книги из ГПНТБ / Синяков Н.И. Технология изготовления фотомеханических печатных форм учебник

Глава 8

Изготовление растровой фотоформы

§ 36

Общая характеристика растрового фотопроцесса и растровой фотоформы

Процесс получения растровой фотоформы для изготовления пе­ чатных форм высокой и плоской печати представляет собой особый вид фоторепродукционного процесса и называется р а с т р о в ы м ф о т о п р о ц е с с о м . Тоновой оригинал в растровом фотопроцес­ се воспроизводится путем расчленения полутонов оригинала или про­ межуточного тонового фотоизображения на мелкие штриховые эле­ менты. В результате получают растровую фотоформу, на которой градация тонов передается благодаря разной величине растровых эле­ ментов растровых точек*. Число растровых элементов на единице площади определяется линиатурой растра. Так, например, на пло­ щади в 1 см2 растрового изображения, изготовленного с растром 40 лин/'см, содержится 1600 растровых точек, а с растром 80 лин/см_ 6400. На растровой фотоформе, так же как и на штриховой, имеются только прозрачные и непрозрачные элементы, т. е. две плотности Dm и АпіпРастровое изображение воспринимается как тоновое, в связи с тем, что величина растровых точек находится за пределами разрешаю­ щей способности глаза.

Таким образом, яркость, а при рассматривании растровых изоб­ ражений в проходящем свете, прозрачность того или иного участка растрового изображения зависит только от соотношения площадей, занятых прозрачными и непрозрачными элементами, т. е. от величины растровых точек. Чем больше площадь растровых непрозрачных эле­ ментов и чем меньше площадь прозрачных элементов, тем темнее данный участок растрового изображения, и наоборот.

Конечная цель воспроизведения тонового оригинала — получение растрового печатного оттиска — репродукции. В данном случае имеют­ ся в виду печатные оттиски высокой и плоской печати, так как раст­ ровые фотоформы, если не считать глубокой автотипии, предназна­

чаются для изготовления печатных форм именно этими способами печати.

Так как растровая фотоформа, так же как и штриховая, должна обладать копировальной способностью (§ 27), то для копировального процесса принимаем допущение, что на ней имеются только абсолютно

*Следует иметь в виду, что понятие «растровая точка» несколько условно. Когда говорят о растровой точке, то обычно подразумевают печатающий растровый элемент, однако отдельно стоящие растровые элементы, которые можно назвать растровыми точками, имеются только в светлых и средних полутонах. Дальше печатающие растровые элементы соединяются друг с другом и между ними обра­ зуются уже отдельно стоящие пробельные растровые элементы, уменьшающиеся по величине по мере перехода от средних полутонов к темным.

90

непрозрачные (Dmax = <х>) и абсолютно прозрачные (Dmin = 0) элементы. Такое допущение возможно в связи с тем, что для копирования на слое очувствленного полимера пригодны только такие растровые фо­ тоформы, которые обеспечивают на копии полное световое дубление слоя под прозрачными элементами и сохранение растворимости копи­ ровального слоя под непрозрачными. Поэтому градационная переда­ ча на копии зависит не от абсолютных значений Dmax и Dmin, а от соотношения площадей прозрачных и непрозрачных элементов раст­ ровой фотоформы. Таким образом, градационная характеристика ра­ стровой фотоформы, копии и печатной формы определяется соотно­ шением площадей растровых элементов. На растровой копии это бу­

площадей печатающих и пробельных элементов. Отсюда следует, что градационная характеристика растровых фотоформ, копий и печат­ ных форм не может основываться на оптических плотностях.

Что же касается растрового печатного оттиска, то его градацион­ ная характеристика определяется уже теми полутонами, которые по­ лучаются от суммарного зрительного восприятия мелких штриховых элементов. При этом полутон зависит не только от соотношения пло­ щадей печатных и пробельных элементов, но и от оптических явлений, имеющих место на растровом печатном оттиске.

