色彩原理 | 解析光膜和哑膜对印刷品颜色的影响

为了获得特别的外观和特别的性能，很多印刷品会在印刷完成后增加覆膜的工序。
覆膜对于颜色有一定影响是显而易见的，很多设计师和印刷人希望知道覆膜对于颜色有多大的影响和具体的变化方向。

本文通过对实际印刷品和覆膜后的印刷品的测量和分析，获得了大量具体的数据和总结。
通过这些数据和相关分析研究，可以预判颜色在不同状态下的色值变化，希望对于从业人员有一定的帮助。

印刷和覆膜的工艺

印刷品：190g黄芯白卡，普通油墨，四色胶印印刷

覆膜工艺：全自动覆膜设备，温度120℃，压力7.5Mpa，速度30米/分钟

哑膜：BOPP KPMB-N1208预涂哑膜

光膜：BOPP KPGB-N1208预涂光膜

测试图表：P2P25X，含300个色块

测试仪器和软件：i1Pro3 分光光度仪，i1iO3自动扫描阅读器， i1Publish Pro3色彩管理系统，eXact分光光度仪， Ci7800积分球型分光光度仪，Color iQC颜色管理软件，MA-T12多角度分光光度仪等

色度参数设定：D50光源，2°视角，主要为M1状态

覆膜前后的色度变化

印刷业普遍使用45°/0°结构的分光光度仪进行颜色测量和分析，故此部分采用这种结构的i1Pro3分光光度仪，结合i1iO3自动扫描阅读器，连上i1Publish Pro3色彩管理系统对P2P25X色表进行测量。
以未覆膜的印刷品的颜色数据作为标准，以覆哑膜和覆光膜后的样张作为样品对比，获得两组色差数据。

1. 青色在不同阶调的变化

覆过哑膜后，明度在亮调和中间调明显降低，在暗调略有升高。饱和度在亮调和中间调明显增加，在暗调有较少。色相在亮调和中间调偏绿，在暗调偏红。平均色差3.87DE*，最大色差在40%处，为7.13DE*。
覆过光膜后，明度全部降低，在网点40%左右变化幅度最大。饱和度均有增加，在49.8%处增幅最大。色相变化不大。平均色差4.26DE*，最大色差在40%处，为7.40DE*。

2. 品红在不同阶调的变化

覆过哑膜后，明度和饱和度在亮调和中间调明显降低，在暗调区域升高。色相整体偏黄，在暗调较为明显。平均色差5.01DE*，最大色差在40%处，为8.75DE*。
覆过光膜后，明度全部降低，在网点40%左右变化幅度最大，100%处变化量最小。饱和度均有增大，在40%处增幅最大。色相整体偏黄。平均色差5.70DE*，最大色差在40%处，为10.02DE*。

3. 黄色在不同阶调的变化

覆过哑膜后，明度在暗调略微升高，在亮调和中间调降低。饱和度在亮调和中间调明显增加，在暗调区域减少。色相整体略偏向绿色。平均色差5.35E*，最大色差在40%处，为9.65DE*。
覆过光膜后，明度在暗调部分基本未变，中间调和亮调部分逐步变深。饱和度均有大幅升高，在49.8%处增幅最大。色相整体略偏向绿色。平均色差6.38DE*，最大色差在49.8%处，为11.50DE*。

4. 黑色在不同阶调的变化

覆过哑膜后，明度在亮调和中间调降低，在暗调反而升高。色相略偏黄，在中间调较为明显。平均色差4.09DE*，最大色差在45.1%处，为6.49DE*。
覆过光膜后，明度在所有色调区域均有显著降低，在中间调尤其明显。色相偏向黄色。平均色差5.50DE*，最大色差在45.1%处，为7.73DE*。

5. 红色在不同阶调的变化

覆过哑膜后，明度在亮调和中间调明显降低，在暗调则有所升高。饱和度在亮调和中间调有增高，在暗调明显降低。色相在中间调和暗调偏向品红，在暗调尤为明显。平均色差5.63DE*，最大色差在100%处，为9.77DE*。
覆过光膜后，明度全部降低，在网点40%左右变化幅度最大，在100%处变化量最小。饱和度均有增大，在40%处增幅最大。色相在中间调区域偏向品红，其它区域则偏向黄色。平均色差5.10DE*，最大色差在40.0%处，为9.52DE*。

