Сканеры являются устройствами ввода информации и в этом качестве находят свое применение на этапе подготовки исходных картографических материалов для последующего составления (процесс аналогичный созданию голубых копий с помощью репродукционного фотоаппарата в традиционной технологии). При этом полностью исключаются многочисленные фото и копировальные работы, свойственные традиционной технологии картосоставления. Сканеры также используются для преобразования в цифровую форму разнообразных оригиналов (слайдов, фотоотпечатков, рисованных оригиналов и т. п.), необходимых для художественного оформлени картографических произведений.
Ведущими производителями сканеров являются зарубежные фирмы: AGFA, Heidelberg, Umax, Hewlett Packard, Microtek, Vidar, Contex и др.
В картографическом производстве могут применяться 3 типа сканеров: планшетные, барабанные и протяжные.
Выбор типа сканера определяется типом исходного оригинала и требованиями к качеству результирующего цифрового изображения.
Исходные оригиналы могут отличаться друг от друга цветовым охватом, динамическим диапазоном, размерами, формой.
Все оригиналы можно разделить на две большие группы: прозрачные и непрозрачные. К прозрачным оригиналам относятся слайды, негативы, пленки. Непрозрачные оригиналы могут быть напечатанные или изготовленные иным способом (фотографии, рисунки и другие).
Исходные оригиналы характеризуются различной оптической плотностью. Оптическая плотность D является мерой пропускания света для прозрачных объектов и отражения для непрозрачных, и определяется как десятичный логарифм величины, обратной коэффициенту пропускания г (для прозрачных оригиналов) или коэффициенту отражения p (для непрозрачных оригиналов).
; 
(2)
где Fo - падающий световой поток, F - отраженный от объекта световой поток, F - пропущенный объектом световой поток.
При оценке и выборе сканера необходимо, чтобы его динамический диапазон - разность между максимальным и минимальным значением опти-ческих плотностей - перекрывал значения диапазона оптических плотностей обрабатываемых исходных оригиналов.
Если значение динамического диапазона оптической плотности оригинала больше плотностного диапазона сканирующего устройства, то сюжетные детали, не попавшие в диапазон оптических плотностей сканера, будут представлены в виде плашек в тенях или бликов в светах. В этих сюжетных частях изображения будет нарушена градационная характеристика, частично или полностью потеряна информация.
Оптическую плотность определяют при помощи специальных приборов - денситометров. Примерный динамический диапазон оптических плотностей наиболее распространенных оригиналов приведен в таблице 1
Таблица 1
| Тип оригинала | Оптическая плотность D | |
| Нерозрачные | Газетная бумага Мелованная бумага Фотоснимки | 0,9 1,5-1,9 2,1-2,4 |
| Прозрачные | Негативные пленки Цветные слайды Профессиональные диапозитивы | 3,0-3,4 3,0-3,4 3,7-4,0 |
Наилучшими по качеству оригиналами, безусловно, являются слайды и профессиональные диапозитивы. Непрозрачные оригиналы обладают значи-тельно меньшим диапазоном оптических плотностей. При сканировании тиражных оттисков необходимо использовать функцию удаления полиграфического растра.
Другим важным моментом является выбор разрешения сканирования.
При рассмотрении такого важного критерия, как разрешающая способность устройства ввода графической информации, необходимо учитывать только оптическое разрешение. Производители и поставщики оборудования, как правило, в рекламных целях указывают и интерполяционное значение разрешения, величина которого всегда значительно превышает оптическое. Следует отметить, что интерполяция заключается в добавлении усредненных данных между ближайшими оптическими точками, что лишь добавляет в изображение цветовой шум.
Для экранного представления информации достаточным разрешением сканирования является разрешение экрана монитора - 72 или 96 ppi (для мониторов с большой диагональю).
Для подготовки карты методом ручной векторизации необходимо обеспечить разрешение сканирования 150-200 ppi.
При использовании алгоритмов автоматической векторизации необходимо подготовить растровое изображение с разрешением не менее 400 ppi.
