图文信息处理及复制.docx

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图文信息处理及复制

实验一图像扫描仪和数字照相机的操作和设置

一、实验名称：

图像扫描仪和数字照相机的操作和设置

二、实验目的和要求：

本实验适用于印刷工程、包装工程专业的《图像处理及制版原理》、《图文复制技术》及其他专业的类似课程。

在课堂教学的基础上，通过本实验的教学活动，学生应进一步认识扫描仪和数字照相机的基本构成和工作原理，熟悉扫描仪和数字照相机的基本操作技能，掌握扫描软件的设置方法，认识不同的图像设置对所获得图像的作用和影响。

根据教学安排和需要，可以将图像和数字照相机的实验内容分开实施，或有所取舍。

三、实验基本内容：

1．扫描仪的操作和扫描软件的设置；

2．数字照相机的操作，照相机设置。

四、实验设备：

1．桌面型平面扫描仪及扫描软件：

Microtek公司ScanMaker6700、ScanMakerI700等；

扫描软件：

ScanWizard。

MicrotekSanMaker6700MicrotekI700

1．专业平面扫描仪：

Screen公司彩仙（Cézanne）及其扫描软件ColorGenius。

ScreenCézanne

3．紧凑型数字照相机：

Panasonic公司的LUMIXFX8、Canon公司的IXUS400等。

PanasonicLumixFX8CanonIxus400

五、实验原理：

（一）扫描仪和数字照相机的工作原理：

1．平面型扫描仪：

图像原稿放置在扫描平台上，扫描仪的线状光源逐行照射原稿，扫描仪的光学/电子单元从原稿获取图像信息。

从原稿上反射或透射的图像光线经光学系统成像在光电转换器件（CCD）上。

由于光电转换器件上具备红/绿/蓝三种滤色片，从原稿来的光线先被分解成红/绿/蓝光，再经光电转换器件转换成红/绿/蓝模拟电信号。

随后，模/数转换器将模拟电信号转换成红/绿/蓝模拟电信号。

经过扫描软件和相关硬件的图像处理，得到数字图像数据。

数字图像数据经接口传送到计算机内，最终存储成数字图像文件。

2．数字照相机：

被摄景物的光线进入照相机的镜头，成像在附带滤色片的光电转换器件（CCD或CMOS）上。

分光的成像光线被转换成模拟电信号，再经模/数转换器，将其分别转换成数字图像信号。

数字照相机内置的图像处理芯片对采集到的数字图像信号进行处理、压缩和编码，最终将数字图像数据以文件形式存储到存储器件中。

（二）实验相关的技术原理：

1．扫描仪的操作及设置：

扫描仪的基本操作分为：

原稿整理和放置、预扫描、扫描区域选择、图像处理设置、正式精细扫描等步骤。

A）原稿的整理和放置：

清除原稿和扫描平台表面的灰尘、污点等，将原稿以合适的方向放入扫描平台。

原稿的成像层（乳剂等）应朝向光源；在可能的情况下，应使图像的短边平行于扫描仪的副扫描方向，以节省扫描时间。

B）图像预扫描（Preview/Pre-scan）：

扫描仪以低分辨率扫描整个原稿平台并进行预示，以方便操作者选择扫描区域。

C）扫描区域选择：

用鼠标器框选需要扫描的图像区域。

若预示图像过小，可以进行针对选区的扫描（分辨率高于预扫描）。

D）扫描及图像处理设置：

扫描相关的基本设置有：

扫描模式（透射/反射）、颜色模式设置（RGB/CMYK/灰度/纯黑白/加网）、分辨率设置、图像翻转设置等。

图像处理设置有：

高光/暗调点设置（动态范围设置）、图像层次曲线调节、色彩校正调节、亮度/对比度调节、滤镜处理、去网设置等。

相关的图像处理原理参见教材。

E）正式精细扫描：

按照操作者所设置的图像分辨率，正式扫描所选区域图像，进行文件存储。

