光柵立體印刷

光柵立體印刷2011-03-0609:05立體印刷是指用印刷工藝實現(xiàn)在二維平面上表現(xiàn)3DPrintingStereoscopicPrinting。立體印刷技術(shù)誕生已久，但在相當長的時間內(nèi)是承受傳統(tǒng)的模擬技術(shù)進展立體印刷制作，工藝過程簡單，本錢昂貴，技術(shù)進展格外緩慢。近十年來，隨著計算機技術(shù)在印刷領域的廣泛應用，立體印刷才得到迅猛進展，在立體印刷理論、設備、軟件平臺和制作工藝技術(shù)的爭論、市場開拓等方面均取得了顯著成果，在印前圖像制作、數(shù)據(jù)輸出、印刷成圖工藝和光柵材料等方面均有所突破，立體印刷市場在立體印刷技術(shù)及設備開發(fā)商和立體印刷企業(yè)CHINAPRINTINGANDPACKAGINGSTUDY Vol.01No.05 2009.10OVERVIEW看印刷包裝看印刷包裝看印刷包裝看印刷包裝的共同培育下，正萌發(fā)出的生氣和活力。其應用領域已擴大到商業(yè)印刷、包裝、廣告、商標防偽等各個方面，成為印刷領域的一個重要分支。立體成像原理人們在觀看物體時，之所以能很自然地產(chǎn)生立體產(chǎn)生視差的原理[1]。理論上講，只要能制造一個場景，使人的左眼只對立體成像法、光柵立體成像法等。像對立體成像法承受照相或計算機生成等方式得到兩幅模擬人左右3率，否則就會產(chǎn)生閃耀感等[2]。光柵立體成像法光柵成像法是依據(jù)光學原理，利用光柵板使圖像最為普遍的是柱鏡光柵。狹縫光柵成像狹縫光柵成像是利用透射針孔成像原理來實現(xiàn)圖像的立體再現(xiàn)〔如圖1所示〕。狹縫光柵的最大優(yōu)點是光線聚攏準確，成像好，立體效果猛烈，但要在有背光源的狀況下才能觀看，主要用于制作立體燈箱廣告。柱鏡光柵成像柱鏡光柵成像是依據(jù)透鏡折射原理實現(xiàn)圖像的立體再現(xiàn)。柱鏡光柵是由很多柱面透鏡組成的透亮塑料板片〕，其外表的光柵線條由很多構(gòu)造參數(shù)和性能完全聚光成像的作用[1,3]。因此，可以利用在不同視點上獵取的二維影像來重建原空間物體的三維模型[4]。用它制作2[5]。球面光柵成像球面光柵也叫點陣式全像立體光柵，制作出的圖的立體表現(xiàn)方式[6]。它的制作材料、觀看方式、制作3最近幾年，隨著計算機圖像處理技術(shù)、印前制版分支。1狹縫光柵成像原理示意圖Fig.1Schematicdiagramofparallaxbarrierstereoscopicimagingprinciple右眼左眼狹縫光柵圖像2柱鏡光柵板成像原理示意圖Fig.2Schematicdiagramoflenticulargratingimagingtheroy光柵板圖像中國印刷與包裝爭論 2009年第5期〔第1卷〕綜述立體印刷技術(shù)的起源與進展立體印刷技術(shù)源于視差理論、攝影技術(shù)和光柵成像技術(shù)的結(jié)合。英國試驗主義哲學家惠斯登〔c．膜像的不對應性在經(jīng)神經(jīng)系統(tǒng)綜合后形成立體視覺機制的學說，后于1838年制成象征人雙眼視差的臺式實體鏡〔立體鏡〕并進展公開試驗。從今視差理論成為立體照相的根底。法國的達蓋爾〔J．M．Daguerre〕和使用的便利性大大提高，可以滿足使用幾個規(guī)格一樣的鏡頭在翻開快門時在同一張底片上獲得同樣曝光量的要求，為雙鏡頭立體相機的設計制造了條件[7]。英國物理學家塔爾伯特〔F．Talbot〕利用上述兩項制造，于1841年發(fā)表了他設計的單鏡頭立體相機。照相時，利用相機作左右向位移，獲得兩張拍攝1849國光學家布魯斯特〔D．