10.3 Кадрирование, вкопирование и простая верстка иллюстраций

С включением в видеотракт репродукционной системы описанного выше цифрового звена удалось жестко связать момент поступления сигнала на запись с положением считывающего пятна на оригинале и экспонирующего на пленке. Это позволило задавать конечный размер фотоформы с точностью до одного элемента разложения даже в тех случаях, когда шаг изменения масштаба составлял несколько миллиметров.
Представление изображений в цифровой форме позволило гибко осуществлять форматные преобразования и чисто технологического характера, т. е. непосредственно не связанные с приведением изображения к размеру, заданному редакционным макетом. К таким операциям относится вкопирование одних изображений в другие или в фон, который может быть как светлее, так и темнее самого вкопируемого изображения [10.6]. Чтобы неприводка цветоделенных изображений в печати (потехнологическим нормам в пределах 0,1 мм) не вызывала появления заметных просветов в зонах стыковки, в копируемое изображение (в том случае, когда оно светлее фона) распускают так, чтобы оно заведомо перекрывало фон. Аналогичный эффект достигается сужением (в пределах одного-двух растровых элементов) фонового окна, в которое вставляют более темный графический элемент. Традиционный способ подобного монтажа изображений достаточно трудоемок и связан с дополнительным копированием фотоформ через прозрачные прокладки, обеспечивающие незначительное расширение изображений на краях благодаря некоторой расфокусировке.
Хранение видеосигнала строки в промежуточном накопителе сделало, кроме того, возможной одновременную, на одном, листе запись нескольких цветоделенных фотоформ или, если позволяет формат пленки, всего их комплекта, как показано на рис. 10.4. В последнем случае для записи второй пары цветоделенных изображений только считывающая головка возвращается в исходное положение и оригинал сканируется повторно.

Рис. 10.4 Размещение всего комлекта цветоделенных фотоформ на одном листе при наличии буферного накопителя объемом на сигнал строки

Аналогичным образом ЭЦК мог выполнять от начала не присущую ему функцию размножения фотоформ для малогабаритных листовых изданий (открыток, этикеток, игральных карт и т. п.). Чтобы упростить подбор такой продукции после печати и разрезки, фотоформу в традиционной практике принято многократно дублировать по всему полю печатного листа в громоздких копировально-множительных фотоаппаратах.
В начале 80-х гг. ЭЦК были оснащены управляющими ЭВМ, обеспечившими генерацию на пленке приводочных меток, несложную верстку до десятка иллюстраций в полосе и простое графическое оформление (рамки, фоновые заставки и т. п.) в реальном времени развертки без предварительного сканирования, цифрового представления или промежуточного хранения и преобразования целых изображений, т. е. процедур, которые присущи современной компьютерной верстке или графике.

10.4 Масштабирование «цифровых» изображений

При электронном репродуцировании, когда фотоформу записывают в реальном времени сканирования оригинала, плавное изменение масштаба оказалось рассмотренной выше технической проблемой лишь в отношении одного из направлений развертки. В компьютерных системах, где изображение представлено дискретными отсчетами, это связано с приведением всего их количества в выходном массиве в соответствие конечным размерам иллюстрации с учетом разрешающей способности вывода. Необходимое для указанной цели простое размножение или сокращение числа значений, представляющих иллюстрацию, не является сложной задачей. Однако при таком подходе возможны существенные искажения геометрии мелких деталей и появление ложных узоров на текстурах. Минимальные потери имеют место, когда трансформация числа отсчетов сопровождается пересчетом их значений по интерполяционным алгоритмам той или иной сложности [10.7]. Эти более корректные методы требуют, однако, соответствующей программно-аппаратной поддержки, а в связи с большими объемами цветных иллюстрационных файлов (десятки и сотни мегабайт) связаны и со значительными затратами машинного времени.
Простейший способ изменения масштаба предполагает периодическое исключение или дублирование отсчетов. Например, для репродуцирования в масштабе 99% или 101% соответственно опускают или повторяют каждый сотый отсчет. Для иллюстрации искажений, присущих такому способу, на рис. 10.5 (а) битовой картой представлен участок изображения, включающий четыре вертикальных штриха. В результате уменьшения изображения на 25% путем исключения отсчетов каждых четвертых столбца и строки исходного массива в новой битовой карте (см. рис. 10.5,б) второй справа штрих оригинала утрачен.

