Laserové gravírování fotografií, úvod

Přenos informací na povrch materiálu se stal nedílnou součástí naši společnosti. Tato schopnost se začala rozvíjet již v pravěku a vývojem společnosti obsadila nenahraditelnou roli. I v dnešní digitální době se jedná o jeden z nejpoužívanější způsobů přenosu informací mezi lidmi. Mimo oblast věcné komunikace nachází své uplatnění i v umění a abstrakci. Zachycení dané informace co nejvěrohodněji a nejpřesněji je snahou každého přenosu. Existuje řada technologií, druhu informací a materiálů, které lze využít. Já se věnuji problematice laserového gravírování fotografií, grafik a textu na dřevěný podklad.

obr1

Výše zmíněná kombinace má několik úskalí, které postupně studuji, popisuji a řeším. Jelikož na každý problém existuje více možných řešení porovnávám a popisuji dané metody. Srovnáním dosažených výsledků pak lze zvolit správnou cestu pro další vývoj a testování.

Technologie laserového gravírování spočívá v řízeném generování zaostřeného světelného paprsku, jehož energie zahřívá místo dopadu na netransparentní materiál. V závislosti na druhu materiálu a velikosti dodané energie dochází ke změnám povrchu. Tyto změny jsou z pravidla neměnné. Schopnost dopředu předpovědět intenzitu a výsledný efekt této změny je jednou z klíčových oblastí laserového gravírování. Pro oblast gravírovaných fotografií na dřevěný podklad je nejpodstatnější změna odstínu daného materiálu.

obr2

 

Odstín gravírovaného dřeva nezávisí pouze na intenzitě laseru. Závisí také na profilu paprsku, frekvenci, typu dřeva, složení a vlastnostech okolí gravírovacího procesu (teplota, vlhkost, chlazení). Jelikož existuje prakticky nekonečně mnoho takovýchto kombinací, věnuji se popisu gravírování bukového dřeva ze středové části stromu (fládru), pomocí diodových laserů o vlnové délce 445nm a výstupním výkonu 5 W. Paprsky laseru tedy dopadají kolmo na středovou část podélného řezu stromu. Výzkum je zde soustředěn na vliv podmínek okolí a profilu paprsku na výsledný odstín gravírovacího procesu. Mezi podmínky okolí byla zařazena vlhkost materiálu, vlhkost okolí a směr a intenzita ofuku gravírovaného bodu.

Další oblast problematiky, která vstupuje do laserového gravírování fotografií na dřevěný podklad je samotná fotografie. Dnešní fotografie jsou foceny na sofistikovaných aparátech, které poskytují tisíce různých odstínů. Ty jsou vhodné především na digitální zobrazení, či technologii tisku. Laserové gravírování však v současné době není schopno přenést takový počet různých odstínů. Používají se různé metody k nahrazení tohoto nedostatku. V této oblasti se zabývám vhodnou filtrací vstupní grafiky, která optimalizuje odstíny digitální fotografie pro aplikaci laserového gravírování. Práce s jednotlivými přechody a detaily dokáže posunout jakýkoliv laserový stroj o úroveň výše.

obr3_2

V této oblasti se řeší dvě roviny. Jedna je úprava odstínových úrovní (histogramů) fotografie a druhá je filtrace ve frekvenční oblasti. Filtrace ve frekvenční oblasti má tu výhodu, že nepracuje s histogramem obrázku, ale s frekvencemi přechodů mezi každým pixelem. Díky tomu lze selektivně upravit jednotlivé detaily a zvýraznit potřebné části bez velkého zásahu do zbývající části obrázku.

obr4