付文亭，鄧體俊，孫春鵬，彭乙軒

（1.中山火炬職業(yè)技術(shù)學(xué)院 包裝學(xué)院，廣東 中山528436；2. 廣東啟博智能科技有限公司，廣州 510000）

紙張是常見的印刷承印物材料，為了使紙張產(chǎn)生理想的復(fù)制效果，大部分紙張都添加了熒光增白劑（Optical Brightening Agents, OBA）。熒光增白劑可吸收波長低于400 nm 的不可見紫外光輻射，并通過電物理變化，釋放波長約為400～450 nm 的藍色可見光。這種光從含增白劑的紙張中釋放之后，在含有大量紫外光的照明光源照射下，產(chǎn)生一種比白色更白的色澤，增加紙張亮度與白度，增強油墨的色彩特性[1-2]。

1 理論分析

在2013 年之前，所有色彩管理和色彩目標都在沒有考慮熒光增白劑（OBA）的情況下制定，以前的標準和數(shù)據(jù)如ISO 12647—2 和GRACoL2006，也是建立在不含熒光增白劑的承印物基礎(chǔ)上，因此，由于熒光增白劑的光學(xué)特性，這些印刷標準只適用于不含熒光增白劑的印刷或打樣承印物。當印刷或打樣承印物中含有熒光增白劑時，基于這些印刷標準數(shù)據(jù)制作ICC 特性文件進行色彩轉(zhuǎn)換時，視覺上顏色就會明顯地不匹配。

為了解決熒光增白劑的光學(xué)特性對色彩管理的影響，ISO 13655 標準中規(guī)定了M1 和M2 這2 種觀察條件，用以解決因熒光增白劑的光學(xué)特性導(dǎo)致儀器之間測量結(jié)果的變化，規(guī)范儀器之間的色度數(shù)據(jù)交換。其中，M1 定義了測定樣本照明光源的光譜功率分布應(yīng)與CIE 照明光源D50 光譜功率分布匹配（見圖1），若測量熒光增白紙，定義僅需在調(diào)整部件數(shù)量（光譜區(qū)低于400 nm）時使用補償性方法，糾正紙張中熒光增白劑熒光的影響；M2 定義為通過過濾器過濾400 nm 以下紫外光，使測定樣本照明光源的光譜功率分布僅包含波長范圍在400 nm 以上的輻射功率，以排除因熒光增白劑的熒光導(dǎo)致儀器之間測量結(jié)果的變化。

圖1 光源D50 光譜功率分布Fig.1 Illuminant D50 spectral power distribution

在2013 年新發(fā)布的國際標準GRACOL2013、SWOP2013、更新版ISO 12647—2:2013 及G7 數(shù)據(jù)庫系列（CGATS21）中，數(shù)據(jù)均使用M1 觀察條件測量[5-7]。

研究熒光增白劑對色彩測量的影響，對以色彩管理為核心的色彩復(fù)制具有重要的研究意義，國內(nèi)外學(xué)者對此也開展了相關(guān)研究。李易蔚等[8]經(jīng)過對比M1/M2 條件下輸出色塊色差，分析熒光增白劑對不同階調(diào)和墨層厚度的色塊的輸出影響，發(fā)現(xiàn)使用UV-cut 濾鏡對熒光增白劑進行校正后紙張上輸出色塊的色差減小，有利于準確地在紙張上進行顏色再現(xiàn)，該研究結(jié)果與理論分析是一致的；田全慧等[9-10]找出彩色復(fù)制圖像受熒光增白劑影響最大的區(qū)域與特征，且證實通過色度轉(zhuǎn)換方法校正與補償熒光增白劑對色彩特性數(shù)據(jù)的影響，有助于印刷色彩的正確匹配，該研究結(jié)果對基于M1 為觀察條件的色彩管理工作流程實施研究有較大價值；Chaikovsky 等[11]通過實驗探究發(fā)現(xiàn)熒光增白劑紙張對色彩管理中黑色和黃色的影響較大。Hersch等[12]通過使用新的顏色預(yù)測模型來探究熒光增白劑對顏色預(yù)測的影響。

