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光栅立体印刷的工艺原理及流程唐枫杭州电子科技大学信息工程学院印刷工程系，浙江杭州310018 摘要：人的左右眼从不同角度视察形成两目光视觉上的差别。
构成的各种图像反应到大脑中，便产生远近感和立体感，而圆柱破体光栅能将从不同角度拍摄到的很多图像以条纹状况记载在统一张图片，利用这种特性，然后再经过立体摄影，制版，印刷，复合柱镜板等一系列工艺流程便能制成立体印刷品.关键词：人眼成像，柱面光栅，光栅立体印刷引言近些年来跟着产品包装日渐丰盛、优美，一种全新产品悄悄呈现在人们日常生涯中。
你是否注意过食物包装里附送的小卡片倾斜卡片或前后挪动卡片会看到各种巧妙的效果？这就是利用光栅立体印刷技巧制作的产品。
光栅立体印刷是一种用光栅板使图像具有立体感的印刷。
这种印刷品不需要任何工具，肉眼就可以在二位的平面图像上直接观察出三维立体图像。
该文就是介绍光栅立体印刷的工艺流程及其原理。
1 光栅立体印刷的原理立体印刷图像也称光栅图像，是由一个图像序列互插而成的图像，可以通过立体摄影或专业立体光栅图像软件制作立体图像后，与光栅复合而成，讲起原理，要从人眼成像说起。
1.1人眼立体感成像根据研究,我们人类的眼睛在观察一个三维物体时，由于两眼水平分开在两个不通的位置上,所观察到的物体图像是不同的,他们之间存在着一个像差，由于这个像差的存在，通过人类的大脑，我们可以感到一个三位时间的深度立体变化，这就是所谓的立体视觉原理。
根据立体视觉原理，如果我们能够让自己的左右眼分别看到两幅在不同位置的拍摄图像，我们可以从这两幅图像感受到一个立体的空间。
图一人眼立体感原理1.2 光栅的人造立体效果根据人眼立体感原理，我们人为制造出一种材料——光栅，使两眼的入射光通过光栅后发生折射和衍射，左右眼分别看到两幅或多幅不同角度的图像，进而造成错觉，感受到一定深度的三维立体感。
光栅实际是一层透镜，是一张由条状透镜组成的薄片或透明板，手摸着是平的。
原材料是pet膜、pet薄片、亚克力板或ps板，条状是由模具热轧上去的。
立体印刷技术专栏- 43 -2021.2日益攀升，追求更真实可感知的立体信息已经成为信息技术发展的下一个热点。
正如影片《阿凡达》，凭借先进的3D 显示技术，吸引大众的好奇心，完美收获25亿美元的票房，成为拥有全球最高电影票房历史纪录的影片，这掀起了3D 的热潮，使3D 印刷产品逐渐走进大众的视野。
一、立体印刷1.立体印刷概述立体印刷，往往是指立体的光栅印刷。
它通过将不同角度和不同层次的像素记录在感光材料上，根据双眼视差原理和光学折射原理，利用光栅板的折射分像作用使左右眼分别观察各自对应的图像，形成双眼视差，使印刷图像呈现生动形象的记忆立体感和景深感，达到栩栩如生的效果，为印刷工艺带来了一抹亮眼的色彩。
2.光栅印刷技术的优势（1）立体层次感。
在二维图像前增加立体光栅，则意味着在图像上增加多个视点，从而使图像立体感增强，进而提升图像的真实感与层次感。
（2）色彩饱和度。
通过光栅处理后，二维图像的色彩饱和度便会有质的飞跃，画面颜色较为鲜艳，给观察者一种通透清亮的视觉感。
（3）视觉清晰度。
二维图像，即使印刷精度不断提高，画面清晰度也无法满意呈现；经光栅处理后，图像视觉清晰度显著提升，画质感得到进一步突破。
二、聚焦3D 印刷1.柱镜光栅立体成像柱透镜光栅成像是根据透镜折射原理实现图像的立体再现。
