淺談全息技術(shù)發(fā)展對(duì)防偽印刷業(yè)的影響

方 雷 孫君芬

（1.長(zhǎng)春市標(biāo)準(zhǔn)研究院 吉林 長(zhǎng)春 130011；2.吉林省高速公路管理局 吉林 長(zhǎng)春 130011）

1 全息術(shù)的發(fā)明與防偽行業(yè)的形成

全息圖(Hologram)是蓋伯(Gabor)在1948年為改善電子顯微鏡像質(zhì)所提出的。蓋伯的實(shí)驗(yàn)解決了全息術(shù)發(fā)明中的基本問題，即波前的記錄和再現(xiàn)，但由于當(dāng)時(shí)缺乏明亮的相干光源(激光器),全息圖的成像質(zhì)量很差。1962年隨著激光器的問世，利思和烏帕特尼克斯(Leithand Upatnieks)在蓋伯全息術(shù)的基礎(chǔ)上引入載頻的概念發(fā)明了離軸全息術(shù)，有效地克服了當(dāng)時(shí)全息圖成像質(zhì)量差的主要問題——孿生像，三維物體顯示成為當(dāng)時(shí)全息術(shù)研究的熱點(diǎn)，但這種成像科學(xué)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，制作和觀察這種全息圖的代價(jià)是很昂貴的，全息術(shù)基本成了以高昂的經(jīng)費(fèi)來維持不切實(shí)際的幻想的代名詞。

1969年本頓(Benton)發(fā)明了彩虹全息術(shù)，掀起以白光顯示為特征的全息三維顯示新高潮。彩虹全息圖是一種能實(shí)現(xiàn)白光顯示的平面全息圖，與丹尼蘇克(Denisyuk)的反射全息圖相比，除了能在普通白熾燈下觀察到明亮的立體像外，還具有全息圖處理工藝簡(jiǎn)單、易于復(fù)制等優(yōu)點(diǎn)。把彩虹全息術(shù)與當(dāng)時(shí)發(fā)展日趨成熟的全息圖模壓復(fù)制技術(shù)結(jié)合起來便形成了目前風(fēng)靡世界的全息印刷產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)生了全息信用卡、全息商標(biāo)、全息鈔票、全息卡通、全息裝飾材料、甚至全息服裝等保安防偽及裝潢裝飾的全息圖新應(yīng)用。因此可以說彩虹全息術(shù)的發(fā)明為全息圖走出實(shí)驗(yàn)室為社會(huì)所接受邁出可喜的第一步。

防冒、偽造已是一個(gè)全球性問題，偽造貨幣、信用卡、有價(jià)證券、證件、商標(biāo)、標(biāo)識(shí)、名優(yōu)產(chǎn)品等的犯罪的活動(dòng)遍及世界各地，已成為僅次于毒品犯罪的全球第二大公害。與此同時(shí)，世界各國政府和人民也紛紛重視防止假冒偽造行為的發(fā)生，全息圖作為一項(xiàng)有效而實(shí)用的防偽技術(shù)當(dāng)然也受到人們的青睞，得到了空前規(guī)模的迅猛發(fā)展。全息和防偽幾乎被人們等而視之，似乎全息商標(biāo)就是防偽商標(biāo)，或防偽商標(biāo)就是全息商標(biāo)。

雖然我們不能簡(jiǎn)單地說全息術(shù)的發(fā)明催生了當(dāng)今的防偽行業(yè)的形成，但我們可以看到，全息印刷產(chǎn)業(yè)的形成和發(fā)展其根本動(dòng)力是防偽造，而正是在這項(xiàng)產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的時(shí)候，人們對(duì)防偽的熱情空前高漲，從而各種防偽協(xié)會(huì)相繼誕生，同時(shí)，在現(xiàn)有從事防偽的產(chǎn)業(yè)中，全息印刷產(chǎn)業(yè)仍然是絕大多數(shù)。