文中選擇熒光增白劑含量不同（含較多熒光增白劑、含少量熒光增白劑、不含熒光增白劑）的3 種類型紙張，分別基于M1/M2 觀察條件，測量紙白、CMYK 線性色表以及IT8.7/4 色表，分析M1/M2 觀察條件ΔL*、Δa*、Δb*、ΔE*值以及ICC 曲線變化趨勢，以探究熒光增白劑含量對色彩復(fù)制的影響。

2 熒光增白劑含量對彩色印刷復(fù)制效果影響分析

2.1 實驗條件

測量對象：定量為160 g/m2的神馬印材雙膠紙（含較多熒光增白劑）；定量為157 g/m2的百樂數(shù)碼銅版紙（含少量熒光增白劑）；定量為120 g/m2的神馬印材米白紙（不含熒光增白劑）。

測量設(shè)備：FUJI Xerox Iridesse Production Press數(shù)碼印刷機；愛色麗i1 分光光度計（帶UV-Cut 鏡頭）；愛色麗Exact 分光光度計（帶UV-Cut 鏡頭）。

沖洗完成后將管道連接在鉆桿上利用鉆機回拉，將管道拖入已擴鉆孔內(nèi)，完成管道鋪設(shè)施工?；赝线^程為了避免鉆孔中的落石、掉渣等問題，要求對管道進行預(yù)先連接，并一次性完成拖管，確保連接質(zhì)量和鋪管的順利完成。

相關(guān)軟件： CHROMIX ColorThink3.03 ；ColorMeasurementUtility（FUJI Xerox Iridesse Production Press 數(shù)碼印刷系統(tǒng)）；Microsoft Excel。

2.2 熒光增白劑含量對紙白測量的影響分析

2.2.1 實驗方法

為了研究熒光增白劑對色彩印刷復(fù)制效果的影響，文中首先選擇3 種含不同熒光增白劑成分的紙張（見表1），使用愛色麗Exact 分光光度計，分別基于M1/D50/2°、M2/D50/2° 2 種觀察條件下，測量含較多熒光增白劑（A 紙）、含少量熒光增白劑（B 紙）、不含熒光增白劑（C 紙）3 種類型的紙張的色度值，并計算M1 和M2 觀察條件下ΔL*、Δa*、Δb*和ΔE*的值，具體見表2，探究熒光增白劑含量對紙白測量的影響，有助于分析熒光增白劑對顏色測量的影響。

2.2.2 實驗結(jié)果

從表1 數(shù)據(jù)可以看出，在M1 和M2 觀察條件下，熒光增白劑含量對紙白測量數(shù)據(jù)影響很大，且熒光增白劑含量越大，其差異值越大，其中，b*值影響最大，L*值影響最??；紙張色度值中的b*值正負特性與紙張熒光增白劑的含量相關(guān)，含熒光增白劑的紙張基色b*值為負值，且熒光增白劑含量越大，其負值絕對值越大；紙白測量的Δb*值是由M1 和M2 數(shù)值之間的b*值差異計算得出的，熒光增白劑含量越大，Δb*的絕對值越大。

2.2.3 結(jié)果分析

由于M1 定義的照明光源的光譜功率分布與CIE照明光源D50 光譜功率分布匹配，包含310～400 nm的光譜成分。在M1 觀察條件下測量的紙白光譜反射，包含因熒光增白劑發(fā)出的藍光，因此，含熒光增白劑的紙張基色偏藍色，測得的b*值為負值，且熒光增白劑含量越大，其負值絕對值越大；而由于M2 定義的照明光源的光譜功率分布過濾了400 nm 以下的光譜成分，因為在M2 觀察條件下測量的紙白光譜反射減少了400 nm以下的光譜成分引發(fā)的藍光，所以在M2 觀察條件下測量的b*值絕對值遠小于M1觀察條件下測量的b*值絕對值；然而，針對不含熒光增白劑的紙張，在M1/M2 觀察條件下測量紙白光譜反射不含藍光，因此，其b*值為正值。綜上所述，可以使用紙張基色的b*值大小與正負情況估計紙張OBA 的含量。

Δb*值是由M1 和M2 數(shù)值之間的b*值差異計算得出的，該值直接反映了D50 標準光源中UV 成分（400 nm 以下波長的光）引發(fā)的b*值差異，因此，其絕對值可以確定基材中的OBA 的含量。愛色麗Exact 分光光度計“增白劑指數(shù)”選項，其值定義為Δb*值的絕對值，即|Δb*|，ISO 15397 中以此為依據(jù)來確定基材中的OBA 含量，有助于分析紙張熒光增白劑含量對顏色測量的影響。

