1. No category

O
UP
OR
AB
NAPRAVE ZA DIGITALIZACIJO
1
IN
T
Repro skenerji
ER
NO
GRAFIČNI IN
REPROGRAFSKI PROCES
imenujemo jih tudi kompaktni skenerji, skenerji za izdelavo barvnih izvlečkov.
SA
MO
ZA
Sestavljeni so iz treh enot:
• vhodnega – skenirnega sistema
• računalniška ali procesna enota
• osvetljevalna ali izhodna enota – snemalni sistem
Shema skenerja za izdelavo barvnih izvlečkov.
2
NAPRAVE ZA DIGITALIZACIJO
Skenirna enota
• vsebuje optoelektronske senzorje
UP
OR
AB
Skenirni sistem
omogoča konverzijo reflektirane/transmitirane svetlobe iz originala v
električni analogni signal, ki se korigira, ojača in pošlje na izhodno enoto
– snemalni sistem, kjer se pretvori v:
• svetlobno energijo za osvetlitev svetlobno občutljivega materiala ali
• kontrolo graviranja (npr. graviranje cilindra za globoki tisk)
O
Repro skenerji
NAPRAVE ZA DIGITALIZACIJO
3
IN
T
Repro skenerji
ER
NO
Vir svetlobe:
• nevtralna bela svetloba (halogenska ali visokotlačna Xe žarnica)
SA
MO
ZA
Iz skenirne glave (po razdelitvi) snopi ločeno potujejo skozi določen
barvni filter in fotopomnoževalko – ta pretvori iluminirano, od originala
modulirano svetlobo v analogen električni signal.
Skenirna glava skenerja za barvno separacijo.
4
Vsak skenirni signal gre skozi:
• procesor tonske vrednosti
• barvni procesor
• procesor za ostrino
• procesor za skaliranje in
• rastrski procesor
UP
OR
AB
Procesna enota
procesira signale iz skenirne enote (korekcija signalov)
O
NAPRAVE ZA DIGITALIZACIJO
Barvni procesor
• opravlja korekcijo barve – TB nimajo idealnih spektrov, zato je
potrebna korekcija ...
NAPRAVE ZA DIGITALIZACIJO
5
IN
T
Procesor za ostrino
ER
NO
• prilagajanje območja D (original / tisk) - korekcija območja, da
najpomembnejši detajli niso izgubljeni....
Glede na skenirno piko (za slikovni
signal, ki je določene velikosti, npr. 30
µm) je rezultat skeniranja nejasna
reprodukcija kontur.
MO
ZA
Ostrenje izvedejo s povečanjem pike
(zajet tudi signal iz okolice).
SA
Shema povečanja (elektronske)
ostrine na podlagi analognih
merjenih signalov.
6
Vhodne naprave - izbor je odvisen od vrste originala, ki ga želimo
digitalizirati.
UP
OR
AB
Primer:
O
NAPRAVE ZA DIGITALIZACIJO
Tehnika digitalizacije
Barvna fotografija
bobnasti ali ploski
(visoke ločljivosti) skener
ČB fotografija
ČB ali barvni skener
Tekst
ČB ali barvni skener s
programsko opremo
OCR
Slika - umetnina
bobnasti ali ploski
(visoke ločljivosti) skener
Izhodna naprava
Računalnik
CTP
Digitalni tisk
Digitalno kopiranje
ER
NO
Vrsta originala
7
Greenwald M., Luttropp J., Graphic communications: design through production,
DIGITALIZACIJA Z OPTIČNIMI ČITALCI
IN
T
Optični čitalci (skenerji)
ZA
Razlikujejo se po:
Ø geometriji skeniranja
Ø načinu osvetljevanja predlog (refleksijski, transmisijski) in
Ø drugih značilnostih, ki so odvisne predvsem od kakovostnega in
cenovnega razreda (ločljivost,….)
MO
Optični čitalci (skenerji) – oblike
SA
• bobnasti skenerji (konstrukcija: horizontalni, vertikalni ali
poševni)
• ploski skenerji (namizni skenerji, XY skenerji)
Greenwald M., Luttropp J., Graphic communications: design through production,
8
DIGITALIZACIJA Z OPTIČNIMI ČITALCI
UP
OR
AB
O
Vrste skenerjev in
njihova uporaba.