6. 绿色在不同阶调的变化

覆过哑膜后，明度在亮调和中间调明显降低，在暗调区域升高。饱和度在亮调和中间调有显著增加，在暗调显著降低。色相整体偏向蓝色。平均色差4.95DE*，最大色差在100%处，为9.25DE*。
覆过光膜后，明度均有降低，在40%处尤为明显。饱和度有大幅升高，在40%处增幅最大。色相略有变化。平均色差5.65DE*，最大色差在40%处，为8.96DE*。

7. 蓝色在不同阶调的变化

覆过哑膜后，明度在亮调和中间调降低，在暗调区域升高。饱和度在亮调有所增加，在暗调明显减少。色相整体略偏向蓝色，在暗调比较明显。平均色差5.16DE*，最大色差在100%处，为9.55DE*。
覆过光膜后，明度有显著降低，在亮调和中间色调尤为显著。饱和度均有增加，在30.2%处最为显著。色相在中间调略偏向蓝色。平均色差3.93DE*，最大色差在30.2%处，为7.17DE*。

覆膜对光线传播的影响

我们看到物体的颜色是因为物体表面有反射光照射入我们的眼睛。不同的物体光的反射特性是不同的。从上面数据可以看出，印刷后覆膜工艺对于光的传播的影响是非常大的。
对于理想的漫反射表面，光照射上去后会在各个方向产生均匀的反射（如图中的黑线），我们一般的纸张和油墨的反射状况会接近于这种状况。

此时任一角度的反射光数据均可用来代表这一表面的颜色特性，我们一般用法线处0°的反射光数据作为代表（如下图），这就是我们常用的45°/0°结构的分光光度仪或密度仪，最为典型的是eXact和i1系列。

对于很多经过加工的印刷品表面，光照射上去后在各个方向的反射强度是不同的，有些差异甚至如下图中的蓝线所示；有些方向很强，有些方向很弱，这种情况我们可以称之为各向异性。

为了研究这种特性，国际组织CIE定义了多角度颜色测量标准，光源从45°入射，以镜面反射线为起始点，分别从逆时针旋转   -15°、15°、25°、45°、75°、110° 六个位置处进行反射光的测量，获得六组反射率数据和六组色度数据，分别表征这六个角度的光色信息，来分析表面的各向异性情况。MA-T12多角度分光光度仪就属于这种结构。

我们通过MA-T12多角度分光光度仪测量样品，获得纸张及覆膜后的色度值，其六个角度的L*值及其覆膜后的L*值变化如下：

• 可见覆过哑膜后小角度的光线显著变强，大角度的光线变弱。

• 覆过光膜后所有角度均变弱，其中小角度尤为显著。

若以长度代表L*值，不同表面各个角度的光线强度示意图如下。

无论45°/0°结构，还是多角度结构，测量的都是某个或某几个角度的颜色数据，无法捕获所有反射光的数据。
而积分球结构的分光光度仪可以做到这一点，除去材料吸收的色光，将所有反射回来的色光积分计算成一个综合数据。
就是这种结构的仪器。为深入分析薄膜对于颜色的影响，我们采用这款仪器分别对纸张和覆膜后的纸张进行了测量，条件为：包含镜面反射（SCI），UVD65校准。

其色度值、光泽值如下。

两种工艺后L*值都有降低，所以无论是哑膜还是光膜对入射光都有不同程度的吸收。从积分球的DL*数据可以看出，无论对于哑膜还是对于光膜，光的整体能量变化不是特别明显。

但从多角度数据来看，反射光在不同角度的覆膜前后的分布是有很大的差异的。这主要是因为覆膜工艺主要影响了样品表面的物理状况，从而影响到光泽和不同角度的颜色。哑膜对纸张的光泽影响甚微，但它增强了镜面反射附近的光强度；而光膜显著提升了光泽，却显著降低了镜面光附近的光强度。覆膜工艺对于颜色的影响要素很多，其中薄膜的光穿透光学特性我们可以通过透光率和雾度两个参数来进行分析。