2.3 熒光增白劑含量對線性色表測量的影響分析

2.3.1 實驗方法

為了研究熒光增白劑對印刷顏色復(fù)制的影響，文中在相同印刷狀態(tài)下使用3 種含不同熒光增白劑成分的紙張（具體見表1）輸出C、M、Y、K 線性色表；使用愛色麗i1 分光光度計，分別基于M1/D50/2°、M2/D50/2°這2 種觀察條件，測量含較多熒光增白劑（A 紙）、含少量熒光增白劑（B 紙）、不含熒光增白劑（C 紙）3 種類型的紙張上的線性色表，計算在M1 和在M2 觀察條件下ΔL*、Δa*、Δb*和ΔE*的值，繪制色差值與網(wǎng)點百分比的變化趨勢圖（見圖2），并進行數(shù)據(jù)趨勢擬合（見表2），探究熒光增白劑含量對線性色表測量的影響，有助于分析熒光增白劑對彩色印刷復(fù)制的影響。

表2 Δb＊和ΔE＊值數(shù)據(jù)趨勢擬合Tab.2 Trend fitting of data Δb＊ and ΔE＊

圖2 M1/M2 下觀察條件下線性色表ΔL*、Δa*、Δb*和ΔE*色差值曲線（ABC 紙）Fig.2 ΔL*、Δa*、Δb* and ΔE* value of linear color chart under M1/M2 condition（ABC paper）

表1 M1/M2 觀察條件下紙張色度值Tab.1 Color value of paper under M1/M2 measurement conditions

2.3.2 實驗結(jié)果

從圖3 可以看出，在M1 和M2 觀察條件下，紙張熒光增白劑含量對C、M、Y、K 線性色表顏色測量值影響很大，且熒光增白劑含量越大，同一色塊測量值差異越大，其中，Δb*最大，ΔL*最?。粚Σ缓瑹晒庠霭讋┑募垙?，分別在M1 和M2 觀察條件下測量C、M、Y、K 線性色表的ΔL*、Δa*、Δb*和ΔE*的值基本為0；對含有不同熒光增白劑成分的A、B 2 類紙張，測量C、M、Y、K 線性色表的ΔL*、Δa*、Δb*和ΔE*值的數(shù)據(jù)曲線趨勢基本保持一致，且隨著網(wǎng)點百分比的增大而減少，說明熒光增白劑含量對顏色測量數(shù)據(jù)的影響與色相關(guān)系較小，但是與階調(diào)值關(guān)系較大，基本呈負線性關(guān)系；其中，Δb*和ΔE*值的數(shù)據(jù)曲線基本重合，再次說明b*值差異是引起M1/M2 觀察條件下產(chǎn)生ΔE*值的主要原因。

表2 是針對含有不同熒光增白劑成分的A、B 2類紙張，分別計算Δb*、ΔE*值與網(wǎng)點百分比數(shù)據(jù)趨勢擬合公式。表2 中的趨勢擬合公式全部呈負線性函數(shù)，且R2＞0.9；對比C、M、Y、K 擬合公式，Y、K自變量系數(shù)絕對值大于C、M 自變量系數(shù)，且熒光增白劑含量越大，其差值越大，可以判斷熒光增白劑含量對黃色和黑色的影響較大，這一研究結(jié)果與Chaikovsky 等[11]的實驗結(jié)論一致。

2.3.3 結(jié)果分析

綜上所述，含熒光增白劑的印品色彩在M1 觀察條件下，其測量值受熒光增白劑的影響較大，因此，在進行顏色匹配，色度數(shù)據(jù)交換過程中，為了避免紙張OBA 含量的不同而帶來的顏色偏差，需要通過測量紙張的基色色度值來確定統(tǒng)一紙張的OBA 含量或根據(jù)OBA 含量進行相應(yīng)的數(shù)據(jù)補償。

