Многокрасочное растровое изображение

18.1. СИНТЕЗ ЦВЕТА ПРИ ПОЛИГРАФИЧЕСКОМ ВОСПРОИЗВЕДЕНИИ

В главах 1—14 были изложены общие закономерности воспроизведения цветного объекта в цветной фотографии, кинематографии и полиграфии.

В то же время градационная и синтетическая стадии про­цесса воспроизведения цветного оригинала средствами по­лиграфии имеет характерные особенности.



Синтез цвета в полиграфии осложняется двумя явления­ми. Первое из них состоит в том, что совмещение растровых изображений может привести к появлению периодического узора, называемого муаром. Если контраст и период муара велики, качество репродукции заметно ухудшается.

Второе явление заключается в том, что образование цве­тов при полиграфическом воспроизведении подчиняется за­кономерностям не только субтрактивного, но одновременно и аддитивного синтеза. Такой субтрактивно-аддитивный син­тез более сложен, чем способы получения цветов, рассмо­тренные выше. Он называется ав тотипным.

16.1.1. Муар

Растровые элементы изображений, образованных раз­ными красками, при синтезе накладываются друг на друга по-разному. Причины этого — сложность приводки (сов­мещение изображений при печатании), неточность установ-



Рис.' 16.1. Муар, возникающий в результате наложения линейных

структур при разных углах а:

а — угол равен 5°; б — угол 15°; в — угол 30°

ки растра, деформация фотографической пленки, печатной формы, бумаги и т. д. При этом направления растровых ли­ний в изображениях, печатаемых разными красками, не вполне совпадают. Это ведет к возникновению вторичной структуры на растровом изображении, называемой муа­ром.



Проследим явление сначала на линейной структуре. На рис. 16.1 показаны две системы параллельных линий, наложенных друг на друга под некоторыми углами. Если

эти углы малы, то поперек линий возникают периодически повторяющиеся темные и светлые полосы. Это — одна из разновидностей муара. Причина его возникновения понят­на из рис. 16.2, где в увеличенном виде показан результат несовмещения двух линейных растров, угол между линия­ми которых равен а. Отрезками АА и ВВ ограничена часть системы, которая воспринимается как светлая полоса, по­тому что просветы между линиями велики. Между отрезками ВВ и СС, наобо­рот, находится часть систе­мы, в которой просветы ме­жду пересекающимися ли-ниями растров малы.


Поэтому соответствующий участок воспринимается как темная полоса. Когда ширина линий пересекаю­щихся растров одинакова, полосы муара перпендику­лярны биссектрисе угла а. Количественно муар описывается двумя харак­теристиками — периодом Тм

и контрастом Rм.



Рис. 16.2. Наложение двух линей­ных растров

Периодом муара Тм называется расстояние между осевыми линиями светлых (или темных) полос. Вы­числим его значение в зависимости от периода Тр линей­ного растра и угла а между линиями двух линейных раст­ров, когда ширина растровых линий одинакова (рис. 16.2). Из выделенного на рисунке прямоугольного треугольника, диагональ которого равна периоду ТМ, а один из катетов — полупериоду (1/2) Tр следует:



или



(16.1)

Подставив в формулу (16.1) значение Тр, можно опреде­лить период муара для разных углов а. На рис. 16.3 показан результат расчета, сделанного в предположении, что ширина d линии растра, равная для обычных растров полупериоду: d = T/2 = 0,1 мм. При изменении Tр график смещается соответствующим образом вверх или вниз, не меняя формы. Поэтому результат расчета имеет общее значение. Из рис. 16.3 и формулы (16.1) видна периодичность му­ара. При а = 0, т. е. при строгом совмещении линий обоих растров, период бесконечен. Это означает, что муара нет: его полосы удалены друг от друга на бесконечно большое расстояние. При небольшом несовмещении линий, когда



Рис. 16.3. Зависимость между периодом муара и углом а для ли­нейных структур

угол а мал, период конечен и его численное значение ве­лико. Отсюда следует, что муар, возникающий при недо­статочно полном совмещении частичных растровых изобра­жений, особенно заметен. С увеличением угла а период уменьшается, и при а = 90° он принимает минимальное зна­чение: Тм = d/0,7 = 1,4Tр, т. е. становится равным диаго­нали квадрата, образованного пересечением растровых ли­ний. В этом случае муаровые фигуры практически не вос­принимаются глазом. Из рис. 16.3 видно, что углу 90° со­ответствует минимальное значение периода.


Обе половины графиков, показанных на рисунке, симметричны: с увеличе­нием угла а более чем на 90° наблюдается та же картина муарообразования, но в обратном порядке: при дальней­шем увеличении угла муар возрастает.

