Оптимизация процесса воспроизведения черно-белых фотографических изображений в оперативной полиграфии Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

УДК 655.335:655.027

И. А. СЫСУЕВ А. А. ИВЛЕВА

Омский государственный технический университет

ОПТИМИЗАЦИЯ

ПРОЦЕССА ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ЧЕРНО-БЕЛЫХ ФОТОГРАФИЧЕСКИХ ИЗОБРАЖЕНИЙ

В ОПЕРАТИВНОЙ ПОЛИГРАФИИ

В статье рассмотрена возможность оптимизации тоновоспроизведения черно-белых фотографических изображений при получении печатных оттисков путем ризографии. Исследовано влияние режимов сканирования черно-белых фотографических изображений на воспроизведение градаций, установлены режимы градационной коррекции для оптимального тоновоспроизведения при печати на ризографе. Разработаны рекомендации для воспроизведения различных по градационному содержанию изображений.

Ключевые слова: ризография, тоновоспроизведение, черно-белые фотографические изображения, градационная коррекция.

Одной из наиболее существенных проблем при воспроизведении полутоновых изображений способом ризографии (ротационной трафаретной печати) является воспроизведение градаций [1]. В Омском государственном техническом университете были проведены исследования по оптимизации тоновос-произведения цифровых фотографий [2, 3]. В результате выполненных исследований были установлены: оптимальный режим воспроизведения цифровых фотографий (полутоновых изображений) на ризографе по методу оригинал-макета, оптимальные режимы градационной коррекции и печати для различных по градационному содержанию цифровых фотографических изображений, в том числе режимы, при которых достигается оптимальное тоно-воспроизведение.

Несмотря на то что в настоящее время большинство изобразительных оригиналов является цифровыми фотографиями, которые представляются к воспроизведению в электронном виде, значительное количество оригиналов составляют черно-белые и цветные фотографии на материальном носителе (цветной и черно-белой фотобумаге). Это фотографии, хранящиеся в архивах как домашних, так и государственных, библиотечных, музейных, корпоративных и т. п. В отличие от цифровых фотографий, для воспроизведения таких изображений необходимо на начальном этапе выполнить операцию сканирования — перевести воспроизводимое изображение в цифровую форму.

В продолжение проведенных исследований [2, 3] целью настоящей работы является оптимизация до-печатной подготовки черно-белых фотографических изображений на материальном носителе (фотобумаге) к печати на ризографе по методу оригинал-макета. Технологический процесс воспроизведения (а также методы и средства проводимых исследований) в этом случае аналогичен используемому при воспроизведении цифровых фотографий и дополняется начальной операцией сканирования.

Исследование было решено провести в два этапа: на первом определить влияние режимов сканирования черно-белых изображений на воспроизведение градаций, а на втором — установить наилучшие варианты градационной коррекции для оптимального тоновоспроизведения.

Для оценки тоновоспроизведения (как и в проведенных ранее исследованиях) использовались два метода:

— субъективный, или визуальный, который заключается в сравнении оттисков с оригиналом и между собой и определении оттиска, обеспечивающего наилучшее визуальное восприятие;

— объективный — на основе оценки тоновос-произведения с использованием цепи градационных графиков (рис. 1).

Цепь градационных графиков представляет собой координатную плоскость, состоящую из пяти взаимосвязанных графиков:

— градационная кривая сканирования — зависимость уровней яркости Ви (0^255 усл. ед.) сканированного изображения от оптической плотности Б

* ор

оригинала (I);

— градационная кривая программной градационной коррекции — зависимость уровней яркости Вк откорректированного изображения (0^255 усл. ед.) от уровней яркости Ви сканированного изображения (II);

— градационная кривая печати на лазерном принтере — зависимость оптической плотности Б ма-

1 м

кета от уровней яркости Вк откорректированного изображения (III);

— градационная кривая печати на ризографе — зависимость оптической плотности Б оттиска от

отт

оптической плотности Бм макета (IV);

— итоговый градационный график — зависимость оптической плотности Боттиска от оптической плотности Б ор оригинала (V).

На первом этапе исследования для выявления оптимальных параметров сканирования сканировали

ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 2 (120) 2013 ИЗДАТЕЛЬСКОЕ ДЕЛО. ПОЛИГРАФИЯ

ИЗДАТЕЛЬСКОЕ ДЕЛО. ПОЛИГРАФИЯ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 2 (120) 2013

Рис. 1. Цепь градационных графиков тоновоспроизведения сканированных (с разрешением 300 8рі) черно-белых фотографических изображений, воспроизведенных по методу оригинал-макета способом ризографии. Градационная коррекция не проводилась.

I — градационная кривая сканирования;

II — градационная кривая программной градационной коррекции;

III — градационная кривая печати на лазерном принтере;

IV — градационная кривая печати на ризографе;

V — итоговый градационный график.