Brewster〕對塔爾伯特的立體相機進展了改進，使之成為真正的雙鏡頭立體相機，一次曝光就可以同時獲得具有肯定視差的立體像對[7]出立體感，在使用上很不便利。1940W.Hess1911柱鏡光柵成像技術(shù)制作立體圖片。法國人MauriceBonetVictorandersonVARI-VUEBONET家印刷公司印刷光柵立體變圖圖片[8]。60在我國，1964196719681226M-681226-1相機，標志著我國立體照相機和立體印刷技術(shù)的進展邁出了嶄的一步。1978，也是當時全國惟一的立體印刷廠，其產(chǎn)品初步進入市場。1985京港立體印刷，首先嘗試在筆記本封皮上裝配立體圖片和變圖圖片，學生用立體異變尺子、賀年術(shù)印刷了多種運開工程標識產(chǎn)品。至此，立體印刷在中國有了的應用和進展。特別是近十年來，立體印刷技術(shù)得到了迅猛進展，在立體印刷理論、設備、軟件平臺和制作工藝技術(shù)的爭論、市場開拓等方面均取得了顯著成果。同時，憑借數(shù)字印刷出版技術(shù)飛速進展之勢，立體印刷技術(shù)在印前圖像制作、數(shù)據(jù)輸并開頭步入數(shù)據(jù)化、標準化生產(chǎn)的軌道。光柵立體印刷主要技術(shù)光柵立體印刷主要經(jīng)過原稿獵取、多像合成、制加工等方面。原稿獵取原稿獵取方法分類如圖4所示，光柵立體原稿獵取方法分為兩大類：多視角渲染圖可以成為三維地圖的圖像來源[9-11]。第一3球面光柵示意圖diagramofsphericalgratingCHINAPRINTINGANDPACKAGINGSTUDY Vol.01No.05 2009.10OVERVIEW角拍攝同一景物而得到多幅視差照片。立體攝影立體攝影的目的是獵取多視角圖像。獵取多視角圖像的方法有兩類：一類是用單鏡頭相機進展多視角拍攝，一類是用多鏡頭相機進展一次拍攝。單鏡頭相機圓弧移動攝影單鏡頭相機圓弧移動攝影是用單鏡頭相機進展多把光柵板直接加裝在感光片前面，用一臺照相機進展拍攝，照相機的光軸始終對準被攝物中心。照相機運動的總距離以滿足再現(xiàn)圖像的要求為準，一般夾角掌握在3°～10°；光柵板與感光片隨機同步移動，每次曝光成預定距離拍攝，像素布滿整個柵距。經(jīng)沖洗即可得多視角光柵合成圖像。改裝型相機攝影65mm人眼瞳距〕的水平距離對景物在一樣拍攝條件下拍65mm以一樣的快門和光圈同時進展曝光，獵取像對，如圖6a11專用型立體相機攝影6b鏡頭越多，可拍攝的場面越寬，像質(zhì)也越好。印前圖像處理印前圖像處理與平面印刷品的不同之處是需要依據(jù)機攝取的單視角圖像，還必需首先生成視差圖。早期的印前圖像處理主要依靠攝影技術(shù)，在攝影顯進展。近十年來，數(shù)字印前技術(shù)的普及應用，實現(xiàn)了在視差圖的生成、多像合成等作業(yè)。印前制作的關(guān)鍵是生成視差圖序列，并將其依據(jù)設視差圖序列的生成由多視角圖像生成視差圖序列如前所述，通過攝影等手段獵取景物的多幅具有72由單幅圖像生成圖像序列Photoshop前后景挨次分層放置，然后導入立體制作軟件〔如3DMAGIC、PSDTO3D、3D4U〕中進展處理。在6多鏡頭立體相機示意圖Fig.6Schematicdiagramofmulti-lensstereoscopiccamera(a)兩部照相機合并使用 (b)雙鏡頭的立體相機5單鏡頭相機多視角拍攝示意圖Fig.5Schematicdiagramofmulti-viewpointshotwithasingle-lenscameraABCSO4光柵立體原稿獵取方法Fig.4Capturemethodofgratingstereoscopicmanuscript攝影法一般攝影法視差攝影法直接法間接法中國印刷與包裝爭論 述看印刷包裝看印刷包裝看印刷包裝看印刷包裝量的位移，形成不同視差角度的圖像序列[12,13]。