Хант Р.В.Г. Цветовоспроизведение
Подождите немного. Документ загружается.
циентам пропускания слайда за красным, зеленым и синим фильтрами. Путем элек
тронной обработки сигналы эти преобразовывались в четыре взаимозависимых сигна
ла, которые, модулируя интенсивности четырех световых потоков, сфокусированных
на четырех листовых фотопленках, управляли экспозицией этих фотопленок по каж
дой точке их поверхности. В результате на выходе получались полностью откорректи
рованные сепарированные негативы, с которых в дальнейшем классическим путем из
готавливались печатные формы.
Обычные цифры линиатур сканирования составляли 250, 500 или 1000 lpi (lines
per inch — линий на дюйм) — 10, 20 и 40 lpm (lines per mm — линий на мм), то есть ап
парат мог работать на трех возможных уровнях пространственного разрешения.
Коль скоро PDIсканер работал только с прозрачными оригиналами, то в тех случа
ях, когда в роли оригинала выступал отражающий отпечаток, с него предварительно
изготавливался вторичный слайдоригинал (см. раздел 27.4), максимальный размер
которого составлял 28´36 см.
Размер финальной репродукции был равным размеру сепараций, но, благодаря
тому что последние не растрировались, копию удавалось увеличить в 1.5 раза при
разрешении сканирования в 250 lpi, в 3 раза при разрешении в 500 lpi,ив6разпри
1000 lpi.
29.4 ПРОЧИЕ БАРАБАННЫЕ СКАНЕРЫ
На принципах, описанных в предыдущем разделе, основывалась работа сканера
Scanacolor компании Fairchild (Sigler, 1964), однако наряду с прозрачными аппарат
работал и с отражающими оригиналами.
691
ГЛАВА 29 СЕПАРИРУЮЩЕЕ СКАНИРОВАНИЕ
Ñèãíàëû, ïðîïîðöèîíàëüíûå
êîýôôèöèåíòàì ïðîïóñêàíèÿ
â äëèííîâîëíîâîé,
ñðåäíåâîëíîâîé è
êîðîòêîâîëíîâîé ÷àñòÿõ
âèäèìîãî ñïåêòðà
ÝÂÌ
Ñèãíàëû, óïðàâëÿþùèå
èíòåíñèâíîñòüþ
ýêñïîíèðóþùèõ ëó÷åé
Áåëûé ñâåò
Ñëàéä-îðèãèíàë Cyan Magenta Yellow Black
Íåãàòèâíûå ÷/á ñåïàðàöèè
Ôîòîýëåìåíòû
Ôèëüòðû
R
G
B
rgb
cm y b
Рис. 29.2 Общая схема PDIсканера, позволявшего получать полностью откорректированные
сепарации со слайдоригинала, накатанного на прозрачный барабан.
Плюс к тому были разработаны менее сложные и менее габаритные устройства, ко
торые, правда, позволяли изготавливать сепарации лишь последовательно, а не одно
временно, но оказались уже настолько дешевыми, что могли закупаться отдельными
типографиями. К таковым относятся Diascan компании Crosfield, оригинальные мо
дели Chromagraph компании Hell, а также Linoscan компании Linotype (Nash, 1965).
Аппараты выдавали полностью откорректированные сепарации слайдоригиналов,
монтировавшихся на барабане.
Отметим, что недостатком барабанных сканеров по сей день является то, что им
подходят только гибкие оригиналы, однако же боUльшую часть твердых можно без
какихлибо противопоказаний предварительно скопировать на слайд. Сие даже удоб
но, поскольку на стадии копирования можно выполнять увеличение или уменьшение
пространственного размера исходника, смонтировать на один барабан несколько изо
бражений и получить на выходе сепарации верстки того или иного графического про
екта (см. раздел 27.2). Наконец, отметим, что некоторые погрешности, возникающие
на этапе репродуцирования оригинала на слайд, при сканировании легко компенсиро
вать электронным путем.