柱透镜光栅是由许多结构相同的小半圆柱透镜组成的透明塑料板（片），对图像具有“缩放”和“分离”的作用。
每个柱透镜单元相当于汇聚透镜，起聚光成像的作用。
因此，可以将柱透镜光栅覆盖在合成图像上，利用在不同视点上获取的二维影像来重建原空间物体的三维模型，获得聚集准确而清晰的立体效果。
2.柱镜光栅立体成像原理成像原理如图1所示，据人眼视差原理，人的两眼间存在距离，通过人眼自身调整聚焦角度，光线交叉传播再经大脑融合就会产生3D 空间感，即视差，柱镜光栅的作用在于折射。
但是从柱透镜光栅的产品来看，它只有水平视差，而没有垂直视差，亦即观看者只能在水平方向上看到立体动态效果而在垂直方向上看不到效果，这是技术本身的缺陷。
光栅立体印刷的工艺原理及流程光栅立体印刷的原理基于光的干涉和衍射现象。
它利用激光或者强光源将待印刷的图像中的光信息分解成干涉的条纹，然后将这些条纹记录到光敏性材料上。
当光再次照射这个光敏材料时，条纹会衍射出光波，形成一个与原图像几乎相同的三维影像。
与传统印刷方式相比，光栅立体印刷能够提供更多细节和纹理，给人带来更加逼真和立体的感受。
1.图像准备：首先，需要将待印刷的图像准备好。
这包括使用计算机图像处理软件将图像转换为具有光栅特性的格式。
为了增强效果，还可以对图像进行调整和优化。
2.光栅制作：接下来，使用激光或者干涉仪器将图像中的光信息分解成干涉的条纹。
这些条纹是由相位和振幅信息构成的，会对应于图像中的不同部分。
这个过程需要激光束与参考光线干涉，来生成干涉条纹图案。
3.光敏感材料制备：将光栅制作好的图案记录到光敏感材料上。
光敏材料通常为光敏薄膜或者其他具有光反应性的物质。
这个过程可以使用激光束或者其他光源对光栅图案进行照射，将图案记录到材料上。
4.显影与加工：将光敏感材料进行显影和加工处理，去除未曝光或者未固化的部分。
这个过程可以使用化学试剂或者其他方式进行处理，以达到制作所需图像的要求。
5.转印：将光敏感材料上的图案转印到所需材料上。
这可以通过烫印或者其他方式进行。
最常见的应用是将光栅立体图案转印到纸张或者塑料薄膜上。
6.后续处理：根据需要，可以对印刷后的图案进行清洗、涂覆保护层或者其他后续处理。
这些步骤可以提高图案的耐久性和外观效果。
以上是光栅立体印刷的基本工艺原理和流程。
光栅立体印刷技术在防伪印刷、装饰印刷、艺术印刷等领域有广泛应用，并且随着技术的发展，其效果和应用范围还将不断扩大。
·特别关注·PRINTING QUALITY&STANDARDIZATION印刷质量与标准化2007.3常规印刷的图像都是二维显示的，但人的视觉所获得的是三维信息，怎样才能实现印刷图像从二维显示向三维图像显示的转变呢?人们通过不懈的研究实验，参考立体电影、电视等特点，终于研究出了三维空间再现物体立体图像的印刷——立体印刷。
如今，立体印刷已在包装印刷、防伪印刷、纺织品印花、三维立体动画印刷等领域中绽放出诱人的异彩。
一、光栅立体印刷的特点人们对物体产生立体视觉，主要是由生理因素、经验和心理因素等方面综合在一起而形成的立体信息。
生理因素主要有视差（两眼视差和单眼运动视差）、辐辏、调节等。
经验和心理因素主要有视网膜成像的大小、线透视、空气透视、密度梯度、阴影、重叠、不均匀构图、视野前进色与后退色等。
人们观察物体时由于两眼间的视角和距离等原因，左右两眼所看到的物体图像就会产生差异（即视差），这是人们获得立体视觉的根本因素。
