7.1.3 тождественная тонопередача

Объективное (факсимильное, физиологическое) тождество имеет место, когда цветовые возбуждения, поступающие к наблюдателю от оригинала и оттиска, одинаковы. Для черно-белых изображений оно обеспечивается равенством их соответствующих яркостей. Если же в силу тех или иных причин такого равенства не достигнуть, то речь может идти лишь о субъективном тождестве, т. е. о создании насколько это возможного кажущегося сходства или впечатления соответствия двух изображений.
Факсимильное тоновоспроизведение, при котором измеряемые денситометром оптические плотноаи оттиска равны плотноаям соответавующих учааков оригинала, редко варечаетсяна практике. Оно возможно лишь для мало контрастных, в основном непрозрачных оригиналов с интервалом не превышающим эффективный интервал печати. График тонопередачи представляет тогда собою прямую линию 1, проходящую через начало координат (см. рис. 7.3). На схеме рис. 7.2 ей соответствует вариант воспроизведения, обозначенный блоком 1.

Рис. 7.3 Кривые объективно-тождественной (факсимильной) тонопередачи (1); линейного (2), субъективно-тождественного (3) и редакционного (4,5) сжатия интервала плотностей оригинала

В большинстве же случаев эффективный интервал оттиска существенно уступает интервалу оригинала. Без искажения могут быть переданы лишь те значения плотностей оригинала, которые не выпадают из эффективного интервала печати. В примере, иллюстрируемом графиком 1, этому варианту соответствует полная потеря рисунка в тенях, т. к. все оптические плотности оригинала отображаются здесь одним предельным значением D_пр.мин и поэтому соответствие исходного изображения его копии в целом не достигается (вариант 2 на схеме рис. 7.2). Поэтому обсуждение формы графика тождественной тонопередачи приходится вести применительно к «сжатию» интервала плотностей оригинала в репродукционном процессе, когда все плотности оригинала или значительная их часть принимают на оттиске другие, меньшие значения.
В одном из своих вариантов субъективно-тождественная передача градаций может предполагать в этих условиях сохранение оттиском того соотношения светлот его деталей, которое имеет место при рассматривании оригинала. Если, например, на ступенчатой тоновой шкале-оригинале четвертое и пятое поля значительно сильнее отличаются по светлоте друг от друга, чем седьмое и восьмое, то подобное же соотношение светлот должно иметь место и при рассматривании оттиска, несмотря на то, что сами плотности полей и их соответствующие разности будут иметь другие, меньшие абсолютные значения. Это позволяет, в частности, сохранить контуры изображения как основные носители информации [7.2]. Приоритет правильной передачи силы и геометрии контуров (рисунка) над передачей монотонных изменений яркости внутри протяженных участков подтверждается всем опытом изобразительного искусства, начиная от произведений наскальной живописи и кончая практикой работы ретушеров в художественной фотографии и полиграфии [7.3]. Поэтому, возвращаясь ко взятому выше примеру воспроизведения ступенчатой тоновой шкалы, репродукционную задачу можно трактовать и как передачу контуров - скачков тона на границах примыкающих друг к другу полей.
В терминах оптической плотности создание подобной иллюзии тождества оттиска оригиналу можно обсуждать с учетом огрубления порога зрительного восприятия плотностей в области их наибольших и наименьших значений [7.2]. Если в стандартных условиях наблюдения оттисков этому порогу для большей части градационного диапазона соответствует 0,01 ед. оптической плотности, то в глубоких тенях 0,04 ед. и более, а в самых светлых тонах порог огрубляется до 0,02 ед.
Для репродуцирования ступенчатой тоновой шкалы подобная тождественная (равноконтрастная) тонопередача сводится к передаче наблюдателю информации о самом наличии, например 32-х, примыкающих друг к другу и отличающихся по тону полей. В такой постановке задачи все детали яркости одинаково значимы. Предположим, что плотность каждого из полей отличается от плотностей соседних на 0,04, т. е. интервал всей шкалы-оригинала составляет 1,28. Если коэффициент сжатия диапазона плотностей в печати составляет 3/4 и это сжатие линейно, то график тонопередачи выражается на рис. 7.3 прямой 2, соединяющей точки с координатами (D_op.min, D_т.min) и (D_op.max, D_пр.min). Эффективный интервал оттиска при таком сжатии 0,96 и соседние поля отличаются лишь на 0,03 (вместо 0,04 на оригинале). Несколько полей темной части шкалы сольются, но, в то же время, пороговая чувствительность зрения, даже с некоторым запасом, обеспечит различие полей в светлых и, прежде всего, в средних тонах.
Передачи всех 32-х полей шкалы и, таким образом, информативного подобия описка оригиналу можно достигнуть, установив градиент характеристики тонопередачи в области теней равным единице за счет соответственных (с учетом порогов чувствительности) уменьшений локального градиента кривой в средних тонах, т. е. используя N-образный график 3 (случай 3 на схеме рис. 7.2).
Этот пример показывает, что линейная (по оптическим плотностям) тонопередача недостоверна и лишь усугубляет потери информации, сопутствующие сжатию интервала тона в печати.
Если же число полей или контуров на шкале велико, больше, например, шестидесяти четырех, то соответственно перепады яркости, образующие эти контуры, предельно малы уже на оригинале и близки к упоминавшимся выше порогам контрастной чувствительности зрения. Очевидно, что даже равно-контрастное сжатие, соответствующее N-образному графику 3 на рис. 7.3, сопровождается в этом случае исчезновением контуров шкалы (см. рис. 7.4, а, б). Она будет выглядеть на оттиске не ступенчатым, а непрерывным изменением тона от его минимального до максимального значения. Причем полное отсутствие ступеней свидетельствует в этом случае о линейности всей репродукционной системы. Однако достигнутая таким образом линейная передача соотношения светлот сохраняет лишь одну часть смыслового содержания оригинала, а информация о наличии контуров-ступеней утрачивается.
Спасти положение в данном, утрированном для наглядности примере может лишь ретушь - внесение в оригинал или представляющий его видеосигнал предискажений, компенсирующих ограничения полиграфического синтеза (вариант 4 на схеме рис. 7.2). Это может быть нанесение, например, легких разделительных линий между полями шкалы на оригинале (см. рис. 7.4, в, г). Аналогичный результат может дать и электронное нерезкое маскирование, организованное таким образом, чтобы в значительно большей мере воздействовать на слабые перепады яркости, нежели на перепады максимального контраста [7.4].

