李曉春 朱明

隨著數(shù)字噴墨打印技術(shù)的快速發(fā)展，當(dāng)前彩色噴墨打印設(shè)備無(wú)論在打印質(zhì)量還是在色彩再現(xiàn)能力上均有了很大提高。例如，許多噴墨打印設(shè)備為了提高顏色復(fù)制的保真度，除采用常規(guī)的青（C）、 品（M）、黃（Y）、黑（K）四基色通道外，還增加了額外的基色油墨如橙（O）綠（G）組合或R（紅）G（綠）B（藍(lán)）組合；為了豐富打印階調(diào)層次，許多打印機(jī)還在基色通道的基礎(chǔ)上增加相應(yīng)的淺色通道，如增加淺青（Lc）、淺品（Lm）、淺黑（Lk）等淺色通道。在使用彩色噴墨打印機(jī)輸出時(shí)，打印驅(qū)動(dòng)程序是輸出前的最后一道顏色控制手段，因此研究和掌握打印驅(qū)動(dòng)程序中各項(xiàng)設(shè)置對(duì)打印效果的影響是十分必要的。本文以 EPSON Stylus r270 6通道青（C）、品（M）、黃（Y）、黑（K）、淺青（Lc）、淺品（Lm）彩色噴墨打印機(jī)為案例，評(píng)價(jià)分析了打印驅(qū)動(dòng)程序中不同質(zhì)量選項(xiàng)和打印介質(zhì)對(duì)實(shí)際打印質(zhì)量的影響，還測(cè)試分析了不同質(zhì)量選項(xiàng)，打印介質(zhì)以及不同色彩輸出模式所能再現(xiàn)的色域范圍。

不同質(zhì)量選項(xiàng)對(duì)打印質(zhì)量和再現(xiàn)色域的影響

大多數(shù)噴墨打印機(jī)在驅(qū)動(dòng)程序中都提供多種打印質(zhì)量選項(xiàng)以供用戶選擇，打印機(jī)工作在不同的質(zhì)量選項(xiàng)下，其打印質(zhì)量和打印速度都是不同的。EPSON Stylus Photo r270彩色噴墨打印機(jī)共有5個(gè)打印質(zhì)量選項(xiàng)，依次為“經(jīng)濟(jì)”“文本”“文本和圖像”“照片”和“優(yōu)質(zhì)照片”，其打印質(zhì)量依次提高，打印速度依次降低。另外，不同打印介質(zhì)類型與當(dāng)前所選的打印質(zhì)量選項(xiàng)也存在一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。假如在打印介質(zhì)類型中選擇“愛(ài)普生高質(zhì)量光澤紙”，那么此時(shí)的5個(gè)質(zhì)量選項(xiàng)將被劃分3個(gè)檔次。點(diǎn)擊打印驅(qū)動(dòng)對(duì)話框的“高級(jí)”按鈕，在圖1所示的“高級(jí)設(shè)置”左側(cè)的列表框中，可以看到只有3個(gè)質(zhì)量等級(jí)。其中，“經(jīng)濟(jì)”選項(xiàng)為第三檔，而“文本”“文本和圖像”和“照片”則對(duì)應(yīng)為第二檔“照片”，而“優(yōu)質(zhì)照片”選項(xiàng)則對(duì)應(yīng)為第一檔“照片RPM”。

1.不同質(zhì)量選項(xiàng)下圖像打印質(zhì)量的檢測(cè)

①測(cè)試圖像：首先選取5幅測(cè)試圖像，如圖2所示。前3幅為景物圖像，其中“測(cè)試圖像-1”和“測(cè)試圖像-2”以中間調(diào)為主，“測(cè)試圖像-3”以暗調(diào)為主，這3幅圖像都是通過(guò)SONY ɑ6000微型單反相機(jī)拍攝真實(shí)場(chǎng)景獲得，色調(diào)豐富，顏色飽和度和分辨率較高。后兩幅測(cè)試圖像選自GATF Digital Test Form 4.1印刷圖像質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，其中測(cè)試圖像-4涉及不同民族的人物膚色，而測(cè)試圖像-5屬于標(biāo)準(zhǔn)亮調(diào)圖像。由于實(shí)驗(yàn)所用的EPSON Stylus Photo r270打印機(jī)屬于RGB模式彩色打印機(jī)，因此所選輸入圖像的顏色模式為RGB模式。