При повороте линий растров на углы большие 180° пе­риод муара изменяется так же, как и для углов в интервале от 0 до 180°, что выражается второй кривой Тм = f (?) (рис. 16.3). Муар, образованный линиями двух растровых структур, называется поэтому двухкратным.

До сих нор рассматривался муар, образованный систе­мами параллельных линий. Однако на практике оказы­вает помехи муар, возникающий при совмещении растро­вых изображений, полученных за обычными перекрестными растрами. В этом случае характер муара внешне изменяет­ся (рис. 16.4). Однако смысл явления остается прежним: при наложении растровых элементов образуется вторичная,



Рис. 16.4. Муар, возникающий при наложении обычных растро­вых изображений: а — розеточнын; б — квадратный

периодически повторяющаяся структура. Типичные муа­ровые фигуры, образуемые в этом случае, показаны на рис. 16.4.

Изображения, полученные за линейными растрами, име­ют одно направление линий, а полученные за перекрестны­ми — два. Поэтому рисунок муара для перекрестных раст­ровых изображений начинает повторяться при углах вдвое меньших, чем для линейных. Иначе, период муара для пере­крестных растров вдвое меньше, чем для линейных (рис. 16.5). Из рисунка видно, что муар, образованный при несовмещении растровых изображений, полученных за перекрестным растром, — четырехкратный.

Муар, образованный в результате наложения линейных структур (рис. 16.1), называется линейным. При нало­жении структур, полученных за перекрестными растрами («точечных изображений»), могут возникнуть два типа муа­ра: р о з е т о ч н ы и (розетка — от французского roset- te — розочка—фигура орнамента, имеющая вид стилизован­ного цветка) (рис. 16.4, а) и к в а д р а т н ы и (рис. 16.4, б). Розеточный образуется при больших углах между направле­ниями линий растра, квадратный — при малых углах.


Поскольку один тип муара переходит в другой плавно, углы точно указать нельзя.

На обычных растровых оттисках муар возникает из-за того, что растровые элементы на некоторых участках изо­бражения накладываются друг на друга в большей или меньшей степени, а на других располагаются рядом. Уча



Рис. 16.5. Зависимость между периодом муара и углом а для обыч­ных растровых изображений

стки наложений оказываются более светлыми, чем те, где элементы лежат рядом. Отсюда вытекает понятие конт­раста муара kM . Это разность максимальной и мини­мальной интегральных плотностей на данном поле, возни­кающая вследствие муара:



Контраст муара, наряду с его периодом, определяет степень влияния явления на качество изображения. Чем больше период и контраст муара, тем хуже качество ре­продукции.

Характеристика kM зависит от светлоты накладываемых красок, их числа, а также условий их наложения. Наи­большее значение контраст муара имеет в полутонах изо­бражения, т. е. в области средних светлот. В светах и тенях он заметно снижается.

Исходя из формулы Шеберстова—Муррея—Девиса мож­но найти зависимости, связывающие контраст муара с пло­щадями растровых элементов. Т. С. Плясунова получила их для муара, образованного двумя изображениями Для случая, когда суммарная площадь S1 + S2, занимаемая эле­ментами, меньше растровой единицы, контраст равен



Если же суммарная площадь S1 + S2 больше растровой единицы, то формула приобретает вид



где S1 и S22 — относительные площади растровых элемен­тов изображений; р1, р2— коэффициенты отражения красок

и их наложений; рб — коэф­фициент отражения бумаги. Зависимости (16.2) и (16.3), как и лежащее в их основе уравнение, носят идеализированный харак­тер, однако принцип явле­ния они выражают доста­точно ясно.

По данным того же ав­тора, экспериментально по­лученные графики функций (16.2) и (16.3) имеют вид, показанный на рис. 16.6. На рисунке приведены за­висимости контраста муара км от площадей S1 элемен­тов, занимаемых одной из





Рис. 16.6. Зависимость контраста муара от площадей растровых элементов (по Т. С. Плясуновой):

/-S2=10%; 2-Sj=25%; 3-S2

= 40%; 4 — 52 = 50%; 5 — S2=65%

красок. При этом площадь 5 элементов, оттиснутых другой краской, остается постоянной. На рисунке представлено семейство кривых, где параметром служит площадь S2.

Из графиков видно, что км имеет максимум в средних яркостях репродукции (S1 = S2 = 50 %), возрастая как с уменьшением, так и с увеличением площадей S2 растро­вых элементов.

При наложении трех и четырех изображений характер зависимости в общем сохраняется.

