ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE FAKULTA STAVEBNÍ OBOR GEODÉZIE A KARTOGRAFIE KATEDRA MAPOVÁNÍ A KARTOGRAFIE Reprodukce tónových předloh semestrální práce Petra Bernátková Marcela Lacinová editor: Veronika Stýblová V Praze dne 7. 4. 2011 Kartografická polygrafie a reprografie
Úvod Následující řádky pojednávají o reprodukci tónových předloh. Bude zde nastíněno, jakým způsobem se reprodukují jednobarevné i barevné tónové předlohy a jakým způsobem se tónové předlohy zpracovávají digitálně. 1 Předloha Předlohou v polygrafii rozumíme text nebo obraz, který je určen k rozmnožení. Obrazová předloha je např. kresba, malba, fotografický snímek a další grafické prvky. Tyto předlohy můžeme dělit z několika hledisek. Pro naši práci je podstatná forma obrazu, dle které se předlohy dělí na: čárové předlohy tónové předlohy jednobarevné tónové předlohy barevné V naší práci se budeme dále zabývat jen tónovými předlohami. Jednobarevné tónové předlohy jsou takové, u nichž kresba přechází plynule např. od barvy černé k bílé přes řadu stupňů šedi - je to např. černobílá fotografie, diapozitivy, negativy, v kartografické polygrafii nejčastěji např. vydavatelský originál stínovaného terénu. Mezi barevné tónové předlohy patří např. barevné obrazy, barevné fotografie, negativy, diapozitivy, barevné originály pohledových nebo panoramatických map, staré (např. ručně kolorované) mapy, barevné ortofotomapy a další. 2 Autotypie Tónovou předlohu není možné ofsetovým tiskem reprodukovat přímo. Tónový obraz předlohy musíme rozložit na různě velké puntíky, mezi nimiž prosvítá větší či menší plocha potiskovaného bílého papíru. Při dostatečné hustotě a odstupu vytvoří puntíky v lidském oku dojem tónové reprodukce. Tuto techniku nazýváme autotypie. Vynalezl ji v 19. století německý mědirytec Georg Meisenbach. Rozložení na body dosáhneme pomocí autotypických sítí. Sítě jsou dvojího druhu: odstupové (distanční, projekční) - Tyto sítě se používaly při fotografické reprodukci tónových obrazů. Jde o skleněné sítě, které jsou složené ze dvou čtvercových nebo kruhových obroušených skel, s jemně vyrytými linkami vyplněnými krycí barvou. Tato skla jsou k sobě přilepena ve vzájemném natočení o 90, takže vytvářejí křížovou síť. Tato síť se vkládala před přísavnou kazetu filmem. Film se přes síť krátce osvítil. Při osvitu se na světlocitlivé vrstvě vytvořila jádra budoucích puntíků. Tyto sítě se dnes používají jen vyjímečně. kontaktní (dotykové) - Práce s nimi je podstatně jednodušší. Jsou vytvořeny na plastových podložkách. S kontaktními sítěmi je možno vytvořit autotypický obraz 1
předlohy jak ve fotografickém reprodukčním přístroji, tak i v kopírovacím rámu. Na trh se dodávají ve dvou provedeních: šedé * negativní - pro zhotovení autotypických negativů * pozitivní - pro zhotovení autotypických diapozitivů * univerzální purpurové (tzv. magenty) - pomocí nichž lze při použití žlutých filtrů měnit kontrast zpracovávané autotypické kopie Hustota autotypických sítí se vyjadřuje počtem linek na centimetr. Platí, čím větší hustota, tím kvalitnější reprodukci získáme. Pro kvalitní reprodukci se používá hustota 48 až 54 linek/cm, kterou oko vnímá ze vzdálenosti 25 cm již jako polotónový obraz. Nadměrně husté sítě (100 až 120 linek/cm) se používají vyjímečně pro tisk na speciální papíry. Na obr. 1 vidíme porovnání odstupové a kontaktní sítě. Zatímco skleněnou odstupovou sítí prochází pouze 25 % světla, sítí kontaktní prochází cca 50 % světla. Dnes se používání autotypických sítí nahrazuje skenery, které mohou vytvářet přímo autotypický obraz reprodukované předlohy. Obr. 1: Obr. 1a) Odstupové sítě; Obr. 1b) Kontaktní sítě 3 Reprodukce jednobarevných tónových předloh U autotypických sítí prochází světlo jejich prostupnými místy a vytváří tak na fotografickém materiálu puntík. Jeho velikost je úměrná intenzitě (resp. délce působení) světla na fotografický materiál. Velikost puntíku lze upravit u distančních sítí clonou nebo vzdáleností od fotografické vrstvy (1 až 20 mm), dále také volbou ohniskové vzdálenosti objektivu. 