印前数字化之图像扫描

时间:2014-02-28 14:09:01来源:科印传媒《印刷技术》作者:沈志伟
  印前数字化的第一步是将模拟图像转化为数字图像,称为图像采集。图像采集常用的方法是借助扫描仪或数码相机采集模拟图像(包括彩色反转片、负片等透射稿以及彩色照片、画稿、印刷品等反射稿),然后保存成RGB或Lab图像。
  将模拟原稿数字化后得到的图像以及客户提供的数字原稿(一般为数码相机拍的数字照片)必须先进行包括分辨率、尺寸、色彩还原、特殊效果等方面的处理,然后再转换成CMYK模式,才能满足印刷要求,这一过程称为图像处理。
  经图像处理后的数字文件可直接进行数字印刷或制成CTP版再去印刷,这一过程称为图像输出,印前图像数字化流程如图1所示。
图1 印前图像数字化流程

  图像扫描色彩模式

  1.CMYK色彩模式
  CMYK色彩模式是最早使用的扫描模式,这是因为当时色彩管理技术还不成熟,还没有通过ICC特性文件进行从RGB到CMYK色彩模式转换的方法。CMYK数据是由扫描仪获取的RGB数据转换得到的。扫描得到的CMYK图像质量取决于扫描仪的硬件水平与扫描软件的分色算法,此外与操作人员的技术水平也有很大关系。同时由于CMYK色域比较小,一旦扫描完成,后期色彩修改余地很小,因此,现在一般都不采用CMYK色彩模式进行扫描。

  2.RGB色彩模式
  RGB色彩模式是目前最常见的扫描模式之一。由于扫描仪都是采用R、G、B光电器件(例如光电倍增管PMT或电荷耦合器CCD)和R、G、B滤色片,因此采用RGB色彩模式扫描得到的RGB数据是最准确、最真实的。同时,RGB色域比CMYK色域范围大,因此扫描得到的RGB图像饱和度高、层次丰富、阶调范围大。

  3.Lab色彩模式
  Lab色彩模式是高、中档扫描仪才有的一种扫描模式。Lab色空间的特点是色域范围最大,因此当Lab图像转换为CMYK图像时不会因为色彩信息不够而引起更大的色彩误差。Lab色彩信息虽然也是由扫描仪硬件得到的RGB色彩信息转换而来的,但在转变的过程中,会自动弥补滤色片与光学器件的不足。此外,Lab色彩信息独立于具体设备之外,不包含具体设备的个性化信息,这有利于保证异地扫描,以及不同档次、不同品牌的扫描仪之间扫描图像质量的一致性。
  Lab色彩模式是国际照明委员会(CIE)于1976年提出的,因此Lab色彩模式又称为CIE 1976 L* a* b*或者是CIE Lab,其中L代表亮度或者明度,a和b分别代表红/绿和黄/蓝的色彩。
  (1)Lab色彩模式的优点
  ①Lab的色域空间非常大,大部分色彩接近人的视觉感知色彩,个别色彩甚至超过人的视觉感知色彩,用Lab色彩模式来扫描质量极差的原稿是一个非常好的方法。
  ②在Lab色彩模式中,颜色和亮度是两个相互独立的对象,a、b分量可用来调整图像的色彩平衡,L分量可用来调整图像的亮度及对比度。而在RGB或CMYK色彩模式中要实现这种变换则非常困难,甚至是不可能实现的,因为在这两种色彩模式中,每个通道数据的变化都会既影响颜色又影响亮度。
  ③通过锐化L通道并模糊a、b通道,可有效降低原稿的颗粒度和杂色,改善图像质量。
  (2)Lab色彩模式的缺点
  ①大部分操作人员都是通过CMYK数据来评定图像质量的,因此,使用Lab数据调整图像时,难以推测出图像的最终效果。
  ②Photoshop中的很多功能都不适用于Lab图像。
  ③在对Lab图像进行颜色调整时不能过度,否则会超出印刷色域。

  图像扫描色彩模式应用实例

  以下是分别采用DC3900扫描仪的RGB、Lab、Lab LH(其中LH表示扫描时优化亮度和色相)色彩模式扫描IT8.7/1标准原稿(如图2)的应用实例。
图2 IT8.7/1标准原稿

  1.图像数据格式的设置与扫描
  (1)扫描模式设置
  首先设置DC3900扫描仪的扫描模式,如图3所示。
图3扫描模式设置

  (2)黑白场定标
  黑白场设置影响着图像的扫描质量,如果设置不当,扫描图像即会出现对比度不够、清晰度下降、偏色等情况。图4和图5是分别采用RGB和Lab色彩模式时的黑白场设置。