左右眼从不同角度观察形成两眼视觉上的差异，构成的各种图像反映到大脑中，使人们在观察物体时能自然地产生远近感和立体感。
立体印刷的原理就是模拟人两眼间距，从不同角度拍摄，将左、右像素记录在感光材料上，而后进行制版印刷成立体印刷品。
观看时，左眼看到左像素、右眼看到右像素。
立体图像的效果必须由立体显示（指对图像三维空间的立体信息）再现，这是获得立体视觉的一个基本条件。
实现立体显示主要有两向显示法和多向显示法。
其中多向显示法所包括的柱面透镜法是目前常见的方法之一。
柱面透镜可以看成由许多凸透镜片并排构成的透镜板，它具有分像作用。
此镜片的背面与焦点平面相重合。
镜片的分像作用可将各方向的图像A、B、C、D分离成a、b、c、d并在焦点平面上记录下来，只要将左、右两眼置于B、C的位置，就可看到立体图像。
立体印刷的主要特点是①逼真地再现物体，具有很强的立体感。
产品图像清晰、层次丰富、形象逼真、意境深邃；②立体印刷的原稿往往是造型设计或景物拍摄而成，而印刷品一般选择优质 铜版纸和耐高温油墨印刷，所以光泽度好，颜色鲜艳，不易褪色；③印刷产品表面覆盖一层凹凸柱镜状光栅板，可以直接观看全景画面的立体效果。
介公司在发展中，秉承“以人为本、服务至上”的理念，建立了学习型的团队，充分发挥人才优势，不断完善立体作图技巧，优化、简化光栅校对和后期粘贴的制作过程。
公司拥有一流的生产设备，一流的技术人员，领先的制作工艺，选择亿人立体，就是选择了更好的质量和服务。
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亿人文化信奉：唯有崇尚文化理念的企业才会源远流长公司精神：忠诚、团结、提高、开拓、艰苦创业公司宗旨：美化生活、让立体图像走向千家万户服务理念：高科技开拓市场新产品服务社会工作理念：踏踏实实工作、公公正正做人人才理念：选才、用才、育才、留才管理理念：以人为本、廉洁高效、科学发展座佑铭：踏实、勤勉、统筹、高效、有始有终总目标：创办一流板材光栅生产基地立体画原理根据光栅的折射和人双眼存在的视觉差原理，两眼所看角度不同，在视网膜上形成的图像并不完全相同，这两个图像经过大脑合成以后，就成为有前后距离和纵深感的立体视觉。
立体画特点画面色彩逼真、层次分明，画中的每个元素如：动物、人物、花草等，栩栩如生，伸手可及，具有强烈的视觉冲击力和震撼力，极具欣赏价值和收藏价值。
现代家庭中若拥有一幅立体装饰画，更能彰显主人的品位和价值。
让居室增添几许别具一格的典雅、温馨与浪漫。
立体广告介绍立体广告是立体图像合成技术与立体光栅材料的完美结合，它能够将普通平面图片转换成立体图像，是根据光栅的折射和人双眼存在的视觉差原理，两眼所看角度不同，在视网膜上形成的图像并不完全相同，这两个图像经过大脑合成以后，就成为有前后距离和纵深感的立体视觉。
该广告与其他所谓立体图片的不同之出在于：观看该图片时不需要任何辅助工具与技术，普通的观看方法就能给人以很强烈的新视觉，而使人驻足叹为观止，从而达到了宣传的目的。
光栅技术公司生产的柱镜光栅是辊压成型的高分子有机板材，能自由着色，无嗅无味无毒，具有刚性、绝缘、印刷性好等优点。
3D立体印刷光栅片为什么会眼晕常有客户反应说，3D印刷光栅片“好晕”，“好眼花”，这到底是为什么呢？让超影3D印刷来告诉你这其中的原因吧。
要讲清楚这个，得先说说3D印刷品的成像原理。
3D印刷，或者3D立体印刷，它是一种特殊的印刷技术，它是将几幅甚至几十幅图像压缩到光栅材料的每个柱镜单元中，再利用光的折射原理，使左右眼产生视觉差，从而产生立体空间感或者动画感的成像技术。
