印刷工程龟纹防伪技术.doc

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1、龟纹防伪技术印刷工程101 吴洁 冯艳 鲁丹妮 俞杨摘要：在数字化印刷技术迅速发展的今天，传统胶印在中国还是占据了大部分市场。多色胶印中由于网点叠印的实质，使得龟纹的产生不可避免。如何将龟纹控制在视觉可以接受的范围之内，是胶印工艺中一个永恒的课题。本论文针对传统胶印中网点叠印产生龟纹的可视性进行了研究。并通过实验模拟了网点叠印的过程，分析了加网线数和加网角度对龟纹产生的影响。通过数据计算和分析，分析了龟纹在不同加网方式下的不同的产生规律。通过屏幕软打样输出了不同网点参数的图像，总结了图像上龟纹的变化规律，最后对利用龟纹进行防伪的新技术进行了展望。关键词：龟纹；加网角度；加网线数。1.龟纹的产生

2、龟纹是因为数据网格重叠冲突而产生的有污点的干扰网纹。龟纹通常会在图像处理的三个阶段产生。 1. 扫描高度细节的纹理：例如在扫描有纹理的织物上的图像时，会产生龟纹，这是由扫描仪自身引起的。扫描仪对读入的细节不够敏感，产生的龟纹就存在于扫描图像之中，且几乎不能去除。2. 输出不正确的加网角度：多色图像以错误的加网角度输出时，在印刷机上印刷出的图像上就会出现龟纹。另外，若加网角度不使用最优值，也必然会出现龟纹。 3. 扫描预加网图像：扫描已经印刷过的图像时，扫描不到照片或透明胶片上的那种连续调信息，而是网目调网点。扫描仪部分地识别网点之间的空间，但不能原样复制或将其转换成连续调，结果，图像含有龟纹。

3、这种情况可以使用几种技术来减少或消除龟纹。2.影响龟纹可视性的参数通过研究各种参数对龟纹的影响，理解龟纹在各种条件下的表现形态。2.1 龟纹周期对龟纹可视性的影响龟纹的可视性主要取决于龟纹的频率。当龟纹的周期很小或很大时，龟纹看上去都不明显。这是因为，如果龟纹周期超过纸张宽度时，人眼就不能再看到它的存在；而当龟纹周期小于人眼能辨别的距离时，人眼自然不能看到它的存在。毕竟不是所有人都是用放大镜看书。而人们采用数字加网技术来避免龟纹的产生，原理依据就是对龟纹频率的调整。通常采用的数字加网技术有：有理正切加网,超细胞结构加网。我们可以用Photoshop基本模拟不同网线频率下龟纹的可视效果。效果如图

4、1。图1 龟纹频率不同的表现虽然理论上很容易论证网版印刷品上将出现龟纹效应，但最终印刷品上的龟纹效应实际上能否有效地看到并不完全依赖于理论。例如，在大幅面广告画上可能会出现龟纹效应，但实际上只有在放大镜下才能看到，而在常规的观察条件下龟纹效应是不明显的。在实际应用中龟纹也具备了比较隐蔽的特性。因此要得到清晰可见的龟纹需要在不同加网线数和加网角度下对其进行分析研究。2.2 加网角度对龟纹可视性的影响龟纹的产生和周期大小与网目角度的关系最为密切。下面对加网角度进行比较研究。比如，一个微小的角度就可以形成明显的龟纹，因而我们要选择合适的角度用来形成合适大小的龟纹，以避免龟纹过小或过大情况的发生。常规

5、加网角度组合时黄版与品红版角度差为75。这样条件下产生的莫尔条纹最容易引起人眼的注意。黄与品红和青的网角差为15时，很可能产生橙、红和绿色的明显龟纹。图2为各种加网角度下叠印所产生的龟纹。图2 平行线以45、60、75，90加网叠印同样不同角度所产生的龟纹形状也不尽相同，比如在30加网叠印时所出现的副产品玫瑰纹，如图3所示。网点叠印成为玫瑰花斑致密结构。当网线频率较低时，细小的斑纹清晰可见，它对人眼造成了干扰，也降低了图像细节分辨力和表现能力。即便采用相同的参数的加网角度和加网线数，也能得到不同的玫瑰斑形状。这种图像在表现上有一定的美观性。图3 玫瑰斑龟纹从理论上来讲，龟纹的会在多种颜色通道里

