第十章 颜色的密度学体系
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第十章 颜色的密度学体系. 主要内容. 密度 印刷 油墨颜色质量的 GATF 密度评价方法 密度 测量原理. 透射密度. 透射密度. 11.1 密度. 11.1.1 密度的定义. 吸收物体的分子消光指数. (1) 密度公式. 入射光通量. 介质厚度. 介质浓度. 透射光通量. 吸收物体的分子消光指数 与吸收物体的分子结构有关，与照射光的波长有关. 因为： 光透射率. 式中： τ(λ)―― 光谱透射率 S(λ)―― 光源的光谱能量分布 V(λ)―― 光谱光视效率 λ―― 可见光光谱波长，一般取 400nm ～ 700nm. 光密度. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
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claD i
lg
1lgD 或
吸收物体的分子消光指数 与吸收物体的分子结构有关，与照射光的波长有关
入射光通量
透射光通量
吸收物体的分子消光指数介质厚度 介质浓度
透射密度透射密度
11.1 密度11.1.1 密度的定义(1) 密度公式
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dVS
dVS
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dVS
dVSD
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因为： 光透射率
光密度
式中：τ(λ)―― 光谱透射率S(λ)―― 光源的光谱能量分布V(λ)―― 光谱光视效率λ―― 可见光光谱波长，一般取400nm ～700nm
反射亦然！
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90% ρ=0.9 D=0.05
50% ρ=0.5 D=0.30
10% ρ=0.1 D=1.00
1% ρ=0.01 D=2.00
0.1% ρ=0.001 D=3.00
0.01% ρ=0.0001 D=4.00
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dxS
dxSD x
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dyS
dySD y
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dzS
dzSD z
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所以密度又可以写成如下形式：
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11
i11
1LgD
/
第一层和第二层的透射率和密度分别是
22
122
1LgD
/
合成透射率为：21
1
2
i
1
i
2
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11.1.2 ISO 规定的密度类型• 《 ISO 5-3:1995 Photography and graphic
technology -- Density measurements -- Part 3: Spectral conditions 》– 已有 2009 版
• 《 GB/T 11501-2008 摄影 密度测量 第 3 部分：光谱条件》
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密度类型 印片密度 标准 1 型密度 标准 2 型密度 标准 3 型密度 单色密度 窄带密度 光谱允差 绝对参考标准（白）
标准视觉密度 标准 A 状态密度 标准 M 状态密度 标准 T 状态密度
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dSS
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L
K
r
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KF
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dSS
dSSD
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K
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KF
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光谱乘积是入射光通量 S(λ)乘以对应波长探测器响应 Sr(λ), 用 Π表示。
光谱乘积
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(1) ISO
• 透射密度表示为 DT(SH:VT)
• 反射密度表示为 DR(SA:V)
• 视觉密度是用于对直接观察或通过投影观察影像的黑度的测量。主要用于黑白影像，但也用于其它类型的影像。
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• 对于反射密度，密度计出射元件和探测器的光谱特性合成的光谱响应度应与明视觉光谱光视效率函数 V(λ) 相匹配。 V(λ) 和 SA
逐个波长的乘积确定了整个密度计具有标准视觉密度的光谱乘积
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• 透射视觉密度测量的光谱乘积与对应的反射视觉密度乘积相同。但是由于入射通量的光谱条件不同，所以探测器的光谱响应 VT 必须加以补偿，使以波长 10nm 为间隔的各对应波长点的乘积都满足 SHVT ＝ SAV 。
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(2) 印片密度• 在感光材料上印制连续调影像时，需要一种称为印片密