Posebne oblike skenerjev:
ER
NO
• samo za transparentne materiale (slide skenerji)
• APS skenerji (Advanced Photo System)
• OCR skenerji
• Copy Dot skenerji (redigitalizacija)
…
9
DIGITALIZACIJA Z OPTIČNIMI ČITALCI
IN
T
Optični čitalci (skenerji) - oblike
SA
MO
ZA
Oblike skenerjev
a – ploski skener (Quickstep,
Heidelberg)
b – Hi-End ploski skener (Topaz,
Heidelberg)
c – bobnasti skener z vertikalno
konstrukcijo (Tango, Heidelberg)
d - bobnasti skener s horizontalno
konstrukcijo (ChromaGraph,
Heidelberg)
10
DIGITALIZACIJA Z OPTIČNIMI ČITALCI
UP
OR
AB
Dober skener mora ugoditi čim več zahtevam:
• skeniranje opačnih in transparentnih materialov,
• dobra programska oprema (omogoča konverzijo negativ / pozitiv,
direktno pretvorbo RGB v CMYK)
• povečave brez večje izgube kvalitete.
O
Optični čitalci (skenerji) - lastnosti
Copy dot skenerji
se uporabljajo za redigitalizacijo že rastriranih filmov s skeniranjem
(bitmap) bitne datoteke obstoječijh rastrskih pik pri visoki resoluciji.
ER
NO
Prava optična resolucija CCD skenerja je določena z optičnim sistemom
in ne s programsko interpolacijo.
11
DIGITALIZACIJA Z OPTIČNIMI ČITALCI
IN
T
Optični čitalci (skenerji) - ploski
ZA
CCD tipalo/a:
Ø imajo celice razporejene v liniji,
Ø potuje in zajame sliko v ravni črti
SA
MO
Cenejša tipala:
Ø celice RGB le v eni liniji – potrebna večja interpolacija.
Boljši skenerji – boljša tipala:
Ø tri vrste celic, vsaka s svojim RGB filtrom – manjša interpolacija.
Matjaž Intihar, E-fotografija, samozaložba, 2001
12
DIGITALIZACIJA Z OPTIČNIMI ČITALCI
O
Optični čitalci (skenerji) - ploski
ER
NO
UP
OR
AB
Način preslikovanja: vpadna svetloba se preko optike prenaša na CCD tipalo.
Razlike so v sistemih prenosa svetlobe in zrcal ter programih.
13
Matjaž Intihar, E-fotografija, samozaložba, 2001,
2001 http://computer.howstuffworks.com/scanner2.htm
IN
T
DIGITALIZACIJA Z OPTIČNIMI ČITALCI
Optični čitalci (skenerji) - ploski
ZA
• predloga je položena na ravno stekleno ploščo,
• ob plošči se pomika nosilec s svetlobnim virom
(optičnim sistemom in CCD elementi –
prekritimi z RGB barvnimi filtri).
Transmisijske predloge - ležijo med svetlobnim (zgoraj) virom in nosilcem.
MO
Skeniranje na ploskem skenerju je analogen proces:
• v prečni smeri glede na gibanje CCD elementov se zajamejo električni
signali iz vsake točke
SA
• v vzdolžni smeri se opravi dodatno vzorčenje pred digitalizacijo.
14
DIGITALIZACIJA Z OPTIČNIMI ČITALCI
UP
OR
AB
CIS skenerji
nizko cenovni, uporablja se CIS tehnologija (contact image sensor).
O
Optični čitalci (skenerji) - ploski
CIS zamenjuje; CCD tipala, zrcala, filtre, leče in svetlobni vir z vrsto
R, G in B LED (light emitting diodes) diod.
LED diode emitirajo belo svetlobo, osvetljena predloga se nato zajame z
nizom senzorjev.
http://computer.howstuffworks.com/scanner2.htm
ER
NO
CIS skenerji so cenejši, lažji in tanjši, po kakovosti pa še ne prekašajo
CCD skenerjev.
15
DIGITALIZACIJA Z OPTIČNIMI ČITALCI
IN
T
Optični čitalci (skenerji) - ploski
XY skenerji
so visoko zmogljivi, namenjeni profesionalni uporabi.