Тонкой линией показана взаимосвязь графиков

0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40 1,60 1,80 2,00 2,20 0эР

Рис. 2. Градационная кривая процесса сканирования — зависимость оптической плотности Эм на распечатке от оптической плотности ЭоР оригинала: 1 — с разрешением 100 8рі; 2 — с разрешением 150 8рі; 3 — с разрешением 300 8рі

Рис. 3. Тестовый оригинал-макет (часть а) сканированных черно-белых фотографических изображения с разрешением 300 Брі, полученный на лазерном принтере с параметрами печати по умолчанию. Градационная коррекция не выполнялась

4

2

5

З

полутоновую градационную шкалу, выполненную на фотобумаге (НШ-1), на планшетном сканере HP ScanJet 4370 с использованием программного обеспечения производителя при параметрах сканирования: разрешение — 100, 150 и 300 spi (выборок на дюйм; учитывая разрешение печати ризографа использование большего разрешения сканирования нецелесообразно), режим сканирования — «в градациях серого» (8 бит) и остальные параметры — по умолчанию. Сканированные фотографии сохраняли в формате TIFF, импортировали в программу Adobe Photoshop, откуда распечатывали на лазерном принтере HP LaserJet 9050 DN с параметрами печати по умолчанию

с последующим измерением оптических плотностей полутоновой шкалы на распечатке и построением градационного графика. В результате установлено, что указанные режимы сканирования не влияют на воспроизведение градаций, а влияют только на четкость изображения (рис. 2).

Было принято решение на первом этапе экспериментов не изменять параметры сканирования, кроме разрешения, и произвести оптимизацию тоно-воспроизведения на стадии программной градационной коррекции. Если не удастся решить задачу оптимизации таким образом, тогда является целесообразным производить градационную коррекцию

ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 2 (120) 2013 ИЗДАТЕЛЬСКОЕ ДЕЛО. ПОЛИГРАФИЯ

ИЗДАТЕЛЬСКОЕ ДЕЛО. ПОЛИГРАФИЯ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 2 (120) 2013

Рис. 4. Тестовый оригинал-макет (часть б) сканированных черно-белых фотографических изображений с разрешением 300 Брі, полученный на лазерном принтере с параметрами печати по умолчанию. Градационная коррекция не выполнялась

еще и на стадии сканирования с изменением иных параметров.

Для проведения второго этапа эксперимента были отобраны черно-белые фотографии с различным градационным содержанием. Эти изображения, совмещенные с полутоновыми градационными шкалами, были использованы для изготовления тестового оригинал-макета (рис. 3, 4) путем сканирования с указанными выше параметрами и разрешением 300 8р1, импорта в программу А<ЗоЪе РИо1;о8Ьор и последующей распечатки оригинал-макета на лазерном принтере НР Ьа8егЛе1 9050 БЫ с параметрами печати по умолчанию.

Оригинал-макет воспроизводился на ризографе в оптимальном режиме, установленном в результате выполненных исследований [2]:

— режим сканирования: «комби»;

— контрастность сканирования: 3 условные единицы;

— интенсивность подачи краски: 5 условных единиц.

Анализ полученной цепи градационных графиков (рис. 1) показывает неудовлетворительное воспроизведение светов (оптические плотности оригинала 0 — 0,4 не воспроизводятся) и теней (практически не воспроизводятся оптические плотности оригинала,

О 20 40 ЗО Я) 100 120 Щ 130 160 200 220 М)

а

Ні

24)

220

200

1Є0

130

14)

120

100

30

80

Ю

20

О

.1.1.. I.---1 . I . I . .1 . I. . I. . І . І . I . I

И

и

0

/

г

И

7І

І І І І І І І І І І І г І І І І І І І 1 ! г І І І I

и 20 4) 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 В*

б

100 120 140 160 180 200 220 240 а

Рис. 5. Градационные кривые программной тоновой коррекции №к=№и) — график II в цепи градационных графиков): а — с повышенным контрастом в светах; б — с повышенным контрастом в тенях; в — с повышенным контрастом в полутонах изображения

Рис. 6. Градационные кривые программной тоновой коррекции ^^^и) — график II в цепи градационных графиков): а — со значительным повышением контраста в светах; б — со значительным повышением контраста в тенях; в — со значительным повышением контраста в полутонах изображения

б

в

в

ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 2 (120) 2013 ИЗДАТЕЛЬСКОЕ ДЕЛО. ПОЛИГРАФИЯ

ИЗДАТЕЛЬСКОЕ ДЕЛО. ПОЛИГРАФИЯ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК №2 (120) 2013

Рис. 7. Зависимость оптической плотности ЭоТТ оттиска от оптической плотности Эор оригинала (итоговый график)

для выполненной программной градационной коррекции: а — с повышенным контрастом в светах; б — с повышенным контрастом в тенях; в — с повышенным контрастом в полутонах; г — со значительным повышением контраста в светах; д — со значительным повышением контраста в тенях; е — со значительным повышением контраста в полутонах

б

а

в

г

д

е

превышающие 1,3), что согласуется и с визуальной оценкой полученных изображений. Это обуславливает необходимость градационной коррекции.