度的特殊计量方法。其光谱条件应是光源的光谱功率分布，光学系统光学特性和印片材料光谱响应度的函数。当用一胶片试样和无光谱选择性的调制器分别与印片材料做接触印片时而获得相同的效果时，则该调制器的透射密度就等于该胶片试样的接触印片密度。
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(2.1) ISO I 型密度• DT(SH:s1)
• 重氮和微泡胶片在缩微工业中广泛用于从原底片及其各代翻底片上印制拷贝。而这类印制用胶片，通常在蓝光区和紫外光区具有感光性，在印片机上需要装备的高压汞灯。并规定，在这类胶片与光源条件的组合条件下，对原底片的测量，应使用透射峰值在波长 400nm 处的窄带滤光器密度计测得印片密度值。印片材料的有效光谱响应度以符号 s1 表示。该类型密度称为标准 1 型密度，它的光谱乘积∏ 1 的对数值见图。密度计测量印片密度的准确程度取决于印制胶片的响应度和印片系统和光谱特性和几何特性。
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(2.2) ISO II 型密度• DT(SH:s2)
• 在卤化银盲色感光材料上印片时，其光谱乘积∏ 2 的对数值列见图。这些数据是用一块紫外吸收滤光器（在波长 360nm 处锐截止）通过调整印片材料和平均光谱响应度后得到的。其合成光谱响应度以符号 s2 表示。加入紫外吸收滤光器可使印片系统中由于光学元件的变化以及银沉积物在波长 360nm 处吸收带产生的影响限制到最小程度。光源的相对光谱功率分布与光谱响应度的乘积，即可得到密度计提供标准 2 型印片密度的光谱乘积。
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(3) ISO A 状态密度• 对透射密度表示为 DT(SH:AB)
DT(SH:AG)
DT(SH:AR)
• 对反射密度表示为： ):( BAR ASD
):( GAR ASD
):( RAR ASD
A 状态响应被定义为与历史上评价幻灯片和后来评价与纸基上类似的成色剂相匹配的响应度。
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(4) ISO M 状态密度• 对透射密度表示为 DT(SH:MB)
DT(SH:MG)
DT(SH:MR)
M 状态密度的响应定义为与历史上评价彩色负片最相匹配的响应。
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(5) ISO T 状态密度• 对透射密度表示为 DT(SH:TB)
DT(SH:TG)
DT(SH:TR)
• 对反射密度表示为 ):( BAR TSD
):( GAR TSD
):( RAR TSD
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T 状态密度的响应定义为符合历史上用以评价色彩分离的原创艺术片最相匹配的响应（需进行分色的原稿作品）。另外尤其在美国， T 响应应用于诸如纸质印刷品和胶印打样等印刷制版材料。
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(6) ISO E 状态密度• 反射密度表示为： ):( BAR ESD
):( GAR ESD
):( RAR ESD
在欧洲贸易中， E 状态通常是其印刷制版业应匹配的响应；E 状态响应是从 DIN 16536-2 中双通带滤光器技术规范拓展而来，考虑了入射通量的光谱特性和探测器的光谱特性。E 状态的蓝光谱乘积的应用需要进一步研究。
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(7) ISO 窄带密度• 透射密度表示为： ):( NSD HrT
• 反射密度表示为： ):( NSD HrR
窄带密度表示法中下标 r 等同于 10 的 r 次幂指数边带抑制，下标 λ 表示峰值波长。如：):( 4805 NSD HT 表示边带抑制为 105, 峰值为 480nm 的透射密度光谱条件。):( 5904 NSD HR
表示边带抑制为 104, 峰值为 590nm 的反射密度光谱条件。
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(8) ISO I 状态密度• I 状态密度是窄带密度的特例，其峰值波长
为：– 蓝： 430nm(±5nm)；–绿： 535nm(±5nm)；–红： 625nm(±5nm)；
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11.1.4 密度的比例性和相加性 所谓密度的比例性，是指各单色油墨在印刷网点面积率不同时，用红、绿、蓝滤色片测得的密度值相互之间保持比例性（线性）关系。或者说，各单色油墨副次密度和主密度之比为常数。
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黄墨 DYR/DYB=tanθ1=C1
DYG/DYB=tanθ2=C2
品红墨 DMR/DMG=tanθ3=C3
DMB/DMG=tanθ4=C4
青墨 DCB/DCR=tanθ5=C5
DCG/DCR=tanθ6=C6
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所谓油墨的相加性，是指几种油墨叠印成色的密度，等于各单色油墨同一滤色片密度之和。 但是在实际的印刷中，几种油墨叠印时，用同一滤色片测得的叠印色块的密度值往往明显地比各单色油墨密度值之和要小。
相加性
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11.2 印刷油墨颜色质量的 GATF 密度评价方法
11.2.1 影响油墨密度的因素首层表面反射多重内反射透明性不良选择性吸收不纯
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首层表面反射
油墨纸张
入射光首层表面反射
油墨纸张
入射光首层表面反射
4%
对于粗糙墨层表面，首层表面反射无方向性，导致墨层密度下降
