что такое растровая печать
Растр (полиграфия)
Из-за такого свойства различных методов печати, что в каждой точке листа можно нанести краску или не наносить её, для печати каждое графическое изображение должно быть преобразовано в совокупность точек. Эти точки, сливаясь на расстоянии, создают ощущение цветовых переходов. Различают регулярный растр и стохастический. При использовании способа глубокой печати растр выполняет иную функцию — служит опорой для ракеля, удаляющего краску с пробельных элементов.
Содержание
Регулярный растр
Основной признак регулярных растров — это периодическая структура. Как правило применяются растры, точки которых находятся в узлах квадратной сетки — чем темнее изображение, тем больше размер точки. В тёмных участках практически весь участок становится залитым, и в центрах ячеек квадратной сетки появляются дырки. Полутона формируются изменением размеров растровой точки. Таким образом, регулярный растр можно называть амплитудно-модулированным. Три основных характеристики точек регулярного растра — угол поворота растра, форма точки и линеатура. Главным недостатком регулярных растров является возникновение муара.
Угол поворота растра
Угол поворота растра — это набор углов, под которыми располагаются друг к другу линии из точек растра.
Для получения многокрасочных иллюстраций оригинал сначала разлагают на цветоделенные изображения для четырёх основных красок (CMYK) печатного синтеза: голубой, пурпурной, жёлтой и чёрной, а затем на отдельные печатающие элементы. Каждое цветоделенное изображение растрируют со своим углом поворота.
Для чёрно-белой печати как правило используется угол в 45°. В традиционной технологии репродуцирования цветоделенные изображения для трех хроматических красок (RGB) развернуты друг к другу на 30 градусов. Для цветной печати в системе CMYK характерны следующие углы поворота растра: для краски cyan используется поворот в 15° или 105°, для краски magenta — 75° или 15°, для краски yellow — 0° или 90°, для краски black — 45° или 135°.
Такие углы выбраны не случайно. При ненадлежащей ориентации растровых структур при печати почти гарантированно возникнет искажение — муар. Причиной возникновение видимой муаровой сетки является периодическая структура цветоделенных изображений. Однако муар, возникающий из-за взаимодействия растровой структуры с периодической структурой самого изображения, невозможно полностью исключить как помеху для зрительного восприятия репродукции. Несмотря на оптимальные углы поворота, уменьшающие муар, на цветных участках равномерного тона все же возникают розетки. Образование розеточной структуры зависит также и от позиционирования цветоделенных изображений относительно друг друга. Колебания приводки краски в печатном процессе могут приводить к изменению формы розеток.
Также верно и то, что чем выше линиатура растра, тем структура муара становится менее заметной (например, линеатура 60 лин/см). Для оригиналов с четко выраженной собственной структурой (ткань, узор) возможно появление объектного муара, который практически невозможно устранить. Высоколиниатурные растры (до 150 лин/см) хотя и позволяют уменьшить эффект муара, но не всегда могут его предотвратить.
Форма точки
Форма точки влияет на окончательное восприятие изображения. Как правило, точки имеют круглую форму, однако используются и точки других форм, например, эллиптические, ромбовидные или даже квадратные
Линеатура
Линеатура растра является одной из основных характеристик печати, характеризует период сетки и обозначает количество линий растра на единицу длины изображения (физически — частоту пространственной структуры растра). Чаще всего линеатура измеряется в линиях на дюйм — lpi; измеряется также в линиях на сантиметр. Характеристики совпадают с характеристиками одномерной дифракционной решётки; L = 1/p, где р — период структуры растра. Чем выше линеатура, тем более мелкие детали можно воспроизвести, однако существуют физические ограничения на линеатуру.
Ограничением на возможность использования растров с высокими линеатурами является тот факт, что из-за различных явлений краска способна растекаться (растискивание) и невозможность воспроизвести очень маленькую точку. Для недорогой бумаги физическое ограничение 100 лин/см, хотя на практике при печати применяются меньшие линеатуры из-за того, что при использовании растров высокой линеатуры результат становится сильно чувствительным к параметрам печати.
Для газетной печати, как правило, используется линеатура в 100—133 lpi. Для цветных журналов примерно 150—175 lpi. Для икон примерно 200 lpi.
Для растров с нерегулярной структурой понятие линеатуры вводится условно.