Рис. 7.4 Если ступень шкалы-оригинала (а) близка к порогу чувствительности, то на оттиске она утрачивается (б); иллюзию ступеней можно создать ретушью оригинала (в, г)

Дилемма субъективно-тождественной тонопередачи заключается в том, что воспроизведению рисунка сохранением соотношения светлот, например из условия сохранения наибольшего количества ступеней исходной шкалы, при существенном сокращении яркосгного диапазона сопутствует снижение общего контраста изображения. Несмотря на относительный характер восприятия яркостей , колориметрически точная репродукция, сохраняющая наибольшее количество деталей малого локального контраста, выглядит блеклой, а ее цвета ненасыщенными. Это объясняют неполнотой общей яркостной адаптациинаблюдателя [1.4]. Поэтому фотографические, телевизионные и другие системы воспроизводят светлоты исходных, особенно натурных, сцен весьма нелинейно. Как показывает типовой, в условиях сжатия, график то-нопередачи на рис. 7.5, компенсация неполноты адаптации к общей яркости передаваемой сцены достигается перераспределением соотношения светлот (в данном примере логарифмов яркости) за счет снижения градиента на участках кривой, соответствующих самым светлым и самым темным областям изображения. Светлое становится более светлым, а темное более темнымза счет потери деталей яркости, соответствующих этим участкам графика.

