光线与图像的相互关系及其现象分析

本书2至5章从物理角度讨论了传统印刷原理，同时在第7章中以具体印刷中例子阐述了印刷图像形成的一般原理。本章将用这些原理更进一步阐述印刷品中图像。这两章重点关注的是印刷品的颜色和印刷品作为信息载体的状况。

印刷品对物理光线的作用形成了印刷品的光学图像。光是指光辐射能量或者强度。印刷品是视觉产品，主要是光作用在印刷品上通过光的物理相互作用形成的。作为印刷产品或者其他的任何原稿，例如照片类原稿，没有光的相互作用就无法形成印刷品上的图像。

印刷品上的光学图像形成，是因为在印刷作业过程中用到了吸光性的材料，如印刷中的着色剂粒子油墨，或者纸张中x，y及z方向的的组分导致对光做吸收之后进行反射或者透射形成的。在印刷过程中，油墨粒子与承印材料对光线随机的进行漫反射，形成了印刷品的图像，组成图像的要素，如印刷油墨粒子变化特征决定了图像的精细层次。图像的总体变化由印刷工艺过程决定。

光线和图像之间的相互关系主要涉及以下几种现象：

如图8-1所示现象，以两色叠印形成的印刷品为例进行说明^[1]。光线和印刷品图像^[2]相互作用的过程，首先是表面反射，叫做第一表面的反射，发生在图像和空气界面之间。发生在印刷品上的任何颜色的表面发射都有大致相同的光谱反射成分。换句话说，在金属表面入射白光，对照射到金属表面和一般印刷品表面的光的反射光谱是不相同的，主要是因为金属表面跟其他材料形成的印刷品表面相比有比较高的表面反射率。光线作用的结果不是表面反射而是折射到彩色油墨层中了。

图8-1 印刷品中光线互相作用现象

1—入射光束 2—第一个表面对光的反射3—光通过油墨层，部分光被吸收4—不透明油墨层对光散射5—纸张表面对光散射形成了视觉的图像6—光在纸张表面反射 7—内部的反射8—从油墨层直接折射到空气中8+—有一部分光达到人眼(www.xing528.com)

在油墨层中，油墨对入射光进行吸收。黑色油墨发生非选择性吸收，彩色油墨对入射光发生选择性吸收。吸收的光能量转变成热量。在某些不利条件下，吸收光线产生的能量导致发生化学变化，进而导致变色或者褪色发生。

印刷油墨层最好对光不发生散射，散射会导致光线穿过油墨层时的方向发生变化，但是对光的强度不产生任何影响。在多色套印中，光线从套印油墨达到第一色印刷的墨层和纸张表面上，在内部没有产生任何有意义的内部表面反射作用。所以折射指数也没有发生多大变化。

纸张类承印材料会发生光线的散射。纸张的发射率是由连续散射形成的^[3]。光线从背面照射时发生散射，容易在纸张表面形成少量的深色区域。光的散射形成了光的扩散和传播，使得光失去了方向性，同时发生随机的偏振现象。这就意味着当光波以比较窄的范围入射到纸张的表面上时，就会形成光学网点扩大。这样会导致原本锐度很好的印刷品上的网点和线条会变得不够清晰。这种现象叫做印刷中光学网点扩大。在光学网点扩大中，文件中的网点的密度会比较平，有效的半色调区域的网点面积会增大。光线的散射取决于波长，并且这种影响在不同的光谱范围内是不同的。这种网点扩大的模型将在颜色校正章节中进行简要讨论，通过本章第1、2、3节对检验光学网点扩大理论进行更详细的讨论。

纸张对光也会发生不同程度的光吸收。纸张的不透明度是由纸张对光线散射和吸收决定的。纸张对光发生的选择性吸收形成了纸张的颜色。纸张对入射的光线进行吸收和散射之后进行反射，之后入射到油墨层中。

当光线入射到印刷品表面和空气层界面时，一部分光线反射之后进入到油墨层中，发生了内部的反射。如图8-1中所示。当光线通过叠印的墨层后光的强度和能量快速降低，并且其显著特点也会变小。

总之，印刷品表面的反射光主要来源于印刷品表面反射和墨层内部散射吸收之后的反射。