而产生眼晕主要有以下几方面的原因：1. 3D印刷光栅材料不稳定市场上，卖3D印刷光栅材料的人很多，鱼龙混杂，质量参差不齐，相互之间的价格也相差甚远。
质量差的3D印刷光栅材料，材料不稳定，同一张材料上做出来的产品，左边和右边都有很大的差异。
所以，如果你的供应商购买了劣质低价格的3D印刷材料，做出来的产品，不清晰，眼晕是自然而然的。
2. 3D印刷材料参数的把握问题3D立体印刷品，表面上看起来就是在有条纹的胶片上印刷了平面的图像而已。
其实，没有那么简单。
光栅上的条纹，都是柱镜形状的，它是由这些柱镜的条纹按照一定的角度、距离等严格的参数排列在材料上，形成规则有序的条纹。
而对这些参数的把握，都是需要大量的测试、印刷、测试、再印刷.....等手段来得到经验数据和掌握方法。
对于一些经验不足的厂家，如果对这些参数的把握缺乏经验，那做出来的产品也不会得到十分清晰的3D立体印刷图案。
3. 3D印刷图稿设计问题我们设计的时候，必须结合3D印刷光栅材料的专业参数来进行3D印刷设计，才能在材料上呈现3D的效果。
而如何将材料参数与设计参数进行合理匹配，这同样需要大量丰富的3D 印刷图片的设计经验。
对于一些缺乏经验的设计师制作的3D印刷图稿，就容易产生“眼晕”的感觉。
4. 材料选择与观看距离问题不同线数和厚度的3D印刷光栅材料，他的观看距离是不同的。
一般，40线以下的3D印刷产品，观看距离在2-5米之间，75线的产品，观看距离2米左右，100线、161线产品在半米左右，如果是200线产品，最好在半米以内观看，适合手持观看。
立体视觉的产生原理
当两眼同时凝视某一物体时，若物体很远，则两眼的视线基本平行。
而当物体靠近的时候，两个眼球便向内旋转，视线在物体处相交。
两眼的这种动作叫辐腠。
辐腠对深度感的形成有直接作用。
由辐腠引起的深度感对近距离20m以内有效，远距离时其效果显著减小。
人们在观察物体时，很自然地产生立体感，这是因为人用两只眼睛观察，两眼之间有一定的距离，与物体之间形成一定的夹角，左右两眼所看到物体就会产生差异视差，这种视差所构成的图像，反映到大脑，便产生了远近的空间和立体的感觉。
要在二维的平面图像上，观察出三维的立体效果，就是要利用两眼产生视差的原理。
如图2.1所示，两眼瞳孔间在水平方向上有一定距离（目距a），在观看物体时与物体之间形成了一定的夹角，所以物体在左右两眼视网膜上的成像是不完全一样的，这种不同叫做双眼视差。
图2.1 双眼视差
如图2.2所示，当看F点时，分别在左右两眼的视网膜f与f′处成像。
而比F远的E点和比F近的G点分别在e、e′和g、g′的位置成像。
显然E、F、G在左右两眼的视网膜上成像的几何位置不同，于是经大脑综合左右两眼得到的不同的影像就产生了纵深感。
图2.2 双眼视差形成立体感
一般用α、β、γ表示会聚角（辐腠角），用（β-α）、（γ-α）表示相应的视差角。
物体在左右两眼所形成的像在一定的视差范围内能很好地融合成一个，构成深度和位置的信息。
这时产生了对深度的知觉和具有立体视觉感。
双眼视差知觉深度的范围，基本上是由两眼像融合范围决定的，并不是很宽。
但双眼视觉对深度差别的分辨在有效范围内是有很高的精度的。
由于辐腠和双眼视差的共同作用才能在较宽的范围内得出正确的立体视觉感。
光栅成像原理
利用柱透镜光栅板实现立体成像源自于双眼视差,即利用人的双眼视差和辐腠所构成的深度感实现人意识中的图像立体感。
