Оптимизация тоновоспроизведения цифровых фотографий в оперативной полиграфии Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

ИЗДАТЕЛЬСКОЕ ДЕЛО. ПОЛИГРАФИЯ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 3 (103) 2011

УДК 655.335:655.027 Д. СЫСУЕВ

Е. В. ШИПОВ В. М. ВДОВИН

Омский государственный технический университет

ОПТИМИЗДЦИЯ ТОНОВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ЦИФРОВЫХ ФОТОГРДФИЙ В ОПЕРДТИВНОЙ ПОЛИГРДФИИ

В статье рассмотрена возможность оптимизации тоновоспроизведения цифровых изображений при получении печатных оттисков путем ризографии.

В ходе исследования были установлены режимы оптимального градационного воспроизведения на ризографе. Разработаны рекомендации для воспроизведения различных видов цифровых изображений.

Ключевые слова: ризография, тоновоспроизведение, градационная коррекция.

Одним из динамично развивающихся направлений оперативной полиграфии является ризография — одна из разновидностей способа ротационной трафаретной печати с использованием печатной формы, изготовленной с помощью прожигания микроотверстий на формном материале в местах печатающих элементов. Ризография используется для оперативной печати малотиражной продукции, где не требуется высокого качества воспроизведения: малотиражных корпоративных газет, рекламных листовок, раздаточных материалов, учебной и учебнометодической литературы, научных изданий (монографий, сборников трудов, материалов конференций, научных журналов, в т. ч. журнала «Омский научный вестник») и т. п. Оригиналы, подлежащие воспроизведению, могут содержать наряду с текстом штриховые и полутоновые черно-белые изображения (в качестве последних чаще всего используются цифровые фотографии). Печать на ризографе осуществляется двумя способами: непосредственно из компьютера или через сканер с использованием оригинал-макета [1—3].

Одной из наиболее существенных проблем при печати изображений способом ризографии является воспроизведение градаций.

Целью настоящего исследования являлась оптимизация тоновоспроизведения цифровых фотографий при печати на ризографе по методу оригинал-макета.

Для выполнения исследований использовались: лазерный принтер НР Ьа8егЛе1 2200, ризограф Ш80 БЯ 3910 (формат печати А3), мастер-плёнка ЯР/БЯ А3 оригинальная, краска ЯР/БЯ черная, оригинальная, бумага для офисной техники «Снегурочка» (А3), спектрофотометр Сге1адМасЪеШ 8рес1;гоЕуе.

При получении печатных оттисков на ризографе Ш80 БЯ 3910 по методу оригинал-макета возможно изменение трех технологических параметров.

1. Режимы сканирования: «текст» — предназначенный для печати текстовой информации, «фото» — для печати изобразительной информации, и «комби» — комбинированный режим, для совместного воспроизведения текста и изображений.

2. Контрастность сканирования: от 1 до 5 условных единиц (усл. ед.), где 1 — для очень тёмных оригиналов, а 5 — для очень светлых оригиналов.

3. Интенсивность подачи краски при печати: от 1 до 5 усл. ед., где 1 — минимальная подача краски, 5 — максимальная подача краски.

Для проведения эксперимента в программе Adobe Photoshop были изготовлены два электронных тестовых оригинал-макета.

Первый оригинал-макет содержит полутоновые градационные шкалы, расположенные равномерно с вертикальной и горизонтальной ориентацией по всей площади листа формата A3. Каждая шкала состоит из 17 полей с равномерно изменяющимися уровнями яркости от 0 до 255 усл. ед.

Для изготовления второго тестового оригинал-макета были отобраны 9 цифровых фотографий с различным градационным содержанием. Эти изображения совместно с двумя указанными полутоновыми 17-польными градационными шкалами размещены на листе формата A3 (рис. 1).

Указанные оригинал-макеты распечатывались на лазерном принтере с параметрами печати по умолчанию. В дальнейшем печатный оригинал-макет, воспроизводился на ризографе в установленной комбинации режимов, указанных выше.

