员利用密度和色差的巧妙结合，完善颜色数据，给印刷机操作人员提供了明确的、可操作的颜色目标数据；印刷机操作人员通过这些目标数据，在生产过程中实时监控产品的质量，提高了工作效率、稳定了产品的质量。
本文参考标准
？ 参考文献
[1] 何晓辉 印刷质量控制与检测 2008年6月第1版 2008年第1次印刷
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