CN102241207A

CN102241207A - 彩色立体图像单色印刷的方法

Info

Publication number: CN102241207A
Application number: CN2010101708122A
Authority: CN
Inventors: 薄淑英
Original assignee: Individual
Current assignee: Three-Dimensional Science And Technology Ltd Co Of Beijing Kang Get Xin
Priority date: 2010-05-13
Filing date: 2010-05-13
Publication date: 2011-11-16

Abstract

本发明公开了一种彩色立体图像单色印刷的方法，将立体图像的RGB三色分量重新组合成一个单色图像，输出到一张印版上，套印到RGB色版上，形成彩色图像，在背光源的照射下呈现清晰透彻的立体图像。RGB色版上包含有周期性分布的R、G、B线条和套印标记。本发明提供的立体印刷方法，避免了四色印刷套印不准引起的立体模糊和眼晕感，确保了像素的独立性，提高了颜色的鲜艳度，可以大幅度提高图片的立体感和清晰度，同时满足了立体灯箱片低成本、批量生产的要求。

Description

彩色立体图像单色印刷的方法

技术领域：

本发明属于印刷技术领域，涉及一种彩色立体图像单色印刷的方法。更具体地讲，涉及一种在原色色版上印刷黑白图像来实现彩色立体显示的方法。

背景技术：

光栅立体图片的印刷主要包括直印和贴纸两种方式。将立体图像直接UV印刷在柱镜光栅背面称为直印，效率高效果好，非常适合厚度在0.6mm以下的光栅；将立体图像印刷在铜版纸上，然后复合在柱镜光栅背面称为贴纸，效果好但效率较低，适合厚度在0.6mm以上的厚光栅。立体印刷的加网直接借用了平面的加网技术，如调频网、调幅网以及混合加网技术都得到了有效应用，特别是采用CTP制版技术后，较小的网点可以直接形成在印版上，因此网点质量更加清晰、更具复制性，获得了较好的立体印刷质量。

光栅立体画的印刷在广告和装饰等行业的应用逐步得到普及。立体印刷要求cmyk四色具有极高的套印精度，否则影响立体图片的立体感和清晰度，因此通常的立体印刷品都是中小幅面的，并且立体感不能设计得太大。

专利号200710079378公开的高清晰光栅立体图片，很好地解决了立体图片的立体感、清晰度以及观看舒适度问题，我们将同样的思路应用在立体印刷上，绕开了四色立体印刷的瓶颈即套印精度不高的问题，同时解决了立体灯箱片的成本和批量生产难题。

发明内容：

本发明公开了一种彩色立体图像单色印刷的方法。目的在于进一步提高图像的立体感和清晰度，解决立体图像大幅面印刷的套印难题。

本发明的原理在于，将立体图像的RGB三色分量重新组合成一个单色图像，通过单张印版，套印到RGB色版上，在背光源的照射下形成彩色立体图像。RGB色版可作为一种通用的立体印刷材料，包含有固定的图案，即周期性分布的RGB线条和套印标记，适用于各种幅面和栅距的立体图像印刷。

下面说明RGB色版的结构和实现单色立体印刷的过程。

RGB色版由色版图案和套印标记构成。色版图案是一组红、绿、蓝线条周期性排列而成的矩形图案，每个线条宽W，高h，一组RGB线条的尺寸为W×(3×h)，一个完整的色版由N组RGB线条构成，色版图案尺寸为W×(3×h×N)。套印标记为“十”字线，线宽不大于0.03mm，位于色版的四个角上。RGB色版可以通过专色印刷生产出来，套印标记有两个作用，其一是印刷色版本身时，需要将三个R、G、B专色版图案套印在一起，形成完整的色版；其二，RGB立体印刷色版作为一种专用立体印刷材料，在其上印刷立体图像时，图像上的标记与色版上的标记准确地套印在一起，图像色彩才能正确地显示出来。套印精度在横、纵方向上要求是不同的，与RGB线条平行方向的套印精度要求不高，或者说没有套准要求，与线条垂直的方向，套准误差要求不大于h/10。