图4 采用RGB色彩模式时的黑白场设置

图5 采用Lab色彩模式时的黑白场设置
  (3)层次调整
  层次调整就是处理好图像的亮调、中间调和暗调,使图像尽可能多地再现各个层次。一般情况下,原稿的密度可以达到3.0甚至更高,而印刷品的密度只能达到1.8或2.0,也就是说印刷品的密度远达不到原稿的密度,因此层次就必然要被压缩。图6是采用RGB色彩模式时的层次曲线,图7是采用Lab色彩模式和Lab LH色彩模式时的层次曲线。
图6采用RGB色彩模式时的层次曲线
图7 采用Lab色彩模式和Lab LH色彩模式时的层次曲线
  2.扫描结果色域显示
  DC3900分别以RGB、Lab、Lab LH色彩模式扫描图像,其扫描色域如图8、图9和图10所示,其中黑色线条包围的区域为印刷色域,可明显看到,Lab图像的色域大于RGB图像的色域,而Lab LH图像的色域又明显大于Lab 图像的色域。
 图8 RGB图像色域
图9 Lab图像色域
 图10 Lab LH图像色域

  3.采用不同扫描模式的图像处理方法
  下面,笔者以IT8.7/1标准原稿中的灰梯尺为例(如图11),说明采用不同扫描模式的图像处理方法。该灰梯尺分为22级,分别用GS1~GS22表示,每一级的相关数据可从IT8.7/1的数据参考文件中查到,如果用Lab值表示,其a和b值趋于0,L值分别为83、79、75、71、66、62、58、53、49、45、41、37、32、28、24、20、17、13、9、5、4、2;除此以外,在灰梯尺的左右两端,还各有一个色块,最左端是标准原稿灰梯尺中最亮即密度最小的灰阶,其L=90;最右端是标准原稿最暗的区域,即密度最大的灰阶,其L=0.7。
 图11 IT8.7/1标准原稿灰梯尺

  对CMYK图像的调整有非常经典的方法,对于灰梯尺来说可依据灰平衡数据通过调整C、M、Y的曲线完成,如图11中亮调()的CMY值分别调到4%、3%、3%左右;中间调()的CMY值分别调到49%、40%、40%左右;暗调()的CMY值调到84%、76%、76%左右。CMY调整曲线如图12所示,数值结果见图13。
 图12 CMY调整曲线
图13 CMYK图像调整前后的值

  RGB图像调整的原则是,对于中性灰要把RGB三通道的数值调整一致,即R=G=B,一般来说,浅色调(如图11中)调整为245、245、245左右;中间调(如图11中)调整为128、128、128左右;暗色调(如图11中)调整为20、20、20左右。RGB调整曲线如图14所示,调整前后的数值见图15。
 图14 RGB调整曲线
图15 RGB图像调整前后的值

  Lab图像调整的原则是,一般浅色调(如图11中)L调到97左右,相当于CMY值为3%、2%、2%左右,不要调高了,例如L=99就相当于RGB值均为253,CMY就是1%、1%、1%了;中间调(如图11中)L调到55左右;暗色调(如图11中)L调到6左右,a、b值尽量调整到趋于0。图16为Lab调整曲线,图17是Lab调整前后数值。
 图16 Lab调整曲线
图17 Lab图像调整前后的值
  4.RGB、Lab、Lab LH图像转化为CMYK图像
  由于RGB、Lab、Lab LH图像是不能用来印刷的,必须通过在色彩管理中用配置ICC特性文件的方法把这3种图像转化为CMYK图像。
  图18为ICC特性文件中的印刷复制曲线,我公司将其应用于人物、风景、油画、器物等各类图像由RGB模式到CMYK模式的转换;图19为我公司的国画、水墨画的RGB图像转换为CMYK图像时的印刷复制曲线。
图18 人物画等的印刷复制曲线
图19 国画等的印刷复制曲线

  图20中从左到右依次为RGB、Lab、Lab LH图像转换为CMYK图像后的色域,黑色线包含的区域即为印刷色域。由图可以看出,转换为CMYK图像后,原图中的色域点基本都被压缩到印刷色域内了。

 图20 从左到右依次为RGB、Lab、Lab LH图像转换为CMYK图像后的色域
  结论

  在印刷生产中,RGB图像以色域广、阶调范围大而广泛用于各类活件;CMYK图像因色域小、调整不方便,在图像采集时已基本不采用,但由于印刷时采用CMYK油墨,因此在图像输出时还必须使用CMYK图像。
  RGB和Lab色彩模式的使用还没有特别明显的规定,一般正常的原稿使用RGB色彩模式就能很好地进行图像采集和处理,但有一些特殊的原稿(例如原稿较暗、层次不分明的原稿)使用Lab色彩模式进行扫描会有比较明显的改善,目测输出图像的层次要好于RGB色彩模式。而且用Lab色彩模式调整图像也有一些独到之处,例如可用L通道调整对比度,用a、b通道调整颜色,使图像处理变得更快捷方便,另外还有很多Lab图像调整方法有待我们开发。

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