Стохастический растр
Стохастический (нерегулярный) растр в корне отличается от описанного выше регулярного растра. Изображение формируется из хаотичным образом разбросанных точек одного размера. Растр можно называть частотно-модулированным. Муаровая картина на стохастических растрах значительно менее контрастна сравнительно с муаром на регулярных растрах (вследствие малого диаметра растровых элементов), из-за чего долгое время не удавалось обнаружить муарообразование на нерегулярных растрах. Понятия «линеатура», «форма точки» в стохастике не имеют смысла (хотя понятия линеатуры и квазипериода условно вводятся и для нерегулярных растров). К недостаткам стохастического растра можно отнести чувствительность процесса к качеству изготовления форм и сложность печати.
IQprint.ru — полиграфические услуги.
Растрирование. Полиграфический растр.
Растрирование — преобразование непрерывных полутоновых и штриховых изображений в микроштриховые с помощью полиграфического растра (в репродукционных фотоаппаратах и контактнокопировальных станках) или с использованием аппаратных и программных средств. В современном полиграфическом производстве за процесс растрирования отвечают специальные растровые процессоры — RIP.
Существуют две методики растрирования и соответственно два способа передачи полутонов на неполутоновых устройствах:
Рассмотрим оба метода формирования рисунка подробнее.
В первом случае, фактически, меняется частота появления растровых точек на бумаге, в зависимости от насыщенности изображения. Поэтому этот метод растрирования называется частотно — модулированным (ЧМ — растрирование, англ. FM-screening). Растровые точки, при формировании рисунка этим методом, наносятся хаотично и не упорядочено одна относительно другой (поэтому растры этого типа иногда называют нерегулярными или стохастическими).
У таких растров всего один непосредственный параметр — размер отдельно взятой точки, который определяется настройками драйвера печати и характеристиками устройства вывода — размером микропятна печатающего устройства. Минимальные значения этого параметра ограничены объемом капли, создаваемой печатающей готовкой, который на практике у современных моделей принтеров обычно колеблется от двух до нескольких десятков пиколитров. По сути, устанавливая в диалоговом окне параметры принтера, печатающего этим растром, мы устанавливаем разрешение, или максимальную плотность нанесения точек на единицу длины печати. Понятно, что чем мельче размер отдельно взятой капли, и чем выше разрешение, тем меньше будет заметна дискретность готового отпечатанного изображения.
Наиболее типичный и распространенный пример устройства, в котором используется нерегулярный стохастический FM — растр — это струйный принтер. С физической точки зрения сформировать такой растр достаточно просто: печатающая головка принтера просто наносит чернила на запечатываемый материал в виде множества мелких капелек более или менее одинакового размера (повторяемость размера капли определяется уже не настройками печати, а классом точности печатающего узла принтера). Изменяется только интенсивность падения капель красителя на запечатываемый материал, что и определяет относительную плотность запечатываемости каждого участка. Таким образом, сформулируем краткое определение: ЧМ — растрирование (FM — screening) — это метод получения полутонов в печатаемом изображении с использованием растровых точек одинакового размера с переменным их числом на единицу площади запечатываемой поверхности.
Во втором случае, метод, повсеместно используемый в печати, — это так называемое амплитудно- модулированное растрирование, или AM — растрирование (AM — screening). Краткое описание этого метода растрирования таково: это метод получения полутонов с использованием растровых точек переменного размера, с неизменным их числом на единицу площади запечатываемой поверхности. В AM — растрах
используется несколько другой подход к формированию рисунка, в отличие от предыдущего рассмотренного нами метода. В зависимости от того, насколько светлым или темным является определенный участок изображения, его печать на бумаге происходит в виде растровых точек разного размера. В светлых участках точки достаточно малы и малозаметны. В полутоновой части они занимают примерно половину запечатываемой площади рисунка и формируют характерную «шахматку» (хотя это зависит от формы растровой точки), а в теневых участках точки становятся настолько велики, что занимают почти всю площадь запечатываемого материала, при этом промежутки между растровыми точками становятся практически не видны. Значение площади, занимаемое растровой точкой в изображении, принято называть растровой плотностью, и выражать в процентах. Например, растровая плотность в 50% подразумевает, что растровая точка занимает половину площади запечатываемого материала.