一个典型的80cm×60cm色版，W＝800mm，h＝0.4mm，N＝500，纵向套印误差要求小于0.04mm。在设计立体印刷色版时，每个RGB线条等宽高，中间无缝拼接，这种设定是简洁而优化的，但并不是必须的设定。线条要求设计成无网点的实地图案，用显色性能优良的RGB专色油墨印刷出来。

将一组RGB模式的立体视差序列图合成为光栅立体图像，创建一个幅面和分辨率与之相同的灰度图像，将光栅立体图像的R、G、B通道分别作为单色图层拷贝到灰度图像中，三个图层分别命名为R、G、B。创建一个单色的色版图像文件，包含有套印标记和RGB线条，RGB线条用不同的灰度值表示，比如R＝30，G＝130，B＝230，套印标记的灰度值为0，分辨率调整为与立体图像相同，将色版图像作为一个图层拷贝到灰度立体图像中，若色版图像大于立体图像，则扩展画布大小，使色版图层完全显示出来。以色版图层的R线作为选区，反选，删除R图层对应区域，即R图层只保留与色版图层R线对应的部分。用同样的方法操作G图层和B图层，保留色版图层的套印标记，删除RGB线条区域，然后将所有图层设为可见，合并在一起，保存为文件gray.GIF。这个灰度图像文件包含了图像的立体信息、可分离还原的彩色信息以及套印标记，对齐套印标记，将图像用黑色油墨印刷到RGB色版上，配合立体光栅，在灯箱的照明下显示鲜艳透彻的立体图像。

在上面的叙述中，立体图像的R、G、B颜色区域与色版的R、G、B颜色区域必须是一一对应的，其中并没有要求立体图像的样条，即光栅线条与色版线条一定垂直，因此这种技术应用在斜纹光栅立体图像的印刷上也是方便可行的。

为了获得更好的印刷质量，采用一种长方形网格技术，对单个像素独立进行网格化处理，保持像素的独立性并且在横向获得极高的分辨能力，因此可以合成更多的视差图像而不损失色阶。

首先，进行立体图像的像素优化。立体图像的数据量极大，其中横向分辨率要求远高于纵向，需要对图像高度进行压缩，对图像宽度进行优化。

假设文件gray.GIF中不包括套印标记的立体图像尺寸为×(3×h×N)，与色版区域相同，则立体图像共包含3×N个色条，将立体图像的高度单独压缩成3×N个像素，保证每个色条对应一行像素。考虑到压缩图像的插值计算会引起颜色的融合，应该在立体图像还是RGB模式时，即将其高度调整为3×N个像素，将R、G、B通道分别作为单色图层拷贝到灰度图像中，三个图层分别命名为R、G、B，保留图层R的第3n行，保留图层G的第3n+1行，保留图层B的第3n+2行，n＝0，1，2，3，……，N-1，删除3个图层的其它区域，然后合并到一起，即可保证灰度立体图像中一行像素对应一个色条。

激光照排机或CTP制版机的输出精度为D，几种常用机器的最高输出精度为2400dpi、2540dpi、4800dpi。将灰度立体图像的分辨率设定为D/x，宽度为W进行插值处理，在计算过程中保持纵向不变，仍为3×N个像素。其中x为长方形网格的宽度，一般取值1，2，3。

第二步，网格化方法和参数选择。灰度立体图像的每个像素用x*y的长方形网格表示，网格上曝过光的点为黑点，代表有油墨，没曝过光的点为白点，代表无油墨，显然，白点的数量或面积比例代表相应的灰度值。网格呈窄长方形纵向分布，网格的高度与色版样条的高度相等，均为h，因此y值是由h决定的。假设h＝0.4mm，照排精度D＝2540dpi，则y＝40，优选的3个网格为1×40，2×40，3×40，更宽的网格带来横向精度的降低。以栅距为0.8mm的光栅为例，一个栅条下最多可横排80个网格，可容许80幅视差图像立体合成，具有极好的立体清晰度和观看舒适度。