29.5 ПРОЧИЕ ПЛАНШЕТНО+МЕХАНИЧЕСКИЕ СКАНЕРЫ
Планшетномеханические сканеры, в частности такие, как аппарат Гарди — Вурц
бурга (см. раздел 29.2), не ограничивались сканированием одних лишь гибких ориги
налов и посему обрели достаточную популярность. В частности, компания Hell сконст
руировала аппарат Colorgraph (Allen, 1958 a), выдававший одновременно четыре пол
ностью откорректированных сепарации. В зависимости от конкретной модели скане
ра в качестве оригиналов выступали либо цветные слайды, либо их чернобелые сепа
рации, либо же отражающие отпечатки.
Модели, использующие в качестве оригиналов ч/бсепарации, требовали монтажа
на возвратной каретке семи чернобелых пленок: трех сепарированных (оригиналь
ных) и четырех неэкспонированных. Каретка проходила под тремя лучами, экспони
ровавшими фотоэлементы, и четырьмя потоками, экспонировавшими будущие сепа
рации.
Один из хелловских сканеров, выпускавшийся под маркой VarioKlischograph (Hell,
1954 и 1957) сконструировали специально для гравировки пластин высокой печати:
выходной сигнал корректирующей схемы управлял в данном случае не интенсивно
стью экспонирующего луча, а его диаметром (последний мог меняться до 1000 раз в се
кунду), благодаря чему на выходе получались растрированные печатные формы. Вме
сте с тем, используя этот же узел сканера с целью селективного удаления защитного
слоя с подложки слайдпленки, получали полутоновые (растрированные) сепарации,
пригодные для изготовления офсетных форм.
В качестве оригиналов могли выступать как слайды, так и отражающие отпечатки,
а их пространственное масштабирование осуществлялось за счет специального панто
графа.
29.6 ОПТИЧЕСКИЕ СКАНЕРЫ
Одним из недостатков аппаратов, описанных в предыдущих разделах, являлось то,
что для обеспечения адекватного разрешения при конверсии изображения в набор
электрических сигналов требовалась очень высокая частота строк и очень высокая
692
ГЛАВА 29 СЕПАРИРУЮЩЕЕ СКАНИРОВАНИЕ
прецизионность механики. Поэтому были сконструированы сканеры, в которых сепа
рации получались традиционным оптическим путем, а через электронные схемы шел
лишь корректирующий сигнал. Одним из таких устройств являлся Autoscan компа
нии HunterPenrose (Kilminster, 1956): корректирующий сигнал в этом аппарате вли
ял на интенсивность луча, сканирующего оригинальное изображение.
Вторым представителем семейства оптических сканеров был Scanatron компании
Crosfield (Allen, 1958 a и 1958 b), в котором откорректированные сепарации произво
дились путем сканирующей печати через некорректированные контонные сепарации.
Еще одна модель оптического сканера — ColorSeparator — выпускалась компанией
LogEtronic и была аналогична Scanatron, но при этом печатала сепарации последова
тельно и через цветной слайд, а не через его сепарации (Craig и Street, 1960).
Однако все сказанное в данном разделе представляет лишь общеобразовательную
ценность, поскольку все современные сканеры полностью конвертируют изображение
в набор электрических сигналов.
29.7 МАСШТАБИРУЮЩИЕ СКАНЕРЫ
Первые модели барабанных сканеров давали сепарации, пространственный размер
которых был тем же, что и у оригинального изображения. Возможность увеличения
слайдоригиналов (в частности, среднего и 35мм форматов) появилась позднее.
Одной из версий сканера, позволявшего ощутимо увеличивать и уменьшать изо
бражение на сепарациях, являлся аппарат серии Magnascan компании Crosfield
(Wilby и Pugsley, 1970), а также ряд моделей линейки хелловских Chromagraph, лино
тайповских Linoscan и Direct Scanagraph компании Dainippon (см. рис. 18.8).
Поскольку пространственный размер оригинальных слайдов был, как правило,
много меньше, чем размер их изображения на сепарациях, в системе Magnascan диа
метр выходного барабана (т.е. барабана сепараций) был вдвое больше, чем диаметр ба
рабана входного (т.е. барабана слайдоригиналов). Если шаг резьбы ходового винта
выходного (большого) барабана вдвое превышал таковой у барабана входного (мало
го), то коэффициент увеличения изображения был равен 2.