透光率是指一束入射平行光垂直照射在样品表面后，在样品的另一面透过的光占入射光的比率。透光率越高，则代表样品的透光性能越好。如图，设入射光的光通量为T1，透过的光线在入射光角度2.5°以内的光通量为T2，透过的光线偏离入射光角度大于2.5°的光通量为T3，则透光率为T=(T2+T3)/T1*100%。

我们用Ci7800型分光光度仪分别测量哑膜和光膜的透光率，其值分别为93.44%和91.49%，对光均有吸收，但差异并不大，与前面Ci64UV测量的反射数据比较匹配。

雾度是指光线穿透样品后，偏离入射光方向的光线占总的透过光线的光通量比率，公式为Haze=T3/(T2+T3)*100%，可见雾度值越大，说明透过后偏离的光线越多。
哑膜和光膜的雾度值分别为91.76%和1.74%，说明哑膜对透射光线有很好的散射性能，而光膜则清晰度很高，对光的散射很少。

所以薄膜本身产生的反射是很少的，但这部分对于产品最终的颜色是有一定影响的。

利用MA-T12多角度分光光度仪进行测量，我们发现两种材质对于光的反射是有很大差异的。参阅下图可见，哑膜在45°位置的反射比光膜要高很多。

覆膜后的产品会产生多个介质界面，包括空气与薄膜界面，薄膜与胶水界面，胶水与油墨界面，油墨与纸张界面，所以覆膜对于印刷品的颜色影响是相当复杂的；光在其中的传播会产生多个镜面反射、散射、透射、吸收等，也是非常复杂的。

通过上述数据进行分析，我们可以预测光照射在在覆膜印刷产品上各层的主要光线传播路径示意图如下。

从中也可以看出，光膜与哑膜对光的影响的差异主要在空气与薄膜的第一个界面，无论光的反射还是透射，射入还是射出，都产生非常大的差异。
特别是第一界面0°的反射差异，由于油墨颜色的深浅影响到这个差异影响力的权重，这导致了哑膜对于浅色和深色的影响通常是反向的结果。

小结

覆膜后颜色的变化情况有些是符合我们的经验和预期的，通过数据分析可见不同颜色的变化趋势有一定的规律。

01. 

哑膜和光膜对于颜色的影响是有很大差异的。

哑膜降低了亮调和中间调的明度，而提升了暗调区域的明度；光膜则降低了整个区域的明度。

哑膜提升了亮调和中间调的饱和度，而降低了暗调区域的饱和度；光膜则提升了整个区域的饱和度。

通俗地讲，印刷品覆哑膜后，深色会变浅，其它颜色会变深；而覆光膜后，颜色都会变深。

02

覆哑膜后总色差DE*变化最小值为0.58，色块为C74.9M44.7Y54.9K0.0 ；最大值为9.77，色块为C0.0M100.0Y100.0K0.0 ；平均值为4.28。

DL*变化范围为：-6.30，+8.88，其中72%的色块变深。相同组分的颜色，阶调增加时，明度逐渐降低，在30%左右达到极值后开始上升，穿越中线后增加至正值；而饱和度变化趋势正好相反，先扬后抑，最后颜色各项变化趋势汇总大致呈游鱼状。

03

覆光膜后总色差DE*变化最小值为0.98，色块为C98.0M96.9Y96.9K0.0 ；最大值为11.50，色块为C0.0M0.0Y49.8K0.0 ；平均值为4.62。

DL*变化范围为：-7.54，+0.12，其中99%的色块变深。相同组分时，阶调增加时，明度逐渐降低，在30-50%左右达到极值后开始上升向中线靠拢；而饱和度变化趋势正好相反，先扬后抑，最后颜色各项变化趋势汇总大致呈织梭状。

04

覆膜后的颜色变化是由哑膜或光膜对光的吸收，透射和散射引起的。

两种材料对于光都有一定的吸收。两者对于散射方向的影响有很大差异，造成最终效果有很多差异。