ZA
Projekcijske optika omogoča precizen zajem ne glede na velikost
originala - visoka stopnja ločljivosti.
SA
MO
Nastavitve CCD tipal se lahko spreminjajo v X in Y dosežena visoka
kakovost digitalizacije.
16
DIGITALIZACIJA Z OPTIČNIMI ČITALCI
O
Optični čitalci (skenerji) - ploski
UP
OR
AB
XY skenerji - HI-END
ploskovni skenerji v grafičnih studiih zamenjujejo bobenske skenerje
(enostavnejša uporaba).
Za povečavo uporabljajo optiko, podobno kot bobenski skenerji.
Preko optike se slika poveča in CCD-vezje razbere že povečano sliko.
HI-END skener omogoča optično resolucijo 6.000 ppi in barvno globino
skeniranja 48 bitov.
ER
NO
Vsebujejo linearno razvrščene CCD elemente (npr. 8000 za
barvni kanal) na čipu.
17
DIGITALIZACIJA Z OPTIČNIMI ČITALCI
IN
T
Optični čitalci (skenerji) - ploski
SA
MO
ZA
XY skenerji - HI- END
proces skeniranja XY
postavitev optike za
dve velikosti originalov
(Nexscan F4000, Heidelberg)
ploski skener za opačne
in transparentne originale
Matjaž Intihar, E-fotografija, samozaložba, 2001
skeniranje originala iz knjige
- najpomembnejša prednost
ploskih pred bobnastimi skenerji
18
DIGITALIZACIJA Z OPTIČNIMI ČITALCI
Matjaž Intihar, E-fotografija, samozaložba, 2001
ER
NO
UP
OR
AB
uporabljajo fotopomnoževalke namesto CCD tipal.
FPM veliko bolje prepoznajo najsvetlejše in najtemnejše
dele slik (visoka počrnitev diapozitivov).
O
Optični čitalci (skenerji) - bobnasti
19
DIGITALIZACIJA Z OPTIČNIMI ČITALCI
IN
T
Optični čitalci (skenerji) - bobnasti
Predloga je pritrjena na
steklen boben.
SA
MO
ZA
Snemalna glava se pomika ob valju
z mikroskopsko optiko usmerja
svetlobo skozi razklonski optični sistem
(polprepustna zrcala, prizma) prek
RGB filtrov na fotopomnoževalke,
barvni dražljaji se pretvorijo v
električne signale.
Bobnasti skener (ICG 360, ICG).
20
DIGITALIZACIJA Z OPTIČNIMI ČITALCI
UP
OR
AB
Fotopomnoževalka eksponentno ojača signal:
• vsak izbit foton ali elektron povzroči
izbijanje več novih elektronov
O
Delovanje PMT
Sestavljena je iz:
• fotokatode - svetlobni tok spremeni v tok elektronov
• vmesnih elektrod (dinod) - mehanizem ojačanja in
• anode (zbere tok elektronov in priskrbi močan izhodni signal)
ER
NO
Pri delovanju fotopomnoževalke sta dva osnovna pojava:
• fotoefekt in
• sekundarna emisija.
21
DIGITALIZACIJA Z OPTIČNIMI ČITALCI
IN
T
Delovanje PMT
SA
MO
ZA
Fotoefekt - fotokatodo osvetlimo, iz nje izbijemo fotoelektrone.
Vsak fotoelektron se v el. polju (med fotokatodo in prvo dinodo) pospeši in
pade na prvo dinodo s tolikšno hitrostjo, da zaradi sekundarne emisije izbije
iz nje več elektronov. Proces se ponavlja od dinod do anode.
Shematični prikaz fotopomnoževalke, ki bazira na prvi hitri PMT, 56AVP, katero je
predstavilo podjetje Philips leta 1956.
22
Optični čitalci (skenerji) - bobnasti
UP
OR
AB
Svetlobni izvor:
Ø xenonska ali
Ø volframova svetloba,
usmerjanje svetlobe - npr. s pomočjo optičnih vlaken
O
DIGITALIZACIJA Z OPTIČNIMI ČITALCI
Uporablja se za:
Ø fleksibilne vzorce (omogočajo pritrditev)
Ø negativi, pozitivi
Ø transparentne (prosojne) in opačne materiale (neprosojne)
ER
NO
Prosojni materali so osvetlejeni od znotraj, neprosojni pa od zunaj.
