圖像處理在書法作品復(fù)制中的應(yīng)用研究

曾琦 山東傳媒職業(yè)學(xué)院信息工程系

在歷史上，每當(dāng)有精美絕倫的書法作品出現(xiàn)后，總會(huì)有大量的書法愛好者爭相臨摹，如果能夠把真跡收藏更是作為財(cái)富代代相傳，這其中，王羲之的《蘭亭集序》便是一個(gè)典型的代表。

《蘭亭集序》是眾所周知的一幅書法經(jīng)典，為東晉王羲之所做，拋卻文學(xué)意義不談，其書法藝術(shù)成就可以稱為歷史之最，被稱為天下第一行書。唐太宗李世民在得到這幅作品后極為喜愛，讓當(dāng)時(shí)三位頂尖書法家馮承素、虞世南、褚遂良分別臨摹一份并刻在石碑上用以傳播。[1]就像《蘭亭集序》一樣，好的書法作品對于欣賞者來講，總有復(fù)制并用于欣賞的欲望。時(shí)至今日也是如此，當(dāng)我們面對一幅名家書法時(shí)，其昂貴的價(jià)格對于普通大眾可能是一個(gè)無法承受的數(shù)字，但是如果有精美并且合法的復(fù)制品可以代替，而且價(jià)格非常親民，那么對于熱愛書法藝術(shù)的大眾來講將會(huì)是一件幸運(yùn)之事。

科技發(fā)展到今天，書法作品的的高品質(zhì)復(fù)制不再是一件遙不可及的事，不同于馮承素時(shí)代使用雙鉤廓填法進(jìn)行臨摹，現(xiàn)如今使用信息技術(shù)對一幅書法作品通過掃描和圖像處理，然后使用高精度輸出設(shè)備和防褪色墨水在宣紙上打印出來，可以實(shí)現(xiàn)對原作的高度還原，這其中所涉及到的圖像處理技術(shù)問題也正是本文所要表述的主要內(nèi)容。

和繪畫一樣，書法作品的復(fù)制需要經(jīng)過掃描、圖像處理、輸出三個(gè)階段。

1 掃描

掃描是復(fù)制過程的第一步也是最重要的一步，掃描的質(zhì)量直接決定了最終成品的質(zhì)量，合理的選擇掃描儀以及正確設(shè)置掃描參數(shù)非常重要。影響掃描質(zhì)量最重要的兩個(gè)要素是圖像傳感器種類和光學(xué)分辨率。目前掃描儀常用的圖像傳感器有CIS、CCD、CMOS三種。CCD是電荷耦合組件，是一種集成電路，上有許多排列整齊的電容，能感應(yīng)光線，并將圖像轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號。經(jīng)由外部電路的控制，每個(gè)小電容能將其所帶的電荷轉(zhuǎn)給它相鄰的電容。 [2]對于大幅面藝術(shù)品復(fù)制，CCD模式是最優(yōu)秀的，對光的敏感程度是最好的。

另外，光學(xué)分辨率是衡量掃描儀掃描質(zhì)量的另外一個(gè)重要參數(shù)，不同于插值分辨率和最大分辨率，光學(xué)分辨率才是一款掃描儀的真實(shí)分辨率，也可以稱為物理分辨率，是衡量掃描儀真正的可以從畫面上提取像素的性能的重要參數(shù)。對于從事藝術(shù)品復(fù)制的掃描儀，其光學(xué)分辨率必須達(dá)到400dpi以上。同時(shí)，在掃描時(shí)，需要把掃描分辨率設(shè)置在400～600ppi之間。圖1即為一幅使用符合以上標(biāo)準(zhǔn)的掃描儀掃描得到的書法作品的局部。

圖1 字畫掃描局部圖

該作品在掃描時(shí)設(shè)置的掃描參數(shù)是400ppi，可見此作品輪廓清晰，像素基本完全保留。層次清晰可見，達(dá)到字畫復(fù)制所必須的清晰度。