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品D GB R
400 500 600 7000
0.4
1.01.2
黄D GB R
400 500 600 7000
0.4
1.01.2
400 500 600 700
D GB R
0
0.4
1.01.2
青
理想情况下是吸收：
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色别 红 (R) 滤色片密度
绿 (G) 滤色片密度
蓝 (B) 滤色片密度
青 (C) DCR=2.0 DCG=0 DCB=0品红 (M) DMR=0 DMG=2.0 DMB=0黄 (Y) DYR=0 DYG=0 DYB=2.0
主密度值副次密度值
理想油墨的各密度值
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色别 红 (R) 滤色片密度
绿 (G) 滤色片密度
蓝 (B) 滤色片密度
青 (C) DCR=1.23 DCG=0.50 DCB=0.14品红 (M) DMR=0.14 DMG=1.20 DMB=0.53
黄 (Y) DYR=0.03 DYG=0.07 DYB=1.10
某油墨的各密度值
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D GB R
400 500 600 7000
0.4
1.01.2 吸收不足
不应有吸收
D GB R
400 500 600 7000
0.4
1.01.2 吸收不足
不应有吸收
D GB R
400 500 600 7000
0.4
1.01.2 吸收不足
不应有吸收
青 品 黄
不应有吸收和吸收不足
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11.2.2 评价油墨颜色质量的参数GATF－Graphic Arts
Technical Foundation 美国印刷技术基金会http://www.gain.net
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油墨色强度：三个滤色片中密度数值最高的一个它决定了油墨颜色的饱和度，也影响着套色的间色和复色色相的准确性和中性是否能够达到平衡。一般工艺条件下要求：黄墨 DYB ： 1.00 ～ 1.10 品红墨 DMG ： 1.30 ～ 1.40青墨 DCR ： 1.4 ～ 1.50 黑墨 DBK ： 1.5 ～ 1.60
油墨色强度
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色相误差 ( 色偏 ) 由于油墨的颜色不纯，使得对光谱的选择吸收不良，产生不应有密度，从而造成色相误差。色相误差＝（ D 中－ D 低） / （ D 高－ D 低） *100%
以青墨为例，其色相误差为： 色相误差＝（ 0.50-0.14 ） / （ 1.23-0.14 ） *100％ ＝ 33％
色相误差
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D GB R
400 500 600 7000
0.4
1.01.2 基本色相色相误差
DCB低
DCG中
DCR 高青墨
D GB R
400 500 600 7000
0.4
1.01.2 基本色相 色相误差
DMR低
DMB中
DMG 高D GB R
400 500 600 7000
0.4
1.01.2 基本色相 色相误差
DYR低DYG中
DYB 高
品红墨 黄墨
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油墨的灰度：油墨中含有非彩色的成分灰度＝ D 低 / D 高 *100%
灰度对油墨的饱和度影响很大，灰度越小，油墨的饱和度越高。
灰度
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油墨的色效率是指一种原色油墨 应当吸收1/3 的色光，完全反射 2/3 的色光。因为油墨存在不应有吸收和吸收不足，使得色效率下降。
色效率 =1－ (D 低 + D 中 )/(2× D 高 )×100%
色效率
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GATF 色轮图是以油墨的色相误差和灰度两个参量作为坐标，圆周分为六个等分：三原色Y ， M ， C 和三间色 G、 R、 B ，圆周上的数字表示色相误差，从圆心向圆周半径方向分为 10 格，每格代表 10% ，最外层圆周上灰度为 0 （饱和度最高为 100% ），圆心上灰度为 100% （消色，饱和度最低，等于 0 ）。
11.2.3 GATF 色轮图
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11.3 密度测量原理
密度测量是印刷出版行业中应用最多的一种测量方法，无论是在印前设计表面，还是在印刷车间，已经在样品质量的分析过程中，都离不开密度测量。
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密度计是分色、制版和印刷中的主要仪器，这种测量方式一直是印刷工业最常用的客观评价质量的形式，密度计价格便宜，应用广泛。密度计测量颜色表面时，只能获得印刷中某一原色油墨的相对量，它不能指示被测颜色的色相。密度计测量值不与各种表色系统相联系，因而不能用色彩语言描述被测颜色。在颜色测量和评价中，密度计具有一定的局限性，它不是标准的颜色测量仪器。
密度计
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45°
1.23
滤色片 τ(λ) [ 红、绿、蓝 ]
光电管 s(λ)
密度显示
透镜 光源 S(λ)
纸张油墨 ρ(λ)
0.50 0.14
(1) 测量原理
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可以得出三色油墨的各种密度：色别 R滤色片密度 G滤色片密度 B滤色片密度C DCR= DCG= DCB=
M DMR= DMG= DMB=
Y DYR= DYG= DYB=
