第三节 清晰度强调原理

　　复制图像的清晰度是判断图像复制质量和效果的重要指标之一。所谓清晰度是指图像细节的清晰程度。图像清晰度包括：①分辨出图像线条间的区别，亦即图像层次对景物质点的分辨或细微层次质感的精细程度。其分辨率愈高，则景物质点表现的愈细致，清晰度则愈高；②衡量线条边缘轮廓是否清晰，即图像层次轮廓边界的虚实程度，用锐度表示。其实质是指层次边界密度的变化宽度。变化宽度小，则边界清晰，反之变化宽度大则边界发虚；③指图像两明暗层次间，尤其是细小层次间的明暗对比或细微反差是否清晰。现代分色图像的最显著特点是图像清晰度高，因而使得分色图像的质量远远高于传统制版方法的图像质量。

　　获得清晰的分色片是彩色制版的主要目标，分色片的清晰度基本上决定了复制图像的质量。可以认为，如果一幅图像的清晰度（细节层次）得以充分再现，则输出的分色片质量高，图像的复制质量也高。反之，分免片质量低，图像质量也低。

一、印刷工艺过程中影响图像清晰度的主要因素

　　（一）扫描过程

　　滚筒扫描仪在输入原稿时通过滚筒的转动和扫描头横向进结的组合实现对原稿的扫描输入。虽然滚筒扫描仪的扫描线很密，但从数学上分析，扫描时采样点的轨迹并不是想象中的直线，而是一条螺旋线。以扫描原稿上的一条垂直黑线为例，扫描的结果是线条将由有限列排列成螺旋状的采样点描述，其结果是必然使线条的边缘虚化，且边缘宽度增加。由此可以得到结论：

　　① 在原稿密度突然变化的区域，以点采样方式的螺旋线扫描特点必然会丢失原稿中清晰的边缘；



图4－3－1 直线扫描成像

　　②原稿上垂直于扫描仪扫描机构横向运动方向上的黑线条经扫描和记录后，线条会变粗，变粗的程度为光孔直径和记录光点直径之和。

　　（二）扫描仪的频率响应

　　设计得再好的扫描仪，它的频率响应范围总是有限的，只有当信号频率在扫描仪能够捕获的范围内时才能保证图像进行正确的处理和传输。当信号频率位于扫描仪响应频率范围的边界或超过边界时，必然要产生图像的失真，其结果是降低了图像的清晰度。

　　（三）反差压缩

　　印刷复制出的图像反差通常都低于原稿反差，为此必须对原稿反差造成压缩，从而导致视觉对比灵敏度的降低，使图像的清晰度下降。

　　（四）光学系统的误差

　　扫描仪的扫描和记录光学系统中各种光学镜头的分辨率总是有限的，且存在着一定的色差和其他光学误差，这些因素同样会降低图像的清晰度。

　　（五）图像网点化

　　印刷工艺用网点大小的变化来再现原稿的颜色和层次变化，加网后的图像不再用像素值（灰度值）来描述每一个采样点，而是用网点面积的变化体现像素值的变化。由于数字加网设备的记录精度和非线性效应，网点的形状和大小很少有可能达到理论值，尤其是在图像层次变化的敏感部位很难做到用网点来准确地描述。因此，图像的网点化同样会造成清晰度的降低。

　　据测量，原稿大多由颗粒极细的染料构成，其分辨率可达1500～1800dpi。但原稿在扫描时的分辨率取决于印刷时的加网线数，通常使用的加网线数为150Lpi，按二倍的分辨率扫描时，也仅为300dpi。这种扫描转换同样会使图像的边缘细节粗糙，从而降低图像的清晰度。

　　（六）印刷材料

　　印刷技术用油墨将图像的颜色和层次变化传递到承印物上，纸张是使用最多的承印物。在印刷过程中，油墨在纸张中的渗透、纸张的变形和套印不准是无法避免的，这也是造成图像清晰度下降的原因。

二、人眼的视觉心理反应特点

　　清晰度是一种图像在人眼中的视觉心理反映。经研究发现，应用视觉现象原理，能使复制出来的图像在视觉上产生良好的清晰效果。主要的视觉现象有下述几种。

　　（一）奥布莱恩效应

　　奥布莱恩效应（Olrien Effect）是指：如果在一定密度部位上使密度逐渐产生变化，例如图4－3－2（a）给出的一幅图像，两边均是60％的灰色，中间是先从60％灰色渐变为黑色，继而渐变到白色，再由白色渐变到60％灰色。此时，尽管图像的左右密度相同，但给人以左右存在着一定密度差的视觉感受。图4－3－2（b）给出了奥布莱恩效应的图形表示。



图4－3－2 奥布莱思效应

　　（二）马赫带效应

　　马赫带效应（Mach Band Effect）是指有一定反差的图像临界部位在视觉上给人以特别白或特别黑的感觉。

　　人们在观察一条由均匀黑的区域和均匀白的区域形成的边界时，一般认为主观感受与某一点的投射强度或反射强度有关。但实际情况并不是这样，人感觉到的是在亮度变化部位附近的暗区和亮区中分别存在着一条更黑和更白的条带，这就是所谓的马赫带。图4－3－3（a）和（b）是马赫带效应的图示说明。



图4-3－3 马赫带效应

　　马赫带效应可以用人眼对突变的亮度刺激有着“超调”的响应来解释：在亮度较低的一侧似乎感到更暗，而在较高一侧则似乎感到比实际亮度更亮。因此，在图像亮度发生改变的边界处，人眼感受到的是对比度的增强。

　　（三）视觉调制传递函数

　　什么叫视觉调制传递函数（MTF，Modulation Transfer Function）？如何来得到它？人的眼睛是一个精密的光学系统，所以可用分析光学系统的方法来研究人眼的视觉特性。令输入图像的亮度是沿水平方向按正弦方式变化的线栅，则可用下述方法测得MTF：给观察者在一定距离处观看两张这样的正弦光栅图片，其中一张图片作为参考图，其栅线的对比度和空间频率是固定的；另一张是测试图片，它的对比度和空间频率是可变的。测试MTF时让测试图片在一定的空间频率下改变其对比度，直到观察者对两张图片的亮度感觉相同为止。然后把测试图片更换为另一空间频率，重复以上步骤，可获得人眼的视觉MTF。

　　数字制版时，由扫描设备输出图像的视觉MTF则由人眼视觉MTF特性和扫描仪的数字信息传输MTF特性组合构成，如图4－3－4所示。它反映了人的视觉对图像频谱信号的响应，因而在加强图像的清晰度时需保证人的视觉响应敏感频谱区域的图像信号具有良好的传输特性。高档扫描仪的清晰度增强手段是综合考虑了上述因素后设计的，即根据人的视觉心理现象和视觉MTF特性，并充分考虑彩色图像复制中的相关因素，在图像密度阶跃的边界两侧各附加一个适当的“边饰”密度，来增强图像中密度阶跃处的视觉清晰度，同时提高密度阶跃两侧的相对反差，达到获取高清晰度分色片的目的。



图4－3－4 视觉MTF特性

[时间：2001-08-31  作者：张逸新  来源：《分色制版新技术》第四章　分色设定基础]