Используя два ходовых винта на разных скоростях вращения, добивались больше
го либо меньшего 2 коэффициента увеличения по направлению оси барабана. Для ре
гулировки увеличения в поперечном направлении сигналы, полученные от изображе
ния, сохранялись в оперативной памяти, а затем считывались с такой скоростью, что
репродукция либо растягивалась, либо сжималась. Сигналы хранились в цифровой
форме с разрядностью кодирования 8 бит (т.е. 256 уровней сигнала), но в первой вер
сии Magnascan разрядность кодирования составляла 7 бит (128 уровней). Данные о по
зиции сигнала по строкам изображения также хранились в цифровом виде (за счет
дискретизации аналогового сигнала, поступающего от той или иной точки оригина
ла). Операции сохранения и считывания выполнялись одновременно, поэтому процесс
сканирования шел непрерывно.
Скорость сканирования у Magnascan была как минимум той же, что и у обыкновен
ных сканеров, но когда требовалось масштабирование, время работы увеличивалось
до 20 крат.
Включение в конструкцию сканера модуля увеличения, а в некоторых случаях
и нескольких комплектов экспонирующих головок, позволяло некоторым моделям
Magnascan выдавать одновременно две, а порой и четыре сепарации (но, разумеется,
693
ГЛАВА 29 СЕПАРИРУЮЩЕЕ СКАНИРОВАНИЕ
тогда, когда формат изображения на сепарациях был соответственно вдвое или вчетве
ро меньше размера выходного барабана).
В одном из линотайповских аппаратов слайдбарабан вращался в три раза быстрее
барабана сепараций, а трихроматические сигналы считывались со слайда последова
тельно, изза чего в качестве светочувствительного элемента мог использоваться толь
ко один фотоэлектронный умножитель.
Некоторые сканеры (такие, как Magnascan 530 и 540, а также Direct Scanagraph
701 и 708) имели в своей конструкции систему электронной синхронизации между
входным и выходным барабанами, позволявшую делить входные и выходные сигналы
так, что считывание данных с оригинала происходило в освещенном помещении, а
экспонирование сепараций — в затемненном.
В некоторых моделях, к примеру в Magnascan 690, один входной модуль управлял
блоком выходных модулей, что позволяло одновременно изготавливать несколько
больших сепараций.
29.8 КОНЕЧНЫЙ ПРОДУКТ
Результатом работы сканеров могли являться сепарации непрерывного тона (кон
тонные сепарации) либо же сепарации растрированные, получаемые как через контакт
ные растры, так и путем электронного воспроизведения растровых точек. Когда сканер
выполнял растрирование, последующее изготовление печатных форм существенно уп
рощалось. Однако если требовались комплекты печатных форм разной степени увели
чения, то изготавливались только контонные сепарации. Плюс к тому контонные сепа
рации непрерывного тона требовались производству валов глубокой печати.
Источниками света, применявшимися для экспонирования сепараций, служили
ксеноновые лампы высокого давления, галогенные лампы накаливания и лазеры. Мо
дуляция интенсивности светового потока обеспечивалась изменением напряжения за
счет электрооптических либо акустооптических устройств.
При изготовлении растрированных сепараций, когда экспонирование шло через
контактные растры (также смонтированные на экспонирующем барабане), требова
лась очень высокая интенсивность экспонирующего светового потока, что достигалось
за счет ксеноновых дуг или лазеров.
Электронная отрисовка растровых элементов осуществлялась за счет специального
управления интенсивностью экспонирующих световых точек: в одной из систем шесть
оптоволоконных кабелей, расположенных в один ряд, образовывали на экспонируе
мой пленке шесть микроточек, формирующих одну растровую (полутоновую) точку.
Позднее появились системы с матрицей микроточек 12´12, что позволяло задавать
растровой (полутоновой) точке разные формы: квадратную, прямоугольную, круг
лую, овальную, и пр.
Отметим также, что поворот растровой сетки (см. раздел 26.6) реализовывался за
счет специальных математических алгоритмов (Holladay, 1980).