23
DIGITALIZACIJA Z OPTIČNIMI ČITALCI
IN
T
Optični čitalci (skenerji) – za digitalizacijo in redigitalizacijo
Tehnike redigitalizacije glede na vrsto filmskih predlog:
ZA
• Copy-dot
omogoča visoko resolucijsko skeniranje linijskih struktur, kjer so prisotne
rastrske pike v predlogi.
• Descreening
gre za konverzijo rastrirane slike v kontinuirno tonsko datoteko.
SA
MO
• Mixed mode
omogoča kombinacijo dveh procesov: barvna informacija za C, M in Y se
shrani kot kontinuirna tonska datoteka, medtem, ko je separacija črne, ki
daje kontrast, zajeta na zadnji stopnji kot bitmap datoteka.
Za redigitalizacijo se uporabljata oba skenerja; bobnasti in ploski skener.
24
Resolucija
Do kam sega povečevanje resolucije digitalnih naprav?
ER
NO
UP
OR
AB
Resolucija človeškega očesa določa kot opazovanja, pod katerim oko
lahko loči med dvema linijama. Ta minimalni kot opazovanja meri 1.5
kotnih minut (1.5/60 kotnih stopinj°).
O
DIGITALIZACIJA Z DIGITALNIMI KAMERAMI
Določitev razločitvene moči R človeškega očesa.
25
DIGITALIZACIJA Z DIGITALNIMI KAMERAMI
IN
T
Resolucija se vrednoti s parom linij (Č, B izmenično) z upoštevanjem
razdalje D in kota opazovanja α.
Za razdaljo (40 cm) je razločitvena moč očesa:
ZA
R – 28.7 parov linij/cm
Razdalja med dvema linijama je 0,175 mm.
SA
MO
Za določitev pravilne razločitvene razdalje moramo upoštevati kontrast!
26
UP
OR
AB
O
DIGITALIZACIJA Z DIGITALNIMI KAMERAMI
ER
NO
Vidnost linijskih struktur vizualne percepcije človeškega očesa
pri normalni razdalji opazovanja (npr. 30 cm).
a – relativna vidnost spreminjanja intenzitete (definicije)
b – občutljivost človeškega očesa na linijske strukture
27
DIGITALIZACIJA Z DIGITALNIMI KAMERAMI
IN
T
Resolucija očesa:
29 parov linij/cm - velja za ČB kontraste
Z barvnimi kontrasti (R-G ali Y-B) je resolucija nižja.
ZA
Da lahko produciramo 29 parov linij/cm z digitalnim procesom
potrebujemo 58 (2 × 29) pixlov/cm.
MO
Za tisk se navadno zahteva več kot 58 pixlov/cm, da se število pixlov
lahko adaptira na pogoje rastriranja in zahtevano število sivinskh
tonov.
Velja grobo pravilo:
frekvenca skeniranja naj bo 2 × večja od frekcence rastra.
SA
Za večje frekvence (gostote) rastra je vrednost lahko nižja) – npr. 1,5.
28
RESOLUCIJA, LOČLJIVOST OPTIČNIH ČITALCEV
O
KAKOVOST SKENIRANJA
UP
OR
AB
Primerjava barvne globine med skenerji s CCD tipali in s fotopomnoževalci ni
umestna.
V praksi se izkaže:
Ø bobnasti skener s samo 8 biti barvne globine bolje razpozna
počrnitev tudi nad D 3 in celo 4.
Ø ploskih skener bi dosegel enako le z 12 bitnim CCD vezjem.
Danes je običajna barvna globina 24 bitov, visoko kakovostni modeli pa
imajo tudi 48 ali več bitov.