多像合成通過肯定方法，將視差圖序列合成為一幅光柵圖測試，獵取準確的光柵柵距。目前多像合成方法有兩種：專用軟件生成法和通性能要求較高。專用軟件生成法取多幅視差圖序列直接生成一幅光柵圖像[14]。通用圖像處理軟件處理法Photoshop麻煩。在多像合成之后，要對圖像進展水平方向壓縮處理，使視圖每組影像的寬度等于光柵柵距。數(shù)據(jù)輸出與制版由印前圖像處理軟件完成多像合成后，進展數(shù)據(jù)輸程與平面印刷品一樣，但在加網(wǎng)技術(shù)上有其特別性。圖像加網(wǎng)可以承受調(diào)幅加網(wǎng)、調(diào)頻加網(wǎng)以及光柵立體專用加網(wǎng)技術(shù)。由于光柵立體印刷圖成圖后在排列的印刷網(wǎng)點之間會產(chǎn)生干預條紋，因此，當選擇調(diào)幅網(wǎng)點加網(wǎng)時，要承受與平面印刷品不同的加網(wǎng)角度，不宜選擇0°。常用的網(wǎng)線角度組合方案66°；50°、20°65°65°；66°22°、青51°51°等。另外，考慮到立體圖像的清楚度和立250/300/英寸。最正確選擇[15]，因此，局部光柵立體印刷品承受了調(diào)頻加印刷技術(shù)要求過高，并未成為當前的主流加網(wǎng)技術(shù)。最近幾年，消滅了特地用于柱鏡光柵立體印刷的加網(wǎng)技術(shù)，如3D-RIP等，這種加網(wǎng)方式在網(wǎng)點生成提高了圖像的立體感和清楚度[15]。由于該類型網(wǎng)點仍9印刷與光柵復合成像光柵立體印刷品與平面印刷品在印刷技術(shù)上的最存在以下特別性。①光柵線的規(guī)章排列狀態(tài)與圖文網(wǎng)點之間始終存效果。7視差圖序列Fig.7Parallacticmapserial左視圖 右視圖8兩幅圖像合成立體圖的狀況Fig.8Twoimagescomposeonestereoscopicimage9柱鏡光柵立體印刷專用網(wǎng)點加網(wǎng)示意圖Fig.9Schematicdiagramofspecificscreendotusedinlenticulargratingstereoscopicprinting多像復合光柵圖像 加網(wǎng)后的圖像CHINAPRINTINGANDPACKAGINGSTUDY Vol.01No.05 2009.10OVERVIEW刷精度、光柵精度以及光柵與圖像的套合精度等都是影響圖像立體效果的直接緣由。圖像復合。革始終都是圍圍著解決上述問題而開放的。印刷工藝早期的立體印刷，為了抑制網(wǎng)線角度帶來的問方面存在較大問題，并未得到大規(guī)模應用。隨著膠印技術(shù)的廣泛應用，立體印刷開頭承受膠復合，制成光柵立體印刷品。早期承受的是網(wǎng)屏加網(wǎng)技術(shù)生成的常規(guī)調(diào)幅網(wǎng)提高。在一段時期內(nèi)，這種“膠印+光柵復合”的立期長，紙張在膠印過程中有肯定程度的變形等[16]。隨著UV印刷技術(shù)的廣泛應用以及光柵材料的改此工藝不僅省略了光柵復合工序，而且由于承受UV精度和效率，是當前立體圖像印刷的主要工藝及方式，UV近年來，消滅了立體光柵油墨技術(shù)，其工藝是，生產(chǎn)，是高線數(shù)光柵立體印刷工藝的進展方向。隨著現(xiàn)代印刷技術(shù)多樣化進展及立體印刷產(chǎn)品應將在立體印刷領域得到應用。光柵復合成像上述“膠印+光柵復合”的立體印刷技術(shù)在印刷3①平壓貼合法是承受平壓機，與柱面透鏡成型的用較多的是先成型后貼合的方法。