Некоторые тонкости AM — растрирования
При использовании AM — растров, актуален не только вопрос о размерах, но и о форме растровой точки, в отличие от предыдущего метода растрирования, где форма точки отсутствовала как таковая. Вместо нее на запечатываемом материале после печати появлялась достаточно малая капелька тонера, краски или чернил принтера, а размер точки, по сути, определялся настройками драйвера принтера (на аппаратном уровне — объемом микрокапли используемого принтера). Дело в том, что от того, каким AM — растром будет напечатан макет, а также от формы растровой точки, во многом зависит визуальное восприятие изображения наблюдателем. Форма растровой точки (Raster dot shape) строго определена и чаще всего зависит от конкретной модели печатающего устройства, либо от программных настроек драйвера, если он позволяет выбирать форму растра среди нескольких альтернативных вариантов. К наиболее часто используемым формам растровых точек можно отнести эллиптическую, ромбовидную, квадратную и круглую точки.
Более «жирные» растровые точки, будучи напечатанными в соседних ячейках растровой сетки, оставляют между собой мало белого пространства. Это создает иллюзию темного оттенка цвета. Наоборот, небольшие точки, напечатанные с тем же интервалом, оставляют белой большую часть бумаги в пространстве между ними. Это вызывает ощущение светлого оттенка.
Поскольку в пределах растровой точки можно различным образом задействовать отдельные пикселы (субэлементы) для получения полутонов, форма растровой точки была стандартизирована.
Форма растровой точки — преимущественная форма растровой точки, получаемая при растрировании с применением периодической структуры.
Примечание. В настоящее время в основном используют формы точки, которые получили названия: квадратная, круглая, эллиптическая, цепеобразная (разновидность эллиптической), эвклидова (с постепенным переходом по градационной шкале от круглой точки к квадратной и затем к круглому просвету), линейчатая и геометрическая (разновидность линейчатой).
Линейную последовательность из растровых элементов называют линией. Таким образом линиатура растра есть не что иное, как число растровых точек, из которых формируется изображение на единицу его длины. Линиатура растра жестко связана с разрешением фотовыводного устройства. Линиатура растра = разрешение фотовыводного устройства/16. Если фотоформа будет выводиться с разрешением 2400 dpi, то ее линиатура составляет 150 линий на дюйм.
Линиатура относится только к регулярным амплитудно-модулированным растрам. Для обозначения термина «линиатура» используется аббревиатура — Ipi, расшифровывающаяся как lines per inch (число линий на дюйм). Чем выше частота укладки линий на единицу длины изображения, тем меньше заметна дискретность изображения, обусловленная его растровой структурой. Наиболее типичные значения линиатуры печати — 60, 85, 100, 120, 133, 150, 175, 200 lpi и так далее. Человек, обладающий среднестатической остротой зрения, как правило, не замечает растра в изображениях, отпечатанных с линиатурой более 133 lpi, при просмотре изображений с расстояния в 25-35 сантиметров.
Большинство газетных иллюстраций печатается растром в 75 lpi, журнальных — 133-150 lpi, а иллюстрации в хороших альбомах могут иметь линиатуру до 175 lpi. От линиатуры растра также зависит видимое качество иллюстраций. Чем выше линиатура, тем менее заметны образующие растр точки и тем ближе отпечаток к фотографическому оригиналу.
Растрирование
Каталог статей
Содержание
Процессы, описанные в этой статье, являются базовыми для понимания основ офсетной полиграфии. Тот, кто сможет понять основы растрирования, сможет разобраться с любой, самой трудной полиграфической задачей.
Часто приходится встречать такой вопрос: «Три слова в полиграфии«. Мой ответ такой: растрирование; CMYK; ротация. Вот об одном таком слове и пойдёт речь в данной статье.
Казалось бы, про растрирование написано много, зачем ещё одна статья? Действительно мне пришлось перелопатить немало материала, прежде чем достигнуть существующего уровня понимания вопроса. Буду откровенен, последнюю точку в вопросе растрирования мне помогла поставить работа над полиграфическим словарём. Я разбирался с терминологией вокруг растрирования и обратился к первоисточнику, а именно, к англоязычной википедии. И с помощью неё, разобравшись с терминологией, мне стало понятно насколько в нашей литературе всё запутано.
