Over beeldvorming
Inleiding
Foto's, en dus ook portretten, kunnen reeds lang worden aangebracht op koper, zilver, goud en andere materialen via het proces dat te boek staat als fotogravure of heliogravure. Daarnaast kunnen foto's ook in emaille worden vereeuwigd; hier richten we ons vooral op toepassingen voor het etsen en gieten. Dit proces wordt al meer dan een eeuw door drukkers, oorspronkelijk ook veel door fotografen, voor reproductie van foto's toegepast, maar is door de rotogravure verdrongen. Door de mogelijkheid de voorstellingen te beïnvloeden is fotogravure ook voor artistieke doeleinden gebruikt. Het onderscheidt zich van het huidige reproductieproces, waarbij van rasters wordt gebruik gemaakt om de schakeringen tussen wit en zwart in een drukgang weer te geven. Het rasterproces kan in principe ook in de edelsmederij worden toegepast; de nadruk zal in dit hoofdstuk echter liggen op de beeldvorming zoals deze voor computerschermen wordt gebruikt.
Wij staan op de schouders van onze voorouders,
die met grote inventiviteit en toewijding het uiterste uit de door hen
ontwikkelde technieken wisten te halen; daarom is het goed om het verschil
tussen het proces van rasteren en van fotogravure uiteen te zetten, want
het geeft tevens inzicht waarom de twee procedures niet tot dezelfde beeldkwaliteit
kunnen leiden. Een grondig overzicht van de fotogravure is te vinden in
het boek van J. de Zoete 
.
Over fotogravure en rasteren
Bij het weergeven van een zwart-wit foto, met al zijn gradaties van zwart tot wit, kan men gebruik maken van rasteren en van fotogravure. Bij de oorspronkelijke techniek van fotogravure ten behoeve van het reproductieproces wordt op pigmentpapier een laag gelatine met daarin dichromaatzouten aangebracht; door deze toevoeging wordt de gelatine lichtgevoelig. De ontdekking van dit fenomeen danken we aan Mungo Ponton (1839), Becquerel (1840) en Fox-Talbot (1850).
De door Fox-Talbot ontwikkelde procedure werd voor reproductiedoeleinden vervolmaakt door Klic (1870). Door belichting (via een fotografisch beeld) van de door dichromaat "gesensibiliseerde" gelatine wordt deze hard en onoplosbaar ("tanning" wordt dit in de Angelsaksische literatuur genoemd). De diepte van het uitharden is evenredig met de hoeveelheid licht die op de gelatine valt. Op een gepolijste, vetvrij gemaakte koperen plaat wordt zeer fijnverdeeld asfaltpoeder gestrooid, dat door verhitting aan de plaat wordt gehecht. Hierop wordt vervolgens de gelatine-kant van het belichte pigmentpapier gehecht. Daarna wordt het papier en de niet geharde gelatine uitgewassen met water. Over blijft een laag geharde gelatine op koper; de laagdikte varieert evenredig met de belichting, zodat het oppervlak ontelbare gaatjes van variabele diepte vertoont. Dit oppervlak wordt vervolgens blootgesteld aan ferrichloride, een etsende vloeistof. Hoe dunner de gelatinelaag, des te eerder wordt het koper bereikt en des te dieper wordt dit uitgeëtst.
Zo houdt men een koperen plaat over met een oppervlak bezaaid met ontelbare putjes van verschillende diepte: hoe fijner het asfaltpoeder verdeeld was, des te gedetailleerder is het beeld vastgelegd. Het in de putjes opgeslagen beeld is een negatief van de oorspronkelijke voorstelling. Worden deze putjes gevuld met inkt en vervolgens in contact gebracht met hoogwaardig papier, dan ontstaan op het papier zeer fijn verdeelde inktpuntjes van verschillende hoogte en daardoor verschillende optische zwarting. Omdat het aantal puntjes per eenheid van oppervlak zo groot is, is er in feite een oneindige (continue) scala van zwart-wit tinten bereikt, met ongekend rijke schakeringen in zwart-wit reproducties.
Fotogravure is dus een proces waarbij een fotografisch beeld met wisselende diepte in een koperen of andere plaat wordt geëtst na een fotografisch procédé. Een hierop gelijkend procédé werd tot voor kort op zeer grote schaal toegepast in de electronica voor het aanmaken van printplaten. Op een kunststof drager met een koperlaagje wordt een UV-gevoelige laag gespoten (“fotolak”), of deze is daarop fabrieksmatig aangebracht; in contactafdruk wordt deze laag onder UV-licht belicht en vervolgens ontwikkeld. Door de ontwikkelaar wordt het belichte deel opgelost. Vervolgens wordt het koper weggeëtst. De resterende fotogevoelige laag kan worden verwijderd door deze aan ontwikkelaar bloot te stellen. Over blijven dan de gewenste kopersporen. Dit proces kan ook op zilver worden toegepast om beelden over te brengen. Een beschrijving van het procédé wordt in een later hoofdstuk gegeven.