На современном уровне развития полиграфического воспроиз­ ведения тонового оригинала в высокой и плоской печати имеются четыре метода получения растрового изображения, из которых сле­ дующие три метода относятся к растровому фотопроцессу: 1) посред­ ством переменной освещенности, создаваемой на поверхности фото­ слоя за проекционным растром; 2) посредством переменной оптической плотности растровых элементов контактного растра; 3) посредством переменной светочувствительности растровых элементов растрированной фотопленки. Собственно и в первом, и во втором методе исполь­ зуется переменная освещенность, но в первом случае это происходит из-за сложного хода лучей света через прозрачные ячейки растра, удаленного от фотослоя на небольшое расстояние; во втором случае переменная освещенность растровых элементов возникает в резуль­ тате изменяющейся оптической плотности элементов контактного ра­ стра от их центра к краям. Четвертым методом, исключающим фоторепродукционный и копировальный процессы при изготовлении форм

вляемого при фотоэлектрогравировальном способе изготовления фо­ томеханической печатной формы (§77).

При изучении растрового фотопроцесса его следует рассматривать состоящим из двух частей: 1) образования растрового элемента и

2)растровой градационной передачи. Однако при этом нужно иметь

ввиду, что обе части связаны между собой, так как условия образо­ вания растрового элемента, т. е. параметры и режимы растрового фо­ топроцесса, определяют градационную характеристику получаемого растрового изображения.

91

§37 Растровая плотность

Рассмотренные выше особенности воспроизведения тонового ори­ гинала в высокой и плоской печати требуют введения новых, отлич­ ных от общефотографических, понятий и величин, позволяющих ха­ рактеризовать градационную передачу на всех этапах растрового репродукционного процесса — от фотографирования тонового оригина­ ла до получения печатного оттиска. К этим новым понятиям и величи­ нам, которые, в отличие от общефотографических, назовем растровыми,

Растровый коэффициент отражения рр, которым нужно пользо­

ваться для растровых копий и печатных форм, определится такими же соотношениями.

Тогда растровую плотность Dp по аналогии с оптической плот­ ностью можно выразить так

ßp = — lgTp = — lg рР; Z> = lgOp.

Отсюда взаимосвязь между площадями растровых элементов и растровыми плотностями будет иметь вид

° Т

За единицу площади растрового изображения принимается пло­

92

ванной фотопленки h равно расстоя­

нию между центрами двух соседних точек наименьшей чувствитель­ ности. Для фотоэлектрогравировальной машины d — шаг резца (рис. 23,3).

Так как линейную частоту растровых элементов, независимо от применяемого инструмента растрирования, определяют его линиатурой, т. е. числом линий на сантиметр, то период растра (в милли­ метрах) представляет собой частное от деления 10 мм на число линий или растровых элементов

К)

h - I ’

где / — линиатура растра.

Чтобы рассчитать растровую плотность, необходимо прежде все­ го измерить площадь растрового элемента.

Форма растровых элементов на растровом изображении различна для разных его площадей и зависит от того, что представляет собой растровое изображение— негатив или позитив. Поэтому при проме­ рах разных полей растровой шкалы выбирается та форма растровых элементов, которая позволяет наиболее точно вычислить площадь растрового элемента.

До смыкания растровых точек измеряют темные (непрозрачные) круглые или квадратные растровые точки и растровую плотность рассчитывают по формулам (1) и (2) табл. 7.

После смыкания темных (непрозрачных) растровых точек изме­ ряют светлые (прозрачные) круглые или квадратные растровые точ­ ки и расчет растровой плотности производят по формулам (3) и (4) табл. 7.

В этом случае dT— диаметр темной (непрозрачной) круглой раст­ ровой точки; Ьт— сторона темной (непрозрачной) квадратной растро­ вой точки; d6— диаметр светлой или прозрачной круглой растровой точки; Ь6 — сторона светлой (прозрачной) квадратной растровой точки.

Размер растровых элементов можно определить одним из четырех способов.

1. Изменение диаметра или стороны растровых элементов либо непосредственно на матовом стекле микрофотоустановки в проходящем или отраженном свете в зависимости от того, в каких условиях рас­ сматривается растровое изображение, либо на фотоотпечатке, полу­ ченном съемкой на микрофотоустановке измеряемого участка раст­ рового изображения. Измерение производят при 60— 100-кратном увеличении.

93

2. Измерение растровых плотностей заранее изготовленными шка лами-шаблонами, на которых на прозрачной подложке нанесены кон­ турные очертания растровых элементов (растровых точек) разной фор­ мы и величины. Рядом с ними обозначены значения растровых плот­ ностей. В этом случае отпадает необходимость производить расчет

Таблица 7

по приведенным выше формулам, так как значение растровой плот­ ности отсчитывается непосредственно на шкале. Растровые плот­ ности по формулам рассчитывают только при эталонировании шкалшаблонов во время их изготовления.