ER
NO
Podatki od leta 2004 - za optično resolucijo skenerjev:
Ø kakovostni ploski 1600 – 3200 ppi
Ø HI-END ploski nad 5400 ppi
Ø vrhunski bobnasti 8000 – 20.000 ppi
29
RESOLUCIJA, LOČLJIVOST OPTIČNIH ČITALCEV
IN
T
KAKOVOST SKENIRANJA
Vrednotimo z:
Ø resolucijo (ločljivost) in
Ø barvno globino
ZA
LOČLJIVOST
Ø večja ločljivost – omogoča kakovostnejše povečave
Ø merimo jo s ppi (pixel per inch)
MO
V praksi velja, da za velikost skeniranja slike 1:1 zadostuje 300 ppi.
V kolikor želimo sliko povečati npr 10×, potrebujemo vsaj 10× zmogljivejše
tipalo torej s 3.000 ppi.
SA
Običajni ploski skenerji imajo ločljivost od 300 – 1.200 ppi.
Navajajo se tudi interpolacijske sposobnosti skenerja npr. 9.600 ppi –
to ne pomeni boljše kakovosti.
Matjaž Intihar, E-fotografija, samozaložba, 2001
30
RESOLUCIJA, LOČLJIVOST OPTIČNIH ČITALCEV
O
KAKOVOST SKENIRANJA
UP
OR
AB
OPTIČNA RESOLUCIJA
Ø skenerji za preslikavo filmov cca. - 3.600 ppi.
Ø bobnasti skenerji od 300 do 20.000 ppi – ne potrebujejo interpolirne ločljivosti
(npr. 35 mm diapozitiv lahko povečamo na 70 × 100 cm brez interpolacije).
BARVNA GLOBINA
24-bitni skenerji (z 8 biti na barvo RGB):
Ø s CCD tipali komaj zadostujejo za kakovostno preslikavo
Ø bobnasti zadovoljiva kakovost
V uporabi so 30, 36, 42, 48-bitni skenerji vendar so izredno dragi.
Matjaž Intihar, E-fotografija, samozaložba, 2001
ER
NO
Kakovost skeniranja ni odvisna le od števila bitov ampak tudi od:
Ø vrste algoritma za pretvorbo el. impulzov zmore procesor
Ø kakovosti CCD tipala – koliko šuma ima tipalo
31
IN
T
RESOLUCIJA, LOČLJIVOST OPTIČNIH ČITALCEV
Dvojno povečanje ločljivosti skeniranja - kvadratno povečanje velikosti datoteke.
ZA
Dober kompromis je dosežen med reproduciranjem podrobnosti in
velikostjo datoteke, če upoštevamo naslednjo enačbo:
MO
primerna ločljivost skeniranja = F × faktor povečave × gostota rastra
Najpogosteje je F = 2 (nepisano pravilo).
SA
Primer: diapozitiv velikosti 5.3 cm × 8 cm je bil natisnjen v enaki velikosti z rastrom
60 l/cm, torej mora biti ločljivost skeniranja;
fs = 2 × 1 × 60 l/cm = 120 l/cm (cca. 300 dpi)
32
ER
NO
UP
OR
AB
O
RESOLUCIJA, LOČLJIVOST OPTIČNIH ČITALCEV
Pretvorba skeniranih podatkov v rastrsko sliko za digitalni film ali ploščo.
33
RESOLUCIJA, LOČLJIVOST OPTIČNIH ČITALCEV
IN
T
Pred reproduciranjem slike na:
• film
• ploščo ali
• direktno na tiskovni substrat
ZA
Moramo določiti:
• obliko rastrske pike
• frekvenco rastriranja
• kot rastra
SA
MO
Pri vhodnih napravah govorimo o resoluciji skeneiranja – scanning resolution,
pri izhodnih napravah govorimo o izhodni ločljivosti – addressing frequency –
addressability.
Kipphan K., Handbook of Print Media, Springer, 2001,1207 str.
34
UP
OR
AB
Izhodna ločljivost mora zagotoviti:
• reproduciranje želene oblike pike z ustrezno natančnostjo.
• ustrezno število tonskih vrednosti, ki omogočajo zvezne prehode
• čim krajši upodobitveni čas
O
RESOLUCIJA, LOČLJIVOST OPTIČNIH ČITALCEV
ER
NO
10 × 10 slikovnih elementov je potrebnih, da dosežemo ustrezno obliko
rastrske pike.
Število tonskih vrednosti narašča z večanjem izhodne resolucije.
35
Kipphan K., Handbook of Print Media, Springer, 2001,1207 str.
