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江瑞璋,知名電子出版專家、網路作家。
   
  迷你導表,學問不小
  江瑞璋 May 10, 2001
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摘要         

         印刷品質的控制並不一定要事後藉助濃度計或色度計,這樣是不夠自動化的。現今的量測技術已經結合了影像處理和品質控制等自動化工程。以Ugra/FOGRA MiniTarget為例,就可用於報社的印刷自動控制工程,此導表姑且不以佔不佔空間來探討,就光是每一格的色塊大小僅有1.2X1.2mm的大小,一般的濃度計和色度計的測量頭都大於此1.2mm的大小,要如何測量呢?所以非得藉助影像分析技術輔助惱人的品質管制作業才得以自動化和數據化。

 前言 
         十幾年前得過導表設計獎之一的有System Brunner,當初獲獎的主因是Brunner把許多可控制的因子均設計到小小的方格內。此方格可以使用濃度計量得"細50%"的網點濃度,也可以透過放大鏡觀察到許多的控制因子,經由這個導具就可窺得印刷生產流程品質的全貌。但是,每個方格僅代表一種顏色,這表示要在有限的墨區範圍內監控四個印刷油墨的供墨情形是有困難的,而且最重要的灰色平衡因子也沒有設計在此方格內。當然,每種導具是無法盡善盡美的,端視使用的目的採取適當的控制因子才對。所以,如果放眼於油墨的墨膜厚度控制、自動回饋和歸位精準等,你該有什麼樣的導具來幫你的忙,幫你快速調整每座顏色上面許許多多的供墨鍵。工欲善其事,必先利其器。不妨參考Ugra/FOGRA 的 MiniTarget如何使用於新聞印刷。

小導表的構造
         Ugra/FOGRA 的MiniTarget的尺寸只有10mmX7.5mm。由四條不同顏色的水平線,和五條不同顏色的垂直線,以及十二個不同顏色的色塊組成。

你可以從http://www.ugra.ch網站經由簡單的註冊後免費得到此迷你導具。此導具的全部尺寸僅有10mmX7.5mm,但內容可豐富呢!至少每個色塊的尺寸已經不是一般的儀器可以量測得到,卻可以使用彩色CCD影像輸入工具擷取到此影像。
         滿版色塊:四個色塊周圍有白色識別線為100%的網點所印出來的色塊,可以量得滿版濃度。每個色塊的尺寸僅有1.6mmX1.6mm,一般的濃度計和色度計之測量頭大於此尺寸,無法量得濃度或色度值。(至於如何量得,容後討論)
         50%平網,四色均各一個。
         二次色,兩兩相疊的顏色,有紅(m100+y100)、綠(y100+c100)、藍(m100+c100)等三種顏色。
         三色灰,由c50+m40+y40組合成的灰色色塊。
         直線,分為四條不同顏色(K、Y、C、M)的水平線。和五條垂直線,顏色分別為C、Y、M、K、C。


小導表的妙用
         暫且不論是如何轉換成濃度的數值,此小導表經由CCD取像設備擷取影像後,經由影像分析軟體定位、分析、轉換後可以量測:
         滿版濃度值,CMYK四色,或者每一墨鍵所下油墨在紙張形成的墨膜厚度。
         網點擴大值,由50%的平網濃度和上述的滿版濃度,就可以轉換成印在紙張上的網點面積是多少,減去檔案上的網點面積值50%後,就可得到各色版的網點擴大值了。
         疊印能力,第二色墨印在第一色墨的轉移能力,在此迷你導表僅有滿版色塊的疊印能力。而三色疊印灰也可監控油墨在調整濃度和網點擴大後是否仍能依舊保持著灰色的平衡性。所以疊印灰無論何時總是扮演著重要的角色。
         歸位,借由相對位置的安排以量測歸位的情形。它不像傳統的十字規線量測需要四色疊印在一起才看得出來,而是採用現今大部份印刷機廠商的歸位方式來設計和調整。而調整的方向不外乎有水平和垂直二大方向。所以,此迷你導表的水平和垂直線就發揮了作用。因為每條線如果印得精準的話,應該位於兩色塊之間的白色範圍內之中央,白色範圍的寬度為0.4mm,直線應位於兩色塊中央0.2mm的距離,如圖:

         藉由量測水平和垂直線與色塊的相對位置,就可測得歸位的精準度如何了。
         蠕印和雙影,由於網點拖移到了,因此會造成網點影像重疊的情形,只要測量滿版色塊內白線的變化情形就可知道是否有蠕印或雙影的現象了。

也可以表示濃度和三刺激值
        
雖然採用影像處理的技術所擷取到的訊號是RGB,0-255的灰階值。經由統計分析就可以得到濃度值或色度值。因為RGB訊號可以經由簡單的轉換成為RGB的反射率比值,而濃度計也正是一部反射率讀計,色度計或光譜儀也是為了測量物體的分光反射率曲線。所以藉由精確的轉換函數就可以經由影像分析技術快速的運算出濃度計的數值或三刺激值。

應用至印刷的自動化工程
         簡述了迷你導具的用途後,該如何與現有的系統結合呢?先來分析一下現有的印刷系統做了那些事情:
         1.從組大版影像資料分析每一墨區的網點百分比,做為印刷機各墨鍵放墨的資料。
         2.使用歸位導具拼晒於版面上,並經由CCD掃瞄、分析和回饋給每一顏色調整歸位值。
         3.在印製的過程中監控印刷的滿版濃度值和網點擴大值,並適時的加以調整,可能靠人也可能靠儀器來做。
         4.控制蠕印和雙影的現象。
         個人認為最佳的位置利用點應是現今調整歸位導表的位置。由於是採用CCD採瞄的技術,因此迷你導表可以拆解成更迷你的導表,就看廠商如何運用了。這樣一來,不但仍可沿用現有的CCD取像設備(通常都位於最後一個顏色的印刷單位內),更可充份使用歸位導表的空白處,加上分析軟體就可讓你掌握更多的生產品質訊息。

未來趨勢
        
手動測量的方式有其必要性,因為在工廠內需有一台合格的標準件,即濃度計或色度計、分光光譜儀等做為全廠數據的溝通標準。最明顯的在於RGB訊號值轉換成濃度或色度值時的標準數據。但是,在處理和自動分析工程裡是不太有時間拿起手動儀器做量測的。所以未來影像處理技術輔助量測的方向是有很大的發展空間,也必然是未來的趨勢。

參考資料
       
1. www.ugra.ch  
        2. Kunzli, H., et al., 1998 "Mini-Targets: A New Dimension in Print Quality Control", SPIE Proceedings, Vol 3300, pp. 286-291
        3. Kunzli, 2000 "MiniTarget for Quality Control in Newspaper Printing", TAGA Proceedings, pp. 509-520

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