 |
| Figuur 1 - Sterk vergroot beeld van een fotografisch raster. |
Omdat het beeld verdiept in de plaat ligt wordt door drukkers gesproken van een diepdrukprocédé (rotogravure). Men kan grijstinten echter ook simuleren door zwarte punten van wisselende grootte op een wit vlak te verdelen; bij een voldoende dichtheid van de puntjes worden zij niet afzonderlijk gezien en worden de variaties in zwarting van het oppervlak optisch als grijstinten of zwart waargenomen. Clichémakers bereiken dit effect door het fotografisch beeld via een raster af te beelden. Het raster is eigenlijk een onscherpe opname van een patroon, bijv. van een ruitjes- of streepjespatroon. Bij het afbeelden van een zwart-wit diapositief of negatief op een lichtgevoelige plaat via bijv. een ruitjesraster (figuur 1), ontstaat een beeld opgebouwd uit zwarte punten in een wit vlak. Dit is als volgt te begrijpen.
 |
| Figuur 2 - Sterk vergroot beeld van een fotografisch raster in zij-aanzicht. De hoeveelheid doorvallend licht (rode lijn onder) neemt van het centrum van het donkere vierkant naar de rand toe en is maximaal in het doorzichtige deel van het raster. |
Stel we zien een raster in zij-aanzicht (figuur 2). We meten hoeveel licht er door het raster valt bij afnemende lichtsterkte. Het centrum van de donkere vierkantjes laat geen licht door, naar de rand neemt de zwarting van de vierkantjes af. Bij grote lichtsterkte valt er vanaf het centrum van het donkere vierkant tot in het geheel doorlaatbare deel van het raster steeds meer licht op het onderliggende materiaal. Als de lichtsterkte geringer wordt houdt het zwarte vierkant steeds meer, en bij een geringe lichtsterkte zelfs alle licht tegen.
De hoeveelheid doorvallend licht neemt dus zowel af doordat er minder licht op het raster valt, als doordat het raster een effectiever lichtfilter wordt. Op het onder het raster liggend lichtgevoelige materiaal worden daardoor bij afnemende verlichting van het filter steeds kleinere punten gevormd.
 |
| Figuur 3 - Beeld dat ontstaat als lichtgevoelig materiaal via een raster bij vier verschillende lichtsterkten wordt belicht. |
Een sterk vergroot voorbeeld wordt getoond in figuur 3. Bij een constante verlichting wordt de hoeveelheid op het raster vallend licht bepaald door de zwarting van het negatief of diapositief tussen lichtbron en raster: hoe meer licht er wordt doorgelaten hoe groter zwarte punt er ontstaat, hoe meer licht door het diapositief of negatief wordt tegengehouden des te kleiner is de ontstane zwarte punt. Leggen we op het raster vlakken met 4 verschillende grijstinten, dan ontstaat het beeld in figuur 4.
| Figuur 4 - Weergave van 4 grijze vlakken door een fijn raster, met detailvergrotingen. |
 |
Hebben we te maken met een fotografische voorstelling met alle schakeringen tussen wit en zwart, dan ontstaat een afbeelding die niet meer uit een continue scala van zwart-wit schakeringen is opgebouwd, maar uit zwarte puntjes van wisselende grootte. Bij een lijnraster ontstaat een beeld met lijnen van wisselende dikte. Dit proces, dat niet dezelfde tintenrijkdom kán opleveren als de veel detailrijker fotogravure, ligt ten grondslag aan de rotogravure. Hierbij wordt het reproductieproces uitgevoerd door een gerasterde lichtgevoelige laag op metaal aan te brengen en via een negatief te belichten; als vervolgens wordt geëtst worden velden van verschillende grootte en diepte bereikt (figuur 5). Een modernere methode gebruikt laserstralen om deze napjes te maken. De rotogravure of diepdruk staat tegenover de hoogdruk, waarbij de drukvorm juist verhoogd is ten opzichte van de niet-drukkende delen. Bij onze applicaties zullen we gebruik maken van de principes van zowel diepdruk als hoogdruk.
|
|
| Figuur 5 - Bij de rotogravure, een diepdrukprocédé, worden napjes van verschillende diepte en oppervlak aangebracht. |
Een andere mogelijkheid is om een afbeelding over te brengen in een UV-gevoelige hars, die na belichting zeer hard wordt. Het niet-belichte deel wordt uitgewassen, zodat een dunne maar zeer harde harslaag overblijft. Deze "matrijs" wordt op zilver gelegd en vervolgens gezandstraald, waardoor het etsproces wordt nagebootst. Een beperking van deze methode is, dat indien lijnen dwars door het beeld lopen, of er figuren zijn die door een continue lijn worden begrensd, de harsplaat na uitwassen in stukjes uiteenvalt.
 |
| Figuur 6 - Voorbeeld van een foto voor en na rastering per computer. De puntrasters zijn 80 lijnen, 40 en 20 lijnen per inch; zij illustreren het verlies aan kwaliteit. |
Voorstellingen kunnen ook via de computer worden verrasterd (figuur 6). Realiseer u dat de afbeeldingen door de printer zijn opgebouwd uit puntjes. Bij een printer resolutie van 600 dots per inch (236 puntjes per cm) ontstaan in een zwart-wit afdruk alle grijsschakeringen door variaties in de grootte en de dichtheid van de puntjes per eenheid van oppervlak. In feite wordt elke voorstelling die via de computer wordt geproduceerd bij uitvoer naar een printer gereproduceerd als puntjes van wisselende grootte. Hoe groter de puntdichtheid per cm (resolutie, liniatuur), hoe gedetailleerder het afgedrukte beeld is en hoe meer nuances het vertoont.