Возможны два пути снижения влияния муара на каче­ство цветной репродукции. Первый из них состоит в уста­новке такого угла между изображениями, который обеспе­чил бы период муара, превышающий формат изображения. Тогда при использовании этого или меньшего угла рисунок муара «уходит» за пределы репродукции. Определим этот угол. Обозначив сторону репродукции х, получим значение периода Тм

= 2х. Рассчитаем угол ?/2 для репродукции, сторона которой х — 30 см. Приняв линиатуру l = 54 см-1, найдем Tр ? 0,02 см. Тогда по формуле (16.1) получим 60 = 0,1/ 2sin(?/2) или sin ? ? 0,0008, что соответствует углу ?/2, близкому к 3 минутам. Установка растра с та­кой точностью невозможна, и поэтому рассмотренный путь неприменим.



Рис. 16.7. Схемы расположения растровых линий при получении цветоделенных изображений:

а — трехкрасочных; б — четырехкрасочных, первый вариант? в — четырехкра­сочных, второй вариант

Другой путь ясен из рис. 16.5. В зависимости от угла между изображениями период муара имеет минимум, вблизи которого эта величина мало критична. Этот минимум для двухкрасочного муара соответствует 45°. Следователь­но, если два обычных растровых изображения сложить под углом 45°, то муар получится минимальным. Этот принцип минимизации муара применим и к трех- и четырехкрасоч­ным муарам. На рис. 16.7 даны схемы расположения углов между растровыми линиями на трех-и четырехкрасочных ре­продукциях, применяемые на практике.


В случае трехкрасоч­ ных репродукций при получении цветоделенных растровых негативов растры устанавливают так, чтобы направления их линий различались каждый раз на 30°. Это достигается при­менением круглого растра, который после каждого цветоде-лительного экспонирования поворачивают на соответствую­щий угол.

При получении четырехкрасочных репродукций возмож­ны два варианта поворотов растра. В первом из них углы между линиями растра при переходе от одного негатива к другому изменяются на 22°30' (рис. 16.7, б). Во втором слу­чае углы разные: при получении желтого негатива линии растра устанавливают вертикально, при получении голубо­го растр поворачивают на 15°, а затем каждый раз на 30°. Первый вариант предпочтительнее, потому что второй по невыясненным пока причинам в некоторых случаях не гарантирует защиты отмуа­рообразования: велика ве­роятность возникновения квадратного муара.

Уменьшение муара обес­печивается соблюдением оптимальных углов пово­рота растра и повышением его линиатуры.

Муар не только ухудша­ет внешний вид репродук­ции, но и влияет на резуль­тат синтеза ее цветов. Не­точность совмещения рас­тровых структур, вызываю­щая образование муара, приводит к тому, что раст­ровые элементы на некото­рых участках изображения не накладываются друг на друга, на других наклады­ваются частично, на треть­их совмещаются полностью. Характер же синтеза (см. раздел 16.1.2) зависит от степени совмещения эле­ментов. В связи с этим цвета репродукции оказываются связанными не только с количеством красок, но и с взаимным расположением эле­ментов.

Зависимости относительных площадей красочных нало­жений от относительных площадей растровых элементов показаны на рис. 16.8. Из рисунка видно, что с увеличением растровых площадей на печатной форме площади одинарных наложений имеют максимум при 50 %-ных и равны нулю при нулевых и 100 %-ных площадях растровых элементов на форме. Суммы площадей бинарных (т.


е. двойных) нало­жений и одинарных оказываются меньшими площади общей запечатки и связаны с ней нелинейно.



Рис, 16.8. Графики зависимости площадей красочных наложе­ний от относительных площа­дей растровых элементов (по В. В. Лихачеву): / — для бинарного наложения; 2 — для одинарного наложения; 3 — для пробелов; 4 — для общей запе-чаткн

16.1.2. Автотипный синтез цвета

Относительное расположение оттисков каждого из од­нокрасочных растровых элементов на цветной репродукции показано на рис. 16.9. Из него видно, что на растровой еди­нице площади получается ряд элементарных цветов, вос-при нимаемых вследствие ограниченной остроты зрения как суммарный, синтезируемый данным наложением. Этот цвет обеспечивается следующими сочетаниями красок и про­белов:

а) однокрасочными нало­жениями — желтыми, пур­пурными и голубыми;

б) двухкрасочными нало­жениями — зелеными (жел-тый+ голубой), синими (голу­бой + пурпурный), красными (пурпурный + желтый);

в) трехкрасочным наложе­нием — черным (желтый + + пурпурный + голубой);

г) участками, свободными от краски (пробелами).

Цвета наложений, как это видно на рисунке, образуют­ся путем субтрактивного синтеза, а общий цвет системы воз­никает в результате пространственного аддитивного синте­за указанных ее восьми элементов.

Такой смешанный субтрактивно-аддитивный синтез на­зывается автотипным. Впервые он был рассмотрен Н. Д. Нюбергом (1935 г.) и независимо от него Нейгеба-уэром (1937 г.). Н. Д. Нюберг предложил формулу, описы­вающую цвета автотипных наложений в зависимости от площадей растровых элементов, которая стала известной как уравнение Нюберга—Нейгебауэра.

