印刷技術已從繁複的訊號轉移進步到簡單的幾個步驟。如果客戶在來稿之前把檔案當成是他們的產品、當成數位底片甚至數位藍圖，這些檔案進入印刷廠或製版廠之後就成為可以直接輸出到版上(CTP: Computer To Plate)形成網點訊號，而採用適當的儀器做為版材網點複製品質的量測工作就顯得日益重要。本文即從網點測量的觀點來探討何種方法是較適合CTP的作業流程。研究的結果發現採用影像處理技術會是未來量測的好方法。
<前言>
由於印前系統電腦化的成功，以及CTP技術的可行性增加，在國內已有越來越多的廠商考慮購買CTP設備，其中有一項重要的原因是品質比傳統晒版的方式還要好。製版的過程從傳統類比式的晒版，演進為從電腦檔案直接至版材的方式，控制導具也從類比式的控制導表改為電子式的方式。不論是何種方式在版上形成網點訊號，我們都想知道版上的網點是否忠實呈現，採用版材測量儀器作為品質控制的工具才能知道每一階調網點的複製狀況。因此本文將從網點測量方式來探討CTP版材的量測工具。
<網點面積的量測>
網點面積的量測方法大致上可分為兩種，一為光學式，另一為影像處理。光學式主要是把墨膜厚度相似於濃度的關係，以整合濃度的方式來表示網點的面積。影像處理的方法為將網點做局部放大後，分析網點在單位面積所佔的比例而得到網點面積。
一、光學式網點面積的量測方式
慕雷─戴維斯 公式(Murray-Davies Equation) 光學性擴大的網點面積 1936年，慕雷(Murray)首先提出半色調網點的濃度、滿版濃度、和網點面積之間的關係式以求得網點面積。 慕雷─戴維斯公式是假設紙張是完全的反射體且不具擴散性，藉著紙張歸零可以達到此目的，其所描述的網點面積如下：
Dot Area=(1-10-Dt)/(1-10-Ds)……………………………Murray-Davies Equation 公式推導過程 先假設油墨的墨膜厚度是與光線的吸收和透射有關連性，亦即墨膜厚度與濃度有著正相關性，所以採用濃度的方式量測網點面積時是採取半色調網點對光的吸收量，與滿版網點對光的吸收量之比值。
Dot Area=At/As=(1-Rt)/ (1-Rs)
As, At分別表示滿版面積和半色調網點所吸收的入射光量
Rs, Rt分別表示滿版面積和半色調網點所反射回來的反射光量
因為 滿版濃度Ds= -logRs 所以Rs=10-Ds
半色調濃度Dt= -logRt 所以Rt=10-Dt
所以此公式為Dot Area=(1-10-Dt)/(1-10-Ds)
由於沒有考慮到紙張內部的多重反射，所量出來的網點面積並不是真正紙張上面網點面積的大小，它包含了光學性的網點擴大。也正因為如此，此公式反而更能摸擬出人眼觀看紙張上網點大小時所產生的光學性網點擴大，所以慕雷─戴維斯公式所量得的網點面積稱為有效網點面積或是光學式網點面積。而在測量版材時，由於版材表面性具有顆粒性結構，也會產生類似光學性網點擴大的問題，如要用慕雷─戴維斯公式來測量版材上網點面積的大小就必須加以修正。
優爾─尼爾生 公式(Yule-Nielsen Equation)………………實際網點積 光線進入半色調網點的路徑是相當複雜的過程，因為光線會被紙張反射或吸收，所以光線出來的地方並不是進入的那一點，可能從紙張進入，卻從有網點的地方出來，視覺上看起來的濃度就顯得比較深一些。所以用簡單的公式來計算就無法得到很正確的網點面積。優爾─尼爾生公式就是要將被印物的散射性質減低至最小的程度以得到真正被印物上的網點面積值。他們於慕雷─戴維斯公式導入n值以修正光學性網點擴大。以下即是優爾─尼爾生公式
Dot Area=(1-10-Dt/n)/(1-10-Ds/n)……………………Yule-Nielsen Equation
二、影像處理法
1954年優爾等人首先使用了顯微鏡和光電倍增管來測量網點面積，並提出以顯微鏡來分析網點以決定網點邊緣臨界值的方法。現今由於CCD(Charge Couple Device)等光電材料的突破，以及影像處理技術的普及，在量測上已經可以使用CCD為元件的顥微放大儀器來量取，其方法大致如下： 網點面積=有影像部份的畫像元素(PIXELS)數目/ 單位面積畫像元素總數
單位面積畫像元素總數計算方法如下： 以150lpi(60lines/cm)，方形點，放大X倍為例
1. 一顆滿版網點單邊的邊長為：(1/150)*X
2. 假設影像擷取的解析力為Res，則一顆網點單邊有： (1/150)*X*Res個畫像元素。由此可計算三乘二顆網點每一邊應有的畫像元素。
<文獻探討>
此部份主要參考GATF WORLD的研究報告，此報告採用了市面上常用的CCD元件的顯微放大量測設備，對15種不同版材做實測，實驗結果與顯微放大平面影像測量儀的數值做比較。 三種主要設備為：
1. ACME版材測量儀
2. Centurfax CCDot測量儀
3. Beta VHA(Beta Video Halftone Analyzer分析儀
所選用15種版材的影像和非影像區的顏色如下表： 由此表可看出不同顏色的印紋和非印紋區域，對不同顏色的濾鏡將會有不一樣的反應
表格一 各種版材的基本認知
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版材
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版基材質
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印紋顏色
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非印紋顏色
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Fuji FPD
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鋁
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藍綠
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灰
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Fuji FNS-S
|
鋁
|
藍
|
灰
|
Fuji LHN
|
鋁
|
藍綠
|
灰
|
Agfa ThermoStar
|
鋁
|
深綠
|
灰
|
Agfa LithoStar
|
鋁
|
黑
|
灰
|
Imation GMX
|
鋁
|
藍綠
|
灰
|
DuPont ZP
|
鋁
|
黑
|
灰
|
DuPont RD9
|
鋁
|
黑
|
灰
|
Horsell Electra
|
鋁
|
黑
|
灰
|
KPG* Thermal
|
鋁
|
藍綠
|
灰
|
KPG* 2916
|
鋁
|
藍綠