IN
T
RESOLUCIJA, LOČLJIVOST OPTIČNIH ČITALCEV
ZA
Povprečno oko ne razloči več kot 100 tonskih vrednosti – tako, da je dovolj,
če rastrska celica vsebuje 10 × 10 pixlov (slikovnih elementov).
Prenos tonskega območja
SA
MO
Pri amplitudnem rastru se problem pojavi problem produciranja pri:
(+ plošče) zmanjšanje pike – problem svetli toni
(- plošče) povečanje pike – problem temni toni – hitrejše zaopiranje
Kipphan K., Handbook of Print Media, Springer, 2001,1207 str.
36
DIGITALIZACIJA Z DIGITALNIMI KAMERAMI
UP
OR
AB
O
Osnovne vrste skeniranja:
ER
NO
Najpomembnejši kriterij je način skeniranja, npr:
• dot-by-dot (induvidualno tipalo - ni značilno za digitalne kamere)
• linijska – vrstična tipala line-by-line (številna tipala pozicionirana v vrsti – liniji)
• ploskovni (tipalo v obliki matrike)
37
DIGITALIZACIJA Z DIGITALNIMI KAMERAMI
MO
ZA
IN
T
Linijska – vrstična tipala
delujejo podobno kot optični čitalci – skenerji.
SA
Za zajem slike je svetloba ločena s pomočjo barvnih filtrov v tri barvne kanale.
Trilinijsko tipalo
so trije barvni kanali eden poleg drugega, tako da je informacija o barvi za vsak
posamezen senzor zejeta simultano.
38
DIGITALIZACIJA Z DIGITALNIMI KAMERAMI
UP
OR
AB
Linijske kamere stalen potrebujejo stabilen svetlobni vir - objekt se ne sme
premikati (npr. slikanje tihožitja v studiju).
O
Vrstični – line skenerji se premikajo med zajemanjem, ploska tipala so stacionarna.
ER
NO
Ploska tipala
Snemanje barvne slike (RGB vzporednost) z uporabo treh
ploskih tipal in razdelitvijo svetlobe z uporabo prizm z
barvnimi filtri.
39
SA
MO
ZA
Ploska tipala
IN
T
DIGITALIZACIJA Z DIGITALNIMI KAMERAMI
RGB barvna separacija z uporabo treh ločenih posnetkov,
(preko filternega kolesa). Nevtralni filter se uporabi za ČB
posnetke (AGFA).
40
UP
OR
AB
Barvni izvlečki, separacija se lahko izvede z uporabo:
• enega tipala
• treh tipal
O
DIGITALIZACIJA Z DIGITALNIMI KAMERAMI
Eno tipalo: barvna separacija se izvede s serijo skeniranj preko filtrov
(npr. filterno kolo) ali s skeniranjem preko mozaičnega filtra.
Tri ploska tipala: barvna separacija se doseže z uporabo prizme in
barvnih filtrov.
Največjo prožnost uporabniku nudi:
simultana uporaba treh ploskih tipal ali
enega tipala z mozaičnim filtrom – to so možnosti za zajemanje objekta v
gibanju (one-shot kamere).
ER
NO
Kamere s serijo filtrov – tree-shot kamere.
Trije posnetki s tremi filtri, trikratno količino informacij – resolucija se
večinoma ne poveča.
IN
T
LITERATURA
41
SA
MO
ZA
http://www.e-fotografija.com/artman/uploads/e-foto2.pdf
Greenwald M., Luttropp J., Graphic communications: design through production,
Delmar Publishers, 1997, 410 str.
Gorazd Golob, Reprodukcija barve, INTERDISCIPLINARNOST BARVE, V
znanosti, I del, DKS, leto 2001, str. 309-339
http://en.wikipedia.org
Kipphan K., Handbook of Print Media, Springer, 2001,1207 str.
http://vlado.fmf.uni-lj.si/sola/1995/zvok/zvok.htm#Frek
http://wwwbox.uni-mb.si/Dsplab/Clanki/bojan_k/diplomska_naloga.pdf
Matjaž Intihar, E-fotografija, samozaložba, 2001
http://www.scp.de/163.0.html
http://computer.howstuffworks.com/scanner2.htm
42