Действительно растрирование стало грандиозной вехой в полиграфии и дало лёгкий способ переноса на печать тоновых изображений. Как же до появления растра печатались изображения? Методом штрихового рисунка. На рис. 1 изображена старая литография, сделанная мастером по технологии штрихового рисунка. В принципе технология штрихового рисунка позволяла получать достаточно сложные тоновые изображения, однако, была трудозатратна и требовала большого мастерства. Даже с помощью современных программных средств нет технологий получения штрихового рисунка из тонового изображения. А с появлением фотографии количество тоновых изображений начало стремительно возрастать. Вот тут и возникла реальная потребность в появлении растра.
Палитра CMYK
Статья в полной мере описывает особенности палитры CMYK, её отличия от иных палитр. Особое внимание уделено практической стороне работы палитры CMYK в полиграфическом производстве. Рассказывается о таких явлениях как точка белого, плотность красок, максимальная сумма красок и мн. др…
В этой статье будет рассмотрен один из видов полиграфических растров – регулярный растр. Для упрощения понимания вопроса рассмотрим процесс растрирования черно-белого тонового изображения. Под растрированием (halftoning или screenning) будем понимать процесс преобразования тонового изображения в изображение, содержащее полиграфический растр (halftone screen), назовём его растрированным изображением, тем более другого термина нет.
Постановка задачи
Какую задачу предстояло решить изобретателю растра? Исходный материал – тоновое ч/б изображение. Конечная цель – bitmap изображение.
На этом этапе следует ввести понятие bitmap. В современном понимании bitmap это цветовая палитра на информацию о цвете в которой выделен всего один bit информации. Поэтому цвет в bitmap изображении может быть только чёрным или белым, а если более точно, может быть, а может не быть (to be, or not to be). И именно bitmap технология лежит в основе современных печатных форм. Иными словами, на печатную форму нанесено bitmap изображение. Поэтому задачу можно сформулировать следующим образом: как тоновое ч/б изображение, содержащее 256 оттенков серого*¹, отобразить в палитре bitmap. Такая формулировка задачи приобретает достаточно простой математический смысл. Если имеются точки тонового изображения со значениями в диапазоне от 0 до 255, то для отображения их в цветовой модели bitmap потребуется матрица разрядностью 16×16 пикселей. Под пикселем будем понимать наименьшую (элементарную) точку, которую можно воспроизвести на печатном оттиске. А физический размер этой точки будет тесно связан с понятием разрешения фотовыводного устройства. Но об этом позже. Таким образом, цветовая точка тонового изображения будет «зажигать» в матрице соответствующее количество пикселей (см. рис. 2). Например, всем известная шахматная доска представляет собой матрицу разрядностью 8×8, передающую тоновую точку с 50% (32 из диапазона 0–63) интенсивностью цвета*².
Цветовая матрица в полиграфии называется (halftone cell) или растровая ячейка, а заполнение её пикселями происходит не хаотично, а по строгим правилам. Вообще правила всего два: в случае нормального распределения пикселей по растровой ячейке получаем стохастический растр или стохастику; в случае концентрации пикселей в одном месте получаем регулярный растр. Площадь (поле) концентрации пикселей в растровой ячейке называется (halftone dot) – растровое пятно (см. рис. 3). Почему растровое пятно, а не растровая точка? Потому что термин растровая точка занят. О ней (растровой точке) будет сказано ниже. Для предотвращения муара в полиграфии растровую ячейку поворачивают на некоторый угол – угол поворота растра. Такая растровая ячейка или их совокупность (для палитры CMYK) называется (halftone screen) – растровой точкой. В полноцветной полиграфии растровая точка образует характерный рисунок, поэтому её иногда называют растровой розеткой. Форма растрового пятна может быть различной, например, квадрат, круг или эллипс. Оптимальной считается эллиптическая форма растрового пятна (в литературе растровая точка).
Понятие линиатуры
Сколько необходимо иметь растровых точек на единицу поверхности для получения качественного печатного оттиска?
Экспериментальным путём установлено, что на высококачественных бумагах не возможно устойчиво отпечатать более 175–200 растровых точек на 1 дюйм длины. Это и есть понятие линиатуры. Иными словами, линиатура это частота (количество) растровых точек на дюйм поверхности. Во всех направлениях линиатура одинакова. Измеряется линиатура в lpi (line per inch), что переводят как количество линий на дюйм. Но под линиями следует понимать именно растровые точки. Не сложно вычислить физический размер растровой точки при линиатуре 200 lpi. Имеем 200 точек/дюйм, применим операцию (1/х) и получим размер одной растровой точки 1/200 = 0,005 (дюйма). Учитывая, что в одном дюйме 25,2 мм получаем размер растровой точки 0,126 (мм).