|
灰
|
KPG* CTX
|
鋁
|
藍
|
灰
|
PDI Prisma
|
鋁
|
古銅色
|
灰
|
Presstek dry
|
鋁
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白
|
灰
|
Toray
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鋁
|
藍
|
橙
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*Kodak Polychrome Graphics
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|
版材測量儀對不同版材上階調表現的反應情形： 由此表看出當時的Beta VHA對各種版材的階調都無法測得，根據廠商的解釋是Beta VHA主要設計原意是提供多重目的分析印刷品的量測儀器，其光源並不適合對版材做量測，且對於表面性和鏡面反射的影響很大，所以Beta VHA無法對鋁基版底做歸零的動作。
表格二 版材量測工具對不同版材之階調區反應情形
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版材
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Beta VHA
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CCDot
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ACME
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Fuji FPD
|
No
|
Yes
|
Yes
|
Fuji FNS-S
|
No
|
Yes
|
Yes
|
Fuji LHN
|
No
|
Yes
|
Yes
|
Agfa ThermoStar
|
No
|
Yes
|
Yes
|
Agfa LithoStar
|
No
|
Yes
|
Yes
|
Imation GMX
|
No
|
Yes
|
Yes
|
DuPont ZP
|
No
|
Yes
|
Yes
|
DuPont RD9
|
No
|
Yes
|
Yes
|
KPG* CTX
|
No
|
Yes
|
Yes
|
KPG* Thermal
|
No
|
Yes
|
Yes
|
KPG* 2916
|
No
|
Yes
|
Yes
|
Horsell Electra
|
No
|
No
|
No
|
PDI Prisma
|
No
|
No
|
No
|
Presstek dry
|
No
|
No
|
No
|
Toray
|
No
|
No
|
No
|
*Kodak Polychrome Graphics
|
最後挑選了11種版材和二種測量儀做比較，其中好表示與顯微放大平面影像測量儀的數值做比較的差距在2%之內，高或低表示高於2%的差距。
版材
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CCDot
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ACME
|
|
亮部
|
中間調
|
暗部
|
亮部
|
中間調
|
暗部
|
Fuji FPD
|
好
|
低
|
好
|
好
|
好
|
好
|
Fuji FNS-S
|
好
|
好
|
好
|
好
|
高
|
好
|
Fuji LHN
|
好
|
好
|
低
|
高
|
高
|
低
|
Agfa ThermoStat
|
好
|
好
|
好
|
好
|
好
|
好
|
Agfa LithoStar
|
好
|
好
|
好
|
高
|
高
|
好
|
Imation GMX
|
好
|
好
|
好
|
好
|
好
|
好
|
DuPont ZP
|
好
|
好
|
好
|
好
|
好
|
好
|
DuPont RD9
|
好
|
好
|
低
|
高
|
高
|
高
|
KPG* Thermal
|
好
|
好
|
好
|
好
|
好
|
好
|
KPG* 2916
|
好
|
好
|
好
|
好
|
好
|
好
|
KPG* CTX
|
好
|
低
|
好
|
好
|
低
|
好
|
Horsell Electra
|
好
|
低
|
X
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高
|
高
|
好
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好：表示與平面測量儀的網點面積比較起來在2%範圍內
X：表示差距太大
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結論： 採用影像處理技術可與傳統的濃度計併行使用，而影像處理技術的量測取決於臨界值的設定是否可以描述版材上所有階調再現，另一方面也可藉由此儀器反應出那些版的階調性再現須加以修正。以GATF的報告為例，此兩種儀器已經非常適合用於量測版材上面真正網點面積的大小，且可適用於多種版材，不但使用方便、快速且精準。除此之外，也不需再擔心採用傳統光學式濃度計以整合濃度測量網點面積時，必須考慮到n值修正的問題，更何況此種修正並不能以一固定n值就來涵蓋所有階調的修正值。所以，在進入CTP製版的領域時，如何每日做好版材的品質控制，可以採用以CCD為基礎的影像處理技術來量測網點面積做好網點訊號的階調再現。
參考文獻
1. Murray, Alexander, 1936, "Monochrome Reproduction in Photoengraving." Journal of the Franklin Institute. Vol.221, pp.724-744.
2. F. R. Clapper and J.A.C. Yule, 1955, "Reproduction of Color With Halftone Image", TAGA Proc. Pp.1-2.
3. J.A.C. Yule & W.J. Nielsen, 1951,"The Penetration of Light Into Paper And Its Effect On Halftone Reproduction", TAGA Proc. P.65.
4. Ibid. , p.72
5. John T. Lind, 1999, "Gatf Research Report: Tools for Measuring Plate Dot Area", GATFWorld, May/June, pp.31-33.