Рис. 7.5 В силу неполноты яркостной адаптации при рассматривании репродукции натурного объекта ее достоверный общий контраст обеспечивают искаженим соотношения светлот (логарифмов яркостей), сопровождающимся потерей деталей в светах и тенях

Подобное преобразование и сопутствующие ему потери имеют место еще при изготовлении изобразительного оригинала в его вещественном или электронном виде благодаря соответствующей форме характеристической кривой фотопленки или фотобумаги, световой характеристики видеотракта ТВ-системы, сканера или цифрового фотоаппарата. Однако несмотря на это, в полиграфической репродуцировании может оказаться необходимой и дополнительная компенсация. Это случается, когда оригиналом является слайд с интервалом оптических плотностей в два и более раз превышающим воспроизводимый в печати и изначально ориентированный, например, на рассматривание в условиях диапроекции в темном помещении. Недостаточно нелинейно в отношении сохранения общего контраста может представлять светлоты натурного объекта и файл сканера или цифрового фотоаппарата, предназначенный для отображения не полиграфическим способом, а какими-либо другими средствами, яркости которых существенно больше, чем в стандартных условиях рассматривания оттисков.
В единицах оптической плотности примером такой дополнительной компенсации недостатка общей яркостной адаптации может служить S-образный график 6 на рис. 7.3, соответствующий варианту 5 на схеме рис. 7.2. Закон тонопередачи, отображаемый этим графиком, противоположен по смыслу тому, который представлен N-образной кривой 3, обеспечивающей сохранение рисунка изображения, в чем и заключается дилемма самой постановки градационной задачи. Свадебная фотография, сделанная при ярком солнечном свете, может выглядеть контрастной и насыщенной. Но при этом вряд ли удается воспроизвести все складки белого платья невесты и черного костюма жениха. И напротив, вид репродукции, выполненной с сохранением такого рисунка, может составить впечатление о том, что событие имело место в пасмурный день.
Таким образом, в силу ограничений полиграфического синтеза изображений задача их тождественного воспроизведения, оказываясь далеко неоднозначной уже в самой своей постановке, выходит за рамки технологии и может требовать определенноготворческого, редакционного вмешательства.

7.1.4 редакционная тонопередача

Под редактированием градационного содержания оригинала можно понимать такой подход к организации тонопередачи, при котором проблема соответствия оттиска оригиналу отодвигается на второй план. Закон тонопере-дачи устанавливают, пытаясь, например, добиться визуального подобия не оригиналу, а воображаемому оператором, технологом или редактором объекту, который лишь пытается передать данный оригинал (вариант б на рис. 7.2). Это случается, когда он явно некачественный, имеет погрешности из-за недостаточного освещения снимавшейся сцены, ошибок в фотохимической обработке пленки, большого срока и плохих условий хранения или других причин.
Примерные характеристики такой тонопередачи представлены на рис. 7.3 графиками 4 и 5. Первая из них позволяет повысить контраст блеклого «недодержанного» оригинала, а вторая осветляет «передержанный», слишком темный оригинал.
Подобный подход к оптимальному тоновоспроизведению иногда трактуют и более широко, полагая, что подавляющее большинство изобразительных оригиналов является искаженной, субъективной репликой зрительно воспринимаемого окружающего мира, хотя бы потому, что к их изготовлению приложил руку человек. Исходя из этой посылки, наилучшей считают кривую тонопередачи, которая приводит светлоты в так называемой информационной части изображения к нормальному, или гауссовому распределению, присущему этому миру [7.5, 7.6]. Отклонение распределения светлот от нормального на самом оригинале принимается в расчет как лишь подтверждающее правомерность такого подхода.
Другой случай «редакционного» подхода - намеренное искажение соотношения светлот оригинала даже в том случае, когда его качество не вызывает претензий. Наибольший наклон придают участку кривой, относящемуся к деталям яркости, которые, по мнению заказчика, оператора или художественного редактора, наиболее важны для данного изображения. Локальный контрасттой или иной детали может быть намеренно усилен непропорционально контрастам других, если, например, в иллюстрируемом тексте автор повествования уделяет этой детали особое внимание. При этом в жертву такого акцента неизбежно приносятся детали, плотностям которых соответствуют другие участки кривой. В условиях сжатия общего интервала градаций усилить или даже сохранить контрасты сюжетно важных (информативных) участков оригинала возможно лишь за счет снижения градиентов других участков градационной кривой.
Частным случаем редакционной тонопередачи является и линейное сжатие интервала оптических плотностей, соответствующее графику 2. В этом случае непропорционально сильно передаются контрасты в средних тонах за счет упомянутой в рассмотренном выше примере потери деталей в тенях.

За отсутствием других, более светлых объектов (опорных яркостей) цветок выглядит белым и после того, как его внесли в дом, где его яркость уменьшилась в сотни или тысячи раз.