②打印控制參數(shù)：本文使用PhotoShop CS4軟件打印測(cè)試圖像，在PhotoShop“打印”對(duì)話框的色彩管理設(shè)置組中，在“顏色處理”列表框中選擇“打印機(jī)管理顏色”選項(xiàng)，如圖3所示。這樣在打印時(shí)將使用打印驅(qū)動(dòng)程序中的控制參數(shù)。

在打印機(jī)驅(qū)動(dòng)程序中定義6種打印控制條件，分別對(duì)應(yīng)3檔不同的質(zhì)量選項(xiàng)（即“經(jīng)濟(jì)”“照片”和“照片RPM”），且每檔質(zhì)量選項(xiàng)分別勾選和不勾選“圖像增強(qiáng)技術(shù)”單選框（在設(shè)置圖像增強(qiáng)時(shí)僅勾選“相機(jī)校準(zhǔn)”單選框，而不勾選“平滑肌膚”單選框）。圖像增強(qiáng)功能可通過(guò)勾選驅(qū)動(dòng)程序“高級(jí)設(shè)置”中的“圖像增強(qiáng)技術(shù)”單選框來(lái)設(shè)置，如圖4。此設(shè)置最適合于打印由數(shù)字相機(jī)拍攝的圖像，它通過(guò)自動(dòng)調(diào)整原始圖像的對(duì)比度，飽和度和亮度使圖像邊緣更清晰，色彩更逼真?！敖橘|(zhì)類型”選擇“愛(ài)普生高質(zhì)量亞光紙”，而實(shí)際打印介質(zhì)則使用“EPSON高級(jí)亞光照片紙（255g/m2 ）”。

③測(cè)試圖片打印：分別使用上述6種打印控制條件打印測(cè)試圖像，每幅測(cè)試圖像需打印6幅圖片作為一個(gè)測(cè)試組，一共可以得到5組打印測(cè)試圖片，每幅圖片對(duì)應(yīng)一種打印控制條件。采用基于心理物理學(xué)實(shí)驗(yàn)的配對(duì)比較法評(píng)價(jià)每組圖片的打印質(zhì)量，將每組打印圖片兩兩配對(duì)并放置于暗室中的標(biāo)準(zhǔn)燈箱中（光源設(shè)置為D50），選擇15名觀察者（5名圖像相關(guān)專業(yè)人員，10名非專業(yè)人員）參加評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)。對(duì)每個(gè)測(cè)試組中的6幅打印圖片進(jìn)行兩兩配對(duì)（6幅圖片共配對(duì)15對(duì)，需進(jìn)行15次比較），每次比較后從兩幅圖片中選取打印質(zhì)量較好的一幅（依據(jù)圖片清晰度、飽和度、階調(diào)范圍及總體色貌等），最后根據(jù)比較結(jié)果，對(duì)每組中的6幅圖片進(jìn)行排序。

