Лекция 6

Процесс типографской печати налагает на обработку изображе¬ния определенные требования. Полутоновые изображения должны быть растеризованы, в то время как полноцветные изображения должны быть подвергнуты цветоделению.

С линейными растрами приходится сталкиваться не только при подготовке изображений, но и в повседневной жизни. Растрирование применяется практически всеми цифровыми устройствами вывода — от принтеров до мониторов. Принцип растрирования — разбиение изображения на маленькие ячейки так называемой растровой сеткой, причем каждая ячейка имеет сплошную заливку. Растровая сетка монитора разбивает изображение на пиксели, представляющие собой группу точек люминофора. С другой стороны, лазерный принтер разбивает изображение на черные точки разного размера. Цветной принтер делает то же самое, однако с несколькими монохромными растрами одновременно. При выводе изображения на эти устройства параметры растрирования имеют решающее значение, так как они непосредственно связаны с их аппаратными возможностями.

При цифровой печати использование отдельных красок для передачи каждого оттенка серого невозможно (256 оттенков), поскольку каждый оттенок требовалось бы наносить отдельно и по очереди, один за другим. На практике для получения градаций серого используют всего одну краску — черную. Полутона при этом передаются за счет растра. Растровые точки, из которых состоит изображение, нетрудно заметить на изображениях, отпечатанных на лазерном принтере или в типографии (см. рис. 1.15).

Для передачи оттенков в процессе растрирования формируются растровые точки разных размеров. Точки большего диаметра, соседствуя в ячейках растровой сетки, оставляют между собой мало белого пространства. Чем светлее оттенок, тем меньше размер растровых точек и, соответственно, между ними больше белого пространства.

Цифровое растрирование организовано другим способом. В этом случае процесс растрирования состоит в объединении точек, создаваемых лазерным лучом принтера, в группы, которые образуют растровые точки.

Растр представляет собой совокупность квадратных ячеек, на которые разбито изображение (см. рис. 1.16). При этом каждой ячейке соответствует одна растровая точка, которая состоит из группы «действительных» точек одинакового размера, создаваемых устройством вывода.

Рис.1.15 Создание оттенков серого с помощью растра

Чем большая часть ячейки заполнена точками принтера, тем больший размер имеет растровая точка и, соответственно, тем более темный оттенок серого она отображает. Существуют различные формы растровых точек, однако наиболее часто используемой является круглая. Чтобы приблизить форму растровой точки к кругу, растеризатор пытается наносить «действительные» точки как можно ближе к центру ячейки (см. рис. 1.17).

Практически всегда функции растеризатора возлагаются на само устройство вывода, например, принтер. Наилучшим растеризатором является интерпретатор Ро5Йспр1. С другой стороны, язык описания страниц РСL от Hewlett Расkard для одноименных принтеров не позволяет в требуемой для полиграфии мере управлять параметрами растрирования.

Линиатура

Следует заметить, что цифра, указываемая в паспорте принтера как разрешение, представляет собой количество «действительных» точек, которые принтер печатает на отрезке в один дюйм (например, 660 dpi или 1440 dpi). Количество растровых точек, которые приходятся на единицу длины, называется линиатурой. Линиатура измеряется в линиях на дюйм или линиях на сантиметр. Линиатура растрового изображения всегда оказывается ниже, чем разрешение принтера, поскольку для формирования растровой точки требуются несколько реальных точек.

Линиатура растра полутоновых изображений может быть задана произвольно, при этом ограничивается только ее верхнее значение, в качестве которого используется разрешение принтера.

Отношение разрешающей способности принтера к линиатуре растра дает размер стороны ячейки растра, которые измеряются в точках принтера. Максимальное количество точек принтера, которые образуют растровую точку, равно квадрату стороны ячейки. Это можно рассмотреть на конкретном примере: если линиатура установлена равной 100 линий на дюйм, а разрешение — 300 dpi, то сторона ячейки растра равна 300/100 = 3 точки. В таком случае формируемая ячейка растра равна 3х3=9 точек принтера. Эта величина очень важна при адекватной передаче фотоизображения. В частности, именно она опреде¬ляет количество оттенков серого, которые способен передать растр с заданными параметрами. Для вычисления количества оттенков может быть использована следующая формула, в которой прибавленная еди¬ница соответствует белому цвету в том случае, когда растровая ячейка остается незаполненной:

Качество передачи полутонов зависит от тонального диапазона, однако в любом случае для этого необходимо не менее 150 оттенков серого, в то время как качественная печать требует гораздо большего количества передаваемых полутонов. Чаще всего параметры растрирования рассчитываются для передачи всех полуто¬нов, которые дает компьютерный оригинал (при 8-битных полуто¬новых каналах — это 256 оттенков).