29.9 ЭЛЕКТРОННАЯ РЕТУШЬ
У многих сканеров сигнал, полученный от оригинала, полностью оцифровывался
и, следовательно, мог храниться на жестком диске компьютера в виде файла данных.
Сие давало возможность манипулирования сигналами по схеме, аналогичной той, что
используется в цветном телевидении (см. гл. 25).
694
ГЛАВА 29 СЕПАРИРУЮЩЕЕ СКАНИРОВАНИЕ
В одной из систем для визуализации электронного изображения оригинала приме
нялся высококачественный цветной монитор, и оператор, выделив курсором интере
сующую его область, обрабатывал ее отдельно от остальной части изображения по ал
горитмам видеографики (см. раздел 25.6) или цветовой электронной рирпроекции (см.
раздел 25.3). Отдельные области изображения можно было полностью «перекрасить»,
к примеру для того, чтобы получить из оригинального снимка автомобиля набор изо
бражений этого же автомобиля разной окраски; то есть с помощью электронной рету
ши можно было поместить в торговый каталог товары одной номинации, но очень ши
рокого диапазона окрасок, подчас таких, каких даже нет в действительном предложе
нии (см. рис. 29.3).
Замечательным свойством электронной ретуши и сегодня является возможность
выделить интересующую область изображения и обработать ее в зависимости от той
или иной задачи, к примеру: удалить грязь, царапины и прочие дефекты, дав компью
теру команду сделать все пикселы цифрового изображения в этой области одинаковы
ми (в результате чего пикселам всех артефактов присваиваются значения окружаю
щих элементов). Развитые инструменты ретуши позволяют скопировать соседние эле
менты изображения на пораженное место и тем самым сохранить его фактуру в данном
участке, не дав образоваться паразитным неестественно выглядящим «плашкам».
Смешивая разными путями оригинальную визуальную информацию с информаци
ей, полученной либо от машинных команд, либо из других источников изображения,
можно добиваться самых разнообразных эффектов (см. рис. 29.3, 29.5 и 29.7), к при
меру: деликатно повысить визуальную резкость изображения, усилить или изменить
окраску отдельных элементов, добавить текстовые заголовки и пр.
Разумеется, цифровая технология позволяет с легкостью выполнять тоновую
и хроматическую коррекции отдельных областей изображения, равно как и его от
дельных элементов.
29.10 ЭЛЕКТРОННАЯ ВЕРСТКА
В издательском деле практически всегда возникала (и возникает) необходимость
располагать репродукции разных оригиналов на одном печатном листе, т.е. выпол
нять верстку страниц издания и их спуск на печатные листы. Благодаря сепарирую
щим сканерам сие стало легко осуществимо (Pugsley, 1981): традиционным инстру
ментом верстки от века являлся т.н. координатноразметочный стол, на котором по
некоей модульной сетке из тонких линий отмечались пространственные позиции ил
люстраций; с появлением электронных сканеров сетку разметочного стола стали пере
носить в компьютер, а затем «сажать» по этой сетке отсканированные изображения,
векторные обводки и прочие элементы. Когда печатный лист был полностью сформи
рован, то для экспозиции будущих сепараций пакет соответствующих цифровых дан
ных отправлялся на выход сканера.
29.11 ЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ
В алгоритмах фотографического маскирования уровень последнего обычно зада
вался аналитическим путем, то есть путем решения определенного набора уравнений.
При этом результат не был равновелико эффективным по всем красочным комбинаци
ям, но плавно дрейфовал в рамках цветового охвата репродукции. Сканеры, благодаря
логическим схемам, позволили подбирать для разных красочных комбинаций инди
695
ГЛАВА 29 СЕПАРИРУЮЩЕЕ СКАНИРОВАНИЕ
696
ГЛАВА 29 СЕПАРИРУЮЩЕЕ СКАНИРОВАНИЕ
Рис. 29.3 В середине XX века полиграфические сканеры дали возможность манипулировать
изображением в весьма широких переделах (см. раздел 29.9). В данном примере оригинальное
изображение цветущего пиона (1) было изменено следующим образом:
2. Фон удален, размер уменьшен и добавлены несколько лепестков, «покрашенных» голубым,
пурпурным и желтым.
