CN103048797B - 具有立体视觉效果的印刷品及其印刷方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种具有立体视觉效果的印刷品，包括基材，以及依次印刷在所述基材上的图文网点层、透明基膜和光栅网点层，其中：所述光栅网点层包括多个光栅单元区；所述图文网点层包括多个与所述光栅单元区对应的图文单元区；并且对应单元区的图文网点能够与光栅网点之间产生莫尔效应。本发明还公开了这种具有立体视觉效果的印刷品的印刷方法。本发明利用印刷形成的光栅网点层产生视差屏障，并通过莫尔放大效应，在平面印刷品上产生立体视觉效果。该印刷品适用范围广，可以直接形成在普通纸张上，并应用于各种包装、展示、装饰领域。本发明的印刷方法简单、工艺技术成熟、成本较低。

Description

具有立体视觉效果的印刷品及其印刷方法

【技术领域】

本发明涉及印刷装饰领域，具体涉及一种具有立体视觉效果的印刷品，以及其印刷方法。

【背景技术】

眼睛在观察一个三维物体时，由于两眼水平分开在两个不同的位置上，所观察到的物体图像是不同的，它们之间存在着一个像差，通过人类的大脑对该相差的处理，人们可以感受到三维世界的深度立体变化。

基于光栅片的裸眼3D技术，是利用光栅覆盖经特殊处理的图案，形成视差遮障，由于两眼的观察角度不同，左右眼分别看到不同的图像，从而产生立体感。其原理如图1中所示，左右眼的观察角度存在差别，经过光栅的遮障，左眼只能看到特殊设计的印刷图文中，L区的图案，右眼只能看到R区的图案。光栅造成的视差遮障与图案之间的距离越大，两眼观察到图案差异越大，立体效果越显著。

目前，用于裸眼3D技术的立体光栅主要分有狭缝光栅、柱镜光栅和点阵光栅。狭缝光栅是一张有一条条黑白相间条纹构成的薄膜；柱镜光栅是一块表面由一条条紧密排列的半圆状柱镜构成的透明薄板；点阵光栅的表面由紧密排列的″凸起点″构成，每一个凸起点都是一个微型凸透镜，聚焦在点阵光栅的下表面。这其中，基于点阵光栅制作的立体图案在360°范围观察都有立体感，因而备受关注，应用也更为广泛。

然而，基于光栅片的立体印刷技术存在较多缺陷，最主要的缺点在于光栅片价格昂贵；其材质通常为PET胶片，具有一定的厚度且柔韧性差，限制了它们的应用范围，例如不适合在包装领域大面积应用。

【发明内容】

本发明的目的在于克服现有基于光栅片的立体印刷技术价格昂贵、柔韧性差等缺陷，提供一种成本低廉、柔韧性佳的具有立体视觉效果的印刷品，以及工艺简单的印刷方法。

本发明一方面提供一种具有立体视觉效果的印刷品，包括基材，以及依次印刷在所述基材上的图文网点层、透明基膜和光栅网点层，其中：所述光栅网点层包括多个光栅单元区，每个光栅单元区均包括由间错排列的线性透明网点和线性不透明网点构成的光栅网点；所述图文网点层包括多个与所述光栅单元区对应的图文单元区，每个图文单元区均包括线性排列的图文网点；并且所述图文网点区的所述图文网点与对应的所述光栅网点区的光栅网点的排列方向具有一夹角，以使它们之间能够产生莫尔效应(Moire effect)。

所述图文网点和所述光栅网点的形状可以为圆形、正方形或六边形。

所述图文网点和所述光栅网点的网点精度可以在1200-2400dpi的范围。

所述图文网点与对应单元区的所述光栅网点的排列方向的夹角可以大于等于3度并且小于等于15度。

一些实施方案中，不同图文单元区的所述图文网点及对应的所述光栅网点具有相同或不同的形状、网点密度、方向或夹角。

所述基材可以为普通纸张。

所述透明基膜可以为PET胶膜、OPP胶膜、PVC胶片或PE胶片。所述透明基膜的厚度可以大于等于30um并且，所述印刷品的总厚度可以小于等于0.8mm。

本发明另一方面提供一种用于印制该印刷品的方法，包括依次在基材上印刷图文网点层、透明基膜和光栅网点层。

所述印刷过程中，可以使用具有0.015um至0.04um的粒度的油墨。

所述印刷过程中，可以保持温度在20-25℃、湿度在50-55度范围内恒定。

本发明的有益效果在于：通过印刷形成光栅网点层，作为虚拟光栅来代替光栅片提供视差遮障，成本低、柔韧性佳；利用不同单元区中图文网点与光栅网点之间的不同程度的莫尔放大效应，使印刷品具有多样化的强烈立体视觉效果；图文网点层、透明基膜、光栅网点层均可以采用成熟的印刷工艺，直接印刷在基材上，印制方法简单；基材可以使用普通纸张，应用领域更为广泛。