Для полиграфического воспроизведения изображения, оптимальное разрешение R его сканирования можно высчитать по формуле:
R = kLn, (3)
где k - коэффициент качества (рекомендуемое значение от 1,5 до 2);
L - линиатура растра;
n - коэффициент масштабирования.
Еще одна важная характеристика устройства ввода - глубина цвета, характеризует возможное число различных оттенков цвета или градаций серого по каждому цветовому каналу. В разделе 1.2 нами уже рассматривалась дан-ная характеристика применительно к различным типам изображений. Так, максимальная глубина цвета соответствовала цветным изображениям - 8 бит на канал. Современные сканирующие аппараты имеют значение глубины цвета в интервале 12-16 бит на канал, что дает возможность работы в расши-ренном цветовом пространстве. На практике, из-за наличия электрического шума в обработку цвета отбираются только 8 бит на цвет. Такой подход обеспечивает передачу более точных сигналов и как следствие получение более качественного изображения.
Барабанные сканеры. В барабанных сканерах оригинал монтируется на поверхности прозрачного вращающегося барабана. Сканирующая головка имеет мощный источник света с фокусированным лучом, и фоточувствительный элемент - фотоэлектронный умножитель (ФЭУ), которые движутся вдоль продольной оси вращающегося барабана. Отраженный или проходящий световой поток попадает на ФЭУ через прецизионную зеркальную систему развертки. Накопленный ФЭУ заряд преобразуется в цифровое значение аналого-цифровым преобразователем (АЦП) высокой разрядности.
Рис. 17. Барабанный сканер
В единицу времени сканируется одна точка на оригинале. Быстродействие сканера определяется скоростью вращения барабана и заданным при сканировании разрешением результирующего изображения. Использование в качестве чувствительных элементов фотоэлектронных умножителей обеспечивает ввод широкого диапазона оптических плотностей. Так, барабанный сканер CromaGraph 3900 фирмы Heidelberg имеет динамический диапазон плотностей 4,2 D при максимальной оптической плотности Dmax=4,5D. Для барабанных сканеров характерны очень высокие оптические разрешения - 8 000 ppi и выше.
Существенным недостатком барабанных сканеров является необходимость монтажа оригиналов на поверхность цилиндра; также накладываются ограничения на гибкость и массу оригиналов.
Сканеры барабанного типа целесообразно применять в картоиздании для сканирования оригиналов с очень высоким качеством (обычно для последующего многократного увеличения). Такие работы, как правило, выполняются с привлечением оборудования сторонних организаций. Это объясняется высокой стоимостью барабанных сканеров, окупаемой только при больших объемах сканирования и высокими требованиями к квалификации оператора.
Планшетные сканеры. В планшетном сканере оригиналы размещаются в горизонтальной плоскости. Сканирующая система в качестве оптического сенсора использует линейку ПЗС. Оригинал сканируется перемещением линейки на некоторую величину (шаг выбранного механического разрешения сканера). Пучок света, отраженный от мишени через объектив попадает на ПЗС. В характеристиках планшетных сканеров параметр разрешения имеет два значения (например, 600х1200 ppi), что определяется конструкцией сканера, однако действительное оптическое разрешение определяется только числом элементов в линейке ПЗС.
Рис. 18. Планшетный сканер
В недорогих "офисных" моделях планшетных сканеров датчики ПЗС имеют низкую чувствительность и высокий уровень "шума". Такие сканеры не позволяют получить изображение с высоким качеством, однако успешно используются в картографии для сканирования исходных материалов с целью формирования растровой картографической основы.
В высокоточных сканерах на ПЗС дополнительно применяются: система зеркальной развертки по обеим координатам с компенсацией искажений по краям оригинала, несколько линеек ПЗС, стабильные по цветовой температуре осветительные лампы, многоразрядные АЦП. Такие устройства по качеству оцифровки приближаются к барабанным сканерам, но по стоимости значительно доступнее последних. Профессиональные модели планшетных сканеров имеют диапазон оптических плотностей порядка 3,7-4,0D.