网格化方法遵循如下原则：①以网格中心为中心，白点聚集分布；②从中心开始，白点像种子往四周生长，到达网格边界时停止；③以横向为优先顺序，使相邻网格的白点尽快链接在一起，减小网点扩大的百分比。

根据网格化规则，可以提供一种着色算法实现像素快速网格化。先建立一个二维数组G[x][y]，按白点出现的先后顺序给数组赋值，例如第一个白点出现在网格的中间，将中间位置的数组元素赋值1；第二个白点出现在第一白点的左侧，将该位置的数组元素赋值2；第三个白点出现在第一白点的下侧，将该位置的数组元素赋值3；……；设第K个白点出现在第j行第i列，则G[i][j]＝K。灰度值为C的像素，0≤C≤255，网格化后共有C*x*y/255个白点，如果G[i][j]≤C*x*y/255，则该点为白点，否则为黑点，此过程编制成程序后让计算机自动处理实现网格化。

第三步，为色版建立一套网格化表格，即建立一个数组G[x][y]，将立体图像网格化，形成TIF格式的2值图像，增加套印标记，出激光照排片或CTP制版，套印到RGB色版上。

建立如下表所示的3套网格数据：

17	33	34	50	49	51
						15	29	30	44	43	45
13	25	26	38	37	39
						11	21	22	32	31	33
9	17	18	26	25	27
						7	13	14	20	19	21
5	9	10	14	13	15
						3	5	6	8	7	9
1	1	2	2	1	5
						2	3	4	4	3	6
4	7	8	11	10	12
						6	11	12	17	16	18
8	15	16	23	22	24
						10	19	20	29	28	30
12	23	24	35	34	36
						14	27	28	41	40	42
16	31	32	47	46	48
						18	35	36	53	52	54
20	39	40	59	58	60
						22	43	44	65	64	66
24	47	48	71	70	72
						26	51	52	77	76	78
28	55	56	83	82	84
						30	59	60	89	88	90
32	63	64	95	94	96
						34	67	68	101	100	102
36	71	72	107	106	108
						38	75	76	113	112	114
40	79	80	119	118	120

RGB色版在与线条垂直方向上，三色条之间的套准误差要求不大于h/10，如果实际生产中达不到套印要求，可以增加色版线宽来解决；立体图像与色版在纵向套准要求不大于h/10，达不到套印要求时，可以用黑色线条增加立体图像颜色条之间的隔离，保证颜色完全准确。将灰度立体图像的颜色范围从0～255调整到0～g，g＜255，进行网格化处理，可以增加立体图像颜色条之间的隔离，由于应用加法显色原理，这样做并不会降低图像的对比度。将颜色值调整到0～150，即可较好地解决因套准精度不够引起的颜色串扰问题。

本发明提供的立体印刷方法，避免了四色印刷套印不准引起的立体模糊和眼晕感，确保了像素的独立性，提高了颜色的鲜艳度，可以大幅度提高图片的立体感和清晰度，同时满足了立体灯箱片低成本、批量生产的要求。

附图说明：

图1是RGB色版的示意图，由红色线条(2)、绿色线条(3)和蓝色线条(4)构成，在纵向无间距交错排列，R、G、B线条的高度均相等，套印标记(1)分布在色版的四个角上。