3. Белые лепестки заменены на зеленые с желтыми включениями.
4. В средних тонах белые лепестки «перекрашены» в желтые, в тенях — в красные. Фон вы
светлен и в светах «перекрашен» в красный.
5. Изображение разбито на квадратики, однако при большом просмотровом расстоянии оно
воспринимается как оригинал.
6. Белые лепестки «перекрашены» в голубые.
7. Белые лепестки «перекрашены» в желтые, а горизонтальным строкам изображения придана
пилообразная форма.
8. Все элементы пиона «перекрашены» в зависимости от их оптической плотности.
9. То же, что 8, но элементы фона «перекрашены» в зависимости от их оптической плотности и
расстояния от низа изображения.
10. Лепестки «перекрашены» в голубой, пурпурный и желтый в зависимости от их углового по
ложения.
Обработка выполнена Дэвидом МакКензи в системе Crosfield Studio.
697
ГЛАВА 29 СЕПАРИРУЮЩЕЕ СКАНИРОВАНИЕ
видуальную схему маскирования, причем с весьма деликатным переходом между ка
тегориями, к примеру: области изображения, в которых доминировала yellow
сепарация (область желтых стимулов) маскировались по одному алгоритму, а области,
где доминировали сепарации cyan и magenta (область синих стимулов) — по другому.
При этом переход через серую шкалу был весьма плавным.
Проще говоря, возможность раздельного маскирования, предоставленная сканера
ми, дала колоссальную степень свободы в управлении характеристиками цветовой ре
продукции.
29.12 НЕРЕЗКАЯ МАСКА
Проработку мелких деталей изображения путем нерезкого маскирования (см. раз
дел 15.3) было проще всего реализовать с помощью оптического сканера (см. раздел
29.6), диаметр сканирующей точки которого выбирался чуть боUльшим, чем самая мел
кая деталь в изображении: эффекта нерезкой маски по каждой строке (т.е. по горизон
тальному направлению) добивались с помощью специальной регулировки частотных
характеристик электронных схем аппарата, а в вертикальном направлении эффект
нерезкого маскирования достигался только в том случае, если сканер сохранял в опе
ративной памяти данные по каждой точке текущей строки.
Вторым вариантом нерезкого маскирования являлось двойное сканирование, вы
полнявшееся вначале световым пучком малого диаметра (в результате чего при дан
ном разрешении собиралась полная информация об изображении), а затем пучком
втрое большего диаметра, дававшего собственно эффект нерезкой маски (Hall и Yule,
1956; Nash, 1965) (см рис. 29.6).
Стоит сказать, что применялись оба описанных метода, однако второй, в силу своей
меньшей стоимости, обрел боUльшую популярность.
Наконец, отметим, что в некоторых сканерах использовались цифровые электрон
ные схемы, которые специальным образом программировались на выполнение нерез
кого маскирования (благодаря чему, к примеру, удавалось понизить паразитную зер
нистость изображения в тенях).
29.13 РАЗДЕЛЬНОЕ МАСКИРОВАНИЕ
Если наряду с традиционным выполнялось сканирование световой точкой много
большего диаметра, то порой удавалось несколько притемнить света изображения и
высветлить тени (Hall и Yule, 1964): сие было весьма кстати в контексте зональных за
тенения и пропечатки (выполнявшихся при традиционной фотооптической печати
вручную), то есть локального изменения контрастности отдельных участков изобра
жения, соответствующих разноосвещенным участкам сцены (Cox, 1959).
29.14 GCR
Сканеры дали весьма интересную возможность изготавливать сепарации так, что
понижение светлоты хроматических стимулов, воспроизводимых двумя из трех
CMYколорантов в том или ином участке изображения, достигалось не за счет добавки
третьей краски (и неизбежного изменения соотношения между всеми тремя), но за
счет добавки черной (хроматически нейтральной) краски. Метод получил название
698
ГЛАВА 29 СЕПАРИРУЮЩЕЕ СКАНИРОВАНИЕ
699
ГЛАВА 29 СЕПАРИРУЮЩЕЕ СКАНИРОВАНИЕ
Рис. 29.4 Начало 80х годов XX века.