Для более понятного объяснения термина «линиатура» следует привести несколько сравнений: большинство газетных иллюстраций печатается растром в 75 lpi, журнальных — 133 lpi, а иллюстрации в хороших альбомах и каталогах могут иметь линиатуру 170 lpi. При более высокой линиатуре становятся менее заметны образующие растр точки и, как следствие, улучшается качество изображения. В большинстве принтеров с разрешением в 600 dpi значение линиатуры растра по умолчанию установлено равным 85 lpi. При такой линиатуре количество оттенков серого равно 50. Это значение далеко от необходимого для качественной печати минимума в 150 lpi, и поэтому качество печати на офисных лазерных принтерах невысоко. Нетрудно подсчитать, что для передачи 256 оттенков серого с линиатурой 150 lpi потребуется разрешение печатающего устройства, равное 2395 dpi. Таким устройством для идеальной печати способен быть только фотонаборный автомат. Чтобы растровая сетка могла передать 256 оттенков серого, одна сторона ее ячейки должна составлять 16 точек. Таким образом, для передачи всех тонов изображения разрешение для печати должно в 16 раз превышать линиатуру.

Особенно заметна недостаточная передача оттенков при создании градиентных заливок. Изначально планируя создать плавный цветовой переход, пользователь получает ступенчатый и далекий от совершенства. Ступенчатость заливки в одних случаях может быть незаметна, а в других — может сильно бросаться в глаза. На это может повлиять длина цветовой растяжки, разница в используемых цветах, значение линиатуры растра, а также разрешение принтера, которым растяжка была напечатана. Скорее всего, при сочетании этих факторов качество перехода полутонов станет совершенно неудовлетворительным. Большинство современных приложений способно автоматически регулировать необходимое для качественного изображения количество переходов, однако понимание механизма построения цветовых зали¬вок не будет лишним для пользователя и может пригодиться для избежания возможных неприятностей.

После рассмотрения линейных растров может возникнуть вопрос о том, какое разрешение должно иметь сканированное изо¬бражение для получения качественного отпечатка. Разрешение, которое необходимо для сканированных изображений, связано в большей степени с линиатурой печати, чем с разрешающей способностью принтера. Это связано с тем, что глаз человека воспринимает растровые точки, а не реальные точки, которые печатает прин¬тер. Для получения одной растровой точки необходима не одна полутоновая точка сканированного изображения, а две или полторы. Таким образом, если планируется печатать изображение с линиатурой 100 lpi, то разрешение исходного изображения должно быть 150-200 dpi. Лучшее значение разрешения из приведенного выше интервала зависит от характера изображения. Чем больше на нем мелких деталей и тонких текстур, тем ближе к верхней границе диапазона следует выбирать разрешение. Если же изображение обладает большим разрешением, то растеризатор сам откалибрует его и отбросит лишнюю информацию, которая в нем содержится. Однако это займет некоторое время (иногда довольно значительное), которое требуется растеризатору для обсчета этой операции. Таким образом, можно сделать вывод о том, что завышать разрешение бесполезно. Это не улучшает качества изображения, а только зани¬мает ресурсы компьютера и, кроме того, увеличивает время, необходимое для печати, и размеры файла, в котором изображение будет сохранено.

К сожалению, качество отпечатка зависит не только от оригинал-макета, но и от технологии печати. Бумага является менее хорошим носителем отпечатка, чем фотопленка. При печати реальными красками имеет место такое явление, как растискивание точек.