3.1 Distanční sítě Princip vzniku autotypického puntíku u distanční sítě lze vidět na obr. 2. Tónová předloha (1) se fotografuje skrz clonu (2) objektivem přístroje (3) o zvolené ohniskové vzdálenosti f. Světelné paprsky odražené od předlohy procházejí propustnými místy distanční autotypické sítě (4) a vytvářejí na fotografické vrstvě obraz autotypického puntíku (5) s vyšším černáním v jeho středu (6, 7). 2
Obr. 2: Princip distančních autotypických sítí Při určení potřebné vzdálenosti sítě nevytváří úplný tónový rozsah předlohy zcela věrně (snižují počty stupňů šedi). Pro rozšíření stupnice tónů u stínovaného terénu se vyhotovovaly dva negativy, jeden na normálně a druhý na tvrdě pracující film. Oba negativy se skopírovaly pomocí vzájemně natočených autotypických sítí na autotypický pozitiv (tiskový podklad). 3.2 Kontaktní sítě Lepších výsledků se dosáhne pomocí kotaktních autotypických sítí. Na obr. 3 je názorně předveden princip kontaktní autotypické sítě. Obr. 3: Princip kontaktních autotypických sítí Světlo (1) dopadá stejnou intenzitou na tónovou předlohu (2), která má různou denzitu (na obrázku zvýrazněno tloušťkou). Předlohou tedy prochází různé množství světla (3), které projde kontaktní autotypickou sítí (4) a dopadá na fotografickou vrstvu (5), na níž tvoří latentní obraz budoucích autotypických puntíků různé velikosti. Při použití těchto sítí se nevytváří ostrý obraz puntíků, ale plynule přecházejí od nejtmavšího jádra do nejsvětlejších míst. 4 Reprodukce barevných tónových předloh 4.1 Barevné spektrum Pro reprodukci barevných tónových předloh používáme barevné výtažkování. Barevný vjem tisku je možno vytvořit pomocí tří komplementárních barev. 3
Obr. 4: Barevné spektrum 4.2 CMYK CMYK je barevný model založený na subtraktivním míchání barev, což je způsob míchání barev, kdy se s každou další přidanou barvou ubírá část původního světla. CMYK se používá především u reprodukčních zařízení, která barvy tvoří mícháním pigmentů (např. inkoustová tiskárna). Model obsahuje čtyři základní barvy, jsou to žlutá (Yellow), azurová (Cyan), purpurová (Magenta) a černá (black nebo také označována jako klíčová - Key). V ideálním případě by byly postačující pouze první tři barvy (model CMY), jejichž substraktivním složením dohromady by měla vzniknout černá barva. Ve skutečnosti však při použití běžných barviv vzniká barva tmavě šedivá a zároveň je na rozdíl od ostatních barev výrazně levnější, proto většina tiskových zařízení používá ještě čtvrtou černou barvu. 4.3 Princip barevného výtažkování Barevné výtažkování je založeno na subtraktivním míchání barev. Fotografujeme li barevnou tónovou předlohu postupně s použitím filtrů v základních barvách RGB (červená red, zelená green, modrá blue), obdržíme tři barevné výtažky (černobílé tónové negativy) v barvách komplementárních (doplňkových), tj. v barvách CMY: při použití červeného filtru získáme barevný výtažek pro barvu azurovou při použití zeleného filtru získáme barevný výtažek pro barvu purpurovou při použití modrého filtru získáme barevný výtažek pro barvu žlutou barevný výtažek pro černou získáme postupným fotografováním přes filtry v barvách RGB Tónový obraz těchto výtažků můžeme převést na obraz autotypický (na autotypické diapozitivy) pomocí kontaktní autotypické sítě. Přitom musíme provádět natáčení autotypické sítě, abychom zabránili tzv. moiré při tisku: 0 pro žlutou barvu 15 pro purpurovou barvu 75 pro azurovou barvu 4