④打印質(zhì)量評(píng)價(jià)：完成所有測(cè)試組的評(píng)價(jià)后，基于配對(duì)比較實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，計(jì)算每種打印控制條件下的圖像質(zhì)量平均Z分?jǐn)?shù)，及使用瑟斯頓配對(duì)判定定律制作的95%置信區(qū)間的等距量表，如圖5所示。從圖中可以看出：“照片RPM”選項(xiàng)的圖像質(zhì)量Z分?jǐn)?shù)比“照片”選項(xiàng)略高，而“經(jīng)濟(jì)”選項(xiàng)的Z分?jǐn)?shù)則明顯低于前兩者。通過(guò)觀察打印圖片可以發(fā)現(xiàn)，“照片RPM”選項(xiàng)的打印速度最慢，但顏色飽和度和對(duì)比度確實(shí)好于“照片”選項(xiàng)，而使用“經(jīng)濟(jì)”選項(xiàng)打印出的圖片中存在明顯的打印條紋，且顏色飽和度和圖像清晰度也不高，打印質(zhì)量較為粗糙。這主要是因?yàn)樵凇敖?jīng)濟(jì)”選項(xiàng)下，打印頭在打印區(qū)域上方掃描一次，紙張按照打印頭覆蓋高度前進(jìn)，以達(dá)到較高的打印速度。打印機(jī)在這種模式下工作時(shí)，通過(guò)不打印每個(gè)記錄點(diǎn)的方式減少墨水用量。但打印區(qū)域不能為記錄點(diǎn)全部覆蓋，從而造成實(shí)地填充顏色缺乏飽和度。而“照片”和“照片RPM”則屬于較高打印質(zhì)量的模式，打印機(jī)在該模式下對(duì)給定打印區(qū)域進(jìn)行了更多次數(shù)的掃描，墨水有更長(zhǎng)的時(shí)間為承印介質(zhì)吸收，該模式下的打印速度最慢但打印質(zhì)量最高。另外，無(wú)論選擇哪種質(zhì)量選項(xiàng)，勾選和不勾選“圖像增強(qiáng)技術(shù)”所獲得的打印質(zhì)量相似，打印圖像外貌并無(wú)太大分別。

為測(cè)試圖像增強(qiáng)設(shè)置中“平滑肌膚”選項(xiàng)的功能，在選定“照片”質(zhì)量選項(xiàng)的前提下，分別選擇“有圖像增強(qiáng)”“有圖像增強(qiáng)（相機(jī)校準(zhǔn)）”“有圖像增強(qiáng)（平滑肌膚）”3個(gè)選項(xiàng)對(duì)“測(cè)試圖像-4（人物膚色）”進(jìn)行打印，并同樣采用上述方法對(duì)打印質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)。根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果所計(jì)算的圖像質(zhì)量Z分?jǐn)?shù)如圖6所示：“圖像增強(qiáng)（相機(jī)校準(zhǔn)）”條件下的打印質(zhì)量最差，而“圖像增強(qiáng)（平滑肌膚）”條件下的打印質(zhì)量最高。仔細(xì)觀察實(shí)際打印效果會(huì)發(fā)現(xiàn)，如果選擇了“圖像增強(qiáng)（相機(jī)校準(zhǔn)）”而不選“平滑肌膚”選項(xiàng)，那么在臉部皮膚部位就會(huì)出現(xiàn)明顯的“斑塊”，這應(yīng)該是圖像增強(qiáng)產(chǎn)生的效果，十分影響美觀，如圖6所示，若勾選“平滑肌膚”選項(xiàng)，則該部位的打印質(zhì)量會(huì)明顯改善。

2.不同質(zhì)量選項(xiàng)下打印色域的檢測(cè)

上節(jié)測(cè)試并驗(yàn)證了不同質(zhì)量選項(xiàng)的圖像打印質(zhì)量，本節(jié)則從顏色再現(xiàn)的角度來(lái)研究和測(cè)試不同質(zhì)量選項(xiàng)所產(chǎn)生的打印色域大小。色域檢測(cè)的第一步就是制作測(cè)試色靶。

①測(cè)試色靶制作：正如之前所述，由于EPSON Stylus Photo r270打印機(jī)可以直接接收RGB模式圖像，打印時(shí)由打印驅(qū)動(dòng)程序負(fù)責(zé)將圖像從RGB顏色空間轉(zhuǎn)換為輸出圖像顏色所需的色料量控制值。因此在檢測(cè)打印機(jī)色域時(shí)，可以環(huán)繞RGB顏色空間的邊界制作測(cè)試色靶，分別在RGB顏色立方體的6個(gè)面（即“黑藍(lán)綠青”“黃綠青白”“紅黃白品”“黑藍(lán)品紅”“黑紅綠黃”和“白青品藍(lán)”）內(nèi)設(shè)計(jì)色域邊界采樣點(diǎn)，這樣既能確保所有采樣點(diǎn)都位于打印色域邊界，又可以排除掉色域內(nèi)部無(wú)意義的采樣點(diǎn)，從而減輕測(cè)量工作量。例如，在RGB色立體的“黑藍(lán)綠青”平面內(nèi)設(shè)計(jì)采樣點(diǎn)時(shí)，固定R通道值為0，G和B通道的采樣點(diǎn)取為（0、10、30、50、75、105、135、160、190、225、255），此時(shí)該平面內(nèi)的采樣點(diǎn)總數(shù)為11×11，即122個(gè)。按照這種方式，依次在RGB色立體的每個(gè)平面內(nèi)設(shè)計(jì)采樣色標(biāo)，并保存為RGB模式的色標(biāo)圖像，共可得到6幅色標(biāo)圖像，如圖7所示。