После проведения печати, спектрофотометром SpectroEye измерялись оптические плотности полей тестовых полутоновых шкал и в программе MicroSoft Ехсе1 строились цепочки градационных графиков. Цепочки градационных графиков отображают тоновоспроизведение на всех этапах трехстадийного процесса воспроизведения цифровых фотографий на ризографе по методу оригинал-макета и представляют собой координатную плоскость, разделенную на 4 квадранта (рис. 2).

В первом квадранте находится градационная кривая программной тоновой коррекции — зависимость уровней яркости Ьои (усл. ед.) откорректированного изображения от уровней яркости Ьор (усл. ед.) оригинального изображения (цифровой фотографии).

Во втором квадранте расположена градационная кривая процесса печати на лазерном принтере — зависимость оптической плотности D (Б) оригинал-

ор-м ' ' 1

макета, распечатанного на лазерном принтере, от уровней яркости Ьои (усл. ед.) откорректированного изображения.

■щ Р |Ц

г Едші 1п

Є-т- -г

Рис. 1. Второй тестовый оригинал-макет

ел. ед. "Р ~г~г

Г

И

1

г ]

02

_ Г

_

_

і

яд г

ТІ

С ш 1

- У4 и-

Ьі. -I 2 0 о 0 6 3.

г

□

0.3

$ + •

_ _ 0.6 1 -г-

# \ -

/# •

— - — *

III Щ - г- — - — -\

~н~ Ссгь

Рис. 2. Цепь градационных графиков тоновоспроизведения цифровых фотографий, воспроизведенных по методу оригинал-макета способом ризографии

В третьем квадранте находится градационная кривая процесса печати на ризографе — зависимость оптической плотности Э (Б) печатного оттиска от

отт ' '

оптической плотности Эор_м (Б) оригинал-макета, распечатанного на лазерном принтере.

В четвёртом квадранте расположен итоговый градационный график — зависимость оптической плотности Эотт (Б) печатного оттиска от уровней яркости Ь (усл. ед.) оригинального изображения (цифровой фотографии).

Все четыре градационных графика взаимосвязаны.

Рис. 3. Цепь градационных графиков тоновоспроизведения цифровых фотографий, воспроизведенных по методу оригинал-макета способом ризографии при режимах: без градационной коррекции; режим сканирования оригинал-макета на ризографе — «комби»с контрастностью сканирования — 3 усл. ед.; интенсивность подачи краски при печати — 5 усл. ед.;

I - программая градационная коррекция;

II — печать на лазерном принтере;

III — печать на ризографе;

IV — итоговый график технологического процесса

Для оценки качества тоновоспроизведения наряду с объективным методом контроля на основе оценки с использованием цепи градационных графиков применялся также и субъективный (визуальный), который заключается в сравнении оттисков с электронным и печатным оригиналами и между собой и

4

7

ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК №3 (103) 2011 ИЗДАТЕЛЬСКОЕ ДЕЛО. ПОЛИГРАФИЯ

ИЗДАТЕЛЬСКОЕ ДЕЛО. ПОЛИГРАФИЯ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 3 (103) 2011

в)

г)

Рис. 4. Режимы градационной коррекции: а — с повышенным контрастом в светах; б — с повышенным контрастом в тенях; в — с повышенным контрастом в полутонах; г — с пониженным контрастом в полутонах

выявлении оттиска с наилучшим визуальным восприятием.

Исследование проводилось в два этапа. На первом — определялся оптимальный режим воспроизведения цифровых фотографий на ризографе по методу оригинал-макета и программная тоновая коррекция не производилась.

Первый печатный тестовый оригинал-макет воспроизводился на ризографе в комбинациях режимов, указанных выше (всего 11 комбинаций режимов), и применялся только объективный метод оценки то-новоспроизведения с использованием цепи градационных графиков.

В ходе исследования был определен оптимальный режим воспроизведения полутоновых изображений на ризографе (рис. 3):

— оптимальный режим сканирования — «комби»;

— оптимальная контрастность сканирования — 3 усл. ед.;

— наибольший диапазон оптических плотностей воспроизводится при интенсивности подачи краски, равной 5 усл. ед., однако влияние на форму градационной кривой незначительно.