Удобнее выражать в функции площадей растровых эле­ментов не цвета, как было первоначально 'предложено, а зональные коэффициенты отражения. Преимущество тако­го способа выражения состоит в том, что зональные коэф­фициенты отражения являются одновременно и зональны­ми координатами цвета. Это делает модель более универ­сальной.



Зональный коэффициент отражения системы, показан­ной на рис. 16.9, равен сумме коэффициентов отражения



Рис. 16.9. Расположение ра­ стровых элементов оттиска при трехкрасочной печати

восьми участков с учетом площади каждого из них:



(16.4)

где о — относительная площадь, занимаемая участком, т. е. площадь, выраженная в долях растровой единицы; i — зона спектра: к, з или с; j — цвета наложений: черный, красный, зеленый, синий, желтый, пурпурный, голубой, белый; j = 1 — 8.

Появление на совмещенном оттиске той или иной площа­ди, покрытой краской или свободной от нее, есть вероят­ностный процесс, что показал Демишель (1924 г.). Из те­ории вероятностей известно, что вероятность совместного появления нескольких событий определяется произведением вероятностей появления каждого из них. Вероятность того, что общая площадь, занимаемая двумя участками разных цветов, будет а, определяется произведением вероятностей того, что площадь первого участка равна P1 а второго Р2: ? = P1P2

Аналогично этому вероятность появления участка за­печатанного краской 1 и свободного от краски 2, равна:



где 1 — растровая единица площади.

Используя эти соотношения, можно найти площади, входящие под знак суммы (16.4).

Для трехкрасочных наложений



(16.5)

Для двухкрасочных:



(16.6)

Площади однокрасочных участков:



(16.7)



Подставив значения площадей в уравнение (16.4), полу­чим уравнение Нюберга—Нейгебауэра:



или в более удобной для запоминания форме:



Приведенный вывод формулы (16.9) был дан Л. Ф. Ар-тюшиным. Н. Д. Нюберг не получал уравнений (16.5— 16.9). Он предложил формулу автотипного синтеза в сле­дующем виде:



(16.10)

где X — вектор результирующего цвета; Ai, — векторы цве­тов всех элементов, образующих цвет X; Si — площадь, занятая элементами цвета Аi; S — общая площадь оттис­ка, на которой образуется цвет X; п — число элементов, образующих цвет X.

В обоснование формулы Н. Д. Нюберг ограничился за­мечанием о том, что, благодаря поворотам растровой сетки при печати, относительная площадь, занимаемая точками любого из восьми цветов, может быть принята равной про­изведению площадей печатающих элементов или, наоборот, промежутков между ними.



16.2. ГРАДАЦИОННЫЙ ПРОЦЕСС ПОЛИГРАФИЧЕСКОГО ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ

Принципы анализа и управления градационным процес­сом фотографического воспроизведения излагаются в кур­ се теории фотографических процессов, где рассматривает­ся метод управления градацией позитива, предложенный

ДЖОНСОМ.

Этот же метод приложим и к управлению градационным процессом полиграфического воспроизведения. Градацион­ная блок-схема в этом случае может быть представлена следующим образом.



Каждый из блоков схемы можно разложить на элемен­тарные градационные составляющие и связать их в систе­му градационных графиков по методу Джонса.

Градационная схема первого блока — получение цвето-деленных изображений (фотографических форм) — зависит от выбранной технологии изготовления печатной формы и связанной с ней технологией фотографического процесса.

Цветоделенные изображения. При воспроизведении цвет­ного оригинала средствами высокой и плоской офсетной печати получают растровые цветоделенные изображения — негативы или диапозитивы, в зависимости от способа копи­рования на поверхность формного материала. Растрирова­ние можно вести одновременно с цветоделением (прямой процесс), а можно сначала получить тоновые цветоделенные негативы, а затем, применяя растр, готовить с них цветоде­ленные растровые изображения (косвенный процесс).

Прямой процесс проще косвенного (меньше технологиче­ских операций), тем не менее его применение ограничива­ется двумя причинами. Первая связана с большими потеря­ми света. Только при собственно цветоделении теряется энергия не менее двух третей спектра, что следует из кри­вых поглощения зональных светофильтров. В случае пря­мого процесса растрирования к этим потерям прибавляет­ся еще 75 % светового потока, задерживаемого непрозрач­ными элементами растра. Таким образом, при совместном применении растра и светофильтра освещенности в оптиче­ском изображении уменьшаются по крайней мере в 12 раз по сравнению с обычной съемкой.