中國書法不同于西方油畫，使用宣紙作為書寫載體，由于宣紙具有獨(dú)特的半透光性和高滲透性，在掃描時(shí)，必須使用白色壓板來壓蓋書法作品，以減少底灰的呈現(xiàn)。如果是使用非接觸式一次性成像設(shè)備，則必須使用白色背景臺放置書法作品。如果是使用深色壓板或者背景臺，則會(huì)增加后期去除底灰的難度，在圖像處理時(shí)會(huì)丟失一些書法筆畫的輕微細(xì)節(jié)。另外，由于宣紙?jiān)跁鴮懲旰蠖紩?huì)由于劇烈的伸縮變形而產(chǎn)生大量的褶皺，或者在保存時(shí)由于過度折疊產(chǎn)生的死折，這也會(huì)增加后期處理的難度。因此，最好把書法作品托裱以后再進(jìn)行掃描，即使對于不允許托裱的作品，也要使用加濕設(shè)備對作品適度洇濕而展平后再進(jìn)行掃描。

高品質(zhì)掃描是成功復(fù)制一幅書法作品的前提，其重要性占到了整個(gè)復(fù)制行為的60%以上，其作用對于完美的再現(xiàn)中國書法特有的藝術(shù)氣質(zhì)非常重要。如果掃描得到的書法作品層次不夠豐富，希望通過后期處理來增加其圖像的細(xì)節(jié)那是不可能的，工程師只有得到了足夠精細(xì)的原始掃描圖像才能通過圖像處理得到可以用以輸出的最終文件。

2 圖像處理

書法作品的圖像處理包括拼接、去除底灰、調(diào)整層次、修臟四個(gè)大的步驟。如果使用的大幅面掃描儀或者是非接觸式一次性成像設(shè)備，則不需要拼接的過程。

2.1 去除底灰和調(diào)整層次

圖像處理過程大多是使用Photoshop來完成。Photoshop中有一個(gè)色階（Level）工具可以完成去除底灰的操作。在去除底灰之前必須把圖像轉(zhuǎn)換為CMYK色彩模式，自定義一種可以最大限度的生成黑版的色彩模式轉(zhuǎn)換方式，如圖2所示。

圖2 轉(zhuǎn)換CMYK模式

在“分色類型：GCR”選項(xiàng)中，把黑版產(chǎn)生的方式設(shè)定為最大值。經(jīng)此設(shè)定后，把圖像轉(zhuǎn)換為CMYK模式后，Photoshop會(huì)生成一塊保留了原圖最大黑色信息的黑版，既是最大限度地保留了中國書法層次和階調(diào)的特色。

使用Photoshop的色階（Level）工具完成去除底灰的操作。底灰是指宣紙的材質(zhì)在掃描之后的顏色值，因?yàn)樾埍旧聿粫?huì)是純白色，并且宣紙表面有縱橫排列的水簾紋，這些都會(huì)在掃描之后作為底灰而存在的原因，這些底灰都需要通過圖像處理而去除。

首先使用色階（Level）調(diào)整三個(gè)滑塊的值，去除C、M、Y三塊色版上的底灰，如圖3所示。

圖3 色階圖

在“輸入色階”中，觀察其直方圖的曲線特性，重新定義黑場和白場的值，使三塊彩色版的除了紅色印章之外的區(qū)域全部變?yōu)榘咨?，印章部分除了使其色相接近真?shí)顏色的同時(shí)還要保留內(nèi)部的層次變化。

然后，對黑色印版做重點(diǎn)調(diào)整。中國書法中最顯著的特色就是其筆畫的干濕變化，就像中國畫中“焦、濃、重、淡、清”的變化一樣，書法中的枯筆、飛白以及斷線都需要最大限度的保留，這就需要使用色階（Level）工具對黑版進(jìn)行多次調(diào)整，使書法的“焦”處色值為100，空白處色值為0，而“濃、重、淡、清”各以不同等級的色值來再現(xiàn)。必要時(shí)，使用選區(qū)設(shè)置工具（Pen）區(qū)分出筆畫區(qū)和空白區(qū)，對二者分開進(jìn)行修正，從而達(dá)到上述所需要求，如圖4所示，我們在這個(gè)完成層次調(diào)整的圖像中看到中國書法的枯潤不同，另外，其筆畫由于書寫時(shí)用力的不同而產(chǎn)生的濃淡變化也被最大限度的保留下來。

