ГЛАВА VII. Воспроизведение полутонов

7.1 Коррекция растровых искажений

7.1.1 передача интервала градаций

Градационное содержание полутоновых оригиналов весьма различно. Оригиналы могут различаться по контрасту - соотношению предельных коэффициентов отражения или градационному интервалу - разности максимальной и минимальной из имеющихся на оригинале оптических плотностей. Предельные значения плотностей могут также существенно отличаться, а весь их интервал быть смещен влево или вправо на оси абсцисс графика на рис. 7.1.
Первостепенным для правильной организации тоновоспроизведения является по возможности точное совмещение интервала плотностей оригинала с эффективным интервалом плотностей растрового оттиска (см. зависимость 1 на рис. 7.1). В отсутствие такого совмещения, как видно из графиков 2, 3 и 4, уже на начальной стадии необратимо утрачиваются перепады (детали) яркости либо в светлых (2), либо в темных (3) тонах или неоправданно уменьшается и без того, как правило, меньший, чем у оригинала, контраст иллюстрации (4), что опять же ведет к потере яркосгных перепадов, но уже по всему интервалу.

Рис. 7.1 Примеры совмещения интервалов оптической плотности оригинала и оттиска (1,5) и ошибок в установке уровней «белого — черного»: потеря деталей в светах (2) и в тенях (3); снижение общего контраста иллюстрации и потеря деталей малого контраста (4)

Предположим, что оригиналом является тоновая шкала из, например, 32 ступеней, а репродукционная задача заключается в различимой передаче всех этих ступеней на оттиске. Тогда графику 2 будет соответствовать потеря около десятка полейв светлой части шкалы, а графику 3 в темной. Очевидно также, что введение какой угодно нелинейности в эти графики не приведет к увеличению числа полей, различимых на оттиске, а повлияет лишь на соотношение светлот между полями, попавшими в воспроизводимый диапазон. Репродукционная задача не решается также использованием и графика 4, поскольку различие яркости соседних полей может оказаться столь незначительным, что все они или их большая часть (прежде всего в тенях и светах) воспроизведется на оттиске слитно.
Далеко не всегда оказывается возможным хотя бы незначительно расширить уменьшенныйпо отношению к интервалу плотностей оригинала интервал иллюстрации, присвоив,как показывает график 5, минимальной плотности оригинала D_op.min оптическую плотностьD_op незапечатанной бумаги оттиска. В высокой, например во флексографской, печати,в силу рельефного характера ее формы, протяженные участки с отсутствующими печатными элементами заполняются краской и нулевое значение площади растровых точек, заданноев иллюстрационном файле, отображается 100%-ным на оттиске. В плоской печати для рассматриваемого примера это означает потерю нескольких полей в светлой части шкалы. Второе, третье, а может быть, и четвертое поле будут утрачены из-за того, что печатные элементы на них окажутся столь малых абсолютных размеров, что не пропечатаются. Поэтому вслед за первым полем (оптическая плотность подложки) на иллюстрации воспроизведется четвертое или пятое, а точнее, именно то поле, плотности которого D_т.min (уровню «белого») соответствуют, например 5%-ные, т. е. достаточно надежно и стабильно воспроизводимые растровые точки.
В отличие от приведенного выше примера изображений, для которых применимо подобное присвоение (установка минимальной плотности на уровне «белее белого»), можно считать сюжеты, содержащие блики. Отблеск солнца на стекле очков может быть без ущерба качеству иллюстрации передан участком, не содержащим печатных элементов, поскольку на остальной части изображения заведомо не содержатся детали яркости (перепады оптической плотности) со значениями между уровнем блика и уровнем «белого». В ином же случае, т. е. при присвоении уровня «белого» (D_т.min) блику, неоправданно уменьшается общий контраст иллюстрации.
Эти общие идеи лежат в основе присвоения предельных «растровых» плотностей предельным градациям оригинала в самых различных допечат-ных системах, хотя сама техника установки и контроля уровней «белого» и «черного» может существенно отличаться.
В проекционном растрировании данные предварительного денситомет-рического анализа оригинала и, в частности, значения его экстремальных оптических плотностей закладываются в расчет параметров рааровои съемки, определяющих длительность частичных экспозиций, значения «световой» и «теневой» диафрагм.
Загрузка иллюстраций в НИС обычно предусматривает предварительное «грубое» сканирование оригинала с разрешающей способностью, достаточной 5\мшь для его отображений на экране монитора. Если участкам с экстремальными плотностями не соответствуют технологичные, например 5%-ные, точки и пробелы, оператор изменяет такие параметры, как яркость и контраст, и повторяет сканирование. Варьированию параметром «яркость» соответствует параллельное смещение графиков (см. рис. 7.1) по вертикали, а управлению параметром «контраст» - изменение их наклона. При достаточном опыте манипулирования этими регулировками надлежащая установка уровней, т. е. размещение графика тонопередачи между крайними точками графиков 1 или 5 достигается небольшим числом итераций.
Оператор ЭЦК оценивал экстремальные значения оптического параметра, закрепленного на цилиндре оригинала, помещая считывающее пятно анализирующей головки на самые светлые и самыетемные, по его мнению, участки. Цифровой индикатор пульта управления представлял эти значения как в единицах оптической плотности, так и в относительных площадях точек растровой фотоформы, которая будет получена в результате электронного репродуцирования. Эти величины корректировались до необходимых по мнению оператора, технолога или художественного редактора значений и автоматически заносились в командный файл, управляющий в режиме рабочего сканирования динамическим диапазоном видеосигнала по участкам цилиндра, занятым соответствующими оригиналами.
При наличии нескольких десятков оригиналов-слайдов на цилиндре высокопроизводительной и дорогостоящей машины подобная процедура установки уровней могла занять достаточно много времени. Поэтому использовалось различное, иногда достаточно сложное вспомогательное оборудование, уменьшающее простой ЭЦК во время его настройки «по оригиналам». Она производилась параллельно работе основной аппаратуры в режиме считывание/запись с другого съемного цилиндра-оригиналодержателя.
Вынести работу по отысканию оптимальных параметров сканирования для цветоделителей-цветокорректоров серии Магнаскен позволяло, в частности, устройство «Скенвью» фирмы «Кросфильд». Общее время подготовки скеннера к работе ограничивалось временем «грубого» считывания оригиналов, закрепленных на цилиндре, в память этого устройства. После считывания цилиндр с оригиналами временно снимался, а Магнаскен использовался для другой работы. Все настроечные процедуры осуществлялись в «Скенвью» с функциональной клавиатуры, идентичной клавиатуре основной машины. Полученные файлы режимов рабочего сканирования передавались затем в ЭЦК по кабелю или на дискетах. Важным преимуществом являлась возможность наблюдения и сопоставления на экране цветного монитора пробных изображений - моделей оригинала и оттиска, ожидаемого при данных параметрах настройки.
Существует также практика автоматического отыскания экстремальных плотностей оригинала и установки предельных значений площадей точек и пробелов на оттиске. Она основана на построении и анализе гистограмм встречаемости различных значений в видеомассиве предварительного считывания. Такой анализ позволяет выяснить, например, насколько представительно то или иное значение плотности, может оно быть принято за основу для привязки уровня сигнала или является случайным выбросом, вызванным частицей пыли или механическим повреждением оригинала.