Растискивание (dot gain) — это расплывание точек из-за впитывания офсетной краски бумагой. Дтя получения качественного отпечатка необходимо, чтобы точки растра не накладывались друг на друга Если же линиатура растра велика, то растискивание приведет именно к этому эффекту, и качество отпечатка не возрастет, а наоборот, ухуд¬шится. Визуально растискивание приведет к тому, что появится «грязь» на иллюстрации в тех местах, где есть локальные уменьшения плотности бумаги — ведь даже самая качественная бумага не является абсолютно однородной.

Графические редакторы имеют специальный параметр настройки, призванный компенсировать этот эффект. Компенсация сводится к тому, что изображение печатается более светлым, чем требуется, и размер растровых точек уменьшается. Однако необходимо заметить, что компенсация имеет и отрицательный эффект, который заключается в том, что ухудшается передача полутонов в светлых областях.

Чем выше качество бумаги и чем более плотен ее верхний свой, тем большую линиатуру растра можно использовать при печати. Высококачественную печать с линиатурой 170 lpi вообще можно выполнять только на специально обработанной бума-№. Разумеется, чем качественнее бумага, тем она дороже, этот фактор также приходится учитывать при ее выборе. Для выбора правильной линиатуры растра обязательно необходимо консультироваться с типографией, в которой будет издаваться оригинал-макет. Работники типографии способны назвать оптимальное значение линиатуры, исходя из сорта применяемой бумаги и возможностей оборудования.

Цветоделение

Цветные документы — это более сложный случай растрирования. Оригинал-макеты для них должны быть представлены в виде нескольких пленок — по одной для каждой краски. Разделение цветного изображения на отдельные базовые компоненты называется цветоделением. Простейшим случаем является использование плашечных цветов, при этом каждый из них выводится на седельную пленку. Концепция полутонового растра позволяет при работе с плашечными цветами пользоваться оттенками, которые определяются заранее при помощи специальной палитры. При определении оттенка фактически выполняется растрирование, при котором интенсивность цвета уменьшается пропорционально размерам точек растра. Математически процентный параметр оттенка соответствует размеру соответствующих ему точек растра.

Общим случаем является цветоделение полноцветных документов. При этом для представления всех цветов используются четыре краски модели СМУК, называемые триадными. Следовательно, полноцветные документы выводятся последовательно на четыре пленки, соответствующие четырем базовым компонентам этой модели. С другой стороны, базовые цвета растрируются отдельно с различными углами наклона растровой сетки. Традиционно наклона при печати монохромных документов и при печати шечными цветами составляет 45° — это значение, как показала практика, обеспечивает наилучшую маскировку линейной структуры растра (см. рис 1.18)

В некоторых программах редактирования графических изображений имеется возможность редактировать угол наклона растра, однако делать этого, как правило, не следует. Углы наклона, установленные по умолчанию, определены путем многолетних практических экспериментов с цветной печатью и монохромной печатью полутоновых изображений. Кроме того, оптимальный угол наклона растра должен быть указан в файле описания выбранного пользователем принтера (РРD).

На практике с разными углами наклона растра приходится иметь дело исключительно при печати триадными цветами. Следует иметь в виду, что нанести триадные краски на лист без изменения угла наклона растра просто невозможно — в противном случае цветные точки, соответствующие базовым цветам, будут просто печататься друг поверх друга. Углы наклона растров для базовых цветов должны быть подобраны таким образом, чтобы были видны все точки — без этого цвета не смогут смешаться в глазу смотрящего, чтобы образовать нужный цвет. Конечно, и в этом случае не удастся избежать частичного перекрытия точек друг другом, но, поскольку триадные краски полупрозрачны, это не составляет проблемы. Тем не менее, принятые по умолчанию углы наклона растров, соответствующих базовым триадным цветам, подобраны на основе многолетнего опыта, и для их изменения нужны очень веские основания. Углы наклона растра должны быть выбраны таким образом, чтобы точки базовых цветов группировались в виде «розеток» (см. рис. 1.18). Каждую такую «розетку» можно рассматривать как некую мета-точку цветного растра, образующую цвет в данной точке изображения. Если углы наклона растра не согласованы, на изображении появляется муар — грязноватые волны. Муар является часто встречающимся браком цветовоспроизведения.