圖4 書法作品的濃度變化圖

把書法作品中黑色文字部分的信息完全轉(zhuǎn)移到黑色通道上意義在于可以得到顏色更為純正的最終產(chǎn)品。如果C、M、Y、K四個(gè)通道都有書法作品黑色文字色值的話，在輸出時(shí)會(huì)很難保持理論上的灰平衡，可能會(huì)造成圖像的局部色偏。而對于僅有K色值的黑色文字，因?yàn)榇蛴C(jī)在輸出時(shí)并不會(huì)僅僅使用黑色墨水來實(shí)現(xiàn)，而會(huì)參雜一定比例的彩色墨水，這是由色彩管理程序決定的，從而會(huì)最大程度的還原書法作品原作應(yīng)該具備的顏色。另外，因?yàn)橹袊鴷ㄔ跁鴮戇^程中使用的墨水和打印機(jī)的黑色墨水色相是有區(qū)別的，所以假如打印機(jī)只使用黑色墨水來還原書法作品，最終成品的顏色和和原作也會(huì)有非常大的差別。

2.2 修臟

修臟是指去除圖像中明顯的折痕、劃痕、殘缺以及污漬。必須在去除底灰和調(diào)整完層次之后操作，這一過程是一項(xiàng)瑣碎而繁雜的工作，并且對于電腦的顯示器要求非常高，因?yàn)榧偃顼@示器亮度過高，會(huì)讓工程師忽略掉色值極淺的污漬，而這些污漬在輸出時(shí)會(huì)非常明顯的呈現(xiàn)在宣紙上，從而給整幅復(fù)制品造成瑕疵。因此，選擇高端的顯示器并設(shè)置好適當(dāng)?shù)纳珳?、亮度、對比度等參?shù)是非常有必要的。修臟可以使用Photoshop中的多種工具完成，比如框選需要修掉的部分然后刪除或者填充白色，或者使用路徑（Path）工具完成填充白色像素的操作，也可以使用橡皮擦擦掉污漬部分。

3 輸出

使用大幅面彩色噴墨設(shè)備打印最終成品是復(fù)制書法作品的最后一步，主要包括打印機(jī)的選擇、墨水的選擇和打印材質(zhì)的選擇。

3.1 打印機(jī)

打印機(jī)的走紙方式和打印分辨率是影響復(fù)制質(zhì)量的重要因素。因?yàn)闀ㄗ髌芬话惴娑急容^大，并且紙張很薄，為了保證紙張過機(jī)的高通過率，盡可能選擇進(jìn)紙和出紙為同一方向的進(jìn)紙方式。墨盒數(shù)要在8色以上，打印分辨率超過1440dpi，只有這樣才可以得到顆粒足夠小的墨滴，更好地還原原作層次的連續(xù)性。

3.2 墨水

字畫復(fù)制墨水要求色域廣，飽和度要高，不褪色，最好選用打印機(jī)專用配套墨水，可以更好的再現(xiàn)原作的色相。

3.3 打印材質(zhì)

當(dāng)然對宣紙的要求也比較高，可以是平版書寫普通宣紙，也可以是專業(yè)打印宣紙，但最好采用涂層較厚的專業(yè)打印仿宣紙。普通宣紙?jiān)诖蛴r(shí)由于墨水的滲透，在宣紙表面很難還原原作的色密度，必須使用覆蓋大孔容二氧化硅涂層的特種宣紙，白度（光反射率）在80%以上，只有這樣才可以得到令人滿意的書法復(fù)制品。

總之，在字畫復(fù)制過程中掃描在內(nèi)的圖像處理技術(shù)是成功復(fù)制一幅書法作品的重要基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)之上，合理選擇打印設(shè)備和耗材，使用正確地技巧和工藝，制作一幅精美的書法復(fù)制品將不再是一件多么困難的事情。中國書法是中華民族的財(cái)富，也是全人類的財(cái)富，對于好的書法作品，我們應(yīng)該使用現(xiàn)代化的科技手段和技術(shù)使更多的人欣賞到中國的書法藝術(shù)，為弘揚(yáng)人類文明和傳播美的藝術(shù)做出自己的貢獻(xiàn)。