6、产生。为了减少点与点之间的龟纹，三种深色品、青，黑之间互成30。因为黄色对比不是很强烈，我们才采用了小于22.5的加网，也就是15加网。这是人们通过计算和研究总结出的比较合适的加网角度。在这种角度下比较容易避免龟纹。2.3 网目线数对龟纹可视性的影响在实际印刷中，网目线数会根据承印物不同而改变。利用龟纹的周期计算公式可以知道，当网目线数有较小的改变，可以产生明显的龟纹。因此对网目线数也要进行控制。当我们把网线数加大一倍时（如图4），可以明显的看到叠印出现的龟纹。而这只仅仅为2组网线的加网叠印，如果加大到3组，4组以上加网线数越少越稀疏越不容易出线龟纹。而网目线数大但图像精度不大的情况下最容易出

7、现龟纹。网线数越高人们对细微层次越容易忽略，所以产生的龟纹在很小层次上，这样既不影响图像的美观性。也可以得到良好的可视效果。图4 平行线以45、60、75，90加网叠印一张图片如果采用50线数印刷和采用100线数印刷在显示效果上有很大的区别。而高精度印刷叠印所产生的龟纹一般容易被忽视。比如说大幅海报，从很远的地方看人们只会注意整体表现。所以在相同观察条件下，高精度加网对于避免龟纹来说很有优势。2.4 网点百分比对龟纹可视性的影响网点百分比对龟纹的影响主要在输出、制版和印刷过程中产生的网点变化。网点的增大和缩小会影响网点的重叠并列现象，从而改变龟纹的规律性。高光网点的网点损失通常被称作为锐化，而

8、暗调网点的网点损失通常称作为糊版。当然，产生网点增大或缩小现象是一种正常的工艺现象。这种现象无论是在制版还是印刷过程中都是不可避免的。但是这种变化是应当控制在一定的限度内，一旦超过某个范围就会出现印刷品的质量严重下降，这种增大就是非正常的了。这种非正常也会影响到龟纹的周期变化。在原稿的选择上，为了有效避免在制作过程中的网点变化，应尽量使其背景处于中间调，才能将网点的扩大问题降低到可以忽略的地步。这样才可以得到良好的可视表现效果。如果把印刷的网点减小一半，理论上二次叠印产生龟纹的概率就会减小。但是网点减少了同样图像层次上就会丢失。所以调控网点百分比的方法适用于印刷精度比较低的印品。总的来说减少龟

9、纹的方法还是很多的。这归功于人们对于印刷领域的不间断研究。我们如果继续在前人的基础上继续研究。最终会开发出更好的技术。同时我们在下文将可视化技术应用到防伪技术里，虽然与避免龟纹背道而驰，但是同样是很有意义的。2.5 加网方式对龟纹可视性的影响我们可以采用先进的数字加网技术来避免龟纹的产生。在传统加网方式的基础上人们加入数字算法。比如有理正切加网，是调幅加网的一种基础算法。这种方法采用18.4网点近似代替15和75网点，但是由于其他色版加网线数与设定有偏差所以比较容易产生玫瑰斑龟纹。但是超细胞加网技术的出现很好的减少了印刷品中的龟纹，但是玫瑰斑问题依然存在。但是通过加网技术的研究在一定程度上减少

10、了龟纹的产生。3.龟纹防伪技术 如何在印刷中避免龟纹是研究人员和印刷人士都十分关注的问题，然而，任何事物的存在，除了避免它的确负面影响，是否还能物尽其用？这种影响印刷质量和观感时“可恶”的纹路，是否真的一无是处？它能否被有效地应用起来，也许能发挥出一定的价值而不至于被人们深恶痛绝。这时，我们想到的是将这种经常现身、变幻无常的龟纹用于防伪领域。如果这一技术可以成功而有效地加以应用，那么可以预见，这种技术将是一种简便而经济的防伪方式。 龟纹防伪技术的特点： 1可靠性：龟纹的可靠性在于决定龟纹变化的变量。影响龟纹周期变化的因素很多，如网目角度、网目线数、网点形状、印刷方式等。同时，我们也可以人为地增

11、加一些变量，使其变化规律更复杂、更不易掌握，使伪造者仿制这些变量的难度增大。此外，仿制者使用扫描或复印等方式也无法做到以假乱真。 2独占性：如果对龟纹版的网目角度设置到了小数点后一位即十分位。同时，龟纹在肉眼所能看到的范围表现形式也十分有限，就不能避免仿造者将其破解，这说明龟纹防伪并不完美。但若改变多个变量数值，使龟纹周期的变化规律也就变成了多元方程式就可极大地提高破解龟纹的复杂程度。3简便性：龟纹版在制作工艺上采用的是常规印刷的方式，从原稿的处理制作、分色输出、拼版打样、印刷等，与常规印刷没什么区别。所以龟纹防伪印刷较其它方式，显得更加简单方便，无须太多人力和技术的投入。在成本费用方面，由于

