ГЛАВА III. Растрирование

3.1 Оптические методы

3.1.1 фотомеханический растровый эффект

В традиционном методе автотипные изображения получают, фотографируя оригинал черезспециальный оптический прибор - растр. Если привычный фотографический эффект обеспечивает зависящую от экспозиции степень почернения фотослоя, то в отличие от него фотомеханический растровый эффект позволяет получить изображение в виде отдельных элементов, площадь которых определяется количеством света, поступающим от соответствующих участков оригинала на чувствительный слой [1.8].
Одним из условий реализации растрового эффекта является применение высококонтрастных, сверхконтрастных или так называемых штриховых фотопленок. Их характеристическая кривая D = f(lgH) имеет выраженный излом в точке (D_гр, lgH_гр) перехода из области вуали и недодержек, где (IgH < lgH_гр), к области нормальных экспозиций (см. Рис. 3.1). Фотослои относят к разряду высококонтрастных, если коэффициент контрастности, определяемый тангенсом угла наклона рабочего участка их характеристической кривой, равен или превышает 3.

Рис. 3.1 Связь размеров точек с освещенностью ячеек фотографического растра

Из схемы на том же рисунке видно, что растровые точки различной площади образуются за разными освещенностями только в том случае, когда распределения (профили) экспозиции не равномерны, а имеют конусообразный, колоколообразный или любой другой, но не П-образный характер. В этом заключается второе условие реализации фотомеханического растрового эффекта. В противном случае уровень освещенности (тон оригинала) влиял бы, как видно из схемы на Рис. 3.1, только на степень почернения точек, а не на их размер.
Переменные распределения экспозиции в пределах растровых ячеек обеспечивают в репродукционной фотографии применением проекционных и контактных растров.

3.1.2 проекционное растрирование

Проекционный растр - сетка непрозрачных штрихов, которые получены прецезионным гравированием в стекле канавок, заполненных затем краской. Растр, позволяющий получить не линейную, а точечную структуру печатных и пробельных элементов, образуется склеиванием двух стеклянных пластин так, чтобы штрихи каждой из них пересеклись под углом 90°.
Образование неравномерной освещенности за ячейкой проекционного растра в первом приближении объясняет так называемая полутеневая теория. на Рис. 3.2 показаны диафрагма 1, растр 2, условно представленный лишь одной его ячейкой, и фотослой 3. Соотношения размеров элементов 1, 2 и 3 и расстоянии между ними определяют результат растровой съемки и используются для расчета ее режима. В нижней части той же схемы для каждого из трех примеров этих соотношений показаны распределения экспозиции в скрытом изображении на фотослое. Распределения 5 образуются для самых светлых участков оригинала, отражающих или пропускающих наибольшее количество света, а распределения б - для самых темных.

Рис. 3.2 Влияние величины D диафрагмы фотоаппарата на диапазон изменения площадей точек в проекционном растрировании при двух значениях экспозиции

Если в центр попадают все лучи, прошедшие через диафрагму, то с переходом к краю ячейки число лучей, достигающих фотослоя, уменьшается, и в пределе можно указать ту его точку, куда попадает всего лишь один луч 4. Из этих схем следует также, что характер распределения освещенности зависит от размера D диафрагмы.
Для проработки всего интервала плотностей, например в пределах изменения относительных площадей точек S = 5-95%, фотослой засвечивают не в один (см. Рис. 3.2, а), а в два приема. Первая экспозиция производится с относительно большой диафрагмой и позволяет получить крупные точки в тенях негатива, т. е. для светлых участков оригинала, и поэтому называется световой (см. Рис. 3.2,6). Вторая, с малой диафрагмой, создает мелкие точки в светлых участках негатива (пробелы в тенях оригинала), существенно не увеличивая их размеры в тенях негатива (см. Рис. 3.2, в). Частичные экспозиции позволяют реализовать на фотоформе весь рабочий диапазон изменения площадей растровых точек и соответственно эффективный интервал оптических плотностей иллюстрационной печати, чтобы обеспечить в условиях сжатия этого интервала максимально возможный контраст.
На размер растрового элемента, как видно из

Рис. 3.2, влияют размер ячейки растра d, растровое расстояние r, растяжение меха камеры R и величина диафрагмы D. Линиатура растра и масштаб съемки, определяющие d и R, обычно задаются издательством. Поэтому переменными факторами съемки могут служить лишь диаметр диафрагмы D и растровое расстояние r.
Из соотношения растровых переменных, иллюстрируемого

Рис. 3.2, следует:

3.1

В практических расчетах величины диафрагмы и времени каждой экспозиции используют также ряд эмпирических коэффициентов.
Помимо регулировки контраста и общего уровня тона, еще какие-либо возможности управления формой характеристики тонопередачи в проекционном растрировании отсутствуют [1.8]. Это делают лишь на этапе полутоновой съемки путем подбора характеристик фотослоев, использованием градационных масок и т. п.

