3D技术在云烟产品上的运用研究

尹志豇+李辉+田然+杨玺

摘 要：数字化时代的到来，推动了3D立体印刷的发展，极具商业广告价值的立体印刷和立体广告图片宣传媒介受到青睐，立体印刷由传统的工艺技术制作，到引进国外先进的柱镜光栅和3D图像合成软件技术；从CTP直接制版以及调频网的应用；在光栅上直接印刷，简化了工艺过程，加快了出版周期，提高了产品质量，降低了成本。

关键词：3D技术 影响 研究 运用

中图分类号：S572 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）06（c）-0070-02

1 3D技术在烟包市场的前景

数字化时代的到来，推动了3D立体印刷的发展，制作技术也日趋完善和稳定，极具商业广告价值的立体印刷和立体广告图片宣传媒介受到青睐，立体印刷由传统的工艺技术制作，到引进国外先进的柱镜光栅和3D图像合成软件技术；从CTP直接制版以及调频网的应用；在光栅（指在软载体薄型光栅）上直接印刷，简化了工艺过程，加快了出版周期，提高了产品质量，降低了成本。立体印刷市场在一些立体印刷技术及设备开发商和立体印刷企业的共同培育下，萌发出新的生机，适时，立体印刷将进入一个崭新的发展阶段。

现在，实际应用立体印刷品或灯箱立体透明片的介体极为广泛：在食品系统，供作巧克力盒的装饰，高级奶糖盒的装饰等；在纤维、制药系统采用透明灯箱立体照片较多；在化妆品方面，有容器盖上搞立体印刷的例子；在生活用品方面一些包装印刷，如塑料水筒盖上、扑克牌盒上、颜色笔等上面有不少是用了立体印刷品的。

随着生活水平的不断提高，消费者烟草对包装的审美要求也越来越高。3D立体印刷以其能够承载的丰富形式，势必将会成为中国烟草包装的主流，必然会获得广大消费者的喜爱和青睐。

2 3D技术对云南中烟的影响

3D立体印刷具有图片新颖，极强的视觉冲击力、广告和防伪等特点，对正处于品牌升级的云南中烟而言有着非同寻常的意义。

它既独树一帜、有别于其他，又能快速抓住消费者的注意力，以达到更好的宣传、广告作用，并具防伪功效。过去的防伪技术，由于技术过于单一，因而防不胜防。立体防伪商标由于采用光学折射数据加密制成，不能像普通印刷品一样可以上电子分色机翻版。专家预测，3～5年内立体商标必然成为主要防伪方式。

3D技术的运用，可以大大提升云南中烟技术领先的核心优势，为云烟产品开创前所未有的创新特色，获得越来越多的消费者的认可和喜爱。这将会为云南中烟带来丰厚的业绩增长，同时为中国烟草包装开创崭新的局面。

3 3D技术的运用研究

根据3D技术的特征，项目组研究人员结合云烟产品，采用集成创新方法实施了研究工作，特别在材料创新、技术创新、工艺创新、装置创新几个方面进行了深入系统研究，研究局部光栅立体印刷技术，通过研制专用光栅成型UV光油、专用模压凹版辊及精确定位装置，先纸张胶印再联机凹印局部光栅的组合印刷方式实现局部光栅立体印刷。采用这种组合方式在烟包纸上印制出局部立体光栅，并光栅与烟标图案达到很好的匹配，使图案呈现出醒目精美的立体效果。

3.1 云烟商标3D图像处理技术研究

立体图像的原始图像获取和处理最终获得高质量立体图像显示效果的基础和关键问题。

笔者首先分析了已有立体图像的原始图像获取和处理技术。目前常用的技术是基于单幅图像采用专用立体图像处理软件获得立体图像的原始图像，此种方法操作复杂，立体感易失真，对作业人员依赖性大。

笔者又分析了目前广泛应用于建筑、广告和游戏娱乐等行业的主流模型建构、动画制作、虚拟设计的3DMAX软件，发现可以借助这个软件的三维模型生成光栅立体图像，而且这样生成的光栅立体图像可以不通过显示器及时获得三维模型的立体视觉效果。

通过比较分析，最终选择了基于3DMAX立体模型获取立体图像作为立体图像处理技术，这种方法不但可以获得立体感真实的图像，而且可以和立体光栅紧密结合形成良好的立体图像显示。

基于3DMAX立体模型的立体图像获取原则，先在3DMAX中对立体模型通过虚拟立体摄影获取序列视差图像，再在SPS中合成立体图像。

（1）基于3DMAX立体模型的序列视差图像的生成。

通过在3DMAX中虚拟立体摄影，设定虚拟相机线列，实现序列视差图像的摄取。虚拟立体摄影关键技术有：立体摄影方式（会聚法和平行法）的选择，立体摄影镜间距的计算以及虚拟相机的参数设定等。