Obr. 5: Barvy CMYK x RGB 45 pro černou barvu Natočení barev pro azurovou a purpurovou lze zaměnit. Obr. 6: Natočení autotypických sítí pro čtyřbarvotisk Moiré je rušivý efekt, který může pokazit kvalitu reprodukce. Má li překrytí sítí vzájemné natočení, dochází při tisku k interferenčnímu jevu (prolínání se). Překrývání dvou pravidelných obrazců, jež jsou si podobné, ale nejsou dokonale vyrovnány vede ke vzniku nežádoucích vzorů (např. barevných pruhů nebo kruhů), jak vidíme na obr. 7. Praktický postup při zhotovování barevných výtažků je však poněkud složitější. Úplné barevné spektrum obsahuje krom tří základních barev také další barvy, proto je třeba barevné výtažky po jejich převodu na autotypický obraz korigovat. To se dříve provádělo po nátisku odleptáváním puntíku na autotypických diapozitivech. Šlo zde v podstatě o zeslabování fotografického obrazu, což vyžadovalo vysokou kvalifikaci i výtvarný cit fotografů. Modernější metodou barevných korekcí je maskování, které může být: jednostupňové (metoda UCR - Under Color Removal) dvoustupňové (kompenzativní - metoda VARA) 5 Digitální zpracování V dnešní době se černobílé a barevné tónové předlohy snímají barevnými výtažkovými skenery a převádějí se do digitální podoby. 5
Obr. 7: Moiré efekt Obr. 8: Barevný výtažkový skener Na obr. 8 je vidět schéma barevného skeneru. Skenovaná předloha (3) je osvícena speciálním světelným zdrojem (1) přes modrý, zelený a červený filtr (2). Odražené světlo jde přes redukční objektiv na světelná čidla, kterými jsou buď fotonásobiče nebo CCD snímače, což jsou polovodičové prvky, které mění prošlý světelný proud na elektrický proud. Elektrický analogový signál se převede do osmibitové posloupnosti, která se přes standardní paralelní rozhraní nebo univerzální rozhraní SCSI uloží na disk počítače ve zvoleném rastrovém grafickém formátu (6). Rastrové grafické formáty popisují obraz jako posloupnost pixelů, přičemž každý pixel má jako atribut jednu barevnou informaci. Monochromatické formáty jsou jen jednobitové a mají tedy jako atribut jen bílou nebo černou. Osmibitové formáty pak mají v atributu 256 stupňů. Barevné formáty jsou pro systém RGB 24 bitové a pro systém CMYK 32 bitové. Podle konstrukce a způsobu snímání dělíme skenery na: ruční Skenerem se ručně přejíždí po podložce. Nevýhodou je malá kvalita sejmutého obrazu způsobená jak nízkým rozlišením snímače (max. 300 dpi), tak nutností přesného ovládání ze strany uživatele. Vhodné převážně pro snímání malých ploch 6
(čárové kódy apod.) plošné stolní Předloha se pokládá na skleněnou desku, pod kterou projíždí po jednotlivých řádkách strojově ovládané snímací čidlo. Formát předlohy A4, A4+ nebo A3, optické rozlišení 300 až 1200 dpi s možností SW rozlišení až na 9600 dpi. bubnové rotační Předloha je snímána na otáčivém bubnu na spirále. Vysoké optické rozlišení (až 9600 dpi). Jedná se o nejstarší metodu. Jejich nevýhodou je velká cena, složitá manipulace (předloha musí být pružná), dnes jim už velmi konkurují a vytlačují je nejvýkonnější stolní skenery. Přesto ještě mohou být používány na profesionálních grafických pracovištích na náročné úkoly. filmové - Fungují na stejném principu snímání jako digitální kamery. Umožňují rychlé nasnímání velkoformátových předloh a lze nastavit rozlišení až 800 dpi. Závěr K reprodukci tónových předloh sice dnes stále více používáme digitální skenery, ale rastrové grafické formáty přeci jen nejsou vždy výhodnější než klasické tónové předlohy. Při zvětšování naskenovaného obrazu se totiž zvětšuje i velikost pixelu a dochází tak ke zhoršení kvality obrazu a jeho detailů. Literatura MIKŠOVSKÝ, M. Kartografická polygrafie a reprografie. Praha: Nakladatelství ČVUT, 1999, 181 stran. MIKŠOVSKÝ, Miroslav. Kartografie: pro 4. ročník studijního oboru Geodézie. Praha: GKP, 1987, 210 stran. MIKŠOVSKÝ, Miroslav. Přednáška 6: Reprodukce grafických předloh [online].[cit. 2008-05-10]. URL:<http://geo2.fsv.cvut.cz/~soukup/kapr/prednasky/prednaska6. pdf> KNOPP, Tomáš. Skenery spsei.cz/soubory/skenery.ppt> [online]. [cit. 2008-05-10]. URL <http://www.epo. 7