Поэтому для ведения пря­мого процесса нужны высокочувствительные фотографиче­ские материалы. Между тем с повышением коэффициента контрастности материала его светочувствительность, как правило, снижается. Растрирование же требует высококонт­растных материалов. Из этого следует, что для одновремен­ного цветоделения и растрирования приходится сильно по­вышать освещенность оригинала либо увеличивать продол-



Рис. 16.10. Система графи­ков формирования градации растрового Диапозитива в прямом процессе растриро­вания

жительность выдержки. И то и другое не всегда приемлемо. Однако благодаря достижениям эмульсионной техники, по­явились высококонтрастные материалы, имеющие доволь­но высокую чувствительность. В связи с этим наметилась тенденция к более широкому применению прямого процес­са.

Однако косвенный процесс открывает большие возмож­ности для исправления градационных и цветоделительных недостатков, чем прямой. Поэтому прямой процесс приме­няют при воспроизведе­нии сравнительно прос­тых оригиналов и при не очень ответственных ра­ботах.

Для получения форм плоской офсетной печати используются растровые диапозитивы. Косвенный процесс в этом случае лри-меняется в сокращенном варианте, называемом ино­гда полукосвенным. Он состоит в получении тоновых цветоделенных негативов, с которых за­тем готовят растровые диа­позитивы.

Обеспечение баланса цветной репродукции достигает­ся путем управления характеристиками каждого градаци­онного блока так, чтобы в пределах возможного, опреде­ляемых природой процессов, достичь совмещения града­ционных кривых частичных изображений. В тех случаях, когда этого нельзя добиться изменением условий ведения процесса (выдержки, продолжительности проявления, трав­ления печатной формы и т.д.), применяют ручную или фото­механическую градационную ретушь

Возможности управления градацией цветоделенных раст­ровых изображений ясны из систем графиков, показанных на рис. 16.10—16.12.



Первая из них (рис. 16.10) иллюстрирует прямой про­цесс растрирования. В первом квадранте показана кривая зависимости Sн (dор), полученная расчетно на основании полутеневой теории образования растрового изображения. Она дает достаточно полное представление о градационных свойствах цветоделенного растрового негатива, изготовлен-

ного в результате прямого процесса. Управление формой кривой и ее положением относительно осей координат до­стигается применением режима нескольких диафрагм, рас­сматриваемого в курсе технологии изготовления печатных форм. Возможности управления обсуждаются в курсах тех­нологии.

Во втором квадранте той же системы показан график зависимости площадей растровых элементов диапозитива от площадей негатива. Его форма следует из соотношения sд = 1 — Sн или SД = —SH + 1, откуда видно, что гра­фик— прямая с угловым коэффициентом, равным 1, отсе­кающая от осей координат единичные отрезки. Эта зависи­мость справедлива для абсолютно резких растровых эле­ментов. Если теневые элементы негатива «слабы», т. е. имеют недостаточные плотности, то они прокопировываются и площади элементов диапозитива возрастают быстрее, чем это следует из приведенной зависимости. В случае, когда световые элементы негатива слишком ореольны, т.е. просветы «затянуты», световые элементы диапозитива получаются более мелкими, чем это указано графиком, или вообще не воспроизводятся. Оба эти примера относятся к неправиль­ному ведению процесса и при оценке возможностей воспро­изведения градации не должны рассматриваться.

Вследствие рассеяния света в эмульсионном слое копи­ровального материала площади элементов копии зависят от выдержки. При недостаточной выдержке они меньше просве­тов копируемого изображения. При избыточной выдержке, наоборот, они расширяются. Степень изменения площади зависит от диффузионных свойств копировального мате­риала.

Размер ореола рассеяния в первом приближении не за­висит от геометрического размера детали.


Вследствие этого площади мелких элементов копии увеличиваются сильнее крупных. Это приводит к снижению контраста копии в ре­зультате подъема нижней части градационной кривой — другой случай искажений при нарушении оптимальных ус­ловий ведения процесса. Искажение площадей также свя­зано с отношением периметра к площади детали: чем боль­ше периметр, тем сильнее искажение. Так как растровые элементы имеют разную форму (круги, бочонки, квадраты), то отношение периметра к площади для них различно. Такая зависимость приводит к нелинейным искажениям, на рисунке не показанным.

Прямая в третьем квадранте служит для переноса зна­чений с оси ординат во втором квадранте на ось в четвертом квадранте, в котором получена градационная кривая SД (dop).