3.1.3 контактное растрирование

В контактном способе фотослой экспонируют через прозрачный оригинал (см. Рис. 3.3, а) наложенный на него диапозитив - контактный растр, на котором зафиксировано изображение растровой функции. Последняя представлена в данном случае двухмерным периодическим распределением значений оптической плотности D_к(x, у). Одномерный (по оси X) срез этой функции представлен на Рис. 3.3 (б), поясняющем механизм фотомеханического растрового эффекта в этом способе. Почернение (в виде растровых точек) образуется на контрастном слое негатива лишь там, где (D_ор + D_к) < D_гр (см. Рис. 3.3, в).

Рис. 3.3 Образование точек переменной площади при контактном растрировании

Для реализации эффективного интервала плотностей печатного процесса величина экспозиции, как видно из той же схемы, должна быть подобрана таким образом, чтобы обеспечить формирование точек растрового негатива с относительной площадью 5% и 95% соответственно для самых темных и самых светлых участков оригинала. Важен также подбор интервала плотностей контактного растра ΔD_к близким интервалу оригинала ΔD_ор. При неправильном соотношении этих интервалов различия яркости деталей будут переданы либо с пониженным контрастом, либо не во всем диапазоне градаций. Более универсальными в этом смысле являются, в отличие от нейтральных (серых), окрашенные, в частности, пурпурные растры [3.1, 3.2]. Их оптическая плотность, а следовательно интервал ΔD_к, различны для световых потоков разного цвета и могут быть скорректированы подбором цветных фильтров при растрировании черно-белых оригиналов.
Распределения экспозиции в скрытом изображении на фотослое, подобные показанному на Рис. 3.3 (г), можно получить в два приема. Сначала пленку будущей фотоформы экспонируют через проекционный или контактный растр в отсутствии оригинала. Полученный таким образом предварительно расгрированный фотоматериал мог поставляться централизованно и использоваться для получения фотоформ в фоторепродукционных аппаратах и контактно-копировальных рамах без применения растров [3.3].
Форма градационной характеристики процесса заложена в растровой функции - денситограмме точек контактного растра. На примере трех значений освещенности для трех типов контактных растров

Рис. 3.4 условно поясняет, как при тех же предельных размерах точек растры с различными денси-тограммами обеспечивают разную передачу коэффициента отражения оригинала Ρ_ор в средних тонах.

Рис. 3.4 Влияние распределения оптической плотности в ячейке контактного растра на тонопередачу при фиксированном значении копировальной плотности D_кр

Номенклатура контактных растров, в отличие от их проекционных аналогов, достаточно широка. Они отличаются не только значениями линиатур, но также по интервалу оптических плотностей и их распределению в ячейках (форме градационных характеристик), по цвету подложки (серые и пурпурные), по ориентации растра и его геометрии, по форме растровых элементов и другим параметрам. Поэтому в отличие от проекционного растрирования контактное позволяет в целом более гибко управлять параметрами воспроизведения, если имеется возможность достаточно широкого выбора растров. 3.1.4 фотомеханическое репродукционное оборудование

Центральное место в номенклатуре оборудования фотомеханического репродукционного участка занимают фоторепродукционные камеры - крупноформатные специализированные фотоаппараты. По расположению базовых оптических элементов их разделяют на вертикальные и горизонтальные. В первых из них стол-оригиналодержатель находится в горизонтальной плоскости, выше которой располагаются осветители, объектив, фильтры, растр, кассета с экспонируемым фотоматериалом и другие компоненты (см. Рис. 3.5, а). Оптический канал камер второго типа расположен горизонтально (см. Рис. 3.5, б). Камеры бывают «однокомнатными», использующими светонепроницаемые кассеты, которые заряжают фотопленкой при неактиничном освещении. Осветители и оригиналодержатель «двухкомнатных» фотоаппаратов располагаются в светлом помещении, тогда как заряжаемая фотоматериалом их приемная часть находится в темном помещении фотолаборатории, где осуществляют фотохимическую обработку экспонированного изображения.

