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                傳統3D印刷與3D印刷新技術

                時間:2018-06-24 23:20:41來源:科印網作者:黃校軍 邢衛永

                  縱觀3D印刷的發展史,早在1964年國內就出現了立體印刷品,那是北京市包裝裝潢工業聯合公司收到日本朋友寄來的立體印刷品。到現在,各種柱鏡光柵和微透鏡3D印刷品已經走向市場。立體印刷一直廣為業內人士知曉,但是一直沒能走進大眾的視線,這是什么原因造成的?如何突破?

                  傳統3D印刷成像原理

                  傳統彩色印刷品3D效果都是利用柱鏡光柵成像原理(光柵片+3D處理圖像)實現的。

                  以圖1為例,光柵下面是3幅經過3D處理的特殊圖像,通過柱鏡光柵的折射作用,人的右眼接收第一幅光柵圖像,左眼接收第二幅光柵圖像,光線交叉傳播再經大腦融合就會產生3D空間感。利用柱鏡光柵成像原理,可以實現3D立體和立體動畫兩種效果。3D立體效果是圖像具有比較強烈的3D景深感、層次感,圖像內容固定不變。立體動畫效果則是圖像可以動態變化,即觀察視角不同時,圖像會在兩幅或者幾幅之間動態變化。

                  傳統3D印刷大批量生產難點

                  從3D印刷基本成像原理可以看出,要想呈現良好的3D效果,優質的光柵片和高質量的印刷圖像是必要因素。下面,我們就從這兩個方面說明一下傳統柱鏡3D印刷實現的難點。

                  1.成本較普通彩印高

                  與傳統印刷品比較,3D印刷品所需要的光柵片投入更大,尤其是高精度的光柵片。2000年左右,進口高精度原版光柵片每平方米要1000元以上。如果按普通膠印走紙100張起步,那么耗費巨大。雖然近年來光柵片的價格一路下降,在進行大批量生產時,價格可以控制在可接受的范圍內,但仍然比普通彩印要高。

                  2.3D圖像需要專業的設計處理

                  一般通過立體相機攝影和立體設計軟件處理獲得立體圖像。無論哪一種方法都是由多個角度所看到的平面圖像合成的,合成立體圖的圖像張數越多,效果就越清晰,層次感就越好。以75lpi的柱鏡光柵為例,要想獲得比較好的立體效果,做到圖像跳變不明顯,就需要將至少32幅平面圖像合并成一幅立體圖像。所以信息量巨大的立體圖只能使用專業的立體設計軟件才能完成。

                  3.絕大多數以CTP技術為主的數字曬版技術無法達到3D印刷的精度要求

                  大多數印刷廠CTP出版的曬版精度是2400dpi。以75lpi的柱鏡光柵為例,要做到32幅平面圖像合成一張立體圖像,圖像分辨率至少要達到2400dpi。CTP系統2400dpi中每個像素點只有兩個階調(黑白),而立體圖像中每個像素點的階調有28個。所以在制作75lpi、32幅圖的立體印刷品時,會丟失很多圖像信息。可以看出,如果制作100lpi、200lpi或者更高線數光柵印刷品時,就必須提高CTP系統的曬版精度或減少合成立體圖的平面圖像張數。

                  4.傳統膠印機存在網點增大現象

                  了解膠印機印刷原理的人都知道,現在高精度膠印機的印刷都是通過橡皮滾筒將印版上的圖像內容轉印到承印物上。在通過橡皮滾筒轉印時,由于印刷壓力和油墨擴散的原因,網點增大是無法避免的。網點增大會造成承印物上的立體圖像不清晰(與印版上的圖像相比),從而影響立體印刷品質,造成立體圖像發虛或者發糊。

                  5.3D印刷對顏色套準要求很高

                  現在所有膠印機都是采用四色或者多色疊印的方式實現圖像的彩色印刷。在立體印刷中,光柵片的折射效果會放大顏色的套印不準,從而造成立體圖像顏色失真比較嚴重。

                  3D印刷新技術:微透鏡

                  3D印刷因為柱鏡3D印刷是在一個觀察方向上顯示3D效果,對觀察角度有一定要求,因此人們開始尋找一種不受觀察角度限制的立體印刷成像技術,即微透鏡3D印刷技術。微透鏡是指微小透鏡,通常其直徑范圍在1~1000μm,由這些微小透鏡在基材上按一定形狀和周期排列形成的陣列叫做微透鏡陣列,也稱為微透鏡光柵。以圓點微透鏡光柵為例來說明,其結構示意圖如圖2。


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