②測(cè)試色靶打?。簻y(cè)試色靶的打印設(shè)置和所用介質(zhì)與上節(jié)類似，分別使用“經(jīng)濟(jì)”“照片”和“照片RPM”3種質(zhì)量選項(xiàng)打印上步制作的6幅色域邊界采樣圖像。打印時(shí)不使用圖像增強(qiáng)功能（即不勾選“圖像增強(qiáng)技術(shù)”單選框）。

③色域邊界描述：使用XRite公司的分光光度計(jì)“i1 pro”配合“Measure Tool”軟件作為測(cè)色工具，測(cè)量各質(zhì)量選項(xiàng)所對(duì)應(yīng)的打印色標(biāo)的CIELab色度值（測(cè)量條件為2°視場(chǎng)和D50光源）。測(cè)量得到的各質(zhì)量選項(xiàng)的打印色標(biāo)色度值用于描述該打印質(zhì)量選項(xiàng)所對(duì)應(yīng)的色域范圍（色域邊界描述算法：“SMGBD” ，分區(qū)數(shù)量為10，色域繪制軟件：“ICC 3D”）。為方便不同色域的比較，圖8從CIELab顏色空間的3個(gè)視角分別顯示了各質(zhì)量選項(xiàng)所能再現(xiàn)的色域范圍。經(jīng)過(guò)仔細(xì)比較可以發(fā)現(xiàn)：不同質(zhì)量選項(xiàng)所能再現(xiàn)的色域范圍大體相似，但在綠色區(qū)域，高質(zhì)量選項(xiàng)“照片RPM”模式所能再現(xiàn)的色域范圍要明顯大于低質(zhì)量選項(xiàng)的“經(jīng)濟(jì)”模式。使用高質(zhì)量選項(xiàng)可以打印出亮度和飽和度更高的綠色，而這些顏色在低質(zhì)量選項(xiàng)下是很難再現(xiàn)。這也是使用高質(zhì)量選項(xiàng)打印“草地”和“樹(shù)木”等以綠色調(diào)為主的圖像時(shí)（如測(cè)試圖像-2）能夠輸出很高的顏色飽和度的原因。

不同打印介質(zhì)對(duì)打印質(zhì)量和再現(xiàn)色域的影響

為檢測(cè)不同類型打印介質(zhì)對(duì)實(shí)際打印質(zhì)量和再現(xiàn)色域的影響，本文選擇了目前使用廣泛的兩種彩色噴墨打印介質(zhì)“EPSON光澤照片紙（定量為200g/m2）”和非EPSON品牌的普通光澤照片紙（定量為230g/m2），針對(duì)圖像的打印質(zhì)量和再現(xiàn)色域兩方面性能，對(duì)其進(jìn)行了測(cè)試和對(duì)比。