Рис. 3.5 Вертикальный (а) и горизонтальный (б) фоторепродукционные аппараты

Последние модели фоторепродукционных аппаратов представляли собою высокопроизводительные комплексы, оснащенные люксметрами, цифровыми средствами расчета режимов экспонирования, автоматизированным управлением диафрагмами, затворами, сменой цветоделительных фильтров, растяжением меха камеры для наводки на резкость и установки заданного масштаба съемки, вакуумным присосом пленки и контактного растра.
Современные устройства обработки экспонированной фотопленки тоже отличаются высокой степенью автоматизации. Они оснащены системами управления и контроля такими параметрами химических растворов, как их концентрация, температура, интенсивность перемешивания, а также средствами денситометрического контроля времени обработки фотопленки. Большинство из них использует технологиютак называемого ускоренного проявления (Rapid Acsess Process), в которой время обработки «от сухого до сухого» составляет 1,5-2,0 мин., благодаря повышенной до 27-30° температуре растворов, использованию фотослоев с выдерживающей такие температуры основой и другими отличиями от традиционных [3.4]. Для повышения производительности ролевые (с непрерывной протяжкой фотопленки) проявочные автоматы агрегатируют в единую технологическую линию как с горизонтальными фоторепродукционными камерами, так и с современными лазерными устройствами записи фотоформ.
К вспомогательному фотомеханическому оборудованию относятся так называемые контактно-копировальные рамы или станки. Их принципиальное отличие от контактно-копировальных рам формного производства заключается лишь в том, что используется не ультрафиолетовый источник света, а обычный, актиничный по отношению к фототехническим пленкам.
Основную функцию этих устройств можно определить как контратипи-рование - перенос изображения без изменения его масштаба с одной фототехнической пленки на другую с изменением полярности (негатив-позитив и наоборот), сопутствующим этому переносу. Такая дополнительная операция, влекущая за собой удвоенный расход дорогостоящей (серебро-содержащей) пленки, была, например, вызвана необходимостью получения диапозитивов с первого (негативного) растрового изображения применительно к изготовлению офсетных печатных пластин позитивного копирования.
Контратипирование широко применялось также для избирательного по полю фотоформы добавления (позитив-позитив, негатив-негатив) или вычитания (пара разнополярных изображений) оптических плотностей фотоформы в процедурах градационного и цветокорректирующего маскирования. Для кадрирования (вычленения из оригинала части, предусмотренной ему в полосе), а также комбинирования изображений контратипирование осуществлялось через соответствующие штриховые маски. Получение фотоформ разной полярности с использованием контратипирования необходимо было также и для ручной локальной ретуши. Уменьшение площадей печатающих элементов обеспечивалось в ней травлением растрового диапозитива, но для их увеличения фотографический ослабитель должен воздействовать на негатив.
Механизм травления растровой точки на фотоформе поясняет

Рис. 3.6. «Пропорциональный» ослабитель, например красная кровяная соль, снижает оптические плотности денситограммы точки на приблизительно одинаковые значения. Возможность подобной ретуши фотоформ оценивали их так называемыми корректурными свойствами в процентах относительной площади, на которую мог быть уменьшен растровый элемент. Эти свойства выше у нерезких точек и поэтому оказываются в противоречии с обсуждающимися ниже копировальными свойствами. Фотоформы с идеальными копировальными свойствами корректурным эффектом вообще не обладают.

Рис. 3.6 Эффект ручной корректуры на фотоформе зависит от резкости растровой точки: чем выше резкость, тем он слабее

Разновидностью контактно-копировального оборудования является также копировально-множительный фотоаппарат последовательно позиционирующий свой экспонирующий блок на заданных участках большого листа пленки. Такое устройство предназначено в основном для размножения цве-тоделенных расгрированных фотоформ малогабаритных сюжетов (открыток, этикеток и т. п.) в формате печатного листа (см. Рис. 3.7).

Рис. 3.7 Копировально-множительный аппарат

Ретушерский стол, являясь одновременно и устройством для визуального контроля фотоформ, отличается от обычного тем, что имеет прозрачное основание, выполненное из «молочного» стекла, с внутренней равномерной подсветкой.
Монтажный стол принципиально отличается, в свою очередь, от рету-шерского лишь большими габаритами, т. к. предназначен для объединения фотоформ с текстом, иллюстрациями или фотоформ сверстанных полос в формате формы, предусмотренном для того или иного печатного оборудования. Монтаж фотоформ на единую прозрачную основу обычно производится с помощью клейкой ленты. На полях монтажа при этом устанавливают приводочные метки, а также шкалы контроля формного и печатного процессов [3.5]. В монтаже цветоделенных фотоформ многокрасочной печати особое внимание уделяют точности относительного расположения изображений, поскольку допущенные при этом отклонения, статистически суммируясь с погрешностями приводки бумажного листа в печати, снижают четкость и резкость иллюстраций, а также чреваты появлением муара на оттиске.
Также как и ретушь, процедуры монтажа полос, размножения фотоформ и размещения на них упомянутых выше вспомогательных элементов в электронных устройствах записи обеспечиваются автоматически. Если позволяет формат вывода и мощность растрового процессора (RlPa), все полосы или многократно повторенные цветоделенные изображения изначально получают на одном листе пленки, готовом к копированию на печатную пластину.
Важными инструментами визуального и приборного контроля фотоформ на ретушерском и монтажном участках являются лупа, микроскоп и денситометр проходящего света.