扫描仪如何更好地实现图像的最佳再现

扫描仪如何更好地实现图像的最佳再现

    目前，印刷行业面临着日趋激烈的竞争。各印刷企业为增加在竞争中的砝码，正加大对印刷设备的投入，尤其是对印前新设备的投入。因为客户对印品质量的要求越来越高，而印前数据处理质量的优劣在很大程度上决定了印品质量。事实上，印品的质量不仅仅是靠硬件，而是应该通过与软件的结合来实现。本文就硬件与软件两个角度来阐述如何实现图像的最佳再现以及今后发展的方向。

    1. 扫描技术的进步

    目前的扫描技术，是使用RGB滤色镜把色彩分解成蓝（C）、品红（M）、黄（Y）三种信号之后，使用CMYK校色器对原稿的色彩特性（成色、浓度）、分色滤色镜的分光特性以及印刷的色彩特性（CMY油墨的成色）三者的混合状态进行控制。

    由于这些数据设定，是需要操作人员看着原稿凭经验判断决定的，所以操作人员不同，设定的数据也会不同，从而导致色再现的不同。这就告诉我们要想保证忠实再现原稿或是合乎客户要求的分色质量，经验丰富的优秀操作人员是成败的关键。

    另外，当印刷条件（纸张、油墨等）发生变化以及引入新扫描设备时，需要重新进行修色设定，此时必须借助于操作者的经验和判断反复进行试验以减少失误。

    最新的CMYK扫描仪，已经储存好了厂商制作好的修色设定值，并且这个值是以数据形式表现的。由于添加了符合原稿设置的自动设定功能、辅助功能，所以即使是没有扫描经验的操作者也能很容易地输入图像，获得高品质的扫描稿。

    但是可以说，即使是现在，使用该种以CMYK校色器为基准的扫描仪，还是很难做到色彩再现相近的。

    2. 色彩管理的出现带来的变化

    自从海德堡公司把色彩管理技术提供给苹果公司的ColorSync2.0、微软公司的ICM2.0后，关于扫描仪修色的认识就逐渐发生了变化。

    在新的色彩管理方式中，只需把扫描仪的信号一次性转换到CIELab空间（不受印刷条件、打印机等特定装置影响就能够表明色彩再现特性的色彩空间），就可以不受印刷油墨、监视器等设备影响获取图像数据；输出数据时，在符合设备的色彩空间中进行色彩转换就可自动制作出配色所需数据。

    由于CYMK是合乎纸张和油墨等特定的色彩再现特征（色彩空间）的数据，所以尽管在其它色彩空间的设备中（打样机等）输入数据后再现出的色彩会有差异，但还是可以通过CIELab空间把色彩以绝对值的形式表示出来，此为其一大优点。

    另外，由于能够表示出整个可见光区域，所以不但可以转换为印刷用的CMYK，还可转换为各种RGB设备所用的数据，即：在具有任何色彩空间的设备上都可进行色彩转换。这就是说，只需制作所需的ICC数据图，就可以很容易地转换为符合各种印刷条件的CMYK数据。

    而且，由于CMYK数据是由ICC数据图制定的，所以软硬件是否符合ICC数据图的标准对印刷品的质量影响很大。海德堡公司的Print Open ICC就是符合上述标准的一款软件。

    ■编辑数据图的功能

    在这里需要注意的是彩色软片原稿和印刷品色彩空间的不同。在原稿中，即使单独进行配色，有些色彩和浓度在印刷中还是不能再现。Print Open ICC软件采用了海德堡专利技术——彩色扫描仪色彩再现技术，该技术能很好地再现色彩空间。