3.Определение площади растровых элементов по числу клеток мелкой прозрачной сетки, накладываемой на увеличенный участок растрового изображения.

4.Взвешивание фотоотпечатка на фотобумаге увеличенного участ­ ка растрового изображения до и после вырезания из него темных или светлых растровых элементов. Отношение веса вырезанных элементов

квесу всего фотоотпечатка дает значение относительной площади,

занятой темными (S°TH) или светлыми (Sg™) растровыми элементами. Наиболее распространен второй метод, так как использование шкал-шаблонов дает возможность быстро и с достаточной точностью

получать значения растровых плотностей.

Некоторые исследователи, особенно за рубежом, характеризуют растровые изображения не растровой плотностью, а растровым тоном, который выражают процентом заполнения площади темными или

94

непрозрачными растровыми элементами. Несмотря на то, что такой метод обладает некоторой наглядностью, однако лучше пользоваться растровыми плотностями для сопоставимости с оптическими плотно­ стями полутоновых изображений.

§38 Образование растрового элемента

В практике растрового фотопроцесса в настоящее время широко используются два метода получения растрового изображения посред­ ством переменной освещенности и переменной плотности. Третий метод — получение растрового изображения посредством переменной светочувствительности — до настоящего времени не получил широ­ кого применения.

П е р е м е н н а я о с в е щ е н н о с т ь создается на фотографи­ ческом слое растром, называемым проекционным вследствие того, что во время фотографирования он находится на определенном расстоя­ нии от поверхности фотослоя на пути лучей света, проходящих через объектив и образующих на поверхности фотослоя за каждой ячейкой растра световые растровые элементы.

Ход лучей света в камере репродукционного фотоаппарата при включении на их пути проекционного растра показан на рис. 24. При прохождении через растровое отверстие лучи света образуют световой конус, основание которого находится в плоскости фотослоя,

т о м , неравномерна, она изменяется — убывает от центра к краям. Это и есть та переменная освещенность, которая лежит в основе раст­ рового фотопроцесса, т. е. получения растрового изображения. Пере­ менная освещенность является регулятором размера растровых эле­ ментов в зависимости от оптической плотности разных участков то­ нового оригинала, фотографируемого через растр. Переменную освещен­ ность можно изменять в нужном направлении. Как будет видно в дальнейшем, это и лежит в основе управления растровым градацион­ ным процессом.

95

Переменная освещенность создается на фотослое и под контактным растром, но здесь она зависит только от переменной плотности элемен­ та растра, т. е. у серого контактного растра она присуща данному ра­ стру, у пурпурного растра переменная освещенность может в опре­ деленных пределах изменяться светофильтрами.

При пользовании проекционными растрами переменная освещен­ ность создается на фотослое непосредственно световым конусом, но образование ее представляет собой более сложное явление, чем у кон­ тактного растра. Образование переменной освещенности на фотослое за прозрачной ячейкой проекционного растра объясняется дифрак­ цией света на грани ячейки и затемнением света, проходящего через отверстие диафрагмы, непрозрачными линиями проекционного раст­ ра (рис. 24). В точку а попадает весь свет, прошедший через диафрагму. Здесь имеет место 100%-ная освещенность. В точке б половина проек­ ции диафрагмы затеняется непрозрачным элементом растра, следова­ тельно, в это место попадает только 50% прошедшего через диафрагму света. В точке в нулевая освещенность, так как вся проекция диаф­ рагмы затенена непрозрачным элементом растра. Здесь лежит гра­ ница светового растрового элемента. Так постепенно освещенность его уменьшается от центра к краям, т. е. имеет место переменная освещенность.

Роль дифракции света заключается не только в образовании пере­ менной освещенности, но и в увеличении размеров светового растро­ вого элемента по сравнению с его размерами, получаемыми при гео­ метрическом построении. Размер светового растрового элемента уве­ личивается благодаря дифракции света в зависимости от линиатуры растра по следующей формуле:

2Х

к

sin а = — .