Рис. 10.5 Исходный видеомассив (а) и битовая карта (б) изображения в масштабе 75%, полученная исключением каждого четвертого отсчета; (в) — пространственное соотношение сеток отсчетов исходного ( — — ) и масштабированного (- - -) массивов; (г) — битовая карта изображения в масштабе 75%, полученная интерполяцией значений исходных отсчетов

На реальном изображении, например тексте, подобным образом утрачиваются или искажаются по толщине тонкие линии и засечки лишь некоторых знаков, тогда как у других, благодаря их более удачной пространственной фазе в решетке дискретизации, подобные элементы сохраняются. Погрешности такого рода могут оказаться особенно заметными из-за нарушения гармонии и общего ритма композиции текста, предусмотренной художником-автором шрифтовой гарнитуры. Особенно сильно, в виде ложных узоров, такие искажения проявляются на текстурах (см. рис. 10.6). В ряде программ допечатной подготовки такой способ пересчета массива называют «по ближайшим соседям» (nearest neighbour).

Рис. 10.6 Разрушение текстуры в результате масштабирования

Более корректные методы масштабирования предусматривают, как уже упоминалось выше, получение выходного массива путем более сложного преобразования значений исходного. На рис. 10.5 (в) зона нового отсчета АIII уменьшенного изображения включает в себя, утраченный в описанном выше примере, отсчет d двенадцатого столбца в первой строке исходного массива на рис. 10.5 (а). Значение нового отсчета соответствует логической единице, если оно вычисляется с учетом соотношения площадей, занимаемых в его зоне отсчетами с, d, i, h исходного массива, например, как

10.2

Поскольку с = h = 0 и d = i = 1, AIII = 12/16 ≈ 1. Аналогично

10.3

и остальные отсчеты девятого столбца нового массива (см. рис. 10.5, г) оказываются единицами. Подобным же образом могут быть рассчитаны многоуровневые значения при масштабировании полутоновых изображений.
Такие способы преобразования числовых видеомассивов часто именуют в программных приложениях «бикубической интерполяцией», тогда как менее корректные, но быстрые, учитывающие лишь два отсчета, прилежащие к данному в направлении строки, — «билинейной интерполяцией».
При необходимости поворота на углы некратные 90° аналогичная проблема пересчета массива данных возникает в результате несовпадения зон отсчетов повернутого изображения с зонами фиксированной в пространстве сетки отсчетов, используемой для вывода.
Проблема пересчета массива отсчетов существует, когда не соответствуют друг другу четкость видеофайла и разрешающая способность устройства вывода. Например, если четкость файла равна 600 ppi, а отображение предполагается без изменения размера по отношению к оригиналу при разрешающей способности вывода 450 dpi.
Очевидно также, что в любом случае, интерполяционному пересчету значений сопутствует низкочастотная фильтрация (расфокусировка), снижающая мощность высокочастотных гармонических составляющих в пространственном спектре, поскольку искажения отсчетов имеют место лишь в нестационарных областях изображения. Если объем файла, считанного безотносительно к конкретной репродукционной задаче, оказался заниженным по отношению к конечным размерам иллюстрации, то интерполяционное размножение отсчетов не прибавит изображению визуальной четкости и резкости. С другой стороны, при считывании с шагом разложения, рассчитанным по формуле 4.1 для большего, чем необходимо увеличения, объем файла оказывается завышенным квадратично этой ошибке в выборе масштаба. По этим причинам в профессиональных допечатных системах стремятся привести иллюстрацию к размеру, предусмотренному ей в полосе издания, непосредственно при считывании и цифровом кодировании оригинала. Повторное сканирование в нужном масштабе рекомендуется даже в тех случаях, когда необходимость изменения размера выясняется на заключительной стадии подготовки страницы. Для достаточно больших иллюстраций такое сканирование может занять не больше времени, чем выполнение добротной масштабирующей программной процедуры.