Максимальное разрешение планшетных сканеров на сегодняшний день порядка 5000 ppi. Такая разрешающая способность позволяет увеличивать отсканированное изображение примерно в 15 раз без видимой потери качества.
Преимуществами планшетных сканеров являются возможность работы с оригиналами на жесткой основе, удобство монтажа оригиналов в рабочей зоне сканера и сравнительно низкая стоимость. Главным их недостатком является малый формат, что ведет к необходимости сшивки растровой основы из фрагментов.
Для сканирования прозрачных оригиналов в планшетных сканерах используются специальные адаптеры - слайд-модули. Однако для качественного сканирования прозрачных материалов используют специальные сканеры для обработки пленок и диапозитивов - слайд-сканеры, позволяющее получить качество сканирования, приближающееся к барабанной технологии.
Протяжные сканеры. Сканеры протяжного типа (ролевые сканеры) отличаются большим форматом и могут иметь ширину сканируемой области до 965 мм (длина не ограничена). Разрешающая способность таких сканеров может достигать 600 ppi при глубине цвета 24 бит, что вполне достаточно для подготовки растровой основы для полуавтоматической векторизации. Точность сканирования составляет 0,1 % от длины оригинала.
Рис. 19. Протяжной сканер
Таким образом, протяжные сканеры могут успешно применяться в картографии для сканирования самых разнообразных оригиналов, в том числе большеформатных. По стоимости протяжные сканеры располагаются между сканерами планшетного и барабанного типа.
Управление параметрами сканирования. Как уже отмечалось выше, качество сканирования зависит от типа и размера сканируемого оригинала, технических характеристик сканера, квалификации оператора, технологии сканирования и цифровой обработки оригинала. Управление параметрами сканирования следует выполнять непосредственно перед самим процессом сканирования в специальной программе, которая обычно поставляется со сканером. Это позволяет получить цифровое изображение с максимально возможным качеством для сочетания "сканер + оригинал". Для упрощения технологии сканирования финальную обработку изображения можно производить в программе обработки растровой графики Adobe Photoshop (данный подход малоприменим для сканирования высокохудожественных оригиналов). Подобная технология обладает сравнительно высокой производительностью и широко используется при подготовке сканов картографических материалов.
Принтеры
На сегодняшний день существуют следующие основные типы принтеров: матричные, струйные, лазерные, сублимационные, твердочернильные. Данные устройства отличаются друг от друга принципами работы, применяемыми технологиями печати, качеством и скоростью получения оттисков.
Из всех типов принтерного оборудования наибольшее применение в картографии сегодня находят струйные и лазерные принтеры.
Струйные принтеры. Работа струйных принтеров основывается на создании с помощью нагрева или пьезоэлектрического эффекта мельчайших капелек жидкого красителя, которые затем переносятся на запечатываемый материал. Цветная печать в струйных принтерах осуществляется обычно 4-мя (стандартная триада) или 6-ю (плюс светлоголубая и светло-пурпурная) красками. Однако, поскольку такие красители по своему химическому составу отличаются от офсетных печатных красок, то спектральные характеристики у них не совпадают. Чернила струйных принтеров растекаются по поверхности запечатываемого материала, что отрицательно влияет на качество изображения.
В настоящее время струйная печать постоянно совершенствуется, так разработаны технологии, позволяющие регулировать размер капли, созданы устойчивые к растеканию пигментные чернила и специальные впитывающие запечатываемые материалы, что значительно повышает качество струйной печати.
Рис. 20. Струйный принтер Epson Stylus Photo 1290
По качеству и стабильности работы струйные принтеры можно подразделить на цветопробные и офисные.
В картографическом производстве офисные струйные цветные принтеры могут использоваться для выполнения промежуточных корректурных оттисков. Разрешающая способность офисных струйных принтеров варьируется от 300 до 600 dpi, а у цветопробных струйных принтеров может достигать 2800 dpi.
