Растры. Автотипия

Растры - это специальные оптические решетки, используе­мые при репродуцировании полутоновых оригиналов для пре­образования полутонового изображения в микроштриховое. По технологическому назначению растры подразделяются на два типа: автотипные (проекционные и контактные) и растры для глубокой печати.

При изготовлении форм высокой и офсетной печати растры предназначены для расчленения изображения на отдельные штриховые элементы (рис. 13.3, а). В этом случае толщина ли­ний и ширина просветов между ними равны. Растры характе­ризуются частотой штриховых элементов и соотношением раз­меров точек, образуемых пересечением линий и просветов. От частоты штриховых элементов зависят различимость растро­вой структуры изображения, его разрешающая способность и интервал плотностей оттиска.

Рис. 13.3. Растры: а - для высокой и офсетной печати; б -для глубокой печати

При изготовлении печатных форм глубокой печати растры предназначены для образования после травления опорной решетки для ракеля, снимающего в процессе печати с формы из­быток краски. В этих растрах соотношение между шириной про­зрачных участков и непрозрачных квадратов составляет 1:2,5; 1:3; 1::4 и 1: 5 (рис. 13.3. б).

В фоторепродукционном процессе применяются растры про­екционные и контактные.

Различают проекционные растры оригинальные, гравиро­ванные на стекле или копии, изготовленные различными спо­собами с расклеенных оригинальных растров. Проекционный растр состоит из двух стеклянных пластин (на которые тем или иным способом нанесены непрозрачные линии), склеенных меж­ду собой так, что эти линии перекрещиваются под углом 90°. Не­прозрачные линии на стекле имеют такое направление, что пос­ле склеивания двух стекол они располагаются под углом 45° к сто­ронам растра. При этом угле менее заметна растровая структура на печатном оттиске, а также обеспечиваются лучшие условия накатывания на клише краски валиком в печатной машине. Ос­новной технологической характеристикой растра является его линиатура - число линий на единицу длины. Второй характерис­тикой является шаг, или период, растра - расстояние между двумя центрами растровых ячеек -отверстий или линий (мм):

, (13.1)

где -число линий в 1 см.

Растры имеют следующие линиатуры: 20, 24, 30, 34, 36, 40, 44, 48, 54, 70 и 80 лин/см. Существуют растры с линиатурой 100 и 120 лин/см, применяемые для специальных целей и пре­имущественно в офсетной печати.

Проекционные растры бывают прямоугольные - для съемки черно-белых оригиналов и круглые - для цветоделительной съемки. Круглая форма обусловливается необходимостью их поворота на некоторый угол при съемке каждого последующего негатива для устранения муара.

Растры вставляют в камеру репродукционного фотоаппара­та, в специальное устройство, находящееся перед матовым стек­лом внутри камеры.

Контактные растры изготовляются фотографическим путем и представляют собой пленку, в эмульсионном слое которой име­ются прозрачные и непрозрачные элементы. Принципиальное их отличие от проекционных растров заключается в том, что в них растровые ячейки одинаковы по величине, но в пределах каждой из них различна плотность, уменьшающаяся от центра к краям. Следовательно, чем плотнее данный участок оригина­ла, т.е. чем меньше света он отражает, тем меньше будет растро­вая точка на негативе, и различные тона оригинала передают­ся на негатив точками разных размеров. Контактные растры в отличие от проекционных применяют в контакте с фотографи­ческим слоем. Они обычно имеют линиатуру от 48 до 80 лин/см. Строение элемента контактного растра определяет свойства растрового изображения.

Светофильтр представляет собой плоскопараллельную пла­стину, изготовленную из материала, обладающего избиратель­ным пропусканием потока излучения. Эта деталь может быть выполнена из цветного стекла, желатины, окрашенных пласт­масс. Различают светофильтры жидкие, газовые, поляризаци­онные и интерференционные. Они предназначены для измене­ния спектрального состава и потока излучения, яркостных и цветовых соотношений между видимыми объектами и уменьше­ния хроматизма.

Материалом для светофильтров служит оптическое цветное стекло, различные марки которого имеют специальные свой­ства: УФС -ультрафиолетовые стекла, ФС -фиолетовые, СС -синие, СЗС -сине-зеленые, ЗС -зеленые, ЖЗС -желто-зеле­ные, ОС -оранжевые, КС -красные, ИКС -инфракрасные, ПС -пурпурные, НС -нейтральные, ТС -темные, БС -бес­цветные. Название цветного стекла соответствует спектрально­му участку с наибольшим коэффициентом пропускания.

