数字打印正快速地发展着，也正在渐渐的取代着传统的印刷方式。随着数字打印的快速发展，越来越多印刷人加入到探讨影响数字打印的因素中去，其中对数字打印灰平衡规律的研究越来越受到大家的关注。在数字打印过程中对灰平衡的控制是必不可少的一步，因为对灰平衡的控制不仅影响到复制品中色彩再现的准确度，也影响到复制品质量的高低，同时调控灰平衡是实现数码印刷行业规范化、标准化、数据化的一个至关重要部分，不仅可以得到既准确又稳定的色彩再现，而且还能够提高印刷品的质量和企业的生产效率，由此带来的巨大社会效益以及经济效益是不可估量的[1]。
在C、M、Y的油墨里往往带有或多或少的相反色，比如在黄色颜料中带有少量的红色，在青色颜料中带有少量的品红色，而在品红色颜料中则带有少量的青色。在实际的印刷工作过程当中，由于所使用的油墨品牌不同，即C、M、Y油墨的色相也不相同，如在黄色油墨中使用透明黄或者中黄色，在品红色油墨中使用品红、桃红、洋红，所以，在青、黄、品红三色油墨进行等量叠加后，就只能得到含有红棕色的灰或者黑色。而所谓的灰平衡，就是指三原色油墨，即品红、青色、黄色，根据各不相同的面积、色密度、覆盖率、网点做三色加网的印刷,从而呈现不同程度的中灰色、浅灰色、灰色、深灰色及亮度[2]。在色彩科学领域，颜色包括彩色和灰色两个部分，灰平衡是指通过原色混合来实现黑白单色的技术，在色彩复制领域里扮演着重要角色，并只有明度的变化没有色相和饱和度变化[3]。影响灰平衡的主要因素可以有：实际油墨的特性与理想油墨不同；实际滤色片的光学特性；实际光源与理想光源的差距；承印物的特点如纸张的性能、纸张的PH值、 纸张平滑度、纸张表面强度、纸张相对含水量等都会影响油墨在纸张上的色彩再现；水墨平衡；灰平衡块的网点形状、网线线数、网点面积率与实际印品中的中性灰的网点形状、网线线数、网点面积率的区别；感光材料的特性等[4]。灰平衡对彩色图像复制质量的影响是不言而喻的，要想纠正图像复制过程中的偏色现象，使原稿的色彩实现完美再现的效果，就必须研究印刷过程中的灰平衡规律，因此现在国内外很多印刷工作者都对灰平衡规律有或多或少的研究。
1、国外对灰平衡的研究状况
国外对灰平衡的研究比国内的要早，早在20世纪70年代外国人就将灰平衡知识运用于电视电影的色彩平衡中去了。不仅如此，国外对灰平衡的定义也有很多：其中最典型的就是1976年 CIE（国际照明委员会）对灰平衡的定义，三原色油墨C、M、Y等量叠印得到的颜色及为中性灰；国际标准 ISO12647-2 对灰也下过定义；在此之后 Fogra 将通过判断红、绿、蓝滤色片得到密度相等的颜色定义为灰；2005年GRACoL（General Requirements for Applications in Commercial Offset Lithography）基于承印物底色重新标定了灰，即灰是相对于承印物底色的色度值 ab 为 0 的颜色,并组织开发的G7工艺也是通过测量控制印张上的中性灰平衡，并以一个NPDC曲线（Neutral Print Density Curve）来匹配图像的视觉效果，使色彩得到正确再现[5],各国学者对此也作出了相关研究[6]。
近几年，国外对灰平衡控制技术又有了新的发展，如 Enoksson, Emmi 和 Ullberg,Jonas经研究指出灰平衡可以作为单张纸胶印质量控制的控制参数，因为人眼对灰非常敏感，所以可以利用灰平衡控制技术快速检查图像是否存在偏色问题，并且利用灰平衡的控制技术可以缩短开机时间，还可以得到可靠的印刷质量。国内外学者在对提高ICC Profile文件准确性方面也有一些研究,其中J.S.Dilawari就是通过在ICC Profile中调整灰平衡参数来提高颜色复制的精度[7]。