Фирмой Adobe Systems Inc разработано программное обеспечение Adobe PressReady, позволяющее улучшить параметры печати определенных моделей офисных принтеров (например, Epson 870, Canon BJC-8500, HPDeskJet 1220C и других). Отпечатки, выполненные на струйном принтере, совместимом с программным обеспечением Adobe PressReady могут использоваться для подбора цветов, особенно при создании таких сложных по фоновой окраске карт, как почвенные, геологические и т.п.
Цветопробные струйные принтеры могут использоваться для печати красочной пробы, о чем будет говориться в разделе 2.4.
Лазерные принтеры. В основе работы лазерных принтеров лежит принцип электрографии. Поверхность светочувствительного барабана сначала заряжается в электрическом поле коронного разряда. Затем с помощью лазерного луча некоторые участки поверхности разряжаются, создавая скрытое изображение, проявляемое далее тонером одного из цветов CMYK. При последовательном наложении всех четырех цветов создается полноцветное изображение, переносимое затем на запечатываемый материал. На завершающей стадии тонер припекается к поверхности запечатываемого материала (бумаге, пленке).
Рис. 21. Лазерный принтер Lexmark Optra E310
Разрешающая способность лазерного принтера может достигать 2400 dpi. В картографическом производстве лазерные принтеры могут использоваться для выполнения штриховой пробы и промежуточных корректурных оттисков, а также для печати небольшими тиражами (несколько десятков экземпляров) карт малого формата.
Фотонаборные комплексы
Получение пленочных фотоформ в компьютерной технологии осуществляется при помощи фотонаборных комплексов. Фотонаборный комплекс обычно формируется из растрового процессора, фотонаборного автомата и процессора для обработки экспонированной пленки.
Фотонаборный автомат (ФНА) - это лазерное экспонирующее устройство, которое записывает битовую карту изображения, полученную с растрового процессора на черно-белую светочувствительную пленку в соответствии с выбранным разрешением и апертурой лазерного пятна.
ФНА позволяют выводить позитивное или негативное, прямое или обратное цветоделенное изображение на пленке или полиэстровых формах.
В настоящее время существует два основных типа фотонаборных автоматов: ролевые (капстановые) и барабанные. Они различаются по точности и, следовательно, по качеству выводимых пленочных фотоформ.
Ролевые ФНА. В ролевых (капстановых) фотонаборных автоматах фоточувствительный материал перемещается в фокальной плоскости параллельно каретке с вращающейся призмой. При вращении призмы лазерный луч движется по фотоматериалу в направлении, перпендикулярном направлению движения пленки. При этом за один проход экспонируется одна линия точек по всей ширине фотоматериала. Затем происходит смещение пленки на шаг и экспонирование следующей линии
Ширина выводного формата ролевых устройств обычно не превышает 400 мм, поскольку при большем формате наблюдается эффект увеличения диаметра пятна экспонирования по краям фотоматериала за счет расфокусирования системы при больших углах наклона лазера.
Рис. 22. Барабанный ФНА Agfa Avantra 25E
Достоинствами ролевых ФНА являются: скорость экспонирования; большая, чем у барабанных ФНА длина вывода; относительно низкая стоимость. К недостаткам относятся неравномерность механической протяжки пленки, невысокая повторяемость (20 мкм), невысокая точность позиционирования лазера, большой диаметр лазерного пятна, нелинейность записи вследствие геометрических искажений.
Барабанные ФНА. В ФНА барабанного типа запись производится на неподвижный материал, расположенный с вакуумным прижимом внутри полого, незамкнутого цилиндра. Экспонирующая система при этом перемещается вдоль оси симметрии барабана, а вращающаяся призма обеспечивает позиционирование луча поперек направления движения оптической системы, по радиусу барабана. За счет этого достигаются высокие значения точности позиционирования луча и повторяемости отпечатков по всему формату.
Основные недостатки барабанной технологии: меньшая скорость записи, высокая стоимость. Достоинствами являются точность позиционирования, высокая повторяемость 5 мкм, линейность передаточной функции.