光柵材料目前，立體印刷用光柵可以從多種角度進展分類。球面光柵，主流為柱鏡光柵。按光柵原材料不同，主要分為：PET光柵、PP光酸乙二醇酯，折射率高，化學性能穩(wěn)定、耐酸堿、無毒，可用一般油墨直接印刷。②PP低，需經(jīng)印前電暈處理后用一般油墨直接印刷，油墨枯燥速度較快。③PVC光柵的主要成分是聚氯乙烯，材料松軟，但穩(wěn)定性差，且有肯定的毒性，不符合環(huán)保要求，將來將逐步被淘汰。按材料厚度不同，可分為：膜材光柵、片材光柵作用，其最大優(yōu)點是便于運輸，但多了一次粘貼操0.6mmUV很少使用。按光柵彎曲的角度不同，可分為：窄角度光柵與15°～44°，44°～65°，用于制作變圖或動畫效果。20095〔1〕綜述水平的影響較大，光柵參數(shù)的全都性較低。光柵參數(shù)包括光柵線數(shù)、光柵厚度、光柵視距、光柵透光率、光柵偏差值等。目前光柵常用線數(shù)為62100/141/英寸。光柵厚度直接影響所能表達的立體圖像的景深范圍。光柵表達景深范圍的力量用聚焦景深系數(shù)來表示，通常75線/英寸以上的光柵聚焦景深系數(shù)為2～3；30～75線/2～4；30/英寸以下3～5。光柵視距與人眼光有肯定對應關(guān)系〔如表1所示〕。光柵透光率越高，圖像越清楚。光柵偏差值越高越好，以保證到達圖像柵距與光柵柵距的準確匹配。將來展望立體印刷比平面印刷的附加值高，市場前景廣程，以期得到更好的進展。創(chuàng)技術(shù)立體印刷正在圍繞如何提高光柵立體圖像的表現(xiàn)效展技術(shù)創(chuàng)。開發(fā)專業(yè)印前圖像處理軟件目前國內(nèi)從事立體印刷的企業(yè)中，真正應用立體平。國內(nèi)立體印刷印前設計主要承受一般圖像處理軟Photoshop3D4U際上，國外已有一些供給立體印刷軟件的公司，如但由于軟件價格昂貴，在國內(nèi)市場似乎未見使用。因此，國內(nèi)應加大立體印刷專用軟件的開發(fā)研制力度，進一步提高印前圖像處理技術(shù)水平。1〕提高數(shù)據(jù)處理速度印前數(shù)據(jù)處理過程中，由于圖像的數(shù)據(jù)量大，對據(jù)處理流程和運算機制，提高數(shù)據(jù)處理速度。2〕提高軟件智能化操作水平光柵立體印刷比一般平面印刷在精度上要求更〔光柵片〕的變形等因為因素的過多干預。3〕球面光柵立體印刷印前處理軟件研發(fā)由于柱鏡光柵和狹縫光柵都只適用于水平方向觀的爭論，研發(fā)具備相應功能的軟件系統(tǒng)?？傊瑢響M一步強化立體印前處理軟件的功加網(wǎng)技術(shù)1光柵線數(shù)與視距對應表Tab.1Relationshipofgratinglineresolutionandviewingdistance光柵線數(shù)〔線/英寸〕光柵視距〔cm〕15～24300～90030～50150～30065～75100～15075～10050～100CHINAPRINTINGANDPACKAGINGSTUDY No.05 2009.10OVERVIEW看印刷包裝看印刷包裝看印刷包裝看印刷包裝用傳統(tǒng)加網(wǎng)軟件的調(diào)幅或調(diào)頻網(wǎng)點均無法做到多視圖與光柵的高精度匹配，直接影響圖像的清楚度和立體感。目前，雖然靠提高輸出加網(wǎng)線數(shù)〔400/英寸〕的方法能緩解這一問題，但并沒有從根本上解決此，需研制型加網(wǎng)技術(shù)。光柵立體印刷型加網(wǎng)技術(shù)需要滿足以下幾方面間不產(chǎn)生明顯龜紋。印刷及印后加工技術(shù)印刷及印后加工技術(shù)應向一體化方向進展，即采U