    当然，用户也可更改设定。一是通过再现色彩的对比曲线，再现除暗调部分或者是强调色彩的鲜艳度。另外具有饱和控制功能，该功能可以突出颜色的饱和度或颜色的层次。

    另外，可以设定底色去除、灰色去除（此功能是把浑浊的颜色如暗红色置换成黑版而不是蓝版，抑制色彩的浑浊）等，这些功能决定了ICC数据图的特性。

    ■ICC数据图和色彩调整

    的确，使用ICC数据图易于高效地对符合印刷条件以及色彩空间的色彩原稿进行配色，但对于扫描仪的操作人员以及印前部门来说，仅凭这一点还不能如实再现合乎本公司要求的色彩。

    迄今为止，扫描仪的色彩调整中还具有另外一个功能。即：无论原稿是什么颜色，都需要对被称之为记忆色的颜色（如：天空、大海的颜色，草坪等绿色以及人类皮肤的颜色）进行色彩修整。也就是说，必须调整不合乎客户要求的色彩及灰度平衡。

    这些和配色是明显不同的工作。一般情况下，不应该把它输入到ICC数据图中。即使ICC数据图的质量不够好的时候，通过事先把色彩修正值输入到ICC数据图，也能够制作出质量好些的色彩分解数据。

    海德堡的扫描仪驱动软件Linocolor (苹果电脑用)、Newcolor 7000 ( PC电脑用)，能够把扫描仪的色彩调整、色彩修整值输入到ICC数据图中。

    3. 新一代扫描软件New color 7000

    海德堡公司新开发的扫描软件为New color 7000，它与Linocolor相同，任何人都可进行LCH调整操作来修整色彩。除此之外，还具有最高级扫描仪Chroma Graph S3900所具备的CMYK修整、色彩层次分级以及底色去除等功能。因此，即使是专业的操作者也只需用CMYK值自由控制各种颜色的细微之处。另外，该软件的配色是以CIELab空间和ICC数据图为基准，这是它与传统扫描软件的最大区别。因而，无需使用灰度标尺制作色彩层次曲线，也无需进行色彩的修整与原稿配色，只需设置柯达、富士、爱克发的彩色软片所需的扫描仪ICC数据图和符合印刷条件的ICC数据图就能够进行配色。

    在纸张、油墨、印刷机等有所变化时，更需要事先印刷好制作ICC数据图所需的色表，只需用ICC软件制作PrintOpen ICC数据图，就可以在任何印刷条件下很方便地配色。然后，只需调出本公司所需的色彩修整数据文件就能够再现出最合适的色彩。

    另外一个特点就是其新的扫描工作流程，即：每份原稿的设置、修色可以与扫描相分离进行操作。由于扫描时对操作人员无特殊要求，所以任何人都只需集中输入大量图像接连不断地进行扫描，大幅度提高生产率。

    在这一工作流程中，另外需要一个Newcolor用的工作平台，因此操作员可以高效率地检查质量、修整色彩。使用Newcolor 7000，图像数据能够以16bit输入保存。由于8bit数据的256个层次共具有65，536个层次，所以不光是色彩修整，就是补充高光、暗调部分的层次，也可完美再现没有品质损失的图像。

    4. 图像获取技术的变化

    近来，图像获取技术中主要采用电荷耦合元件（CCD）。这不仅仅在于电荷耦合元件的质量日趋优良，还在于能够大量低成本生产；并且扫描仪的主体结构简单，降低了总投资成本。

    但是，如果对质量的要求很高时，就需要选用滚筒式扫描仪。下面通过比较平台式扫描仪和滚筒式扫描仪结构的不同来阐述其扫描质量的差异。

    滚筒式和平台式扫描仪的结构对比

    二者的根本差异在于，平台式扫描仪的受光元件中使用电荷耦合元件，而滚筒式扫描仪则使用光电倍增管。电荷耦合元件的不足之处在于：由于暗调部分的干扰大，不易再现色彩浓度的范围变化，但在昂贵的高端扫描仪中，正在采用各种技术降低暗调部分的干扰。由于平台式扫描仪以荧光管为光源，所以原稿以外的部分也可照射到，这样一来，光的折射会降低暗调部分的对比，不能很好地再现出层次。通常是在原稿的周围用黑框圈起来防止该情况的出现。但是，在原稿中央同样会产生对比强烈的部分，没有可以防止的方法。