1.不同打印介質(zhì)對(duì)圖像打印質(zhì)量的影響

分別使用上述兩種打印介質(zhì)對(duì)5幅測(cè)試圖像進(jìn)行打印，每幅圖像分別使用“照片RPM”和“照片”兩檔選項(xiàng)進(jìn)行打印，所有圖片在打印時(shí)均不勾選打印驅(qū)動(dòng)程序中的“圖像增強(qiáng)技術(shù)”單選框，“介質(zhì)類型”列表框設(shè)置為“愛(ài)普生高質(zhì)量光澤紙”。因此，對(duì)應(yīng)每幅測(cè)試圖像共得到4幅打印圖片作為一個(gè)測(cè)試組，分別命名為“照片RPM_EPSON介質(zhì)”“照片_EPSON介質(zhì)”“照片_普通”和“照片RPM_普通”。與上述實(shí)驗(yàn)類似，在本節(jié)中，同樣使用配對(duì)比較實(shí)驗(yàn)來(lái)評(píng)價(jià)所有測(cè)試組中圖片的打印質(zhì)量，計(jì)算得到的圖像質(zhì)量Z分?jǐn)?shù)如圖9所示。從圖中的Z分?jǐn)?shù)分布狀況可以看出，在相同質(zhì)量選項(xiàng)的前提下，EPSON光澤照片紙所獲得的打印質(zhì)量要明顯好于普通光澤照片紙，尤其是在圖像飽和度和細(xì)節(jié)層次方面。這也說(shuō)明了使用EPSON打印機(jī)配合EPSON專用介質(zhì)才能獲得更好的打印質(zhì)量。

2.不同打印介質(zhì)下打印色域的檢測(cè)

可使用2.2節(jié)的方法檢測(cè)上述兩種打印介質(zhì)及EPSON高級(jí)亞光照片紙所能再現(xiàn)的色域范圍，3種打印介質(zhì)的色域?qū)Ρ热鐖D10所示。在打印檢測(cè)色標(biāo)時(shí)，“質(zhì)量”選項(xiàng)設(shè)置為“照片”模式，其他打印參數(shù)為默認(rèn)。且當(dāng)使用“EPSON光澤照片紙（200g/m2）”和普通光澤照片紙（230g/m2）時(shí)，“介質(zhì)類型”列表框設(shè)置為“愛(ài)普生高質(zhì)量光澤紙”，當(dāng)使用“EPSON高級(jí)亞光照片紙（255g/m2）”時(shí)，“介質(zhì)類型”列表框設(shè)置為“愛(ài)普生高質(zhì)量亞光紙”。從圖10可以看出，無(wú)論從哪個(gè)視角觀察，EPSON光澤照片紙和普通光澤照片紙所能再現(xiàn)的色域范圍都十分相似。雖然前者在打印質(zhì)量上明顯優(yōu)于后者，但兩者在色域再現(xiàn)方面卻相差不大。這也說(shuō)明在相同打印參數(shù)設(shè)置的情況下，不同打印介質(zhì)對(duì)實(shí)際打印質(zhì)量的影響和對(duì)打印色域的影響是無(wú)關(guān)的。另外，EPSON高級(jí)亞光照片紙的色域再現(xiàn)能力要明顯強(qiáng)于前兩種介質(zhì)，尤其在高亮度的黃綠色區(qū)域，如圖10?？傮w而言，只有Epson打印設(shè)備配合 Epson專用介質(zhì)所才能獲得最佳的打印質(zhì)量和再現(xiàn)色域。

不同色彩輸出模式的色域檢測(cè)