12、采用常规印刷的方式，仅需一套可精确加网的RIP输出系统，比四色多输出一张胶片，而其它基本印刷要素都可采用一般输出公司和印刷机构现有的常规型号和设备，无需其它特殊工序的资金投入和技术，这些制作简便的优势也体现了其性能价格的优越，使龟纹防伪经济实用。即使是在龟纹防伪工艺上结合诸如油墨和纸张防伪等，增加其防伪性能，但却基本上不会增加成本。4.功能性：印制有龟纹背景的图案，可以被用来制作包装防伪标识，贴在外观包装容器上，或者直接印刷在产品保修卡、防伪客户服务卡以及防伪授权书等产品说明内件上。同时，龟纹的纹路亦可与包装设计相结合用来增加商品的美观性。4.龟纹防伪的实现 如何在不破坏设计图像中主体部分效果

13、的前提下，应用龟纹达到防伪的效果呢？这里涉及到专色如何在不破坏设计图像中主体部分效果的前提下，应用龟纹达到防伪的效果呢？这里涉及到专色油墨。 龟纹的应用与此工艺类似。可以将图像的背景在专色通道加以处理。在加网时，设置不同的网点参数（网目角度、网目线数等），使这一角度可以和四色中的某一个色版形成龟纹，得到第五张胶片。而这张胶片上的网目角度数值的设置是特殊而微妙的，这张胶片与四色胶片中的某个色版之间形成的龟纹会因为微妙的数值变化而呈现明显的差异。另外，如仿制者希望通过扫描或复印等到方式也是难以乱假成真的，这是因为龟纹是由网点组成的，必然是极为细小的，而复制和扫描都将导致网点扩大和模糊化。如在扫描稿

14、的基础上再度加网，得到的印刷品与原件之间必然产生明显的差异，也就难以达到仿制的效果。同时，为了增加其可靠性，还可以将龟纹与其它防伪方式相结合，比如在背景上采用具它随机图案来增加复杂度；采用防伪油墨来印刷龟纹版；采用特殊纸张（比如水印纸）作为承印基础等。5.简单的实例制作实例一该图是用多个蓝色正十六边形的网点形状绘制成一个图形，再将其旋转45度叠印，再用四条带状叠印形成的图案。中间是一个圆形图案，类似花蕊。实例二该图是用多个黄色特殊图形的网点形状绘制的图案，再旋转30度叠印在原来的图案上所得到的。中间有16个米字型洞洞。实例三该图是用多个绿色雪花状的网点形状绘制而成的图案，再旋转60度叠印在原来

15、的图形，再旋转120度继续叠印。最后得到如图所示的绿色地砖的图案。实例四该图是用多个枚红色校准形状的网点绘制的图形，再经过旋转15度，39度，45度，75度叠印形成的。该图案有着名族风的感觉，在各种陶瓷艺术品上也经常被用到。实例五该图是用红色梅花状的网点形状绘制而成的图形，再旋转15度叠印上去形成的。实例六该图是用紫色特殊的网点形状绘制而成的图案，再旋转10度，20度，30度，40度，50度，60度，70度，80度分别叠印上去形成的图案。6.总结从本文分析来看龟纹不仅仅可以采用避免的方式来实现高精度图像的输出，也可以应用于防伪技术。在防伪技术方面我们都是采用多元防伪工艺，就如人民币的防伪工艺一

16、样，比如20种防伪工艺的同时应用，充分考虑到造假者知识结构的限制，确实使防伪技术涉及到更多的工程和技术领域。从而让仿冒者顾此失彼。人民币的手工雕刻凹版工艺和特种水印纸是看家本领，但是还需要很多种明暗工艺来配合，来使其成为一个反伪的系统，整体系统对造假者形成部分黑箱，可以保证一定时期内的防伪手段不被破解。 我们需要的做整体思维，做防伪就是在做一个防伪系统，我们必须考虑整个防伪工艺在使用过程中的关联系统，然后将它们组成一个相对动态的具有特定功能的综合防伪系统。 印刷制版工艺上的自由度很大，我们可以从印前、印刷，印后工艺综合考虑制定完整和确实可行的实施方案。防伪技术不是一方面做了就完事了，做一个全方面多角度的防伪系统是现今社会的潮流所在。印刷油墨，制版工艺，印前处理，印后加工是一个完整的系统。在各个系统中加入龟纹防伪理念，这样制假者将很难仿制。 未来龟纹将不仅仅作为一种印刷中人人避而远之的质量问题，人们会把它作为防伪技术的一种重要的应用手段。这样不仅仅解决了印刷网点叠印必然产生的质量问题。也在一定程度上取得了防伪的效果。人们不仅仅在追求龟纹的一般防伪效果，还会完善其呈现效果，在不改变其特性的情况下，使之更美观，更易被人们所接受。