Beeldvorming op het computerscherm
Het computerscherm kunt u zich voorstellen als een mozaiekraam waarop steentjes van gelijke grootte kunnen worden gelegd. Elk steentje heet dan een pixel. Zo zijn er schermresoluties van 640x480 (breedte x hoogte) pixels, 800x600, 1024x768, 1152x870 en hoger. Hoe hoger de resolutie op een bepaald beeldscherm is, des te kleiner zijn de pixels. Elke pixel heeft, evenals mozaieksteentjes, een kleur. De informatie over de kleur wordt opgeslagen in bits. Eén bit kan de waarde nul of 1 aannemen, “aan” of “uit” staan. In zwart-wit houdt dit in dat de kleur zwart of wit wordt weergegeven: één bit levert 2 mogelijkheden op. Wordt de informatie opgeslagen in 2 bits, dan zijn er 22 = 4 mogelijkheden van zwart tot wit, zodat er twee grijstinten ontstaan. Van zwart tot wit voldoen in de praktijk 8 bits (2 tot de macht 8 = 256 tinten: zwart, wit en 254 nuances grijs), weer te geven door verschillen in de sterkte van de electronenstroom naar het beeldscherm toe. Ook kleuren kunnen worden weergegeven doordat het beeldscherm 3 lagen heeft waarin pixels rood, groen en blauw kunnen oplichten en door verschillende mengverhoudingen van rood, groen en blauw te gebruiken. Als er 8 nuances van rood, groen en blauw elk zijn (3 bits per kleur), ontstaan er 8x8x8 = 512 verschillende kleurschakeringen. Dat is nog maar een beperkte scala aan kleuren. Moderne computers hebben beeldschermen waar 256x256x256 = 16.777.216 kleurnuances (8 bits kleurresolutie per kleur) of meer in elke pixel kunnen worden getoond.
Bij een resolutie van 640x480 pixels is het beeld opgebouwd uit 307.200 punten; dat geeft optisch een herkenbaar beeld. Bij 1024x768 pixels zijn er 786.432 punten en is de beeldkwaliteit merkbaar beter. Huidige digitale fotocamera's gaan tot 1800x1200 = 2,3 miljoen pixels. Hetzelfde beeld in een fotogravure, zwart-wit of kleurennegatief, of een diapositief, is uit een veel groter aantal deeltjes opgebouwd. Op doorsnee beeldschermen worden 72 of 96 pixels per inch getoond. Is een kleinbeeldfoto (24x36 mm = 0,94x1,42 inch) ingescand met een resolutie van 300 punten per inch, dan wordt een 640x480 pixel beeldscherm slechts gedeeltelijk gevuld (afbeelding 426x283 pixels); hetzelfde beeld bij een hogere schermresolutie vult het beeld nog minder. Om een 1024x768 pixel beeldscherm te vullen moet het kleinbeeldnegatief of -positief voor een horizontale vulling worden gescand met een resolutie van 722 dpi, verticaal met 813 dpi.
Ook printers bouwen het beeld op uit puntjes met een resolutie van 300 of meer punten per inch. De redeneringen voor beeldschermen gelden ook voor printers.
Verdere overwegingen
Het zal duidelijk zijn dat indien alleen de hoogste kwaliteit en een fotorealistische weergave aanvaardbaar is, men de techniek van fotogravure moet hanteren. De oorspronkelijke methode, waarbij van gesensibiliseerde gelatine en asfaltpoeder gebruik wordt gemaakt, is echter erg bewerkelijk, de benodigdheden daarvoor zijn ook niet gemakkelijk te verkrijgen. Bij andere processen moet de foto tot een zuivere zwart-wit voorstelling worden teruggebracht: kleuren, inclusief punten, lijnen of vlakken in grijsnuances, kunnen niet op zilver worden aangebracht. Fijne rasters, die een min of meer fotorealistische weergave mogelijk maken, zijn in het gietproces niet goed te reproduceren. In het algemeen leiden rasters uiteindelijk tot tamelijk grauwe beelden op zilver. Vandaar dat een bewerking, waarbij de foto min of meer tot een lijntekening wordt omgevormd, noodzakelijk is. Een begaafd artiest kan dit doen door een zwart-wit tekening te maken. De computer maakt het in principe voor iedereen mogelijk zulke bewerkingen met daarvoor geschikte programma's uit te voeren. Zelfs begaafde artiesten hebben echter baat bij computerbewerking, bijv. omdat het inverteren en spiegelen van een beeld, en het snel veranderen van lijndikte, zo eenvoudig is.