密度计
第一节 密度计的基本知识
  
密度计是什么？
   
密度计是用来间接确定表面吸收光的量的仪器。密度计的工作原理是比较表面反射的光（或透射的光）的强度与照射在表面上的光强度，然后通过大家认可的逻辑关系来计算密度值。
   
密度计有两种型式：
   
•透射密度计：用于测量透射过透明材料（如软片片基）的光量。
   
•反射密度计：用于测量从印刷品反射的光量，以便在印刷生产过程中对质量进行控制，这是本书的主要内容。
   
反射密度计的用途
   
在印刷出版中，广告代理商、出版社、分色部门、印刷厂和供应商广泛地使用反射密度计在印前和印刷操作中进行质量控制。通过测量反射光与光的红、绿、蓝成份的入射光（光源）的比例，可直接读出光学反射率（从材料反射出的光量和颜色，如油墨或染料）。根据这些反射值，反射密度计也可计算出主要的印刷属性，如主滤色片实地密度、反差、网点增益
/
色调增加、偏色和灰度。
   
反射密度计在印前部门的用途
   
在印前部门，反射密度计可用于：
   
•测量准备用于半色调复制的照片和画稿在高光、中间调和暗调的密度。测量这些材料上最亮和最暗部位，所得到信息有助于确定能在印版上产生与以给定油墨、纸张、印刷机条件能达到的范围相匹配的图像的曝光量。
   
•为要拍摄的物品指定颜色和照明范围。这个数据可由版式绘制人员甚至是摄影室的摄影人员作为调整的依据，以改善最终的印刷品。
   
•分析打样样张的特性，有助于控制颜色和色调复制的变化因素。
   
•分析购进的用于打样和脱机打样的材料（如油墨和纸张）。
   
•确定蒙版的系数。
   
•确定感光乳剂的特性曲线（也称作感光曲线）。
   
反射密度计在印刷车间的用途
   
在印刷车间，反射密度计可用于：
   
•分析所提供的脱机打样样张和印刷样张的质量，确定其是否符合标准或规格要求。
   
•分析印刷车间购入的材料（如油墨和纸张）。
 
 
•确定印刷机的性能
*
（
*
注意：在印刷过程中测量应该看作是印刷操作中的瞬间情况，只有在注意到有明确的趋势才要进行调整。短期的、周期性的改变可能是橡皮布不稳定的表现、或是油墨和润版液的批号不同的原因，或是各种临时性的因素所引起的。印品长期性的改变或漂移可能是纸张吸收性变化、印版磨损或印刷机调整等条件所引起的。
）。密度计可用于评估印品一些性质，如印张与印张之间颜色一致性；印张上从左到右的颜色一致性；网点增益和模糊的程度；有关油墨墨膜的厚度；打样样张或签样的颜色与生产印刷时匹配的程度。这些信息可用作查找故障和统计过程控制的依据。
   
•分析信号条上的网点增益信息，调整油墨的印量，监测油墨和润版液的一致性，以堵版和浮色的指标来检查印版的条件。
   
在整个印刷过程，密度计可让印刷专业人员根据客观的数字和必要的主观的形容表达来沟通工艺信息。数值化的值是便于沟通印品质量、控制生产过程的关键。对于这类用途，密度值必须基于公共的定义，如
T
状态（
Status T
）。
 
第二节 密度计的工作原理
   密度计测量密度吗？    密度计实际上名不符实，它并不测量密度值。密度计只是测量反射光，假设反射光和密度计提供的光之间的差别是光的吸收量，然后通过大家认可的对数关系计算密度值。    密度可以定义成测量入射光被表面吸收的比例。不过，表面吸收的光量是很难用任何精心制作的昂贵仪器测量的。因此，认可的过程是测量从已测量过的表面反射的光和比例，并假设其（在实际应用中）中所吸收的光量等于入射光（照射的光）减去反射的光量。    密度可定义成表面吸收入射光的比例。不过，表面吸收光的数量是很难用最精心制作的昂贵的仪器测量的。因此，用大家认可的过程来测量从测量表面反射的光的比例，并假设（用于实际测量目的）所吸收的光量等于入射光（照射的光）减去反射光的数量。    反射密度计的计算方式    密度计使用下面的式子来计算密度：    密度值=log101/R    这里R=反射光量。    这是纯的定义，这就是说其定义了反射光和密度之间的关系。这个定义从数值上解释了密度，更重要的是以大致相当于人眼看物体的方法来描述密度。（参见图1）。  

