ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE FAKULTA STAVEBNÍ OBOR GEODÉZIE A KARTOGRAFIE KATEDRA MAPOVÁNÍ A KARTOGRAFIE Reprodukce starých map semestrální práce Jan Stranad Pavel Škréta editor: Petr Štěpančič V Praze dne 28. 5. 2008 Kartografická polygrafie a reprografie
Úvod Práce na téma reprodukce starých map byla vyhotovena v rámci předmětu Kartografická polygrafie a reprografie. Soustředili jsme se na převedení starých analogových map do digitální podoby. V následujícím textu jsou uvedeny základní informace k tématu. 1 Polygrafie Tento vědní obor se zabývá zpracováním a rozmnožováním textových, či obrazových předloh. Předlohy mohou být obrazové (kresba, fotografický snímek, vydavatelský originál), nebo textové. Obrazové předlohy se liší podle: Možnosti reprodukce Odrazné (reflexní) - předlohy na neprůsvitných podložkách (vydavatelské originály), atd. Průchodné (průsvitné) originály vyhotovené na plastové fólii, fotografické pozitivy a negativy, atd. Formy obrazu Čárové (pérové) vydavatelské originály polohopisu, výškopisu, atd. Mohou být i vícebarevné, atd. Tónové jednobarevné např. černobílé fotografie, vydavatelský originál stínovaného terénu, atd. Tónové vícebarevné barevné obrazy, staré ručně kolorované mapy, atd. Charakteru obrazu Pozitivní vykreslený obraz světlo pohlcuje a ostatní plochy světlo odrážejí, nebo propouštějí Negativní vykreslený obraz světlo propouští a ostatní místa světlo pohlcují. Fotograficky vyhotovené černobílé negativy Kartografická polygrafie se zabývá hlavně reprodukcí obrazových předloh (reprodukcí map). Předlohu tvoří dříve vydané mapy, sestavitelské originály map, kartografické originály, apod. Mohou to být i mapy vznikající přímým měřením (např. katastrální mapa). Předlohy tvoří hlavně jednobarevné čárové předlohy, v menší míře potom vícebarevné čárové předlohy, jednobarevné tónové předlohy, popřípadě vícebarevné tónové obrazy. Předlohou mohou být i barevné tisky dříve vydaných map nebo faksimilie starých mapy. Reprodukční a výrobní techniku volíme podle druhu a barevnosti obrazové předlohy. 1
2 Technologie vyhotovení reprodukčních předloh Kartografická kresba Podložkou je kreslící papír zajištěný proti srážce. Podkladem bývá světle modrá kopie vytvořená reprodukční kresbou ze sestavitelského originálu. Pro kresbu se používají plastové fólie. Kartografická rytina Používají se plastové fólie s rycí vrstvou. Některé typy rycích vrstev jsou opatřeny vhodnou kopírovací vrstvou, na níž je možno z pozitivu, nebo negativu předlohy nakopírovat obraz. Obraz se potom proryje až k povrchu plastové fólie. Do vzniklých rýh se potom zatře vhodné barvivo (např. ultralak). Pak se chemicky odstraní rycí vrstva a nakopírovaný obraz. Lepení Tato metoda se používá hlavně pro vyhotovení vydavatelského kartografického originálu názvosloví, nebo značek. Pro lepení se používají kopie popisu, nebo značek vyhotovené na slabém, nebo sloupávacím papíru (pro méně náročné práce lze použít přenos obrazu pomocí tzv. suchých obtisků). 3 Fotografické reprodukční přístroje Fotografické reprodukční přístroje se používají v případě, že potřebujeme změnit měřítko originálu. Přístroje jsou schopny zmenšit předlohu až na 20 % původní velikosti a zvětšit až dvojnásobně (200 %). Zvětšování a zmenšování přístroj provádí pomocí několika objektivů o různých ohniskových vzdálenostech jimiž lze získat různé poměry zvětšování a zmenšování. Přístroje se liší podle různých hledisek Podle polohy optické osy horizontální vertikální Podle konstrukce stativové vše je umístěno na stativu mostové vše je zavěšeno na mostové konstrukci 2
Podle umístění vzhledem k černé komoře jednokomorové přístroj je umístěn v místnosti sousedící s černou komorou dvoukomorové zadní část kamerového vozíku je umístěna přímo v černé komoře a zbývající část v sousední místnosti Podle ovládání poloautomatické plně automatické 4 Kontaktní a reflexní kopírování Tato metoda kopírování se používá pro reprodukci předloh bez změny měřítka. Předlohami mohou být vydavatelské nebo sestavitelské originály zhotovené na plastových fóliích, nebo pozitivním rytím, apod. Při kontaktním kopírování se předloha přikládá přímo na vrstvu fotografického materiálu, na který kopírujeme. 