1．数字照相机的操作和设置：

数字照相机的基本操作步骤为：

基础设置、模式设置、曝光设置、取景、对焦、构图、拍摄。

A）基础设置：

分辨率（像素数）设置、图像存储格式及图像质量设置、感光度设置、闪光方式设置、测光区域设置、白色平衡设置、色彩管理设置、色彩效果设置、防抖动模式设置等。

·像素数设置：

决定了拍摄所获得图像的像素行列数。

常用的图像文件格式有：

JPEG、TIFF、RAW等。

其中，JPEG格式有“精细”和“一般”之分。

·感光度设置：

决定了照相机对较弱光线的敏感程度。

一般在ASA50至400之间，一些数字照相机的感光度可以达到ASA3200。

设置的感光度越高，对微弱光线的识别能力越强，适宜夜景等弱光拍摄，但会在图像中出现较多颗粒性“噪音”干扰。

故在可能的条件下，应尽量采用较低的感光度，使图像细腻精致。

·闪光方式：

一般有：

强制闪光、不闪光、需要时自动闪光、防红眼闪光等。

·测光区域设置：

一般有“点测光”（中心微小区域测光）和“普通测光”。

“点测光”模式保证某个微小区域曝光正确，可以获得特殊的拍摄效果；“普通测光”的面积稍大，甚至可以做到多区域综合分析，可以获得较为正常的整体曝光。

·白色平衡设置：

决定某种光源条件下，图像中性灰色的再现状况。

一般有：

日光、阴天、日光灯、白炽灯、自定义、自动设置等。

一般而言，根据拍摄时的外部光源条件，选择对应的白色平衡设置，可以达到较为满意的效果。

在较为复杂的光源条件下，可以采用“自定义（评测）白平衡”。

若追求特殊拍摄效果，诸如：

强化夜景天空的暗蓝色，则可以选择“白炽灯”模式，使天空偏向深蓝色而非蓝灰色。

·色彩管理设置：

一些数字照相机可以进行色彩特性文件设置，如：

AdobeRGB、sRGB等。

·色彩效果设置：

一般有“冷色调”、“暖色调”、“鲜艳”、“黑白”等，其实质是对图像进行处理，使其具有某种风格。

·防抖动设置：

通过防抖动技术，可以在相当程度上减小相机机身不稳定造成的图像模糊。

一般有两种模式，即：

持续补偿和拍摄瞬间补偿。

前者具有连续防抖动的作用，但耗电较多；后者仅在按下快门时进行防抖动补偿，耗电较为节省。

B）模式设置：

按照照相机的预先设定，选择“普通”、“人像”、“风景”、“夜景”、“近摄”等模式，选择某种模式即对照相机进行了某种成套的参数设置。

C）曝光设置：

对拍摄模式（光圈优先/速度优先/程序）选择，或者在“手动”模式下分别进行光圈和快门速度的设置。

一些照相机仅有“程序自动设置”而不具备单独控制光圈和快门速度的能力。

D）取景：

确定需要拍摄的景物的大致范围，通过改变镜头焦距和位置移动，将需要拍摄的景物纳入显示器取景框。

E）对焦：

将对焦区域的中心对准主体，半按下快门，使图像清晰成像。

F）构图：

保持半按下快门状态，调整图像的构图，使其符合美学结构。

G）拍摄：

完全按下快门，拍摄景物影像。

六、实验步骤：

1．图像扫描实验步骤：

i.打开扫描仪电源开关，启动扫描软件；

ii.将一张彩色原稿图片进行整理后，正确放入扫描仪的平台；

iii.预扫描；

iv.选择扫描区域。

必要时，进行选区扫描；

v.扫描参数设置：

扫描模式

颜色模式

扫描分辨率

翻转设置

（必要时进行）

图像处理设置

反射或透射

RGB

300dpi

保证扫描后图像方向正确

“无”或“缺省”

vi.正式扫描，将此图像作为基准图像文件存储。

vii.按下表改变设置，记录设置的状态，分别扫描出6个图像，存储：

序号

扫描

分辨率*

动态

范围

曲线

调节

色彩

校正

虚光蒙版

[UnsharpMask]