Градационные возможности полукосвенного процесса иллюстрируются системой графиков, показанных на рис. 16.11. В первом квадранте дана градационная кривая оптического изображения. По оси ординат отложены не ло­гарифмы освещенностей, а логарифмы экспозиций (lg H = — lg Е + lg t). Это сделано для сокращения системы:



Рис. 16.11. Система графи­ков формирования растро­вого диапозитива в полукос­венном процессе



Рис. 16.12. Система графиков фор­мирования градации растрового негатива в косвенном процессе

форма первого графика не изменяется от прибавления по­стоянной величины (t = const). Он только смещается на ? lg t (пунктирная кривая). Во втором квадранте — ха­рактеристическая кривая негативного материала. В за­висимости от выдержки (т. е. положения первой кривой) используется та или иная ее часть. В третьем квадранте кривая растрирования негатива, которая имеет тот же смысл, что и кривая растрирования оригинала (рис. 16.10, первый квадрант). Таким образом, возможности изменения града­ции растрового диапозитива (четвертый квадрант) путем изменения условий проведения фотографического процес­са остаются ограниченными, но облегчается ручная или фотомеханическая ретушь, поскольку число звеньев гра­дационной цепи возрастает.



Градационная схема косвенного процесса показана на рис. 16.12. Чтобы получить возможность представить ее в четырех квадрантах плоскости, некоторые элементарные графики пришлось объединить. Так, в первом квадранте приведена кривая, которая есть результат объединения пер­вого и второго графиков рис. 16.11. Во втором квадранте представлен график Dн (Dд), форма которого определяет­ся рассеянием света в копировальной системе, выдержкой и формой характеристической кривой позитивного матери­ала. В третьем квадранте — кривая растрирования. Фор­ма градационной кривой растрового цветоделенного нега­тива (четвертый квадрант) определяется условиями проведе­ния предыдущих процессов. Как видно, и в этом случае ра­дикальные изменения в градацию можно вносить только на фотографической стадии путем ретуши или градацион­ного маскирования.

Копии на формном материале. Градационные соотноше­ния в копировальном процессе менее изучены, чем в фото­графическом. Известно, что результат копирования зависит от резкости растровых элементов копируемого изображения. Эта зависимость носит тот же характер, что и при копирова­нии на обычный фотографический материал. Так же влияет и выдержка. Разница состоит только в том, что светорас­сеяние в копировальном материале, как правило, меньше, чем в эмульсионном слое фотографического материала: ко­пировальный слой более прозрачен. Поэтому выдержка влияет на результат копирования меньше, чем при воспро­изведении растрового негатива на позитивной пленке.

Существуют два метода копирования: негативный (ко­пируется негатив) и позитивный (копируется диапозитив). В первом случае закономерности те же, что и при получе­нии диапозитива с растрового негатива: элементы расширя­ются с увеличением выдержки. Во втором случае при воз­растании выдержки происходит уменьшение площадей эле­ментов. Это приводит к падению контраста не в результате относительно большого увеличения площадей мелких эле­ментов, а вследствие уменьшения размеров крупных эле­ментов.



Приращения площадей зависят не только от выдержки, но и от линиатуры растра. Изображение, полученное е ра­стром высокой линиатуры, искажается сильнее, чем грубо-растровое. Это следует из большого относительного расши­рения мелких элементов.

Для получения устойчивых элементов копируют несколь­ко дольше, чем это необходимо для получения только види­мых элементов. Поэтому некоторое расширение элементов копии относительно просветов копируемого изображения неизбежно. Однако оно невелико. Считается, что даже в случае не вполне резких элементов в растре в 48—60 лин/см прирост линейных размеров на копии составляет около 5 %, а при растрах до 100 лин/см — около 6—7 %.

Одна из возможных градационных характеристик копи­ровального процесса показана на рис. 16.13.

Печатные формы. Процессы изготовления печатных форм многообразны.

Формы высокой печати могут быть получены в резуль­тате травления с выкрыванием или же однопроцессным спо-



Рис. 16.13. Градационная характеристика копироваль­ного процесса



Рис. 16.14. Градационная характеристика формного процесса

собом травления (без выкрывания). Выкрыванием называется защита печатающих элементов формы высокой печати от бокового подтравливання, состоящего в раство­рении в кислоте боковых стенок печатающих элементов клише. Одновременно выкрывание является способом руч­ного управления градацией формы. Травильщик закрывает те участки изображения, на которых площади печатающих элементов не должны уменьшаться. Поскольку этот процесс зависит от опыта и интуиции травильщика, указать точный вид градационной кривой клише, полученного с выкрыва­нием, в общем виде нельзя.

На рис. 16.14 показана возможная градационная кри­вая клише.

При правильном ведении процесса изготовления офсет­ных форм градация искажается незначительно. Так, на формах, полученных в результате негативного копирова­ния, площади печатающих элементов могут увеличиваться до 5 %. На формах, полученных позитивным копированием, возможно уменьшение площадей.


