圖像處理在書法作品復制中的應用研究

曾琦 山東傳媒職業學院信息工程系

在歷史上，每當有精美絕倫的書法作品出現后，總會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富代代相傳，這其中，王羲之的《蘭亭集序》便是一個典型的代表。

《蘭亭集序》是眾所周知的一幅書法經典，為東晉王羲之所做，拋卻文學意義不談，其書法藝術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，讓當時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，總有復制并用于欣賞的欲望。時至今日也是如此，當我們面對一幅名家書法時，其昂貴的價格對于普通大眾可能是一個無法承受的數字，但是如果有精美并且合法的復制品可以代替，而且價格非常親民，那么對于熱愛書法藝術的大眾來講將會是一件幸運之事。

科技發展到今天，書法作品的的高品質復制不再是一件遙不可及的事，不同于馮承素時代使用雙鉤廓填法進行臨摹，現如今使用信息技術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備和防褪色墨水在宣紙上打印出來，可以實現對原作的高度還原，這其中所涉及到的圖像處理技術問題也正是本文所要表述的主要內容。

和繪畫一樣，書法作品的復制需要經過掃描、圖像處理、輸出三個階段。

1 掃描

掃描是復制過程的第一步也是最重要的一步，掃描的質量直接決定了最終成品的質量，合理的選擇掃描儀以及正確設置掃描參數非常重要。影響掃描質量最重要的兩個要素是圖像傳感器種類和光學分辨率。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，能感應光線，并將圖像轉變成數字信號。經由外部電路的控制，每個小電容能將其所帶的電荷轉給它相鄰的電容。 [2]對于大幅面藝術品復制，CCD模式是最優秀的，對光的敏感程度是最好的。

另外，光學分辨率是衡量掃描儀掃描質量的另外一個重要參數，不同于插值分辨率和最大分辨率，光學分辨率才是一款掃描儀的真實分辨率，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。對于從事藝術品復制的掃描儀，其光學分辨率必須達到400dpi以上。同時，在掃描時，需要把掃描分辨率設置在400～600ppi之間。圖1即為一幅使用符合以上標準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

該作品在掃描時設置的掃描參數是400ppi，可見此作品輪廓清晰，像素基本完全保留。層次清晰可見，達到字畫復制所必須的清晰度。

中國書法不同于西方油畫，使用宣紙作為書寫載體，由于宣紙具有獨特的半透光性和高滲透性，在掃描時，必須使用白色壓板來壓蓋書法作品，以減少底灰的呈現。如果是使用非接觸式一次性成像設備，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，則會增加后期去除底灰的難度，在圖像處理時會丟失一些書法筆畫的輕微細節。另外，由于宣紙在書寫完后都會由于劇烈的伸縮變形而產生大量的褶皺，或者在保存時由于過度折疊產生的死折，這也會增加后期處理的難度。因此，最好把書法作品托裱以后再進行掃描，即使對于不允許托裱的作品，也要使用加濕設備對作品適度洇濕而展平后再進行掃描。

高品質掃描是成功復制一幅書法作品的前提，其重要性占到了整個復制行為的60%以上，其作用對于完美的再現中國書法特有的藝術氣質非常重要。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節那是不可能的，工程師只有得到了足夠精細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、調整層次、修臟四個大的步驟。如果使用的大幅面掃描儀或者是非接觸式一次性成像設備，則不需要拼接的過程。

2.1 去除底灰和調整層次

圖像處理過程大多是使用Photoshop來完成。Photoshop中有一個色階（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換方式，如圖2所示。

圖2 轉換CMYK模式

在“分色類型：GCR”選項中，把黑版產生的方式設定為最大值。經此設定后，把圖像轉換為CMYK模式后，Photoshop會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在掃描之后的顏色值，因為宣紙本身不會是純白色，并且宣紙表面有縱橫排列的水簾紋，這些都會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）調整三個滑塊的值，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域全部變為白色，印章部分除了使其色相接近真實顏色的同時還要保留內部的層次變化。

然后，對黑色印版做重點調整。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）工具對黑版進行多次調整，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。必要時，使用選區設置工具（Pen）區分出筆畫區和空白區，對二者分開進行修正，從而達到上述所需要求，如圖4所示，我們在這個完成層次調整的圖像中看到中國書法的枯潤不同，另外，其筆畫由于書寫時用力的不同而產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品。如果C、M、Y、K四個通道都有書法作品黑色文字色值的話，在輸出時會很難保持理論上的灰平衡，可能會造成圖像的局部色偏。而對于僅有K色值的黑色文字，因為打印機在輸出時并不會僅僅使用黑色墨水來實現，而會參雜一定比例的彩色墨水，這是由色彩管理程序決定的，從而會最大程度的還原書法作品原作應該具備的顏色。另外，因為中國書法在書寫過程中使用的墨水和打印機的黑色墨水色相是有區別的，所以假如打印機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整完層次之后操作，這一過程是一項瑣碎而繁雜的工作，并且對于電腦的顯示器要求非常高，因為假如顯示器亮度過高，會讓工程師忽略掉色值極淺的污漬，而這些污漬在輸出時會非常明顯的呈現在宣紙上，從而給整幅復制品造成瑕疵。因此，選擇高端的顯示器并設置好適當的色溫、亮度、對比度等參數是非常有必要的。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備打印最終成品是復制書法作品的最后一步，主要包括打印機的選擇、墨水的選擇和打印材質的選擇。

3.1 打印機

打印機的走紙方式和打印分辨率是影響復制質量的重要因素。因為書法作品一般幅面都比較大，并且紙張很薄，為了保證紙張過機的高通過率，盡可能選擇進紙和出紙為同一方向的進紙方式。墨盒數要在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性。

3.2 墨水

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

3.3 打印材質

當然對宣紙的要求也比較高，可以是平版書寫普通宣紙，也可以是專業打印宣紙，但最好采用涂層較厚的專業打印仿宣紙。普通宣紙在打印時由于墨水的滲透，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制品。

總之，在字畫復制過程中掃描在內的圖像處理技術是成功復制一幅書法作品的重要基礎，在此基礎之上，合理選擇打印設備和耗材，使用正確地技巧和工藝，制作一幅精美的書法復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富，也是全人類的財富，對于好的書法作品，我們應該使用現代化的科技手段和技術使更多的人欣賞到中國的書法藝術，為弘揚人類文明和傳播美的藝術做出自己的貢獻。