缺省

300

自定义

缺省

300

缺省

自定义

缺省

300

缺省

自定义

缺省

300

缺省

全部=0

300

缺省

强度500,半径11x11,阈值0

*单位：

dpi（ppi）

viii.比较8个图像的差异。

ix.将图像处理设置全部恢复成“无/缺省”；

x.采用“灰度”模式，300dpi，扫描灰色梯尺，存储文件；

xi.其他选项保持“无/缺省”状态，关闭扫描仪的“色彩管理/匹配”，再次扫描灰色梯尺，存储文件。

2．高档平面扫描仪实验步骤：

由教师进行高档平面扫描仪操作及设置的演示。

3．数字照相机实验步骤：

xii.按照下表参数设置数字照相机，进行基本操作步骤练习。

项目

设置

项目

设置

像素数

最大值

防抖动

非连续补偿模式

感光度

100

拍摄模式

普通

白色平衡

自动

闪光灯

不闪光

文件格式/质量

JPEG/精细

xiii.白色平衡：

改变数字照相机的（日光/阴天/荧光灯/白炽灯/自定义），对准在标准光源观察箱内的彩色图片，观察颜色的变化，记录颜色状况。

xiv.感光度：

将数字照相机的感光度分别设置成100和400，白色平衡设置为自动，拍摄标准光源观察箱内的彩色图片。

七、实验注意事项：

1．扫描仪原稿平台应保持清洁，避免坚硬物体的划伤，还应避免油污沾染；

2．勿用手指触摸数字照相机镜头，开机状态下不得插拔存储卡和电池；

3．如需移动扫描仪，应先由教师进行光学系统锁定保护；

4．扫描的图像文件应保存在自己命名的文件夹中，以免混乱；

5．不得删除计算机中原有的文件、软件等数据；

6．实验用的原稿图片和其他物品应在使用后归还实验教师。

八、思考题：

1．扫描分辨率50dpi与300dpi的图片有何差别？

2．缩小“动态范围”时，扫描得到的图像有何变化？

为什么？

3．如果原稿图像偏蓝，色彩又不够鲜艳，应在扫描仪软件中如何校正？

4．全部缺省设置、USM1、USM2三个图像有何差别？

5．写出数字照相机白色平衡设置改变时，显示的色彩效果有何不同？

6．在Photoshop软件中，观察感光度100和400的图像，两者有何差别？

7．在Photoshop软件的信息板中，读出扫描仪实验第K）和L）两步得到的灰度梯尺文件上各梯级的灰度值数据，填表。

以密度值为横坐标，灰度值为纵坐标（如下图），绘出两条层次曲线，说明两者的差别。

梯级

密度

灰度（J）

灰度（K）

九、对实验报告的要求：

1．按要求填写实验报告的各项目；

2．回答上述思考题；

3．实验报告应书写清晰，内容和数据完整，回答问题明确。

实验二数码输出实验

一、实验目的与要求：

（1）掌握数码打样系统的工作原理。

（2）熟悉数码打样软件的界面环境。

（3）初步掌握数码打样软件主要设置、菜单命令的使用。

（4）理解数码打样软件应具备的基本功能。

（5）分析数码打样样张。

二、实验基本内容

正确设置数码打样软件的各项参数，对数码打样阶调再现进行分析。

三、实验设备、工具及材料：

1、硬件：

EPSONSTYLUSPRO7600彩色喷墨打印机

PCP4计算机

X-Ritecolor分光光度计

2、软件：

方正写真数码打样软件

WindowsXP操作系统软件

3、打印材料

（1）纸张：

ep515数码打样专用纸

（2）墨水：

EPSON“世纪虹彩“墨水

四、实验原理：

数码输出的流程是先把打印机调整到最佳状态，然后进行线性化调整，再制作印刷特性文件和打印机特性文件，之后将线性化曲线和特性文件插入到数码打样软件中，并打开PS文件经过RIP解释生成位图，打印即产生数码样张。

1、打印机的基础线性化

打印机线性化反映了出墨量的工作状态，而该状态会影响打印机色彩的最高密度和层次的表现。

打印机的基础线性化，其原理是通过检查和调整打印机的各级密度来校正打印色彩偏差。

首先做到把打印机调整到最佳状态，并通过软件自带的校正程序进行打印头的校正和基本的色彩校正。

然后进行线性化调整，使打印机的密度范围和出墨量实现线性匹配，纠正打印色偏，使其达到一个比较理想的色域范围。

2、数码打样的色彩管理

数码打样的色彩管理的实质就是图像输出过程中的颜色控制，实现数码打样与输出一致的目的，主要包括建立反映印刷特性的ICCProfile文件和建立反映打印特性的ICCProfile文件。