    海德堡的最新式平台扫描仪Nexscan F4000系列中，完全不含光到达电荷耦合元件部分的反射面，防止了多余的光进行干涉。

    由于滚筒式扫描仪可以用点进行扫描并且光源也是点，所以不会受多余光的影响。另外，在使用电荷耦合元件进行高倍率扫描时，电荷耦合元件的各元件会采用比实际的一个象素还要小的单位读取图像，所以会一一读取原稿。一旦调整好清晰度，扫描效果会大大提高。

    另一方面，由于滚筒式扫描仪的开口光圈可以自由变换所读取光学图像的网点大小，所以能够以稍大一点的像素读取。因此，尤其是在原稿的颗粒性不好的情况下，通过一次性读取多个颗粒，使其浓度、色彩均匀，可以稳定地再现色彩。

    通常情况下，光学精度的差异很大。电荷耦合元件约达到5000dpi，而滚筒式则达到10，000dpi以上，二者在质量上存在着差异，可以说电荷耦合元件质量的优劣在于电荷耦合元件自身的大小。

    当然，电荷耦合元件的分辨力与滚筒式扫描仪之间的质量差异将越来越小，海德堡还开发了立式普天（Primescan)滚筒扫描仪系列，降低了成本，并且其空间设置与平台式扫描仪相同，这样二者可以并架齐驱。

    5. 数码相机的图像获取技术

    电荷耦合元件数码相机，分为连体型和暗箱型两种，印刷中所用的相机大部分为暗箱型的。其特点是在装入6×6cm、6×7cm、4×5 英寸的软片时便于使用接续器连接照相机暗箱。

    海德堡公司还推出了印刷行业专用的暗箱型Colorcam电荷耦合元件数码相机。同时，还将推出采用了最新技术的多拍机型。

    由于一次拍摄型相机的快门速度为30秒～1/1000秒，所以适于人物等拍摄。而多拍型的则分为1次拍摄、4次拍摄、16次拍摄三种型号。除1次拍摄型外，其余都用于静物拍摄。

    1次拍摄型相机，在按下快门之前电荷耦合元件稍稍旋转，各电荷耦合元件就可读取旁边元件的图像部分。这样，读取的象素增加，可防止电荷耦合元件特有的龟纹。

    4次拍摄型相机，由于每次拍摄时都使旁边的电荷耦合元件错开一个位置，结果，电荷耦合元件的色彩象素数增加，可再现出更高质量的色彩及细微的层次。

    使用16次拍摄型相机拍摄时，电荷耦合元件会错开使宽度减半，这样，光学分辨力可提高4倍，即：以6144×4096 pixel拍摄图像。因此，也可拍摄A1到B1尺寸的海报，此为数码相机的一大突破。而且数码相机的优点是制版时间短，节省了大量时间。

    当然，要实现这些就需要进行色彩管理。使用Colorcam的专用软件Linocolor Cam，只需拍摄好色表就能够制作ICC数据图，进行最合适的配色，而且只需使用印刷所用的ICC数据图即可输出CMYK数据。

    6. 图像获取技术展望

    以ICC数据图为基准的色彩管理，无疑将会用于所有的设备。从处理这些数据所用的应用程序以及PostScript RIP所具备的特点来看可以得知，在整个工作流程中，何时、何处采用色彩管理将成为一大关键问题，即：数据是采用RGB输入，还是事先输入到安全的CIELab空间，抑或采用以印刷为目的的CMYK数据？是选用8bit还是16bit？是否应该事先调整好清晰度？…… 正因为可以选择这些，所以用户自身今后要考虑该如何保存图像数据以及如何开发数据库，也可以说重新考虑工作流程的时期已经到来。