Печатные формы / пластины
Читайте статью об изготовлении печатных форм из печатных пластин. Прочитав статью, вы узнаете: чем отличаются печатные пластины от печатных форм; что такое комплект форм и каков его размер; а также подробно познакомитесь с технологий изготовления печатных форм по технологии CtP…
Связь линиатуры и разрешения
Теперь мы вплотную подошли к понятию разрешения. Разрешение связывает, до сих пор абстрактное, понятие пикселя с занимаемой им площадью на реальном физическом носителе. В нашем случае носителем является печатная форма. В предыдущем параграфе мы выяснили размер растровой точки, необходимый для высококачественной печати. Также нам известно, что растровая точка состоит из растровой ячейки разрядностью 16×16 пикселей. Делим имеющиеся показатели на 16 и получаем физический размер одного пикселя ≅ 0,0003 (дюйма) или ≅ 0,0079 (мм). Сколько же таких пикселей размещается на одном дюйме печатной формы, снова применим операцию (1/х) и получим необходимое разрешение фотовыводящего устройства – 3200 ppi (pixel per inch). Что и требовалось доказать.
Зависимость линиатуры от печатной машины и типа бумаги приведена в таблице.
| Вид печати | Бумага | total ink Fogra % | WB Fogra | Линиатура, lpi |
|---|---|---|---|---|
| Листовая | мелованная глянцевая плотностью свыше 130 г/м² | 330 | 39 | 175 |
| немелованная | 300 | 39, 47 | 133 | |
| мелованная матовая | 150 | |||
| мелованная глянцевая до 130 г/м² (включительно) | 175 | |||
| Рулонная | мелованная матовая, мелованная глянцевая | 41, 45 | 150 | |
| SC суперкаландр | 270 | 40 | 133 | |
| газетная | 260 Heatset*¹ | 42 | 120 | |
| 200–240 max Coldset |
REG.ru
Важные интуиции, вытекающие из выше изложенного
Если тоновое изображение является штриховым рисунком или bitmap изображением, то при растрировании оно не меняется. Фактически при растрировании bitmap изображения его разрешение будет преобразовано к разрешению фотовывода. Следовательно, для получения максимального качества bitmap изображения необходимо делать его с разрешением близким к разрешению фотовывода. На практике достаточно разрешения bitmap изображения в 1200 ppi, т.к. дальнейшее увеличение разрешения не заметно глазу. На рис. 4 приведены фрагменты bitmap изображений сделанные при различных разрешениях.
Аналогичного качества можно достигнуть и при использовании векторных изображений (но только при условии их окрашивания в плашечный цвет), т.к. векторы масштабируются без потери качества.
Что произойдёт, если мы окрасим векторное изображение не в плашечный цвет, а, например, в 60% Black? В этом случае от разрешения фотовывода в 3200 ppi мы перейдём к линиатуре 200 lpi. Иными словами, разрешение выводящегося изображения уменьшится в 16 раз (рис. 5). При этом возникает эффект «пилы». Поэтому не рекомендую задавать шрифтам не плашечные цвета при линиатуре печати ниже 175 lpi. При линиатуре 150 lpi и ниже сильно заметной становится «пила».
Полиграфический дуализм
Какое разрешение необходимо задавать изображению перед отправкой его на фотовывод? Из логики следует, что разрешение изображения должно соответствовать линиатуре печати. Почему тогда рекомендуют делать разрешение чуть выше, чем линиатура печати, примерно в 1,5–2 раза? В этом есть смысл, если чёрный выступает в качестве контура. Иными словами, если чёрный специально обработан. В результате обработки он должен приобрести свойства bitmap изображения. Как этого можно достичь? Путём шарпенса чёрного. В результате шарпенса контуры изображения уконтращиваются и появляются малые участки где чёрный достигает 100%-интенсивности. Это и придаёт ему свойства bitmap изображения. Этот эффект я назвал полиграфическим дуализмом. На рис. 6 приведены примеры исходного изображения и после правильного шарпенса.