7.1.2 задача тоновоспроизведения

Второй этап построения характеристики тонопередачи заключается в отыскании оптимального закона изменения оптических плотностей растрового оттиска внутри установленного выше диапазона.
Рядом исследователей были предложены аналитические выражения для расчета градационной кривой по предельным значениям тона оригинала и базовым параметрам печати. Так, в Л. 7.1 количество краски (относительная площадь S растровых точек) ставится в следующую зависимость от параметров оригинала и печати:

7.1

Это выражение учитывает отражения бумаги и красочного слоя ρ_т и ρ_пр, оптическую плотность D_op воспроизводимой детали и ее контраст (см. выражение 1.6) на оригинале х = D_op - D_op.min, соотношение интервалов плотности печати и оригинала k = ΔD_эфф /ΔD_op.
Однако подобные эмпирические формулы могут иметь лишь частное, ограниченное применение, поскольку для надлежащей организации связи параметров исходного изображения и его копии необходимо, прежде всего, определиться в характере репродукционной задачи, а он может быть весьма различным. Это может быть тождественное исходному изображению и редакционное, т. е. с заведомыми искажениями воспроизведение. И тем не менее, грань между этими, казалось бы, принципиально различными подходами на деле размыта даже в том случае, когда под оригиналом понимается не сама исходная натурная сцена или объект, а их некоторая промежуточная копия в ее вещественном или электронном представлении.
Большей частью наблюдатель судит о достоверности или качестве изображения в отсутствие оригинала, т. е. по памяти, личному опыту, в соответствии со своими ожиданиями или зрительными предпочтениями. Кроме того, в условиях ограничений полиграфического синтеза тождественное воспроизведение некоторого свойства изобразительного оригинала может сделать невозможным такую же передачу другого его свойства и наоборот. Поэтому уже само решение о том, какое свойство изображения необходимо сохранить на копии в ущерб другому, требует определенного редакционного вмешательства.
Схема, разграничивающая подходы к формулировке цели тоновоспроизведения и в то же время указывающая на их некоторую взаимосвязь, приведена на рис. 7.2 и, наряду с кривыми рис. 7.3, используется далее для пояснения примеров решения репродукционной задачи.

Рис. 7.2 Варианты тождественного и редакционного подходов к решению градационной задачи