Хотя из этого правила есть исключения: на биметаллических формах «медь— твердый никель», изготовленных анодным травлением, возможно увеличение площадей печатающих элементов на 3—4 %. Печатный процесс. Возможности управления градацион­ными свойствами изображения в печатном процессе также невелики, за исключением высокой печати, где до некоторой степени можно регулировать градацию оттиска путем созда­ния соответствующего приправочного рельефа. В плоской офсетной и глубокой печати задача этой стадии процесса состоит в том, чтобы сохранить градационные соотношения, достигнутые в результате фотографического процесса и гра­дационной ретуши.

Остановимся на факторах, определяющих градацию от­тиска, полученного с формы высокой печати. Последова­тельность светлот в оттиске зависит в этом случае от давле­ния при печатании, количества краски, подаваемой на фор­му, скорости печатания, жесткости декеля (декель — уп­ругая прослойка, закрепляемая на печатном цилиндре или тигле печатной машины).

При слишком низком давлении оттиск получается нерав­номерным по плотности: некоторые его участки не пропеча­тываются. С увеличением давления относительно мини­мального, обеспечивающего пропечатку, растут оптические плотности оттиска за счет уменьшения площадей пробелов. Краска выдавливается за пределы очка печатающих эле­ментов формы, и площади растровых элементов увеличи­ваются .

Существует некоторый интервал допустимых давлений. Нижний предел давления — тот, который обеспечивает рав­номерные плотности оттиска, верхний — допустимое рас­ширение его элементов. Допустимый интервал давлений за­висит от жесткости и гладкости бумаги, свойств декеля и линиатуры растра.

Ореол вокруг растрового элемента, вызванный выдав­ливанием краски, при данном давлении связан с гладко­стью бумаги. На гладкой он равномерен и узок, на шерохо­ватой получается широким и бесформенным вследствие рас-плывания краски и ее впитывания в поры бумаги.


В этом случае верхний предел допустимых давлений понижается. Кроме того, степень расплывания краски, подобно от­меченному выше светорассеянию в копировальном слое, связана с отношением площади воспроизводимой детали к ее периметру. Эта зависимость приводит к ухудшению фор­мы градационной характеристики: график становится не линейным, а выпуклым.



Рис. 16.15. Градационная характеристика печатного процесса

При жестком декеле уменьшается вдавливание формы в бумагу (оборотный рельеф, или натиск) и, следовательно, уменьшается ореол. Это дает основание увеличить макси­мально допустимое давление.

Чем выше линиатура растра, тем заметнее влияет ореол на градацию оттиска и, следовательно, тем ниже минималь­но допустимое давление.

Количество краски, подаваемой на форму. Увеличение толщины красочного слоя приводит к таким же результатам, что и повышение давления. С увеличением толщины кра­сочного слоя растет оптическая плотность краски (до предела, определяемого ее подчинением закону Бугера—Ламберта — Бера). Одновременно увеличи­вается ореол выдавливания.

Важное практическое значе­ние имеет расщепление красоч­ного слоя — разделение его на поверхностный и вдавленный в поры бумаги. Эта вторая часть красочного слоя сильно рассеи­вает свет, что вызывает возрас­тание отклонений от закона Бугера — Ламберта — Бера. С уменьшением количества крас­ки, проникшей в поры бумаги, увеличиваются плот­ность и насыщенность оттиска. Запечатанная бумага впитывает краску меньше, чем незапечатанная. Поэтому цвета двух- и трехкрасочных участков оттисков насыщен­нее цветов однокрасочных.

На перенос краски влияют скорость печатания и давле­ние. При возрастании скорости перенос краски уменьша­ется, а при увеличении давления растет. Фактор скорости сильнее влияет на результат, чем фактор давления. Хотя с ростом скорости количество краски, перенесенной на бу­магу, уменьшается, но это происходит главным образом за счет ее части, впитываемой в поры, что мало влияет на плот­ности изображения и приводит к повышению насыщенности оттиска.



Типичная градационная кривая высокой печати показа­на на рис. 16.15. При рационально подобранных режимах — давлении, количестве краски, скорости печатания — иска­жения в светах и тенях оттиска невелики. Значительно воз­растают плотности только в средних тонах оттиска, и тем сильнее, чем больше натиск, который связан с факторами, указанными выше, и, в частности, с периметром растровых элементов.

Плоская печать. Тираж с форм плоской печати получают, как правило, с применением офсетного способа. Свойст­ва бумаги оказывают качественно такое же влияние на плотности оттиска и размеры растровых элементов, как и в случае, рассмотренном выше. При повышении впиты­ваемости и шероховатости бумаги происходит расплывание растровых элементов. К тому же эффекту приводит и уве­личение толщины красочного слоя. Оптимальная толщина красочного слоя на форме зависит от свойств металла, на котором образованы печатающие элементы, точнее, от его краскоудерживающей способности (наименьшая — у цин­ка, наибольшая — у меди).

