VÚGTK 13 171

[Untersuchung großformatiger Farbkopiersysteme]

Johannes Schoppmeyer, Heiko Stumm. - In: Kartogr. Nachr. - ISSN 0022 9164. - Roč.54 (2004), č.2, s.51-60 : 9 obr.,1 tab. - Res. něm.-Lit.10.

Problém, který donedávna představovala reprodukce velkých barevných předloh, tak častých v kartografii, se podařilo překonat spojením nově vyvíjených velkoformátových plotrů a skenerů a softwaru pro kopírování do systémů označovaných Scan-to-Print. Možnosti těchto systémů jsou širší než jen prostá reprodukce: podporují i vytváření digitálního archivu map a tištění digitálních předloh (výstupy z GIS, katastrální mapy, upravené letecké i družicové snímky apod.). Zeměměřičským úřadům zbývá prověřit, zda se tento způsob ukládání a tvorby map nehodí např. pro málo požadované mapy lépe než klasické mapové sklady.

U plochých skenerů je předloha snímána buď plošně nebo po řádcích přes skleněnou desku, takže není poškozována a její stav nehraje roli, což je výhodou zejména u historických map. Omezením naopak bývá menší formát (obvykle do A3) a rozlišení 300 - 2400 dpi, které je možné použitím objektivu vylepšit až na 4000 dpi. Vyšší rozlišení je důležité obzvláště u zařízení pro snímání transparentních předloh - často diapozitivů.

Bubnový skener sestává z bubnu, u menších předloh často průhledného, na který se upevní předloha - ta tudíž musí být na fólii nebo ohebném papíře. Průsvitné předlohy se k bubnu přisávají. Snímací zařízení se pohybuje ve směru osy otáčení a ukládá jednotlivé body. Tímto způsobem lze snímat předlohy velkých formátů (až do 1,2 x 2,2 m) s dobrou barevnou kvalitou a rozlišením až do 3000 dpi. Průsvitné předlohy však musejí být podkládány bílou fólií, což negativně ovlivňuje kvalitu. Podstatným rozdílem je použití 3 čidel (pro RGB) namísto CCD řádků, což eliminuje chyby vzniklé různou citlivostí čipů v řádce.

Tento se objevuje ve dvou typech:

1. digitální kamera

2. pohledový skener

U digitální kamery jsou data získána třemi řadami CCD čipů (pro tři základní barvy). Použití plošných senzorů je dosud vyloučeno, protože tato technologie ještě nedosahuje potřebné kvality. Měřítko lze měnit s výměnou objektivů, dosažená přesnost je 5140 x 5140 pixelů při barevné hloubce 3 x 12 bit. Problematické je rovné upevnění, rovnoměrné osvětlení a svislé zaměření na střed předlohy.

Pohledové skenery naproti tomu představují kompletní systém (podložka, osvětlovací zařízení a kamera), takže garantují optimální spolupráci komponent, ale menší flexibilitu v po-užívání. Pro snímání jsou také používány řádky CCD čipů. Příkladem rozlišení může být u skeneru Cruse Synchron 10 000 x 15 000 pixelů na předloze 150 x 224 cm s barevnou hloubkou 3 x 12 bit.

Tento se pro velké předlohy velmi dobře hodí, protože je omezen pouze šířkou a tloušťkou předlohy. Na rozdíl od plochých skenerů se nepohybuje snímací jednotka (v tomto případě 3 - 4 řádkové kamery), ale podklad. Přesnost potom kromě optického rozlišení (400-600 dpi) závisí také na plynulosti pohybu, tedy mimo jiné na tloušťce materiálu. Kvalita je nižší než u výše jmenovaných skenerů, nevýhodou je i nutná ochrana citlivých předloh.

Pro barevný tisk se používá různých technik. Mezi nejčastější patří: inkoustový tisk (BubbleJet), inkoustový tisk s "Piezo" technikou, "pevný" inkoustový tisk, laserový tisk a termosublimační postup. Poslední dva se však používají pouze pro formáty A3 a menší. Díky nižším nákladům a snazší obsluze se prosadil především proudový inkoustový přístup. Plotr bývá obvykle zásobován papírem z role, některé modely umožňují průchod jednotlivých listů. Výběr podkladu je takřka neomezený. Zvláště pro kartografické účely je důležitý druh inkoustu, který ovšem závisí na použité technologii.

Pro tisk topografických map je doporučováno rozlišení alespoň 813 dpi s extrémně rychlým softwarem pro tisk dostatečně velkých bitmap. Pokud je to možné, mělo by jít o osmibarevné plotry s inkoustem pro použití venku na nepřeložený papír šířky A0 až 1,5 m.

Kromě podpory co největšího množství hardwarových komponent musí tento software zajišťovat barevně věrné rozmnožování dokumentů a funkce pro úpravu obrazu, mezi které patří: oprava tónové hodnoty, měřítkování obrazu, odstranění moiré, ostrá kresba, správa barev, podpora běžných obrazových formátů a kompresních algoritmů. Všechny tyto funkce přitom musí být snadno srozumitelné a ovladatelné.

Při kopírování Scan-to-Print je potřeba převádět barvy podle různých zařízení mezi modely RGB a CMYK. K tomu se nabízejí dva postupy:

1."closed-loop" = uzavřený přístup pomocí speciálních rutin

2. použití ICC profilů.

U prvního postupu je naskenovaná předloha vytištěna a znovu naskenována, takže srovnáním obrazů z obou kroků lze získat data pro kalibraci systému. Tento postup je velmi efektivní, selhává však při tištění z nebo skenování do souboru.

Pro práci s barvami, kdy nejsou předem známy okolnosti tisku, byly vyvinuty hardwarové a softwarové prostředky pro standardizaci známé pod názvem ICC (International Color Consortium), ty však vyžadují, aby je použitý systém podporoval.

Při srovnávání tisku se ukázalo, že přidávání barev (ze 4 na 6 a 8) téměř neovlivní rozsah zachycených barev, příznivě se ale projeví na odstupňování barevných tónů. Vliv v každém případě hraje druh a kvalita papíru.

Zařízení na tvorbu ICC profilů je velmi nákladné, a tak se drobným uživatelům vyplatí nechat si je vytvořit jako službu na zakázku. Pokud je obraz zpracováván, je vhodné vytvořit profil i pro používaný monitor. Barevný prostor tisku leží obvykle téměř celý uvnitř skenovaného, takže je dokonalá kopie možná jen pro určitý rozsah barev.

Pro zjištění přesnosti byla porovnávána měření provedená na naskenované předloze v pro-gramu Photoshop a měření původní předlohy koordinátografem. Z těchto rozdílů bylo za účasti vyrovnání vypočteno 6 parametrů afinní transformace pro šest různých zařízení - tří skenerů, dvou plotrů a jedné kombinace skener + plotr. Horší výsledky vykazoval starší ze skenerů ve směru posunu - patrně kvůli opotřebování posuvného zařízení.

Rozdíly ve výsledné přesnosti byly relativně velké, chyba skenování se dá minimalizovat přidáním rastrové mřížky, jak to umožňuje některý software. Obecně lze však geometrickou přesnost zkoumaných reprodukčních systémů za dobrou, jejich slabým místem je přesnost plotrů. Právě u plotrů lze za dostatečné rozlišení považovat 600 dpi - vyšší rozlišení se projeví lepší kresbou jemných čárových prvků.

Nutno podotknout, že se vývoj reprosystémů od doby psaní článku posunul a na trh byly uvedeny nové modely tiskáren.

Obrázek 1: Správa barev s použitím ICC profilů