（1）反映传统打样或印刷特性的ICC特性文件

印刷标准的ISOIT8.7/3色块图，用色彩管理软件，配合分光光度计，生成反映打样或印刷特性的ICC特性文件Profile。

（2）反映彩色打印机特性和所使用打印机纸张的ICC特性文件

对彩色打印机在未用彩色管理情况下打印ISOIT8.7/3色块图，用色彩管理软件，配合分光光度计，生成反映彩色打印机特性和所使用打印机纸张的ICCProfile。

（3）数码打样的色彩管理数据模块CMM

印刷适性的ICCProfile和打印机的ICCProfile在数码打样软件中,采用彩管理模块CMM进行颜色空间的数据转换,使打印机打印出来的图像和图形和对应的印刷适性印刷出来的标准样张的颜色一致。

3、光栅图像处理器（RIP）

光栅图像处理器在数码输出系统中的作用是十分重要的，它关系到输出的质量和速度，甚至整个系统的运行环境，是整个系统的核心。

RIP的主要作用是将计算机制作版面中的各种图像、图形和文字解释成打印机或照排机能够记录的点阵信息，然后控制输出设备将图像点阵信息记录在输出介质上。

五、实验步骤：

1、测试版的制作

选取ISO标准图两张，人物、静物；制作C、M、Y、K的梯尺图2%，5%，10%，20%，25%，30%，40%，50%，60%，70%，80%，90%，95%，100%，高调和暗调层次分的较细；用软件制作，并输出PS文件。

图1

2、用方正写真数码打样系统打印，打印步骤如下：

（1）启动方正写真：

双击方正写真软件图标，运行方正写真软件。

图2

（2）设定度量单位：

在选项菜单下选择单位设置，再选择习惯的度量单位。

图3

（3）设置参数模板：

在文件菜单下，选择“参数模板”，或直接用热键Ctrl+T，系统将弹出参数模板对话框。

请选择模板Defaultforepson，然后单击“增加”按钮，系统弹出增加参数模板对话框。

图4

在增加参数模板对话框中输入您希望的参数模板名，单击确定，系统将自动弹出修改参数模板对话框。

图5

在修改参数模板对话框的输出设备下拉列表框中，选择已经连接在您计算机上的数码打样设备的型号。

单击设备设置按钮，弹出设备设置对话框。

图6

图7

（4）单击校色按钮，弹出校色参数设置对话框。

首先选择需要的灰度转换曲线、颜色微调曲线、专色替换表；

其次您需要选中“使用ICC校色”选项，这样就能看到ICC校色文件的选择对话框。

单击右边的“…”按钮，弹出打开文件对话框，选择所需文件。

呈色意向接受缺省设置“Perceptual”，同时保持“黑色保留”被选中的状态，总墨量控制保持缺省选项或输入相应的数值（取值范围：

220-400）。

图8

单击确定按钮，完成参数设置。

（5）打印文件：

在文件菜单下选择“打开文件”或直接用热键Ctrl+P激活打开文件对话框。

在搜索文件夹中，找到希望打印的文件。

选择好文件以后，需要选择刚才设定好的参数模板。

选择好文件及参数模板后，单击打开按钮。

选中的文件将进入等待RIP处理的作业队列等待处理。

图9

单击“继续Ripping”选项，方正写真开始用设定的参数解释指定的文件。

图10

文件解释完成以后，进入到等待打印的作业队列中等待处理。

此时，进行预显工作，进一步确认将要输出的作业是否正确，以免造成不必要的时间及耗材上的损失。

图11

单击作业监控器中的“继续打印”选项，等待打印的作业开始打印。

图12

3、数据测量

（1）使用密度计测量打印纸密度；

（2）使用密度计分别测量Y、M、C、K色块实地密度；

（3）使用密度计分别测量Y、M、C、K网点百分比。

4、填写网点数据表

网点（%）

色别

100

图13

5、绘制阶调再现曲线

图14

六、实验注意事项

注意打印测试版干燥后，再使用密度计测量网点百分比。

七、思考题

1．数码打样的关键是什么？

2．阶调再现对数码打样图像质量有什么影响？

八、对实验报告的要求：

1．实验名称：

扫描输入实验

2．实验目的与要求

3．实验设备、工具及材料

4．实验原理

5．实验步骤

6．实验数据

7．结论

8．思考题

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