Градационная коррекция оригинал-макетов проводилась в программе А<ЗоЪе РЬо1;о8Ьор с помощью инструмента «Кривые». Для проведения исследования были выбраны 6 вариантов градационной коррекции:

— с повышенным контрастом в светах (рис. 5 а);

— с повышенным контрастом в тенях (рис. 5 б);

— с повышенным контрастом в полутонах (рис. 5в);

— со значительным повышением контраста в светах (рис. 6 а);

— со значительным повышением контраста в тенях (рис. 6б);

— со значительным повышением контраста в полутонах (рис. 6 в).

Оригинал-макеты с выполненными вариантами градационной коррекции воспроизводились на ризографе с указанными выше оптимальными режимами. Тоновоспроизведение оценивалось с использованием субъективного и объективного методов. Итоговые графики тоновоспроизведения приведены на рис. 7 (цепочки градационных графиков не приводятся в связи с ограниченным объемом публикации).

Анализ полученных результатов показывает следующее.

1. Имеет место улучшение тоновоспроизведения при использовании программной градационной коррекции с повышенным контрастом в тенях (рис. 7б) и со значительным повышением контраста в тенях (рис. 7д). При этом тени изображения плавно воспроизводятся в первом случае до оптической плотности 1,5 и вплоть до 1,7 — во втором, снижается контраст воспроизведения в полутонах, что приводит к увеличению интервала воспроизводимых оптических плотностей. Визуальное восприятие тестовых изображений благоприятное.

2. Градационная коррекция с повышением и значительным повышением контраста в светах (рис. 7 а, г) не дает удовлетворительных результатов. Нормализуется воспроизведение светов: света изображения начинают воспроизводиться от оптической плотности 0,2 — 0,3, однако темные полутона и тени, начиная от 0,8, — практически не воспроизводятся. Визуальная оценка изображений неудовлетворительная.

3. При режиме градационной коррекции с повышенным и значительно повышенным контрастом в полутонах (рис. 7 в, е) на итоговом градационном графике видно, что тоновоспроизведение в светах не изменяется, зато резко ухудшается воспроизведение в тенях — оптические плотности более 1,0— 1,1 не воспроизводятся, кроме того, увеличивается конт-

раст в полутонах, что приводит к резкому сокращению интервала воспроизводимых оптических плотностей.

4. Установлены оптимальные варианты градационной коррекции для воспроизведения изображений с различным градационным содержанием:

— изображения со сложным градационным содержанием (рис. 4, сюжеты 8, 10) лучше воспроизводятся без градационной коррекции, а изображения со сложным градационным содержанием и с преобладанием мелких деталей (рис. 3, сюжет 4) лучше воспроизводятся с повышенным контрастом в светах;

— изображения с преобладанием деталей в областях теней и полутонов (рис. 3, 4 сюжеты 1—3, 7), лучше воспроизводятся со значительным повышением контраста в тенях;

— изображения с преобладанием светов и полутонов (рис. 4, сюжеты 6, 9) лучше воспроизводятся со значительным повышением контраста в тенях, что обусловлено общим увеличением оптических плотностей на всем градационном интервале и снижением контраста на стадии изготовления оригинал-макета на лазерном принтере;

— изображения с большим преобладанием теней (рис. 3, сюжет 5) лучше воспроизводятся с повышенным контрастом в тенях.

Библиографический список

1. Литунов, С. Н. К вопросу о ракельном механизме валкового типа, применяемом в трафаретной печати / С. Н. Литунов, Д. С. Филатов // Известия вузов. Проблемы полиграфии и издательского дела. — 2006. — № 2. — С. 22 — 28.

2. Сысуев, И. А. Оптимизация тоновоспроизведения цифровых фотографий в оперативной полиграфии / И. А. Сысуев, Е. В. Шипов, В. М. Вдовин // Омский научный вестник. —

2011. - № 3 (103). - С. 326-329.

3. Шипов, Е. В. Тоновоспроизведение цифровых фотографий способом ризографии / Е. В. Шипов // Полиграфия: технология, оборудование, материалы : материалы III заоч. науч.-практ. конф. с междунар. участием. — Омск : Изд-во ОмГТУ,

2012. - С. 119-128.

СЫСУЕВ Игорь Александрович, кандидат технических наук, доцент (Россия), доцент кафедры «Оборудование и технологии полиграфического производства».

Адрес для переписки: sia1960@mail.ru

ИВЛЕВА Алёна Александровна, магистрант группы

ТП-512.

Статья поступила в редакцию 04.02.2013 г.

© И. А. Сысуев, А. А. Ивлева

Книжная полка

Литунов, С. Н. Методы расчета оборудования для изготовления трафаретных форм : моногр. / С. Н. Литунов, Т. Г. Алеев ; ОмГТУ. - Омск : Изд-во ОмГТУ, 2012. - 191 с. - ISBN 978-5-81491232-9.

Приводятся результаты теоретических и экспериментальных исследований, посвященных составляющим процесса изготовления трафаретных печатных форм: степени и равномерности натяжения сетчатой основы, толщине и равномерности копировального слоя, равномерности освещаемой поверхности в процессе экспонирования.

ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 2 (120) 2013 ИЗДАТЕЛЬСКОЕ ДЕЛО. ПОЛИГРАФИЯ