Светофильтры характеризуются цветом и кратностью. Кратность показывает, во сколько раз надо увеличить время эк­спонирования (выдержку) при съемке с помощью данного свето­фильтра по сравнению с выдержкой при съемке без светофильтра:

, (13.2)

где -выдержка со светофильтром; -выдержка без свето­фильтра.

Спектральная характеристика светофильтра определяется показателем поглощения для различных длин волн, спект­ральными кривыми оптической плотности и коэффициен­том пропускания :

, (13.3)

Где -толщина светофильтра.

При вычислении оптической плотности следует учитывать потери на поглощение в стекле и потери на отражение

Для каждой марки цветного стекла определенной толщины приводятся спектральные кривые оптической плотности и коэффициент пропускания . По спектральной кривой можно определить предельную длину волны , для которой коэффи­циент пропускания в 2 раза меньше . Эта длина волны явля­ется границей пропускания светофильтра.

Недостаток фильтров из цветного стекла -невозможность выделения излучения узкой спектральной области с высоким коэффициентом пропускания. Эту задачу решают с помощью интерференционных фильтров, действие которых основано на интерференции света в тонких пленках, нанесенных на прозрач­ные плоскопараллельные пластины.

Общий визуальный коэффициент пропускания стекол рас­считывают по формуле:

, (13.4)

где -коэффициент пропускания света для длины волны , - длина волны монохроматического света; - функция, харак­теризующая относительное распределение энергии излучения по спектру; - относительная спектральная световая эффек­тивность.

Стеклянные светофильтры имеют большие потери света из-за его отражения и рассеяния в стекле. Кроме того, необходимо изменить наводку на резкость при установке светофильтра в объектив, так как светофильтр является плоскопараллельной пластиной. Стеклянные светофильтры, как правило, закрепляют в оправу, позволяющую устанавливать их перед объективом или надевать их на корпус.

Рис. 13.4. Ход лучей в плоскопараллельной пластине в воздухе

Плоскопараллельная пластина - оптическая деталь, огра­ниченная двумя плоскими параллельными гранями 1 и 2, по­верхности которых могут быть прозрачными, полупрозрачны­ми или матовыми. Светофильтры и растры являются такими пластинами. Плоскопараллельные пластины применяются так­же в виде защитных, покровных стекол.

Пластина всегда смещает изображение на величину () по ходу падающего луча (рис. 13.4).

Продольное смещение изображения вдоль оптической оси и поперечное смещение вычисляют по формуле:

, (13.5)

а для малых углов падения

, (13.6)

где -показатель преломления стекла пластины; - толщинапластины.

Оборачивающие системы. В условиях обычной съемки на светочувствительной поверхности получается зеркальное изоб­ражение, а для получения прямого изображения применяют оборачивающие системы.

Широкое применение находят в горизонтальных аппаратах оборачивающие системы, состоящие из трех зеркал, одно из которых неподвижно, а два других и меняются местами в зависимости от условий съемки.

При необходимости получения зеркального изображения крышеобразное зеркало отводится, а на оптическую ось вво­дится плоское зеркало (рис. 13.5, а). При получении прямого (читаемого) изображения, наоборот, зеркало устанавливает­ся на оптическую ось (рис. 13.5, б).

Рис. 13.5. Система зеркал горизонтального двухкомнатного фотоаппарата:

а -изображение зеркальное при двух плоских зеркалах; б -изображение прямое (читаемое) при плоском и крышеобразном зеркалах;

1 -оригинал; 2 -объектив; 'и -плоские зеркала; -крышеобразное зеркало; 4 -изображение.

Крышеобразные зеркала используются и в вертикальных фотоаппаратах, обеспечивая при этом получение зеркального изображения (рис. 3.12, б) вместо прямого (рис. 3.13, а).

Оборачивающие системы значительно снижают освещен­ность фотографического слоя, вследствие чего экспозиция не­сколько увеличивается, а также увеличиваются аберрационные искажения. В оборачивающих системах применяются стеклян­ные зеркала с алюминиевым отражающим слоем на наружной поверхности. Коэффициент отражения алюминия 0,85-0,95.

При использовании зеркал с наружной отражающей поверх­ностью получаются наименьшие искажения, наиболее полно используется свет, но они имеют относительно небольшой срок службы, так как отражающий слой тускнеет от атмосферных воздействий.