文本线条的宽度和暗度特征探究

印刷图像包含大量由字符构成的文本，大多数书刊印刷品包含的文本数量更是占据版面的支配地位，文本质量检测非常重要。

对文本质量的一般要求大体上可归纳为：第一，组成文本块或段落的字符必须有相对于纸张的更大密度；第二，字符笔画的边缘必须清晰；第三，非印刷区域的平均密度与空白纸张密度的差异应该达到最小的可察觉效果；第四，字符间不能出现多余的色料。

细细品味，ISO/IEC TS 24790：2012标准已由7个线属性质量测度满足了这几方面的测评要求。

影响文本输出的质量有输出工艺技术、色料和基材等多方面因素。图3-16为同一激光打印机在两种纸张上打印的4磅字符质量效果图。由于纸张的不同，导致形成了不同的打印质量。

图3-16　两种纸张打印的文本质量对比

从图3-16中不难看出，左侧纸张上的文字笔画密度较小、宽度较大。由数字成像设备捕获的数字图像分别分析图中笔画同一竖直和同一水平线段，可得到ISO/IEC TS 24790：2012标准定义的线条宽度、暗度及两侧边缘质量等测度值，表征该字符的印刷质量。

在文本印刷质量的测评实践中，有两个问题需要考虑。

第一，任何印刷输出设备都不可能只面对单一尺度的文本印刷作业，而不同字号的字符，其笔画宽度也不同。表3-1给出了汉字和英文典型字体不同字号字符大致的笔画宽度。可以看出，不同字号，以及同一字号不同字体字符中横竖笔画的宽度都不同，同字号中汉字宋体的横竖笔画宽度相对最小，且差异较大。因此，应设计以多种不同宽度的线条，由其印刷质量的集合表征一种输出字符复制的整体质量。

表3-1　汉字和英文典型字体的笔画宽度（单位：μm）(www.xing528.com)

注：*为与相应字号近似。

图3-17为一数字印刷设备输出图像的线条按ISO/IEC TS 24790：2012标准定义的印品线宽、线条暗度与线条密度测度的变化特性，设计宽度在文本常用字体的1～14pt（四号字）字号。

从图3-17（a）看到，各个线条的输出宽度都较设计宽度有所增大，但设计宽度越小，输出宽度增加得就越多，特别是100μm以下的设计宽度，即7磅以下的小字号情况。小字号字符笔画宽度较大，容易造成多笔画的连接而影响其易读性。从图3-17（b）看到，印刷图像线条的暗度也随着线条宽度的增大而增大。但是，若在暗度计算的公式（3-3）中不考虑线条的线宽，而只考虑线条本身的光学密度，则线条本身的光学密度并没有图3-17（b）的变化特性，而是如图3-17（c）所示，当线宽增加到一定程度后，线条本身的（光学）密度不再增大。其实这点不难理解，线条本身由实地色构成，而实地色由可印刷的最大墨量决定，当线宽达到一定程度后，线本身的密度就达到了大面积实地色的最大密度了。如图3-17（b）和图3-17（c）所示两个量的差异正是带有视觉感知属性的暗度测度与客观物理量（光学）密度的差异，也是ISO/IEC TS 24790：2012标准要计入视觉感知特性的体现所在，而已经废止的ISO/IEC 13660标准中则只设计用（光学）密度表征线条的暗度。

此外，由图3-17（a）和图3-17（b）认识到，宽度较小的线条（图中表现为设计宽度在100μm以下），印刷图像上线条的相对增宽较多但暗度却很小，表明小字号的文本特别是宋体汉字，印品上文本的表现存在着笔画容易搭接、视觉暗度不够的不足，对其易读性造成不利影响。而对于字号处于小五号至四号的文本，虽然其笔画本身的密度不再增加，但视觉感知的颜色随着字号变大越来越暗，这无疑增加了文字与背景的对比度，增强了文字的辨识度。但这里小五号宋体文字，其横竖笔画的设计差异较大，其细笔画的宽度对视觉暗度的贡献相对不足。

图3-17　线条的输出质量特征

虽然这个例子为特定承印材料和输出设备的情况，但表明了变化的普遍特征。

图3-17（a）和图3-17（b）表明，特定输出实践应用中，往往需考察不同设计宽度线条的输出才能对文本复制质量有较为全面的评估和认识。

第二，ISO/IEC TS 24790：2012标准测度的测量有赖于数字成像和图像质量分析技术。该标准规定采用分辨率不低于1200dpi、每个像素至少8位编码的数字成像设备。1200dpi情况每个像素对应的物面尺度约为21.2μm，对于2pt以下，甚至是4pt宋体汉字对应的线条测量而言显得精度不足。如果再考虑到线条边缘模糊度的测试要求，恐怕更加不能满足要求。因此，在测量实践中，需要根据测试对象的尺度特征，选择更高成像分辨率的图像采集设备完成印刷图像的数字成像。