В офсетной печати возможно эмульгирование краски, ведущее к тенению формы. Эмульгирование со­стоит в том, что печатная краска образует с увлажняющим раствором эмульсию краска—вода. Эмульсия смачивает пробельные элементы формы, что приводит к забиванию про­бельных элементов краской. Происходит тенение формы. Градационная кривая офсетной печати при рациональ­но выбранных режимах, как и кривая высокой печати, вы­пуклая. Однако выдавливание краски за пределы печатаю­щего элемента в средних тонах меньше, чем при высокой пе­чати (рис. 16.15). При отклонении режимов от оптималь­ных — повышении давления и толщины красочного слоя — в первую очередь уменьшаются площади пробелов в тенях, что приводит к потере теневых деталей.

Управление процессом воспроизведения. На рис. 16.16 изображена цепь элементарных градационных графиков, каждый из которых вносит вклад в формирование града­ционного графика оттиска.

Элементарные графики — звенья цепи — расположены вдоль прямой, наклоненной под углом 45° к координатным осям.


Смысл этой прямой —диагонали — проиллюстри­ руем на примере ее верхнего участка, находящегося вблизи графика I. Перенесем ось Sн в положение, указанное пунк­тиром. Это — ось ординат нового графика. На его оси абс­цисс будем откладывать также значения Sн. Тогда получим график зависимости SН от SН. Это — прямая, наклоненная под углом 45° к осям координат. Соответствующий смысл имеют и другие отрезки диагонали. Такие вспомогатель­ные графики дают возможность переносить значения вели­чин с оси ординат одного элементарного графика на ось абсцисс другого, как это сделано стрелками, изображенными сплошными линиями.

Выберем на графике I произвольную точку /. Она пока­зывает площадь растрового элемента S1н, который образу­ется, если плотность поля оригинала равна D1°р. Пользуясь графиком II, находим, что элемент негатива площадью S1н передается на копии площадкой S2К. В свою очередь, этот



Рис. 16.16. Цепь графиков формирования градации однокрасочного оттиска

элемент копии передается на форме площадкой S3ф(график III), а на оттиске (график IV) — S4отт. Пользуясь кри­вой Юла—Нилсена (график V), находим, что площадь, за­нятая элементами размера S4отт, имеет оптическую плот­ность D5отт.эф. Следовательно, сопоставляя графики I, V и VI, находим, что плотность оригинала D1ор в результате данной совокупности элементарных градационных процес­сов передается оптической плотностью D5отт.эф. Находя подобным же образом достаточное число точек градацион­ной кривой оттиска, получим график этой зависимости. Изменение положения и формы любой из элементарных гра­дационных кривых приводит к смещению градационной кривой оттиска или изменению ее формы. Это показано на примере смещения точки 4 кривой печати в положение 4'. Применяя приведенное выше построение (штриховая ли­ния—мелкие штрихи), находим, что в результате такого из­менения градационная кривая сместилась из положения 6 в положение 6'.

С. П. Миклашевский разработал метод управления гра­дацией оттиска.


Исследователь разделил звенья градацион­ ной цепи на управляемые, форму и положение которых можно изменять, и неуправляемые, форма которых неиз­менна. К неуправляемым звеньям в нашем примере отно­сятся градационные графики II — кривая копирования и V— кривая Юла—Нилсена. Управляемые кривые звенья — кривая растрирования I, форма которой зависит от ус­ловий проведения проекционного растрирования или струк­туры контактного растра, кривая печати IV, форму кото­рой можно до некоторой степени изменять, применяя сило­вую приправку. На стадии формного процесса (кривая III) также в некоторых случаях можно управлять градацией. Это относится, например, к изготовлению клише с выкры-ванием.

Принцип управления градацией оттиска показан на примере растрирования (кривая I). Пусть требуется пере­местить точку 7 градационной кривой оттиска в положение 7'. Будем считать процессы, описываемые графиками II— IV, неизменными. Управление состоит в предъявлении требований к управляемому звену (в нашем случае I), удовлетворение которых приводит к заданному результату. Из рисунка видно (построение штриховыми линиями с длинными штрихами), что смещение точки 7 в положение 7' может быть достигнуто смещением точки 8 кривой I в положение 8'. Оно (а также смещение других точек) дости­гается соответствующим выбором режимов растрирования или характеристик контактного растра.

Возможно использование нескольких управляемых зве­ньев. Процесс в этом случае аналогичен только что рассмо­тренному.

На рис. 16.16 показана схема управления градацион­ной кривой однокрасочного оттиска. Задача управления при многокрасочном воспроизведении сводится к выбору таких условий ведения элементарных процессов и управле­ния ими, которые обеспечили бы совпадение кривых


Содержание раздела

---