Кроме того, было установлено:

— качество тоновоспроизведения остается стабильным по всему полю печати. Тоновоспроизведение шкал, расположенных в разных местах листа, изменяется крайне незначительно в пределах погрешности измерений;

— время между печатью оригинал-макета на лазерном принтере и печатью на ризографе должно быть максимально сокращено, в связи с тем, что тонер лазерного принтера со временем «выцветает» и оптическая плотность уменьшается. Измерение оптической плотности полутоновой шкалы оригинал-макета непосредственно сразу же после вывода на лазерном принтере и неделю спустя показало уменьшение оптической плотности вплоть до 0,5 Б.

На втором этапе проводились исследования программной тоновой коррекции различных по градационному содержанию цифровых фотографий с целью выявления ее оптимальных режимов, а воспроизведение на ризографе выполнялось в оптимальном режиме, определенном на первом этапе с интенсивностью подачи краски 1, 3 и 5 усл. ед.

Для экспериментов использовался второй электронный тестовый оригинал-макет. Его тоновая кор-

~гг < гг ; пг ; І-Огіг усл.е А- гг “П II

. .

г г ЇТ г Г£ 1 / Л

44 Г

'

г ... □ 1 - 1 _ и.

.0 2

г н Г .35 —\~ — Н ■"

Н п“ н □ Н

и і

г нэ |ф'

. п

' ■ ■5- 2 15 102 э і У - Д|

ш 1&- * 2 ь ■ [)■ о ,3

ь і

#

□ _| _ _ _ _ □ — ц Л- ц _! _ и. _ ..."

к:

*

н тН Н Н 4

г н 0 ,6 н и н Г

\ .

□ : □ _ е4

г —і и —І □ "1 >

□ □ □ □ II -ч

ч II 1 і 1 .. 1^

1, 2

Н н н Н н Оэтт, б ;

. _|

Рис. 5. Цепь градационных графиков тоновоспроизведения цифровых фотографий, воспроизведенных по методу оригинал-макета способом ризографии при режимах: градационной коррекции — с уменьшенным контрастом в полутонах; режим сканирования оригинал-макета на ризографе — «комби» с контрастностью сканирования — 3 усл. ед.; с интенсивностью подачи краски при печати — 5 усл. ед. I - программая градационная коррекция;

II - печать на лазерном принтере;

III - печать на ризографе;

IV - итоговый график технологического процесса

рекция проводилась в программе А^Ье РЬо^Ьор с помощью инструмента «Кривые». Для исследования были выбраны пять вариантов градационной коррекции (рис. 4):

— с повышенным контрастом в светах;

— с повышенным контрастом в тенях;

— со значительно повышенным контрастом в тенях (так же как и на рис. 4б, только со смещением базовой точки на полтора деления правее);

— с повышенным контрастом в полутонах;

— с пониженным контрастом в полутонах.

Всего было исследовано 15 комбинаций вариантов градационной коррекции с режимами печати.

Полученные оттиски анализировались на предмет тоновоспроизведения с использованием как объективного (цепочки градационных графиков), так и субъективного метода. Здесь визуальная оценка была необходима по той причине, что в зависимости от градационного содержания фотографического изображения объективная оценка, определяющаяся ден-ситометрическим градационным графиком, и субъективное восприятие воспроизведенного изображения не всегда совпадают.

В результате проведенных исследований установлены оптимальные варианты градационной коррекции и печати для изображений с различным градационным содержанием.

A. Изображения с большим количеством мелких деталей и преобладанием теней (рис. 1, сюжет 1) лучше воспроизводятся при выполнении градационной коррекции со значительно увеличенным контрастом в тенях и уменьшением интенсивности подачи краски при печати (1 усл. ед.).