因此理论上讲,只要从两个或以上不同的视角取得景物的一组图像便可合成出立体图像。
柱透镜光栅板是许由多个(立体图像的输出幅面和光栅板的线数决定)半圆柱透镜元的集合，其光学原理是：整个光栅板就是一个微型半圆柱透镜
单方向排列的放大镜，其光学功能是将平面影像单方向压缩及放大，所以柱透镜光栅板能容纳大量的平面影像并保持平面影像的完整。
将压缩成条纹状平面影像，以左右景顺序排列在透镜焦平面上相应的位置，子图像以条纹状态记录在同一张立体图像上，如图 2.3所示。
图2.3柱透镜光栅板成像原理
在观察时,也利用圆柱光栅板的光学光路互逆效应,使人双眼看到的是同一景物的各个“不同视角”的不同的像,于是人的视觉意识中就产生具有视差深度效果的立体图像，如图2.4所示。
透镜光栅立体成像就是将柱透镜光栅覆盖在合成的立体图像上。
由于柱透镜光栅是由许多结构参数和性能完全相同的小圆柱透镜组成的，它对图像具有“变异”和“分离”的作用，因此通过柱透镜光栅观测到的合成图像具有更强的立体动画效果。
柱透镜光栅形成的凹凸面把图像等距离地分割成无数像素，起到把像素分别映入左右眼的作用，人眼看到的是各自相对应的图像。
由于左右眼视角不同，重合的图像通过视觉神经便产生了立体感，当观察角度发生了变化即可产生立体动画效应，从而不再需要专用工具就可以成像。
从上图中我们看到，柱透镜光栅板是由数目巨大、完全相同的柱镜组成。
柱透镜的一面是具有一定曲率半径R的周期性起伏变化的半圆柱面，另一表面是平面。
在某一方向相当于平行平板，对光线不起汇聚作用，而在与其正交的水平方向，每一柱镜相当于汇聚透镜，起聚光成像的作用。
柱面的曲率中心不是一个点，而是一条直线。
光线通过柱面透镜时，沿曲率中心直线的方向上不产生光的折射，而沿曲率中心直线的垂直方向将产生光的折射，其折射规律与通过单个球面的折射完全一样。
柱透镜光栅的折射示意图如图2.5所示。
处于柱透镜光栅片
后表面不同部位的像点所反射或投射的光经过柱透镜后，以不同角度向外发散。
立体印刷图像处理的方法
立体印刷图像处理方法人的大脑在综合两眼的图像信息时，其中一个很重要的因素，就是物点光线的入射方向，人眼可根据各物点发射(或反射)到人眼光线的方向，判定该物点的方位及远近。
平面印刷品不能形成深度感的原因见图3.1 ,由于双眼观看a、b、c 像点时视线交角均位于像平面上，所以人眼可以判定平面印刷品上的所有的像点均在同一水平面上。
对单幅平面图像立体处理时，首先应按照景物在对单幅平面图像立体处理时，首先应按照景物在空间中的深度分布，把图像中的景物分为前景、中景和后景，或者更多的图层。
然后模拟双眼视差从不同角度获得图像的原理,将前中景和后景分别复制成 N幅,组成各自的图像序列,把每一个图像序列按照一定的方向平移,使同一序列中的 N 幅图像间具有相等的位错。
不同的景物根据显示时和像平面距离的不同而位移量不同。
最后将同一序列中N幅图像依次抽样组合成一幅竖状条纹合成图 ,从而在选定柱镜光栅作用下呈现立体。
在对图3.1中的单幅平面图像进行立体处理时,根据立体视觉的成像规律，将前景和背景图像做相应方向和大小的位移。
如图3.2所示，前景图像 a左移,中景图像b不移动，后景图像c右移。
从而在光栅板折射分像作用下，左眼看到原始图a 、b、c ,右眼看到位移后生成的图像 a′、b′、c′，从而双眼观看时视角不同而产生距离感，a′浮在像平面上，形成近景，c′位于像平面以下,形成
远景，b′位于像平面上，形成中景。