图1 光照射到表面上，再反射到人眼中。
  

图2 密度计示意图
      
密度计的组成
   
要实现这种测量和计算，密度计有
3
个基本组成（当然还有要测量的样张）。这
3
个组成包括：
    1.
照明系统。由灯具、照明光路和供灯具发光的电源。灯具发出的光通过转换使之符合
ANSI/ISO
标准，提供具有一定颜色质量的光（例如要使红光、绿光、蓝光得到平衡），称为光源
A
。这种颜色质量非常接近于从未加滤色片的钨丝灯发出的光的质量。密度计的灯泡是由一个能够很好控制亮度或给灯具提供脉冲使每次闪光的光的质量均能一致的电路来供电的。不过，无论光和电源是什么，灯具和电源都要保证作为这个比率中入射光部分的已知照明。
    2.
采集光和测量的系统。这个系统由光接受器、采集光的光路和只将可见光谱的那部分光线传送到光接收器而把其他部分光线阻断的分光滤色片所组成。这个采集光的系统通常包括滤色片，使整个光谱感光度与某些提到的标准相匹配。
*
（
*
密度计依赖的标准是评估其用途的至关重要的部分。例如，在滤色光电管的光谱响应与相应与人眼的感受亮度（与颜色无关的亮度）相匹配时，这个密度称为是“视觉”密度。其他光谱响应的密度计可能是简便型光谱光度计或是异型色度计。这样，密度计可像色度计那样测量颜色，虽然在以这种方式使用时，其输出值的表达方式与色度计所用的
L*a*b*
提法不同。
）
 
 
印刷和出版使用的密度计以前用的滤色片组大约相当于印刷工艺中的分色特性。这些光谱值经
ANSI IT2
委员会重新定义过，产生一个成文的标准，称为
T
状态。这项工程规格使得其能使同一制造厂商生产的密度计相匹配，也能使不同密度计生产厂商生产的密度计相匹配。状态
T
的密度规定是按满足标准响应定义来设计、测量和校准的结果。
    3.
信号处理系统。信号处理系统得到代表入射光和接收到的光能量的电子信号，进行计算和显示。这个系统可能是简单的比率检测器，连接到模拟式或数字式显示器的对数计算电路，也可包括存储功能，处理诸如网点增益和反差等衍生出来的功能。
   
标准在密度计操作中所起的作用
   
密度计元件的复杂关联更加需要能对其能力和“响应”特性进行定义的标准。美国国家标准研究所（
ANSI
）和国际标准组织（
ISO
）在对这种仪器的一些设计实行强制性标准上达成了一致。例如，照明和采光的光学系统限制在
5
°圆锥角内。测量入射光照到样本表面的光轴与表面垂直。通过至少最近
40
年在标准协议和实践上所作的努力，所有的反射密度计都以
45
°或
0
°的照射角制做。同样，反射光都是以
0
°或
45
°角来取样的。
   
照射角和光泽表面间的关系
   
在平滑的、有光泽的表面的情况下，入射光的一部分以照射到表面相同的角度反射回来。这种光称为镜面反射（
specular reflection
），其并不被密度计中位于
45
°角的光检测器所检测到。在用接受光的传感器位于
45
°角的密度计测量平滑的、有光泽的表面时，测得的读数表现出这样的表面比实际情况要吸收更多的光（读数值更高）。这个镜面反射只是在某个观视角度被人眼视为反光。在观视者意识到这种现象时，他会把印刷表面放在消除这种镜面反射（或反光）的角度来观视，因此，对正常观视和评估印刷表面时，密度计测量也与人眼感觉图像显得较暗的情况相一致。事实上，上光油通常用来达到图像的这种变暗的外观。上光油通过给予纸张一个光滑的表面来产生大量的镜面反射。
   
密度计的“响应”
   
所有的密度计都使用对数关系来确定密度。如果各自的测量系统中的部件（如滤色片、光传感器或是密度计中内建的对数关系）不同的话，其所得到的密度读数也各不相同。密度计的响应定义成密度计根据达到这些读数需要的所有输入变量而提供的读数。因此，“响应”标准是需要所有密度计提供一致的密度读数而不管滤色片组、感光装置或机内设置的对数关系是什么的一个标准。