2 全息防偽商標(biāo)的泛濫及反思

全息圖作為一種有效的防偽手段，從20世紀(jì)80年代末開始，逐漸被人們所接受，很多著名的機(jī)構(gòu)和品牌都將其作為防偽標(biāo)識(shí)而獲得了巨大成功。如Master Card,Visa Card,德國的護(hù)照、美孚石油、蘋果牌牛仔褲，微軟軟件等。在中國，龐大的防偽市場(chǎng)，貌似豐厚的利潤(rùn)，以及對(duì)全息圖的盲目迷信，激起了人們最大膽的幻想和欲望。一時(shí)間大量的資金投向這個(gè)領(lǐng)域，僅1991年到1993年短短兩年間，就誕生了300多家企業(yè)從事生產(chǎn)經(jīng)營全息防偽商標(biāo)，其規(guī)模從幾十萬元到幾千萬元不等。而且這種投資勢(shì)頭一直持續(xù)了二至三年。除少數(shù)企業(yè)具備開發(fā)能力和市場(chǎng)開拓能力外，絕大數(shù)屬于盲目投資，相當(dāng)一部分甚至連產(chǎn)品都未生產(chǎn)出來就倒閉了。由于政府對(duì)全息防偽行業(yè)缺乏監(jiān)管，以及該行業(yè)發(fā)展如此迅猛無序，從而造成目前全息防偽商標(biāo)泛濫的現(xiàn)實(shí)。更有甚者，專門從事偽冒防偽商標(biāo)，以獲取暴利，擾亂市場(chǎng)，一時(shí)間防偽商標(biāo)被仿冒事件屢屢發(fā)生，極大地?fù)p害了廣大消費(fèi)者的利益，從而對(duì)全息圖能否真正起到防偽作用提出質(zhì)疑。

產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主要原因有以下兩個(gè)方面：一是，人們對(duì)全息圖的認(rèn)識(shí)還很片面，在全息印刷發(fā)展初期認(rèn)為，只要是全息圖就是防偽的，從而當(dāng)全息圖生產(chǎn)廠家越來越多時(shí)，就自然地走到另一個(gè)極端：即全息圖根本不防偽；二是，人們對(duì)全息術(shù)這種新的圖像技術(shù)的基本知識(shí)還很缺乏，在辨別真?zhèn)螘r(shí)只停留在是否全息圖這個(gè)思維層次，而對(duì)全息圖本身的內(nèi)涵卻視而不見。

實(shí)際上，全息術(shù)只不過是一種類似照相技術(shù)的新技術(shù)，全息圖并不是什么高深莫測(cè)的玩意，將全息圖用作防偽，其更重要的意義在于應(yīng)用全息術(shù)所產(chǎn)生的標(biāo)識(shí)圖案，相對(duì)于印刷，照相等傳統(tǒng)技術(shù)來說更難仿造，從理論上講要完全仿制一張全息圖是根本不可能的。那些仿冒的全息圖和真品全息圖相比，只要稍加注意就不難發(fā)現(xiàn)其巨大的區(qū)別，這一點(diǎn)，傳統(tǒng)印刷照相等技術(shù)很難實(shí)現(xiàn)。

3 原理防偽與防偽全息術(shù)

防偽技術(shù)是一種應(yīng)用現(xiàn)代科學(xué)理論與技術(shù)識(shí)別產(chǎn)品真?zhèn)?，揭露并防范偽冒的?shí)用知識(shí)與技能。我們可將現(xiàn)有的防偽技術(shù)分為兩大類：一是，材料防偽，即采用專門的防偽紙張或油墨進(jìn)行印刷；二是，技術(shù)防偽，即利用新穎的技術(shù)，復(fù)雜的工藝及昂貴的設(shè)備投入來制作防偽標(biāo)識(shí)。

在此，我提出另一種防偽的概念即原理防偽。所謂原理防偽就是在設(shè)計(jì)防偽方案，制作防偽產(chǎn)品時(shí)，除了應(yīng)用特殊的材料和新穎的高科技外，更重要的是從原理上保證該產(chǎn)品絕對(duì)不可能被偽冒，即使是制作者本人也不可能復(fù)制。現(xiàn)實(shí)生活中，生產(chǎn)這類產(chǎn)品是完全可能的，只要在制作過程中巧妙地引入相應(yīng)的隨機(jī)機(jī)制即可。

全息術(shù)實(shí)際上就是一種原理防偽的過程，因?yàn)槊恳淮闻臄z全息圖的各種環(huán)境參數(shù)都絕不會(huì)一樣，要使每毫米一千多線對(duì)的信息兩次拍攝都完全一樣是絕對(duì)不可能的，這就是為什么對(duì)全息圖來說，只要稍加對(duì)比，仿冒品都和真品就大相徑庭的根本原因。雖然全息圖從原理上講是絕對(duì)不可能仿制的，但從視覺效果上講，還必須給消費(fèi)者以明顯的識(shí)別特征，才可能真正起到防偽的作用。