а

Видно, что чем больше линиатура растра (уменьшается а), тем боль­ ше увеличивается размер светового растрового элемента ■благодаря дифракции. Так, при проекционном растре в 20 лин/см диаметр све­

Из рис. 24 видно, что при данном положении справедливо сле­

9 6

На рис. 25 показаны схемы влияния изменения переменных вели­ чин на размер основания светового растрового элемента. Уменьшение диаметра диафрагмы или уменьшение расстояния растра от фотослоя приводит к уменьшению светового растрового элемента (рис. 25,

Таблица 8

1,2). Уменьшение растяжения камеры приводит к увеличению свето­ вого растрового элемента (рис. 25, 3). Но при изменении переменных факторов наряду с изменением величины светового растрового эле­ мента изменяется и распределение освещенности на его площади. Это, как увидим дальше, весьма важное свойство проекционного растра.

более крутой. При этом в центре светового растрового элемента появи­ лась равноосвещенная площадка с относительно наибольшей осве­ щенностью, чем вся остальная площадь светового растрового элемен­ та. Вследствие этого в центре растровых элементов на негативе из­ готовленном при данном режиме (К>1), образуется равноплотная площадка, называемая ядром растровой точки. При /С<1 световые раст­ ровые элементы своими краями накладываются друг на друга, про­ филь освещенности относительно пологий, а световой конус имеет

Рис. 27 Схема построения светового растрового конуса:

а — при К = 1 ; б —при К > 1 ; в — при К < 1

98

острую вершину. Понятно, что, переходя от одного значения К к другому, можно получать большее или меньшее сцепление световых растровых элементов, большую или меньшую крутизну профиля осве­ щенности, большее или меньшее ядро растровой точки.

Практическое значение приведенных положений состоит в том, что от режима растрового фотопроцесса, который, как видим, опреде­ ляется значением К, зависит градационная характеристика растрового негатива. Чем больше К, а следовательно, чем меньше d или г, тем меньше контраст растрового негатива и тем плотнее и резче растровая точка в тенях. Чем меньше К, а следовательно, чем больше d или г, тем больше контраст растрового негатива, тем крупнее растровая точ­ ка в тенях и тем больше сцепление растровых точек в светах.

Из предыдущего (§ 37) известно, что растровая плотность зависит от соотношения непрозрачных и прозрачных растровых элементов, а это соотношение в растровом фотопроцессе, как видим, определяется значением коэффициента К ■Но градация растрового негатива зависит от того, какими величинами растровых плотностей переданы на растро­ вом негативе оптические плотности тонового оригинала. Отсюда сле­ дует основное положение проекционного растрового процесса о том, что градационная характеристика растрового негатива определяется выбором К ■ В этом и заключается связь образования растровых эле­ ментов с градационной передачей в растровом фотопроцессе.

Нормальные точки в светах и тенях растрового негатива можно получить с режимом растрового фотопроцесса, при котором /(=0,9, т. е. с одной диафрагмой и одним растровым расстоянием. Однако та­ кой режим в большинстве случаев не может обеспечить требуемую гра­ дацию растрового негатива по всей шкале яркостей. Приходится применять две диафрагмы, причем со значительно разным диаметром, т. е. в одном растровом фотопроцессе участвуют два растровых коэф­ фициента К, значительно отличающихся друг от друга. Большая диаф­

для проработки средней части шкалы яркостей и называется п о л у ­ т о н о в о й д и а ф р а г м о й . При съемке особенно контрастных оригиналов применяют еще третью диафрагму — малого диаметра. Эта диафрагма предназначена для получения на растровом негативе мелкой растровой точки в тенях. При экспонировании через эту диафрагму оригинал завешивают листом белой бумаги.

В основе механизма образования непрозрачных растровых эле­ ментов — растровых точек на растровом изображении — лежат аб­ солютная и относительная освещенности на площади светового раст­ рового элемента. Абсолютная освещенность на площади растрового светового элемента на разных участках растрового оптического изоб­ ражения на матовом стекле или фотослое различна и зависит от яр­ кости этих участков на тоновом оригинале, или, иначе говоря, от их оптической плотности. Относительная освещенность на площади ра­ стрового светового элемента одинакова для всех световых элементов данного оптического изображения и зависит: при проекционном раст­ ре от режима растровой съемки, т. е. от коэффициента К, при контакт-