（2）序列视差图像合成软件SPS。

开发序列视差图像合成专用软件SPS，实现高质量、高速度的立体图像处理。

SPS是一款专门针对立体摄影得到的视差序列图像进行处理的软件。它实现了对视差序列图像进行“焦点校准”和“立体合成”的功能，可以即时得到比较理想的立体数码图像，从而直接用于打印输出。

3.2 光栅的精确匹配与立体图像形成研究

3.2.1 研制精确定位装置

光栅立体印刷是一种精细印刷，要求图像与光栅的精确匹配，因此研制精确定位系统是实现高质量、高成品率局部立体光栅印刷的关键。该项目研制的精确定位装置采用两次定位方式，即纵向和横向（相对于印张）分别进行定位，达到高精度套准的要求。

3.2.2 在3DMAX中生成序列视差图像及SPS合成

在3DMAX中生成光栅立体图像时，综合考虑立体图像质量和工艺要求，选择序列视差图幅数为10幅。由于主体模型占据整个场景，因此选择平行法立体摄影方式。在3DMAX中虚拟相机镜头设定为50 mm，测得目标距离为3 m，根据公式，镜间距设定为6 cm，依次平行设置10台摄影机，由于光栅立体图像尺寸为5 cm×4.8 cm，分辨率为1 020.4 dpi，因此渲染设定像素总数为4 200 p×3 900 p，批量渲染输出后得到10幅序列视差图像。

3.2.3 立体图像置入烟标版式及效果分析

利用研制精确定位装置和技术将上述SPS合成序列视差图像置于烟标版式。

为了考察光栅图案和普通图案的光谱特性，用标准光源照射图案表面，同时用SPECIM光谱相机测试这些图案的光谱。分别所得红色点反射光谱、黄色点反射光谱、绿色点反射光谱，光谱曲线测试时分别选取了烟盒两面相同部位的红色、黄色、绿色点进行光谱分析。

下面对一些特点及解释予以讨论。

（1）三维光栅曲线与二维光谱曲线随波长的变化具有基本相同的依赖关系，只是三维光栅曲线显得较粗而二维光谱曲线显得较细。两者的相同依赖关系表明他们出自相同的物质成分，这很符合实验。两者曲线的粗、细差异源自两者测量的方法的差异。

（2）每个图中的上曲线的反射强度明显大于下曲线的反射强度，也就是烟盒普通印刷面的反射强度明显大于烟盒光栅印刷面的反射强度。这一特点正好揭示出柱透镜光栅在立体成像中特殊的光传输特性。大家知道，相机在对印刷面的反射光进行测量时，是与印刷面基本垂直的角度去测量的。常识告诉大家，普通印刷面在这个垂直角度有最大的反射强度。但对于柱透镜来说，它具有半圆形的外表面，它可以将图案反射回的光线折射到各个不同方向，以使立体像在不同方向得以观察到，在垂直的方向测量到的反射光只是全部反射光的一部分，所以其反射光强度就会比较小。

（3）所选3种色点的反射强度表现出不同特点：所选红色点在600～800 nn呈现出较大的反射强度，而且随波长增加反射强度增大，这可能源自图案本体大部分是红色；而所选黄色点和绿色点在500～600 nn只呈现出的较平坦的弱反射峰却在600～800 nn呈现出较大的反射强度。这可能是两个原因所致，一是图案中黄色点和绿色点所占面积很小，往往和红色点混在一起；另一个可能是图案背景介质对黄色光和绿色光的反射率低。

如果上述分析真正反映了实际的图案特性，那么常用的这种分析方法可能成为今后分析立体光栅成像的光传输特性的一种有效的方法。

4 云烟产品对3D技术的运用

目前在云烟产品中，“云端”和“脸谱”采用了3D立体印刷技术。

在“云端”产品中，3D技术以其独特成像的特征，使云彩更加灵动，极具美感，更加凸显了云烟之“云”元素的差异性和可识别性。

将3D技术运用于“脸谱”产品制作之中，是云烟的又一大技术尝试和突破。3D技术采用光栅立体成像原理，将中国传统文化川剧中的“变脸”展示得淋漓尽致。经过3D技术处理后，“脸谱”更具生动性，从不同的角度可以看见不同的“脸谱”图形。较目前中国烟包传统的印刷技术而言，这是一种领先于行业的创新，更是云烟产品敢于创新敢于突破的精神体现。

5 结语

在这个高速发展的时代，3D技术在各个领域中的应用层出不穷，它已经融入了人们的生活中。当人们坐在电影院里，戴着3D眼镜，身临其境地观看3D大片的时候，烟包印刷行业中的3D印刷技术也正不断扩张，并潜移默化地改变着消费者的审美需求。

未来的烟包印刷，毫无疑问地会广泛运用3D立体印刷技术。而在这种风尚还没有完全形成的今天，云烟产品率先对3D技术的研究和运用，使得云烟产品有了无人媲美的技术亮点，将对云南中烟的明天产生推动，也将对中国传统烟包印刷产生巨大的影响。

3D立体印刷技术，将为明天的云南中烟，交出一份完美的答卷。

参考文献

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