图2是灰度立体图像示意图。虚线框表示一个彩色像素(5)，每个彩色像素(5)含有R、G、B三个单色像素(6)，呈纵向排列。

具体实施方式：

RGB专色印刷色版，然后将立体图像套印的色版上。

设计一个RGB模式的色版文件，分辨率为1270DPI，幅面810mm×610mm，“十”字标记大小为5mm×5mm，线宽为一个像素，分布在四角，RGB线条区域尺寸为800mm×600mm，每个线条宽高为800mm×0.4mm，按RGB顺序依次从上到下无间距排列，共500组RGB线条。将色版文件的颜色反相，其RGB通道分别保存为RGB单色文件，进一步二值化成位图文件，上面的线条和标记均转化成实地线条，用CTP输出到三张印版上，配备显色性好的RGB专色油墨，通过UV印刷到透明或半透明片基上，形成专用色版，包装存放起来，作为一种立体印刷的新材料使用。

单色印刷方法，将灰度图像文件gray.GIF挂网后输出到印版，套印到RGB色版上。立体图像输出用调频、调幅高精度网点技术均可以实现，采用长方形网格技术，可以获得更高的立体印刷精度。设立体光栅的栅距p＝0.8mm，图像幅面为800mm*600mm，用输出精度为2540dpi的CTP输出印版。准备一套立体视差序列图共80张，立体合成并进行像素优化，图像的像素大小为80000*1500，分辨率2540dpi，用上表中1*40网格数据进行网格化处理，位图文件像素大小为80000*60000，增加套印标记后，位图文件分辨率为2540dpi，幅面为810mm×610mm，输出到印版，套印到RGB色版上。

四色(RGBK)立体印刷方法，将RGB色版的三张专色印版以及灰度立体图像的K印版，用R、G、B专色油墨及黑色油墨在四色印刷机上一次性套印出来。

其它类型的光栅图像如动画、变画、斜纹光栅画等，依据本发明均可以印刷出来，本文所指的立体图像包含此类的光栅图片。

Claims

1.一种印刷立体图像的方法，其特征在于，由红色线条(2)、绿色线条(3)和蓝色线条(4)在纵向无间距周期性交错排列成RGB色版，四周分布有套印标记(1)，将RGB模式的立体图像转换成包含了立体信息、可分离还原的彩色信息以及套印标记的灰度图像，用黑色油墨印刷到色版上，配合光栅和灯箱照明，可显示彩色立体图像。

2.如权利要求1所述的方法，其特征还在于，套印标记为“十”字线，线宽不大于0.03mm，位于色版的四个角上，色版线条和套印标记设计成无网点的实地图案，用RGB专色油墨印刷出来。

3.如权利要求1所述的方法，其特征还在于，设定长方形网格的大小和白点填充顺序，对灰度图像的像素进行网格化处理，形成二值图像，输出激光照排片或CTP印版。

4.如权利要求3所述的方法，其特征还在于，网格中白点的数量或面积比例代表像素的灰度值，白点以网格中心为中心聚集分布，从中心点开始，白点像种子往四周生长，到达网格边界时停止。

5.如权利要求4所述的方法，其特征还在于，白点以横向为优先顺序生长，使相邻网格的白点尽快链接在一起，减小网点扩大的百分比。

6.如权利要求5所述的方法，其特征还在于，用一种着色算法实现像素快速网格化，先建立一个二维数组G[x][y]，按白点出现的先后顺序给数组赋值，第K个白点出现在第j行第i列，则G[i][j]＝K，灰度值为C的像素，0≤C≤255，网格化后共有C*x*y/255个白点，如果G[i][j]≤C*x*y/255，则该点为白点，否则为黑点，此过程由程序自动处理实现网格化。

7.如权利要求6所述的方法，其特征还在于，将灰度图像的颜色范围从0～255调整到0～g，g＜255，进行网格化处理，来增加图像颜色条之间的隔离，解决因套准精度不够引起的颜色串扰问题。

8.如权利要求7所述的方法，其特征还在于，利用最窄的网格进行网格化处理，提高立体显示精细度，即采用x＝1的网格。

9.如权利要求1所述的方法，其特征还在于，将RGB色版的三张专色印版以及灰度图像的印版，用R、G、B专色油墨及黑色油墨在四色印刷机上一次性套印出来。