Растровый процессор. Растровый процессор (RIP - Raster Image Processor) предназначен для преобразования файла печати, созданного при помощи прикладных программных средств, в файл растрового формата и передачи этого файла на ФНА. Языком описания страниц используемым в полиграфии является Adobe PostScript. PostScript практически является отраслевым стандартом и используется также в лазерных принтерах; системах СТР (Computer to Plate), осуществляющих прямое экспонирование печатных форм; цифровых печатных машинах и поддерживается программными продуктами, предназначенными для допечатной подготовки.
Кроме обычного, амплитудно-модулированного формирования растровых ячеек с получением полутонового растра, может применяться способ частотно-модулированного формирования растровых ячеек (стохастическое растрирование).
Проявочная машина. Существенное влияние на качество и производительность работы фотовыводного комплекса оказывает проявочная машина - специальная установка, автоматизирующая процесс обработки фотоматериалов (рис. 23).
Рис. 23. Проявочная машина Devotec MT 28
Наиболее распространены проявочные машины, работающие независимо от ФНА; сначала экспонируется весь требуемый фотоматериал, а затем кассету с пленкой загружается в проявочную машину, где происходит ее обработка.
В конструкции ряда аппаратов есть возможность подключать проявочную машину непосредственно к ФНА. При этом процесс экспонирования одной формы и проявка другой происходит параллельно, что ведет к сокращению отходов пленки и затрачиваемого времени.
Устройства цветопробы
Завершающим этапом подготовки к изданию проектируемой карты является изготовление красочной пробы.
Выполнение красочной пробы при подготовке карты к изданию преследует три основные цели:
1. Своевременное осуществление цветокоррекции изображения.
2. Предъявление результата работы в контрольную редакцию или заказчику до печати тиража с целью согласования содержания и оформления карты.
3. Передача в качестве контрольного образца в печатный процесс для обеспечения возможно более близкого соответствия тиражных оттисков замыслу авторов.
Также по цветопробному оттиску возможно отследить возникновение муара, оценить качество изготовления фотоформ, проверить специальные установки, вносимые в процессе компьютерного цветоделения: перекрытия цветов, треппинг и другие.
В настоящее время существуют четыре способа изготовления красочной пробы: офсетная печать на пробопечатном станке; аналоговая проба с цветоделенных пленок; цифровая проба на принтерах; цифровая проба с имитацией растра.
Офсетная цветопроба. По соответствию результатов цветопробы тиражному оттиску, печать на пробопечатном станке можно считать близкой к идеалу - не воспроизводятся лишь индивидуальные особенности печатной машины, на которой будет производиться тираж. Однако этому способу присущи низкая технологичность, высокая трудоемкость, малая оперативность и высокая стоимость оттиска.
Аналоговая цветопроба. В аналоговых системах изготовление цветопробы выполняется с готовых фотоформ. Аналоговые цветопробы производятся несколькими фирмами, среди которых наиболее известны DuPont, Kodak, Imation и Agfa.
Принцип работы подобных систем рассмотрим на примере оборудования DuPont Cromalin Studio.
Комплект состоит из трех элементов - ламинатора, копировальной рамы и печатного пресса. Изготовление цветопробы производится в несколько этапов (рис. 24).
Рис. 24. Этапы выполнения аналоговой цветопробы
На первом этапе на лист плотной бумаги - основы со специальным покрытием - с помощью ламинатора наносится слой светочувствительного материала с защитной пленкой сверху. Затем поверх защитной пленки крепится фотоформа. Получившиеся слои помещают в копировальную раму, и производится кратковременная (от 5 до 30 секунд) экспозиция с помощью ультрафиолетового источника света. Происходящий при этом фотохимический процесс является основой формирования изображения. Светочувствительный слой, который был клейким по всей поверхности до экспонирования, задубливается, то есть теряет клейкость в тех местах, где на него попал свет (на прозрачных местах фотоформы). Там же, где свет был перекрыт элементами изображения - растровыми точками, задубливания не происходит.
После экспонирования фотоформа снимается и с ее поверхности удаляется защитная пленка. Бумага с воспринявшим изображение светочувствительным слоем пропускается через печатный пресс, где по ней прокатывается покрытая слоем пигмента фольга. В результате слабо держащийся на поверхности фольги пигмент прилипает к оставшимся клейкими незадубленным элементам. В результате, на участках бумаги, соответствующих черным местам фотоформы, создается изображение.