一些学者通过在一定印刷条件下的灰阶梯尺来获得灰平衡数据绘制灰平衡曲线，并利用灰平衡补偿阶调再现曲线与目标曲线的差异，还有一些学者通过对彩色数码印刷不同设备输出的产品总是存在偏色问题进行分析研究，得出通过控制好灰平衡可以解决这一难题。最近的 Miller,Scott通过G7工艺在不同的承印物上，利用中性灰印刷密度曲线校准印刷系统,实现了在不同承印物上呈现相似的图像外观。Spiridonow,I、Shopova,M和Boeva,R等人通过大量的颜色光谱数据检验出基于灰平衡的GCR工艺对色彩复制的准确影响，该实验有利于降低油墨消耗从而降低企业成本，间接地优化了色彩复制工艺的工作。
2、国内对灰平衡的研究状况
国内对印刷过程中灰平衡规律的研究相对于国外来说比较晚，直到有了彩色印刷，人们才开始注意到色彩管理对印刷画面质量的影响，并寻求一些能够有效控制色彩管理的方法。到后来，一些印刷工作者发现灰平衡对色彩管理有很大的作用，于是才开始在灰平衡规律方面进行研究工作。中性灰色没有色相及饱和度，只有明度变化，假若某个中性灰色稍带色彩，便很容易用人眼判断出来。所以，灰平衡是用来判断印刷色彩是否平衡或偏色的最好方法[8]。田全慧运用G7方法来研究灰平衡的控制，该方法是基于承印材料底色的特征，通过相对计算的方式，调整中性灰阶的目标值，从而使彩色复制品在不同的承印材料上得到视觉上一致的复制效果[9]。李文育、张倩从色彩管理流程当中对数码样张的灰平衡数据进行分析，利用ProfileEditor软件调整ICC Profile文件青色通道的灰平衡数据,形成新的 ICC Profile 文件，使得在Photoshop流程下最终输出的数码样张和印刷样张达到了更高的匹配程度[10]。阳冰清通过原色油墨叠加实验，将不纯的单色油墨通过混合得到偏暗的复合颜色，得到的复合颜色无论怎么调都不会使之变亮只会越调越暗，于是他总结得出：①要重视灰平衡在色彩管理过程的作用，但不能盲目认为只要灰平衡做好了，色彩还原就一定准确；②使用灰平衡理论的前提是提供标准色相特性的油墨和纸张等印刷材料，脱离印刷材料标准化的灰平衡理论是空洞的灰平衡理论，是对灰平衡理论的错误理解;③色彩管理从业人员和印刷工作者要重视印刷材料标准化、规范化的生产和使用，不要仅凭主观愿望任意选用不适合色彩管理的印刷材料，以免造成滥用灰平衡理论去进行错误的色彩还原[11]。灰平衡的控制方法有很多，比如：在印前的时候可以在Photoshop中黑白场定标来控制灰平衡，也可以在印刷过程中通过灰平衡测试表和三色灰度测控条来控制灰平衡，三色灰度测控条是将50C、39M、39Y叠印获得的中性灰和50BK的中性灰放在一起进行比较，以50BK的中性灰作为基础比较,可以快速、直观地对数字印刷的灰平衡进行评价，从而根据数字印刷的灰平衡效果进行相应的调节。而灰平衡测试表是通过测量有CMY三色网点的叠印效果来对灰平衡效果进行评价，进而获得数字印刷灰平衡的效果[12]。黄照运用灰梯尺来评价和检测灰平衡，他为灰梯尺做一套分色片，使黄、品红、青具有不同的网点面积率，然后进行印刷复制，能够保证印刷品和原稿之间相对应点的色彩复制的精确性[13]。王小燕通过绘制并分析灰平衡曲线，将灰平衡曲线运用到实际生产中，这大大提高了企业的生产效率和经济效益[14]。杜梦霞、成刚虎运用灰平衡方程和实验所得的灰平衡数据分析得出了灰平衡有加网依赖性[15]。灰平衡方程如图1所示：
图1 灰平衡方程
其中，fYe、fMe、fCe分别代表三原色油墨印刷得到中性灰时各色油墨所占的比例；DYR、DYG、DYB、DMR、DMG、DMB、DCR、DCG、DCB分别代表黄、品红、青色油墨分别通过红、绿、蓝三色滤色片所测的密度；DeR、DeG、DeB分别代表灰色色块通过红、绿、蓝三色滤色片所测的密度。
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