2.1.层次调节的必要性
2.1.层次调节的必要性
2.1.1.视感明度效应
图像缤纷的色彩，丰富的层次均以视觉感受为基础，层次调节的目的之一，使纸质载体再现的图像层次，符合人们视觉对亮度差异辨别的生理特性。
2.1.1.1.孟塞尔明度值
孟塞尔（MunseII）美国画家，以视觉实验方法，综合各类人群的视觉生理特性和心理感受，所创建的颜色标定系统，由三维立体空间表述颜色的色相、亮度、饱和度的三个基本属性，孟塞尔表色系统普遍应用于彩色复制领域，包括当今数字图像的数字信息皆由该表色系统所建立。在孟塞尔表色系统中，立体模型的中央轴表示消色区域的亮度变化并对应各种色相颜色的亮度，中央轴的顶端为标准的白色，亮度最亮其反射率为102.5%，数据标号为“10”，以次向下亮度逐渐降低，直至轴底，为标准的黑色块，反射率接近0.00%，数据标号为“0”。亮度从最亮到最暗的区间共有10个等级的亮度变化，每级亮度又再细分10个等级，共有100个等级的亮度变化，在色度学中这种亮度的等效值被名为孟塞尔明度值。这100个等级并非由仪器测定各个级别的反射率进行划分，而是由各类人群的视觉感受所确定，视觉感应的每级亮度均是等量的变化，因此，孟塞尔明度值在图像复制中，是人们视觉器官观察纸质载体图像与原图像亮度变化的重要依据。
2.1.1.2.孟塞尔明度值与密度的关系
物体的反射率或透射率决定物体的亮度，为便于计算，在图像光信息传递、转换直至最终输出在纸质载体上再现的整个过程中，均转换成密度值进行调节，并控制和检测图像亮度的变化。
孟塞尔明度的等效值是由人们的视觉感受所确定，符合视觉器官对暗部亮度辨别高度敏感，而对亮部区域亮度的辨别比较迟钝的生理特性。但与每个亮度级所测定的反射率数值并非呈现线性的对应关系，据 Jndd《色的科学》提供的数据所示，孟塞尔明度值0、1、2、3各等级处反射率的变化很小分别为：1.074%、2.052%、3.393%、5.446%，而在孟塞尔明度值4、5、6、7、8、9、10各等级处的反射率差值较大分别为7.769%、10.28%、13.01%、16.04%、19.56%、23.01%，根据以上数据标绘的孟塞尔明度值和反射率关系曲线，所呈现的是一条下弓形曲线。因密度值与反射率是倒数关系，当表示图像亮度的反射率转换成密度值时，其密度值与孟塞尔明度值的对应关系就是一条上弓形的曲线，如图 P20------9曲线，其暗部区域曲线的斜率小，密度差值的变化亦小。
P20------9
综上所述表明，当视觉感受到的亮度等量变化的光信息转换成 C、M、Y、K 密度值时，应保证转换的密度值所呈现的是一条上弓形曲线，图像的视感明度与最终以纸质载体输出的图像视感明度才能保持一致，这是图像复制中一个不可忽视的基本原理。
2.1.2.图像阶调层次的正确复制
2.1.2.1.理想的阶调层次再现
阶调层次指的是一定亮度范围内亮度间的变化，在其范围内亮度间的变化赿大，即反射率或密度差值越大，该区域层次赿好，反之，层次赿差。在彩色阶调图像复制中，理想的阶调层次再现，应该是纸质载体图像的视感明度变化和原图像视感明度完全相对应，形成一条斜率为1的斜线，纸质载体所再现的复制图像才可以百分之百的再现原作图像的所有阶调的层次。
在当前彩色阶调图像的复制过程中，虽然计算机图像处理技术完全可以正确再现原图像各阶调区域的亮度变化。可是当计算机处理、调节后的图像光信息经转换输出到纸质载体时，由于受到输出设备的机械性能，以及各种材料特性的限制和工艺特点的影响，在纸质载体上，由油墨层或各种性能颜料层形成的光学密度，所反射的光信息的亮度范围远远小于当前数码图像的亮度范围。根本无法使纸质载体图像所反射的视感明度与原图像的视感明度完全相对应，因此，理想的阶调层次复制状态，在现实中是不存在的。
2.1.2.2.阶调层次的基本曲线
数字图像的光信息经传递、转换，并最终在由密度反射的光信息的亮度范围之内再现。数字图像光信息的亮度范围要远大于纸质载体图像的亮度范围，压缩在较小的、有限的亮度空间，势必要压缩相当一部份层次，如何压缩？如何使阶调层次合理分布，始终是图像复制研究的重要课题。
采用平均压缩的方式，使数字图像各个阶调区域的层次，平均压缩在纸质载体图像的狭小亮度范围内，形成一条与数字图像亮度变化非对应关系的斜线。平均压缩既不符合视觉器官对暗部区域亮度变化敏感，而对亮部区域的亮度变化迟纯的视觉生理特性，也不符合摄影、绘画图像普遍以中间调层次为主的特点。中间调层次在整个图像层次分布中所占面积的比例最大，平均压缩，使占图像主体部分的亮、中调区域亮度间的差值减小，层次被压缩，纸质载体图像无法正确再现摄影、绘画数字图像视感明度的主要特征。
正确的压缩方式，应是非平均压缩，而是通过层次调节在有限的亮度范围内，减小暗调区域亮度变化的差值，即压缩暗调层次，加大亮、中调区域的亮度变化差值，使亮、中调区域的层次不被压缩，形成一条上弓形的曲线，该曲线亮、中调区域的斜率大，暗调区域曲线斜率小。这条曲线是阶调图像在纸质载体再现的基本层次复制曲线，应用该基本层次复制曲线，不但符合人们视觉器官的生理特性，并可使复制在纸质载体图像的亮、中调区域的视感明度和数字图像亮、中调区域的视感明度基本相对应，保持数字图像该阶调区域视感明度的主要特征，使以中调为主的数字图像层次得到良好的再现。
2.1.2.3.图像层次的合理分配
所复制图像的阶调层次被压缩在远小于数字图像的亮度范围之内，阶调层次百分之百的忠实复制是完全不可能的，图像阶调层次复制所遵循的应是，阶调层次合理再分配原则。
按照数字图像各阶调分布情况，以各阶调面积比例划分，中间调为主的数字图像占相当大一部分。但以亮调或暗调为主的数字图像亦为数不少，如该部分数字图像也同样使用基本层次曲线复制，最终在纸质载体上所再现图像亮调区域的层次显得平淡而缺乏变化，暗调区域的层次极易消失，变成漆黑一片。对于以亮调为主或暗调为主类的图像，就要采用加强亮调区域或暗调区域层次的调节，使复制图像能正确再现该类数字图像在亮部或暗部区域视感明度的主要特征。一条基本层次曲线无法满足各种类型图像的复制要求，应根据数字图像各阶调面积的比例进行调节，对主体阶调作层次加强的调节。
在由密度反射亮度的有限范围内，以各阶调面积分布的比例确定层次的分配是基本合理的，可是摄影、绘画等数字图像均是艺术作品，仅以占图像画面的面积比例多少确定层次的分配，是不能更好地表现出摄影、绘画等图像的艺术性。因此，还必须对摄影、绘画类图像的艺术特奌，表现手法，画面内容，作品的主题以及作者所要表达的思想、理念，作全面、细致的分析，正确的判断该图像阶调复制的重奌，以此确定阶调层次的合理分配。