Для получения цветного изображения описанный выше процесс повторяется 4 раза. Каждый раз берется и фольга с соответствующим пигментом. Совмещение красок производится вручную. После нанесения последней краски готовый оттиск покрывается защитным ламинатом что обеспечивает устойчивость к внешним воздействиям.
Аналоговое цветопробное оборудование обеспечивает хорошее совпадение с цветом офсетного оттиска. При этом полностью контролируется качество готовой фотоформы: цвет, качество растрирования векторных элементов, специальные установки, качество совмещения красок. Возможен переход на любой иной набор цветов
Недостатками способа являются: высокая себестоимость оттиска и трудоемкость его изготовления, влияние квалификации оператора на итоговый результат, невозможность работы на тиражной бумаге и невозможность настройки на параметры конкретного печатного процесса.
Таким образом, основные достоинства аналоговой цветопробы по сравнению офсетной печатью на пробопечатном станке - оперативность и экологичность.
Цифровая проба с физическим носителем. Цифровая цветопроба выполняется при помощи цветного принтера, который должен иметь достаточную пространственную и цветовую разрешающую способность, широкую зону цветового охвата и встроенную систему управления цветом, обеспечивающую калибровку системы под реальный офсетный печатный процесс.
Достаточным качеством для выполнения цветопробы могут обладать принтеры четырех систем - струйные, сублимационные, лазерные и принтеры на твердых чернилах.
Принтеры на твердых чернилах и лазерные принтеры пока не получили широкого распространения в качестве цветопробных устройств.
Струйные цветопробные принтеры имеют развитую систему управления цветом. Это дает возможность имитировать практически любой четырехкрасочный офсетный печатный процесс при относительно низкой стоимости оттиска и приемлемой скорости печати.
Основными недостатками струйной технологии печати являются: растекание краски по запечатываемому материалу, приводящее к плохой передаче векторных элементов изображения (особенно мелкого текста) и незначительному снижению четкости растрового изображения. Большинство струйных принтеров печатает воднорастворимыми красками, что требует дополнительного ламинирования оттисков.
В сублимационном принтере печать осуществляется за счет испарения красителя с лавсановой пленки и конденсации паров краски в специальном покрытии бумаги. Ширина печатающей головки равна ширине бумажного листа, поэтому одновременно печатается целая строка изображения. После печати одной краски, лист смещается к началу изображения, а красящая лента перематывается к началу зоны, содержащей следующий цвет.
Количество краски, попавшей на бумагу, зависит от продолжительности нагрева печатного элемента; поэтому в сублимационных принтерах каждая точка изображения может иметь произвольное количество градаций цвета, чем обусловлена отличная цветопередача при достаточно высокой разрешающей способности (обычно 300 dpi при 16 млн. уровней цветности в каждой точке - 256 по каждому цветовому каналу). Сублимационная печать характеризуется очень хорошей тонопередачей при невысокой, по сравнению с аналоговой цветопробой, цене отпечатка, который по своей структуре схож с полутоновой фотографией, т.к. отсутствует видимая структура изображения.
Основной недостаток сублимационных принтеров - снижение разрешения полутоновых изображений по сравнению с офсетной печатью вследствие рассеяния красителя в процессе переноса, более высокая, чем у струйных принтеров стоимость оттиска и невозможность печати на обычной бумаге.
Достоинствами рассмотренных выше систем цифровой пробы являются: оперативность, экологичность, удобство в работе, относительно низкая стоимость изготовления пробы, возможность устранения ошибок на ранних этапах.
Недостатками цветопробы на принтере являются: невозможность имитации офсетного растра; отсутствие контроля качества фотоформ так как цифровая проба делается до их получения; несовпадение с цветовым охватом офсетной машины на тиражном носителе.
Цифровая проба с имитацией растра. Появление технологий печати без фотоформ привело к созданию принципиально новых систем цветопробы. К ним относятся, например, TrueRite 1080 фирмы Dainippon Screen, Kodak Approval и Presstek PEARLhdp. Как формируется цветное изображение, рассмотрим на примере TrueRite.