【附图说明】

图1为基于视差遮障的立体成像原理示意图。

图2为根据本发明具有立体视觉效果的印刷品的截面结构示意图。

图3为光栅莫尔效应的原理示意图。

图4示意性示出根据本发明具有立体视觉效果的印刷品的结构。

【具体实施方式】

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

图2示意性示出根据本发明的实施例，具有立体视觉效果的印刷品的截面结构。从图中可见，本发明的具有立体视觉效果的印刷品有四层结构：基材、以及依次印刷在基材上的图文网点层、透明基膜和光栅网点层。基材理论上可以使用任何印刷承载物，本发明的印刷品具有广泛的适用性，可以使用普通纸张作为承载印刷图案的基材。

图文网点层对应于图1原理图中的印刷图文，印刷图文经过特殊设计，包括多个图文单元区，每个图文单元区均由线性排列的图文网点构成。

透明基膜对应于图1原理图中印刷图文与视差遮障之间的空白。透明基膜为均匀厚度的透明薄膜，其可以采用PET、OPP胶膜或PVC、PE胶片制成。理论上，基膜越厚，立体效果的景深越深，视觉效果会越好。但综合考虑印刷品的实用性、工艺技术等因素，透明基膜的厚度通常大于等于30um，并且基材与基膜的总厚度，即印刷品的总厚度可以小于等于0.8mm。

光栅网点层对应于图1原理图中的视差遮障。与传统的光栅片不同，本发明的光栅网点层是通过在透明基膜上印刷间错排列的透明网点和不透明网点，来模拟光栅片上光栅点阵的透过点和遮障点。因此，可以认为本发明的光栅网点层是一层能够产生视差遮障的虚拟光栅。光栅网点层也包括与图文网点层的图文单元区相对应的多个光栅单元区，光栅网点线性排列，并与对应图文单元区的图文网点的排列方向形成一夹角，从而使对应单元区的光栅网点与图文网点之间能够产生莫尔效应。

莫尔效应是18世纪法国研究人员莫尔首先发现的一种光学现象。从技术角度上讲，莫尔条纹是两条线或两个物体之间以恒定的角度和频率发生干涉的视觉结果，当人眼无法分辨这两条线或两个物体时，只能看到干涉的花纹，这种光学现象就是莫尔效应。图3示出了光栅莫尔效应的原理：两块参数相近的透射光栅(主光栅和指示光栅)以小角度叠加，产生放大的光栅，因此也称之为莫尔放大效应。主光栅的网点方向决定了莫尔条纹的方向，莫尔条纹的放大倍率仅取决于两个光栅之间的夹角，夹角越大，放大倍率越低；夹角越小，放大倍率越高。

本发明人将光栅莫尔放大效应应用于本发明的印刷品，本发明印刷品中的图文网点层相当于虚拟的主光栅，光栅网点层相当于虚拟的指示光栅。通过设计不同图文单元区及对应的光栅单元区的网点排列夹角，使不同的单元区之间产生不同程度的莫尔放大条纹，从而可以实现在平面印刷品上，不同程度的立体视觉效果。

为降低技术难度，设计时可将图文网点与光栅网点之间的宽度设置为同一参数，即相当于两个常数相同的虚拟光栅。当两个虚拟光栅常数相同，即光栅条纹线条间宽度均为W时，莫尔条纹线条间宽度L与两层网点之间的角度θ之间的关系为L＝W/sin(θ/2)。图文网点层采用普通3D原理设计，光栅网点层则采用光栅印刷原理设计。

具体地，可通过设计图文网点的线性排列方向来调节莫尔条纹的方向，通过设计光栅网点的线性排列方向，来调节其与图文网点线性排列方向之间的夹角，进而调节莫尔条纹的放大倍数，以实现远景与近景的区别。即，放大倍率较大的图文，在立体视觉效果上呈现为近景，图文单元区及对应光栅单元区中各自线性排列的网点之间的夹角较小；放大倍率较小的图文，在立体视觉上呈现为远景，图文单元区及对应光栅单元区中各自线性排列的网点之间的夹角相对较大。

图4示意性地示出根据本发明具有立体视觉效果的印刷品的结构。从图中可见，印刷品在结构上，由下至上依次为基材、印刷在基材上的图文网点层、透明基膜、印刷在透明基膜上的光栅网点层。光栅网点区的光栅网点为间错排列的线性透明网点和线性不透明网点，以形成视差遮障。

图文网点层的图文单元区均在光栅网点层有对应的光栅单元区，单元区的大小形状不受限制，可以根据图文的需要为任何大小、任何形状。相对应单元区的图文网点排列方向与光栅网点排列方向之间有一夹角θ。从而，使对应单元区的图文网与光栅网点之间产生莫尔效应，进而实现更强烈的立体视觉效果。