2.4 熒光增白劑含量對色彩管理的影響分析

2.4.1 實驗方法

為了研究熒光增白劑對印刷顏色復(fù)制的影響，文中在相同印刷狀態(tài)下使用3 種含不同熒光增白劑成分的紙張（具體見表1）輸出IT8.7/4 色表；使用愛色麗i1 分光光度計，分別基于M1/D50/2°、M2/D50/2°2 種觀察條件，測量含較多熒光增白劑（A 紙）、含少量熒光增白劑（B 紙）、不含熒光增白劑（C 紙）3種類型的紙張上的IT8.7/4 色表，并制作ICC 特性文件；利用CHROMIX ColorThink3.03 對3 種類型紙張的ICC 特性文件進行分析。

2.4.2 實驗結(jié)果

從圖3 可以看出，在M1 和M2 觀察條件下，相同印刷狀態(tài)下制作的同一紙張ICC 色彩特性文件的色域表現(xiàn)是有區(qū)別的，其中，針對A 紙制作的ICC色彩特性文件區(qū)別最明顯，在M1 觀察條件下的測量值較M2 觀察條件下的測量值在b軸整體有明顯的線性偏移，偏藍色；針對B 紙制作的ICC 色彩特性文件略有區(qū)別，在M1 觀察條件下的測量值較M2觀察條件下的測量值在b軸整體略有線性偏移，偏藍色；針對C 紙制作的ICC 色彩特性文件整體幾乎重合。

圖3 M1/M2 觀察條件下ICC 特性文件色域分析（ABC 紙）Fig.3 Color gamut analysis of ICC characteristic file under M1/M2 observation conditions (ABC paper)

2.4.3 結(jié)果分析

綜上所述，紙張?zhí)砑拥臒晒庠霭讋┑墓鈱W(xué)特性，會導(dǎo)致基于M1 觀察條件下測量的數(shù)據(jù)生成ICC 色彩特性文件整體偏移藍色，即b*值往負值線性偏移。根據(jù)色彩管理的原理，在色彩轉(zhuǎn)換過程中，若使用上述ICC 色彩特性文件，轉(zhuǎn)換結(jié)果會增加b*值偏移的相反色，即黃色的補償結(jié)果，造成印刷品色彩偏黃。為了解決該問題，可根據(jù)熒光增白劑含量對b*值進行線性補償校正。

3 結(jié)果與討論

文中分別從OBA 含量對紙白測量的影響分析，OBA 含量對線性色表測量的影響分析以及OBA 含量對色彩管理的影響分析3 個維度來分析OBA 含量對色彩復(fù)制的影響。發(fā)現(xiàn)分別在M1 和M2 觀察條件下測量紙張基色b*值的差值，直接反映了D50 標準光源中UV 成分（400 nm 以下波長的光）引發(fā)的b*值差異，其絕對值可以確定基材中的OBA 的含量，其絕對值越大，說明紙張中含熒光增白劑越多；同時，通過熒光增白劑含量對線性色表測量的影響研究分析發(fā)現(xiàn)，熒光增白劑含量對顏色測量數(shù)據(jù)的影響與階調(diào)值相關(guān)，基本呈負線性關(guān)系，且熒光增白劑含量對黃色和黑色的影響相對較大；通過熒光增白劑含量對色彩管理的影響實驗分析可以看出，紙張?zhí)砑拥臒晒庠霭讋┑墓鈱W(xué)特性，會使M1 觀察條件測量數(shù)據(jù)生成ICC 色彩特性文件，整體線性偏移藍色，即b*值往負值線性偏移，且熒光增白劑含量越大，b*值偏移更大。

色彩測量的準確性是色彩管理有效實施的基礎(chǔ)，基于M1 觀察條件的色彩管理流程，需進一步根據(jù)熒光增白劑含量|Δb*|值，進行線性補償校正方面研究，從而減少紙張熒光增白劑對色彩管理的影響，減少因紙張熒光增白劑引起色彩復(fù)制出現(xiàn)偏差，使紙張上的顏色準確復(fù)制。

4 結(jié)語

文中經(jīng)過研究，發(fā)現(xiàn)紙張的熒光增白劑含量不同，在M1/M2 觀察條件下色度測量值不同，因此，為了準確復(fù)制顏色，在統(tǒng)一標準光源的基礎(chǔ)上，還需規(guī)范測量儀器的觀察條件以及根據(jù)熒光增白劑含量對b*值進行線性補償，減少紙張熒光增白劑對色彩測量的影響，準確測量顏色，并實現(xiàn)色彩在不同設(shè)備間正確轉(zhuǎn)換，準確復(fù)制顏色。