На внешней стороне специального барабана последовательно размещаются и равномерно прижимаются с помощью вакуума тонкие листы металлической фольги (основы будущего изображения) и лавсановой пленки с пигментом. При вращении барабана, под действием лазера пигмент расплавляется и переходит на металлическую фольгу, образуя растровые точки. После записи первой краски лавсановая основа с остатками краски снимается автоматически и удаляется из машины. На цилиндр поверх фольги с первым слоем многоцветного изображения крепится следующая цветная пленка, после чего процесс повторяется.
Фольга с перенесенными на нее четырьмя цветными изображениями извлекается из экспонирующей секции и вместе с листом бумаги-основы, покрытым специальным легкоплавким слоем, попадает в ламинатор. Зарядка фольги и бумаги в ламинатор - единственная ручная операция в процессе изготовления пробы. В ламинаторе происходит термоперенос пигмента с фольги на бумагу. В результате переноса получается изображение, практически идентичное ожидаемому офсетному оттиску.
Достоинства систем цветопробы с имитацией растра следующие: отсутствует этап вывода фотоформ (важно для систем прямого копирования печатных форм - Computer-To-Plate - (СТР); хорошая имитация цвета тиражного оттиска; возможность контроля качества растрирования векторных элементов, специальных установок и качества совмещения красок, экологичность.
Недостатками являются: высокая стоимость аппаратов, а также высокая стоимость оттиска, обусловленная большим количеством расходных материалов и относительно длительное время изготовления пробы.
Таким образом, исходя из особенностей существующего цветопробного оборудования, можно сделать следующие выводы по его применению в картоиздании.
- Наиболее достоверным и экономически выгодным способом выполнения красочной пробы является офсетный способ.
2. Выполнение аналоговой цветопробы не требует копирования офсетных форм и квалифицированного печатника, но такое цветопробное оборудование имеет малый формат (обычно А3-А2) и высокую стоимость отпечатка, не зависящую от тиража; также невозможна печать на тиражной бумаге.
3. Цветопроба на струйных и сублимационных принтерах не может передать характерные особенности растрированного изображения и цветопередачи тиражного оттиска.
4. Применение цифровой цветопробы с имитацией растра в настоящее время в картоиздании экономически неоправданно.
На практике, при подготовке некоторых типов атласов (например общегеографических или автодорожных), или серий карт, возможно сократить денежные и временные затраты на печать красочной пробы, применяя офсетный способ для печати наиболее сложного печатного листа атласа или одной карты из данной серии, а затем использовать для печати красочной пробы (при условии соблюдения аналогичных условий допечатной подготовки и офсетного процесса) принтеры.
Управление цветом
2.5.1. Системы управления цветом
При подготовке к изданию цветных карт с использованием компьютера возникает задача управления цветом. В технологическом процессе создания карты задействовано множество устройств: сканеры, мониторы, принтеры и другие, а также разнообразные графические программы.
Известно, что аналоговое изображение преобразуется в цифровой вид при помощи сканера и затем формируется на мониторе в цветовом пространстве RGB; принтерные же распечатки и офсетные оттиски создаются в цветовом пространстве CMYK (или CMYK+ плашечные цвета). Каждое из перечисленных устройств имеет свою цветовую гамму, область которой намного меньше визуального спектра и вносит в отображение цвета свои погрешности. Кроме того, разные прикладные программы по-разному отображают цвета, в силу различий алгоритмов. При переводе из RGB в CMYK перед выводом на печать искажения цвета неизбежны из-за несовпадения цветового охвата этих моделей.
Цель управления цветом - свести возможные искажения цвета к минимуму. Система управления цветом Color Management System (CMS) использует стандарты, разработанные Международным консорциумом по цвету (ICC). Система управления цветом основана на едином цветовом пространстве, которое обеспечивается использованием цветовой модели CIE Lab. Вторым важным компонентом CMS являются цветовые профили (профайлы) используемых устройств - файлы, описывающие соответствие цветов устройств в терминах цветовой модели CIE Lab. Модули управления цветом используют данные о цвете и информацию профилей для корректного преобразования изображений для каждого из устройств.