在打印驅(qū)動(dòng)程序的“色彩管理”設(shè)置組中，除了使用圖像增強(qiáng)技術(shù)進(jìn)行打印外，還可以控制打印圖像的顏色輸出效果。在圖1所示的驅(qū)動(dòng)程序高級(jí)設(shè)置中，如果勾選“色彩控制”單選框，就可以對(duì)打印顏色進(jìn)行設(shè)置。其中，“Gamma”值列表框用于控制打印圖像的對(duì)比度，默認(rèn)值是“1.8”。幾乎所有型號(hào)的EPSON噴墨打印機(jī)都提供有3種不同的色彩輸出模式，分別是“愛(ài)普生鮮明”“愛(ài)普生標(biāo)準(zhǔn)”和“Adobe RGB”，這3個(gè)選項(xiàng)都位于打印驅(qū)動(dòng)程序的“色彩模式”列表框中。當(dāng)設(shè)定質(zhì)量選項(xiàng)為“照片”時(shí)，使用這3種色彩輸出模式打印色標(biāo)圖像，按照之前的方法即可檢測(cè)出不同色彩模式所能再現(xiàn)的打印色域范圍（打印介質(zhì)的設(shè)置和實(shí)際使用的介質(zhì)都與之前相同），如圖11所示。從整體上看，在特定打印質(zhì)量的條件下使用同一打印介質(zhì)，這3種色彩模式所能再現(xiàn)色域范圍大體相似，但在不同的顏色區(qū)域也存在一些差別?？梢钥闯?，在綠色區(qū)域，“Adobe RGB”模式所能再現(xiàn)的色域范圍大于“愛(ài)普生標(biāo)準(zhǔn)”和“愛(ài)普生鮮明”，相比后兩者，“Adobe RGB”能夠打印出更多的高飽和度綠色，這與Adobe RGB色彩空間標(biāo)準(zhǔn)的色域特點(diǎn)相對(duì)應(yīng)。而在紅藍(lán)色區(qū)域，“Adobe RGB”則不如“愛(ài)普生標(biāo)準(zhǔn)”和“愛(ài)普生鮮明”兩種模式。從“測(cè)試圖像-2”的打印結(jié)果中也可以明顯發(fā)現(xiàn)，使用“Adobe RGB”模式可以打印出飽和度更高的“綠色草地”。因此，在今后應(yīng)用中可以根據(jù)打印圖像的實(shí)際色調(diào)特點(diǎn)選擇合適的色彩輸出模式，這樣才能獲得期望的打印效果。

結(jié)論

本文以EPSON Stylus r270噴墨打印機(jī)為例，研究分析了其打印驅(qū)動(dòng)程序中各項(xiàng)參數(shù)設(shè)置的功能和應(yīng)用。評(píng)價(jià)分析了打印驅(qū)動(dòng)程序中不同質(zhì)量選項(xiàng)，圖像增強(qiáng)設(shè)置及不同打印介質(zhì)對(duì)實(shí)際打印質(zhì)量的影響。通過(guò)一系列色域檢測(cè)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：高質(zhì)量選項(xiàng)所能再現(xiàn)的打印色域范圍在綠色區(qū)域明顯大于低質(zhì)量選項(xiàng)，高質(zhì)量選項(xiàng)能夠打印出亮度和飽和度更高的綠色，而這些顏色在低質(zhì)量選項(xiàng)條件下是很難再現(xiàn)的。通過(guò)實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)了：在打印參數(shù)相同的情況下，不同打印介質(zhì)所能獲得的打印質(zhì)量和色域都是不同的，且不同打印介質(zhì)對(duì)實(shí)際打印質(zhì)量的影響和對(duì)再現(xiàn)色域的影響是無(wú)關(guān)的?？傮w而言，只有Epson打印設(shè)備配合Epson專用介質(zhì)才能獲得最佳的打印質(zhì)量和再現(xiàn)色域。另外，不同色彩輸出模式所能再現(xiàn)的色域范圍也是不同的，“Adobe RGB”模式在綠色區(qū)域的顏色再現(xiàn)能力要強(qiáng)于“愛(ài)普生標(biāo)準(zhǔn)”和“愛(ài)普生鮮明”模式，而后兩種模式在紅藍(lán)區(qū)域的再現(xiàn)效果更好。因此，在今后應(yīng)用中可以根據(jù)打印圖像的色調(diào)特征合理選擇色彩模式，以求獲得期望的打印效果。

噴墨打印設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序一般由設(shè)備廠商提供，設(shè)備打印功能越復(fù)雜，其驅(qū)動(dòng)程序中的參數(shù)設(shè)置就越多。對(duì)于當(dāng)前大多數(shù)噴墨打印設(shè)備來(lái)說(shuō)，無(wú)論其驅(qū)動(dòng)程序復(fù)雜與否，其打印功能和參數(shù)設(shè)置都大體類似。因此，在針對(duì)特定需求的打印應(yīng)用時(shí)，可以通過(guò)本文的實(shí)驗(yàn)方法來(lái)確定目標(biāo)應(yīng)用的最佳打印參數(shù)設(shè)置，以期更好地滿足各類打印需求和應(yīng)用。

作者單位：河南工程學(xué)院