防偽全息術(shù)的主要任務(wù)就是在拍攝制作全息圖時(shí)利用特殊的技術(shù)和工藝，使得全息圖不可復(fù)制的現(xiàn)實(shí)，以消費(fèi)者容易識(shí)別的明顯特征表現(xiàn)出來。這些技術(shù)包括：1）激光閱讀；2）光學(xué)微縮；3）低頻光刻；4）莫爾加密；5）干涉條紋；6）二維動(dòng)態(tài)變幻；7）三維微雕；8）電腦立體等。

采用以上技術(shù)所拍攝的全息圖，其防偽性表現(xiàn)在兩個(gè)方面，一是，仿冒者知難而退，因?yàn)閷⒍囗?xiàng)復(fù)雜工藝組合起來牽扯到對(duì)全息術(shù)的深刻理解和巧妙給合，不是每個(gè)人都能做到的；二是，即使仿冒者硬著頭皮生拉硬套，其結(jié)果也與真品差之甚遠(yuǎn)，因?yàn)榧词故峭粋€(gè)人在不同的時(shí)候以同樣方式制作的全息圖，其效果也大不一樣。拍全息圖本身的過程就隱含著許多隨機(jī)性，如物體擺放、顏色搭配、曝光條件等，而以上技術(shù)強(qiáng)調(diào)了這些隨機(jī)性所帶來的特征變化。

4 全息防偽技術(shù)前景展望

全息學(xué)作為一門學(xué)科應(yīng)用于防偽，并圍繞防偽得到了空前的發(fā)展，形成了獨(dú)特的全息印刷產(chǎn)業(yè)，這無疑也是20世紀(jì)科技發(fā)展史上的重大成果。圍繞防偽這一永恒的主題，防偽全息術(shù)今后的發(fā)展方向是：

1）全立體、動(dòng)態(tài)、真彩色全息防偽包裝。三維全立體顯示本是全息術(shù)相對(duì)于普通照相技術(shù)的最主要特征，從防偽的角度上講，三維全息的防偽力度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通2D3D全息圖。另外全息術(shù)所具備的圖像表現(xiàn)能力是其它印刷技術(shù)所不能替代的，將一幅精美的全立體、動(dòng)態(tài)、真彩色全息圖以燙印或粘貼的形式融入包裝中，不僅可起到防偽作用，而且，當(dāng)光線射入時(shí)還能看到動(dòng)態(tài)的三維真彩色圖案以烘托產(chǎn)品特征，吸引消費(fèi)者注意。

2）數(shù)字全息與專用識(shí)別儀器。雖然全息的基本原理是波前的記錄和再現(xiàn)，但全息圖不一定只靠?jī)墒?物光和參考光)直接干涉而產(chǎn)生。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，完全有可能從電腦上直接輸出所需要的全息圖。這依賴于全息圖精細(xì)條紋的計(jì)算方法及相應(yīng)的輸出設(shè)備。目前比較成熟的有點(diǎn)陣技術(shù) (dot matrix)和電子束掃描 (e-beam)。從防偽的角度上講，數(shù)字全息可精密地反應(yīng)全息圖精細(xì)條紋的特征，尤其適用于設(shè)計(jì)專門的識(shí)別儀器。

3）全息圖批量復(fù)制方法的創(chuàng)新。模壓全息是目前生產(chǎn)全息圖最經(jīng)濟(jì)最普遍的方法，近兩年來，隨著新材料的出現(xiàn)，如杜邦(Dupont)公司的光致聚合物(Photopolymer)，直接用光學(xué)方式類似于膠片自動(dòng)沖洗復(fù)制全息圖的工藝也開始流行，而且所制作的反射全息圖從亮度和立體感上都優(yōu)于模壓全息圖。但將全息圖和印刷有機(jī)結(jié)合批量生產(chǎn)，目前還不盡人意。隨著科技的進(jìn)步，全息圖的精細(xì)條紋除用光和熱復(fù)制外還會(huì)有其它方法，將全息圖考慮成印刷中的一色，用UV油墨或其它光固材料印制其精細(xì)條紋也不是不可想象的。

4）結(jié)合其它防偽技術(shù)，進(jìn)行綜合防偽。在知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，科技發(fā)展日新月異，只有跨學(xué)科，跨行業(yè)，進(jìn)行有系統(tǒng)，有組織的綜合防偽協(xié)作，才能從根本上有效的打擊假冒偽劣行為。全息圖可以同電碼防偽，核徑跡防偽等防偽新技術(shù)結(jié)合，以增強(qiáng)防偽力度。