B. Изображения с большим преобладанием све-тов и теней (рис. 1, сюжеты 6, 7) лучше воспроизводятся — со значительно увеличенным контрастом в

Рис. 6. Цепь градационных графиков тоновоспроизведения цифровых фотографий, воспроизведенных по методу оригинал-макета способом ризографии при режимах: градационной коррекции — с увеличеннным контрастом в тенях; режим сканирования оригинал-макета на ризографе — «комби» с контрастностью сканирования — 3 усл. ед.; с интенсивностью подачи краски при печати — 5 усл. ед. I - программая градационная коррекция;

II - печать на лазерном принтере;

III - печать на ризографе;

IV - итоговый график технологического процесса

тенях и увеличением интенсивности подачи краски при печати (5 усл. ед.).

С. Изображения с преобладанием полутонов (рис. 1, сюжеты 4, 5, 8) лучше воспроизводятся с увеличенным контрастом в тенях.

Э. Изображения с преобладанием теней (рис. 1, сюжет 1), а также содержащие однородный фон (рис. 1, сюжет 3), лучше воспроизводятся с уменьшенным контрастом в полутонах и уменьшением интенсивности подачи краски при печати (1 усл. ед.).

Е. Изображения со сложным градационным содержанием (рис. 1, сюжеты 2, 9), лучше воспроизводятся с увеличенным контрастом в тенях, и уменьшением интенсивности подачи краски при печати (1 усл. ед.)

При градационной коррекции с увеличением контраста в светах итоговый график имеет уменьшенный контраст в области теней, что негативно сказывается при печати темных изображений.

При градационной коррекции с увеличением контраста в полутонах итоговый график имеет Б-образную форму с уменьшенным контрастом в светах и тенях, что говорит о ненадлежащей передаче градаций.

Указанные два режима градационной коррекции не могут быть рекомендованы к использованию.

Наилучшие результаты были получены при режимах:

— градационной коррекции:

1) с уменьшением контраста в полутонах;

2) с увеличенным контрастом в тенях;

— режим сканирования оригинал-макета на ризографе — «комби»;

— контрастность сканирования — 3 усл. ед.;

— интенсивность подачи краски при печати — 5 усл. ед.

При данных режимах итоговый градационный график (рис. 5 и 6) приобретает практически прямолинейный характер, и при этом диапазон воспроизводимых оптических плотностей максимальный.

Результаты оценки тоновоспроизведения объективным методом хорошо подтвердились результатами визуальной оценки. При режимах воспроизведения с итоговым градационным графиком, имеющим прямолинейный характер, на оттисках наблюдается плавное изменение градаций на всем воспроизводимом диапазоне оптических плотностей.

Указанные два режима могут быть рекомендованы к использованию для случаев, когда оригинал содержит одновременно изображения с различным градационным содержанием.

Выводы

Таким образом, в результате выполнения исследования установлены:

1. Оптимальный режим воспроизведения цифровых фотографий (полутоновых изображений) на ризографе по методу оригинал-макета.

2. Оптимальные режимы градационной коррекции и печати для различных по градационному содержанию цифровых фотографических изображений.

3. Режимы, при которых достигается оптимальное тоновоспроизведение.

Полученные результаты могут быть рекомендованы специалистам допечатной подготовки и операторам ризографов.

Библиографический список

1. Энциклопедия по печатным средствам информации / Г. Киппхан [и др.]. — М. : Springer — МГУП — HEIDELBERG, 2003. — 1280 с.

2. Чуркин, А. В. Ризография / А. В. Чуркин, А. Б. Шашлов, А. В. Стерликова. — М. : Изд-во МГУП, 2002. — 140 с.

3. Ризографы. [Электронный ресурс] /— Режим доступа : http://www.riso.ru/oborud/rizograf/_detailed/72 / (дата обращения 16.06.2011).

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

ШИПОВ Евгений Викторович, студент группы ПТ-516 машиностроительного института.

ВДОВИН Владимир Михайлович, заведующий лабораториями кафедры «Оборудование и технологии полиграфического производства».

Адрес для переписки: e-mail: sia1960@mail.ru

Статья поступила в редакцию 12.07.2011 г.

©И. А. Сысуев, Е. В. Шипов, В. М. Вдовин

ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК №3 (103) 2011 ИЗДАТЕЛЬСКОЕ ДЕЛО. ПОЛИГРАФИЯ