Вверху: программирование барабанного сканера
перед началом работы. Выдаваемые им сигналы
уже можно было сохранять в цифровой форме.
В центре: управляющий курсор, расположен
ный на монтажном столе. Мог использоваться
для идентификации той или иной области изо
бражения за счет специальной проволочной сет
ки. Положение курсора отображалось на экране
CRTдисплея. Перемещая курсор, можно было
выделить ту или иную область изображения и
обработать ее по своему усмотрению (см. раздел
29.9). Обработанные изображения сохранялись
для последующей верстки и вывода негативных
сепараций.
Внизу: оператор сканирования сравнивает отра
жающие оригиналы, расположенные в просмот
ровом коробе, с экранным изображением этих
оригиналов на экране CRTдисплея, получен
ным из сигналов сканера.
С любезного разрешения Crosfield Electronics
Limited.
GCR — Grey Component Replacement, что в подстрочном переводе звучит как «замена
серого компонента». Когда тот же принцип применялся к теневым нейтральным и
околонейтральным элементам изображения, то его называли UCR — Under Color
Removal (удаление части CMYсоставляющей и ее замена на черную краску), в резуль
тате хроматически нейтральные и околонейтральные теневые области изображения
воспроизводились не столько за счет смеси трех колорантов, сколько за счет черной
краски (благодаря чему баланс серой шкалы стал намного более устойчивым).
Более того, управление светлотой элементов изображения тоже стало осуществ
ляться в основном за счет черной краски, а поскольку визуальная резкость и разре
шающая способность изображения зависят сугубо от яркостных отличий между эле
ментами этого изображения и большинство яркостных отличий в этом случае базиро
валось на модуляциях лишь в красочном blackизображении, то имел место некото
рый рост резкости и разрешения. Любопытно отметить, что ровно из тех же соображе
ний в цветном телевидении яркостный сигнал передается отдельно и с высоким разре
шением (см. раздел 19.7).
Стоит сказать также, что GCRпринцип позволил повысить скорость высыхания
красок в процессе печати, а также снизить их общий расход (со всеми вытекающими
экономическими выгодами).
Однако же стоит отметить, что педалирование GCR ведет к снижению максималь
ных оптических плотностей в черных участках изображения (которые всегда окажут
ся темнее, если воспроизведены четырьмя красками, а не одной), поэтому показана
лишь частичная замена триады на черную краску в этих участках (см. рис. 29.6).
29.15 UCC
Путем селективного маскирования электронные узлы сканеров позволили повы
шать чистоту цвета некоторых стимулов репродукции (что при традиционном изго
товлении сепараций часто опускали). Одним из методов явился т.н. UCCметод —
Under Color Correction (Smith, 1954): во влажной печати последующее красочное изо
бражение ложилось на предыдущее до того, как краска успевала высохнуть, и мокрая
краска часто препятствовала эффективному переносу следующей. В итоге результи
рующая оптическая плотность паттерна растровых точек оказывалась зависимой от
того, на какую поверхность легла та или иная триадная точка — на сухую бумагу или
на влажный слой предыдущей краски. Сей эффект, получивший название трэппинга
(см. раздел 28.15), зависел в основном от последовательности наложения красок, но
если последовательность эта была заранее известна, то трэппинг мог учитываться пу
тем электронного маскирования.
29.16 ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ
В сепарирующих сканерах на вход компьютера обычно подавалось постоянное на
пряжение, амплитуда которого была пропорциональна коэффициентам пропускания
(или отражения) оригинала по длинным, средним и коротким волнам видимого спек
тра. Перед началом работы обычно выставлялся уровень сигнала, соответствовавший
белой точке оригинала (иногда — черной точке), а по выполнении сканирования сиг
налы пропускались через схему, конвертирующую их из линейного представления
в примерно логарифмическое (благодаря чему сигналы эти становились примерно
пропорциональны оптическим плотностям оригинала, а не коэффициентам его про
700
ГЛАВА 29 СЕПАРИРУЮЩЕЕ СКАНИРОВАНИЕ