2.5.2. Контрольно-измерительные приборы
Для измерения и контроля цвета на разных этапах картографического производства могут использоваться контрольно-измерительные приборы: денситометры, колориметры, спектрофотометры.
Наиболее точным и универсальным цветоизмерительным прибором является спектрофотометр, который обладает и всеми функциями денситометра и колориметра. Спектрофотометр замеряет количество световой энергии, отраженной от объекта сразу в нескольких интервалах, расположенных вдоль всего видимого спектра. В результате получается сложный набор данных о цвете в виде спектральной кривой. Спектральные описания остаются неизменными на всех стадиях производственного процесса, так как являются аппаратно-независимыми. Из спектральных данных можно получить точную рецептуру красок в любом цветовом пространстве. Информацию о цвете, полученную при помощи спектрофотометра, можно затем перевести в колориметрические или денситометрические данные.
2.5.3. Калибровка издательской системы
На качество цветовоспроизведения офсетного оттиска оказывает влияние целый ряд факторов.
К факторам, влияющим на восприятие цвета на мониторе, относятся:
настройки монитора (гамма, цветовая температура);
освещение рабочего места;
профиль монитора, используемый формирующим "картинку" приложением.
Факторы, влияющие на результат офсетной печати следующие:
стабильность печатного процесса;
выбор запечатываемого материала;
правильность выполнения цветоделения;
качество подготовки фотоформ и офсетных форм.
Достижение хороших результатов при репродуцировании цветных карт возможно при учете вышеназванных факторов и управлении ими на всех технологических этапах создания карты.
Как правило, управление цветом включает в себя следующие этапы.
1. Калибровка монитора. Монитор находится в центре процесса между вводом и выводом и, как правило, калибруется в первую очередь. Калибровка производится с помощью колориметра, работающего в проходящем свете (например, Sequel Chroma Imaging), и специального программного обеспечения (например, Heidelberg View Open). Результатом калибровки является файл цветового профиля монитора в стандартном (ICC 2) формате, а также набор настроек монитора, которые после калибровки менять нежелательно. Калибровку необходимо проводить при рабочем освещении после прогрева монитора в течение 30 минут.
2. Калибровка устройств ввода. Многие производители сканеров, цифровых камер вместе с оборудованием поставляют стандартные цветовые профили, но для наиболее полного учета специфики каждого конкретного устройства необходимо создать его индивидуальный цветовой профиль.
Для создания профиля сканера необходимо отсканировать стандартный тест-объект (прозрачный или непрозрачный), используя нормальные рабочие установки устройства. Эти тестовые шкалы содержат 264 образца цвета и нейтрально серую шкалу, используя полный цветовой охват того материала, на котором она изготовлена. Система управления цветом сопоставляет сканированное изображение шкалы и измеренные спектрофотометром значения. Образец отсканированного тест-объекта изображен на рис. 25.
Рис. 25. Тест-объект (цветовая шкала)
3. Калибровка устройств вывода. Для построения профиля печатного оборудования используются тестовые файлы, содержащие таблицу тестовых полей, для каждого из которых задано соотношение CMYK. После печати оттиски промеряются спектрофотометром, и результаты вводятся в систему. В итоге генерируется ICC профиль, описывающий конкретную единицу оборудования. Профили должны создаваться для каждого сочетания и бумаги и красок.
4. Использование полученных профилей в прикладных программах. Заключается в подстановке полученных на 1-3 этапах профилей в систему управления цветом используемой программы, с указанием алгоритма визуализации. Определение способа использования профиля в приложении состоит в выборе устройства вывода, имитируемого монитором, либо в запрете этого выбора.
5. Контроль качества цветоделения. Осуществляется в случае офсетного тиражирования офсетным способом и включает в себя следующие этапы:
- Калибровка ФНА на линейность проводится с помощью вывода тестовой полосы с з