5 Skenery Další metodou reprodukce map je možnost převést starší mapy do digitalizované podoby. Tuto operaci nám umožňují zařízení, která jsou nám dobře známa pod názvem skenery. Tato zařízení nám umožňují převedení analogového obrazu do digitálního. Při skenování mapových podkladů se na zařízení volí několik zásadních nastavení, která následně ovlivní výsledný digitální obraz na jeho kvalitě. Mezi významná nastavení, která je před skenováním třeba zvolit, patří zejména rozlišení, barevná hloubka a komprese. Existuje více druhů skenerů, které dělíme do několika skupin a to podle toho, k jakým účelům jsou zkonstruovány. Další rozdělení je podle druhu skenování. Skenování Skenování je jedna z metod, jak můžeme převést text a obraz do elektronické podoby. Název této metody pochází z anglického slova scan, což můžeme přeložit do češtiny jako důkladné prohlížení. Jak už bylo dříve zmíněno, proces skenování je prováděn pomocí přístrojů, nám dobře známých pod názvem skenery. Jsou to zařízení, která jsou externě připojena na počítač. Dříve se skenery propojovaly s počítači prostřednictvím LPT (paralelní) portu. S tímto propojením se dnes už prakticky nesetkáme; technologie, která se využívá, je tzv. technologie USB. Je známa ještě jedna metoda připojení a to přes řadič SCSI (Small computer systém interface), která je velice vzácně využívána, jelikož je poměrně drahá a využívají ji jen profesionálové. Druhy skenerů 1. Ruční skener V dnešní době je tento skener už prakticky nevyužívaný. Princip tohoto skeneru je založen na přiložení skeneru na papír a přejíždění po celé ploše papíru od shora dolů. Nevýhodou tohoto skeneru je, že má příliš úzký záběr skenování, a tudíž je při skenování nutné přejíždět přes papír (formát A4) ve dvou sloupcích. 3
Kvalita skeneru je značně ovlivněna lidským faktorem,totiž pevností ruky, jíž se skenuje, a rychlostí skenování předlohy. Uživatel přejíždí po řádcích s textem. Získaná data se ukládají do paměti skeneru, nebo jsou přímo přenášena do počítače, prostřednictvím propojovacího zařízení. Výhodou tohoto skeneru je poměrně malý rozměr, který umožňuje snadné přenášení. Nejznámějším tužkovým skenerem je skener C-PEN od firmy C-Technologies. Skener C-PEN je doplněn dalšími užitečnými funkcemi, jako jsou překladový slovník, snímač čárových kódů, psaní a ukládání poznámek. 2. Plochý skener Plochý skener, též známý pod pojmem stolní skener, je zařízení ve formě kvádru, kde pod sklopnou horní částí je skleněná snímací plocha, kam se umíst uje skenovaná předloha. Pod sklem je snímací zařízení, které pomocí světelného zdroje osvítí podklad a pak ho pomocí soustavy zrcadel přesměruje na CCD snímač. Plocha stolního skeneru bývá často omezena na skenování předlohy maximálně formátu A4. Díky rozměrům a cenové dostupnosti jsou stolní skenery v dnešní době nejvyužívanější skenery jak v domácnosti tak na pracovištích. 3. Rotační skenery Rotační skenery používají fotonásobič, což je elektronka, v níž je elektrický signál mnohonásobně zesílen a pak digitalizován. Obrazová předloha se upevní na rychle rotující válec. Při jedné otáčce se snímá jeden řádek a po dosnímání tohoto řádku se válec o kousek posune. Tyto skenery poskytují velmi přesné výsledky, proto jsou značně dražší než skenery stolní, a proto se nejčastěji používají pro profesionální práce. 4. Knižní skenery Jsou to velmi drahá zařízení. Jsou primárně určeny pro skenování knih různých formátů. Skenování je maximálně automatizované a některé přístroje jsou uzpůsobeny i pro jemnou práci s historickými podklady. 4
5. Digitální fotoaparát Ač to není skener v pravém slova smyslu, ve své podstatě lze říci, že tuto funkci vlastně plní, jelikož dokáže převést obraz do digitální podoby. Na rozdíl od skenerů je zde možnost ovlivnění výsledného digitálního snímku prostředím, zejména osvětlením a použitím stativu. Obrázek 1: 3D skener Druhy skenování Skenování dané předlohy lze provést dvěma způsoby: dokument lze snímat jako obrázek nebo jako upravitelný text. Snímání jako obrázek je založeno na principu snímání jednotlivých pixelů, čímž je vytvářena přesná kopie analogového podkladu v elektronické podobě. Snímání textu je výhodné při převedení textové předlohy do elektronické podoby s následnou možností úpravy. Jde vlastně o optické rozpoznávání znaků. 6 Digitalizace a vektorizace Digitalizace je obecně převod analogového (spojitého) signálu do digitálního tvaru (do vhodné binární soustavy) resp. do nespojitého signálu. Podkladem při reprodukci starých map je originál mapy. Digitalizace se provádí skenováním, nebo vyfocením na digitální fotoaparát. Digitální obraz takto získaný se pak může otevřít v některém programu, který podporuje vektorizaci rastrových předloh (Kokeš, AutoCad, apod.). V programu se otevře vyfocený, nebo naskenovaný obraz a pomocí kreslících funkcí se překreslí do vektorové formy. Tomuto procesu se říká vektorizace. Vektorizaci dělíme na: ruční automatickou poloautomatickou 7 Závěr V dnešní době se pro reprodukci starých map používají nové metody, které umožňují získání kvalitní kopie s následnou úpravou. Reprodukce starých map je jednou z rychlých a nenáročných metod převedení map do digitální podoby, což má za následek celostátní elektronické mapové pokrytí. 5