能够有效产生莫尔效应的光栅夹角通常在3到15度之间。因此，本发明的印刷品在设计图文网点和光栅网点时，可以在此范围内，根据需要设计线性排列网点的方向和夹角。

此外，图文网点和光栅网点的形状、大小也会对立体视觉效果产生影响。例如，本发明的印刷品中，网点形状优选采用球形或圆柱形，或其他等多种形状。这其中，由球形或圆柱形的网点制成的印刷品在每个方向都具有相同的立体视觉效果，从而避免了采用立方柱形网点可能造成的在某些方向观察时，立体视觉效果较差的缺点。网点的大小，或印刷中的网点精度可以在1200-2400dpi的范围。网点精度越大，图文的精细度越高，立体视觉效果会显得越细腻。然而在实际应用中，还需要综合考虑印刷品面积大小、印刷工艺精细度等多种因素，以选择合适的印刷网点密度。

本发明的印刷品中，图文网点可以使用黑白或彩色油墨来印刷；光栅网点的透明和不透明网点也可以使用黑白色或彩色油墨印刷，以实现多样化的立体视觉效果。

本发明的具有立体视觉效果的印刷品可以采用目前已经成熟的印刷或胶印技术印制，只需要将经特殊设计的图文网点层、透明基膜和经特殊设计光栅网点层依次印制到基材上即可完成。相比较现有基于光栅片的立体印刷技术，无需贴光栅片，印制工艺简单。该印制过程中最好能够相对严格地控制温度和湿度，保持恒定的温度和湿度可减小纸张变形量，例如可以控制印刷过程中的温度在20-25℃、湿度在50-55度范围内恒定。

本发明的立体视觉效果是利用莫尔条纹原理实现的，当两个虚拟光栅叠放在一起时，如果出现水平位移，不会影响立体效果；如果出现角度位移，会对莫尔条纹的放大倍数有一定的影响。由于目前成熟使用的印刷机的精度已足够高，上述因素对本发明的立体视觉效果影响很小。相比较现有基于光栅片的立体印刷技术，不需要复杂精密的对准技术，进一步简化了印刷工艺。印制过程中，优选使用品质较高的油墨进行印刷，例如油墨的粒度可以在0.015-0.04um的范围，以避免粗糙的油墨颗粒和喷粉颗粒会影响覆膜效果。

由于本发明的印刷品中，图文层上已经覆有透明基膜，而无需再附加保护层。不仅简化了生产工艺，还进一步降低了成本。有利于批量生产和广泛应用。

本发明具有立体视觉效果的印刷品利用视差遮障技术和莫尔放大效应来产生立体视觉效果，视觉效果优异；使用印刷操作制成，不含光栅片，柔韧性好，大大拓宽了立体印刷的应用范围。例如，可以用于包装领域，在具体地，无需特殊工艺而可容易地对本发明的印刷品进行模切、粘盒、包装，操作便利。此外，本发明的印刷品还可以用于展示、装饰等多种领域。

以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种具有立体视觉效果的印刷品，包括基材，以及依次印刷在所述基材上的图文网点层、透明基膜和光栅网点层，其中：

所述基材为普通纸张，所述透明基膜为PET胶膜、OPP胶膜、PVC胶片或PE胶片，所述透明基膜的厚度大于等于30um并且所述印刷品的总厚度小于等于0.8mm；

所述光栅网点层包括多个光栅单元区，每个光栅单元区均包括由间错排列的线性透明网点和线性不透明网点构成的光栅网点；

所述图文网点层包括多个与所述光栅单元区对应的图文单元区，每个图文单元区均包括线性排列的图文网点；并且

所述图文网点区的所述图文网点与对应的所述光栅网点区的光栅网点的排列方向具有一夹角，以使它们之间能够产生莫尔效应，

所述图文网点和所述光栅网点的网点精度为1200-2400dpi。

2.根据权利要求1所述的印刷品，其特征在于，所述图文网点和所述光栅网点为球形或圆柱形。

3.根据权利要求1所述的印刷品，其特征在于，所述图文网点与对应单元区的所述光栅网点的排列方向的夹角大于等于3度并且小于等于15度。

4.根据权利要求1所述的印刷品，其特征在于，不同图文单元区的所述图文网点及对应的所述光栅网点具有相同或不同的形状、网点精度、方向或夹角。

5.一种用于印制权利要求1-4中任一项所述印刷品的方法，包括依次在基材上印刷图文网点层、透明基膜和光栅网点层，所述印刷过程中使用具有0.015-0.04um粒度的油墨。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述印刷过程中，保持温度在20-25℃、湿度在50-55度范围内恒定。