Основные особенности использования углов поворота растра - Компьютерная графика в рекламе

Угол поворота, структура растра и выходное разрешение

Угол поворота растра является чрезвычайно важным фактором полутонового растрирования. Именно углы поворота определяют, останется ли незаметной иллюзия, созданная растровой структурой, или она будет резать глаза. Углы также влияют на объем данных, которые должно содержать изображение для получения высокого качества иллюстрации. Рассмотрим основные особенности использования углов поворота растра и их применение для печати цифровых изображений.

Зачем нужны углы поворота растра?

При печати оцифрованных полутоновых изображений растровую структуру всегда поворачивают на некоторый угол. Для серых полутоновых изображений заданный по умолчанию угол -- 45 градусов. Для цветных изображений четыре печатные формы системы CMYK поворачиваются на разные углы -- по традиции на 105 градусов для голубой печатной формы, 75 градусов для пурпурной, 90 или 0 градусов для желтой и 45 градусов для черной (см. рисунок С-4 в цветной вставке). При печати печатные формы надлежащим образом совмещаются, четыре цвета сводятся вместе и точки формируют небольшие кластеры, напоминающие по форме розу -- Розетки. Рациональное объяснение этой традиционной методики связано частично со способом восприятия углов человеческим глазом, отчасти с подмеченными особенностями восприятия цветов нашим зрением, а частично со способом, которым печатные краски различных цветов взаимодействуют с бумагой на печатной машине.

Углы и визуальное восприятие -- Человеческий глаз цепко реагирует на угол поворота, если он совпадает с горизонтальной или вертикальной линией (0 или 90 градусов соответственно). Совершенная диагональ (45 градусов) -- находится посередине между этими значениями и, следовательно, обеспечивает наиболее приемлемый компромисс. Это объясняет, почему растры для серых полутоновых изображений и черной печатной формы изображений CMYK обычно печатают с использованием угла 45 градусов.

Совет: Имеется одно важное исключение из правила, предписывающего выводить на печать полутоновые изображения с углом поворота растра 45 градусов. Если содержание изображения подчеркивает диагональные линии, то угол 45 градусов может приводить к грубым интерференционным структурам или привлекать к себе внимание, чего следует избегать.

Углы для конкретных цветов -- Относительная яркость цветов системы CMYK определяет, на сколько градусов следует повернуть каждый растр относительно горизонтальной или вертикальной линии. Черный цвет самый темный, и его растр повернут на максимальный угол относительно растров прочих цветов. Растры голубого и пурпурного цветов повернуты на 15 градусов относительно вертикали, но в противоположных направлениях. Самый светлый цвет, желтый, можно безопасно растрировать с использованием углов 0 или 90 градусов, не опасаясь видимых проявлений.

Совет: Если предмет изображения содержит большие объемы интенсивного желтого, то поменяйте угол поворота желтого растра с углом поворота растра другого цвета, а потом не стесняйтесь подчеркивать желтый.

Углы и печать с последовательным на - ложением красок -- Если попробовать печатать в цвете, повернув на печатной машине все формы на одинаковый угол, то полученные цвета будут чрезвычайно грязными, а увеличение размера растровой точки -- расплывание точек печатной краски, из-за которого отпечатанные изображения кажутся темнее, чем на мониторе, -- вызывало бы еще большую головную боль, чем сейчас. Смещение растров для каждого цвета позволяет сохранить хороший внешний вид составной иллюстрации, если все идет гладко.

Как сделать, чтобы все шло гладко, -- это больной вопрос при выборе углов поворота растров в цифровом растрировании. Любые факторы, от сюжета изображения и использованных предварительно сканированных изображений до нарушения совмещения печатных форм в ходе вывода изображения или печати, могут привести к тому, что незаметные розетки превратятся в куда более очевидные структуры. Рассмотрим некоторые причины этих проблем и решения, предлагаемые разработчиками программного обеспечения для растрирования.

Угол поворота растра -- ловушки и решения

Муар -- это раздражающая глаз видимая растровая структура, которая отвлекает зрителя от сюжета изображения, -- из худших кошмаров каждого дизайнера, специалиста по цветоделению и оператора печатной машины. Обычно за муар ответственны углы поворота растров, которые приводят к формированию точек неправильной формы, но причины этого явления могут быть самыми различными, например:

Я Сюжетные муары появляются, когда изображение содержит регулярные структуры, интерферирующие с растровой структурой, например, ткань или текстуру, полученную в цифровой форме. Иногда может помочь корректировка углов цветов, приводящих к появлению муара, а также использование некоторых фильтров, обсуждаемых в главе 10.

Рассогласование, или неточное совмещение цветоделенных печатных форм, является другой типичной причиной муара. Неточное совмещение может происходить или в ходе вывода, когда используется угол поворота растра, несколько отличный от запрошенного, или на печатной машине, где муары возникают в результате нарушения синхронизации розеток. Более современные технологии растрирования для имиджсеттеров и устройств разработки печатных форм фактически устранили вызванные языком PostScript муары, возникающие в ходе вывода.

Перепечатка ранее растрированных оригиналов -- третья распространенная причина муара. Предварительно напечатанные оригиналы уже содержат растровую структуру, которая интерферирует с новым растром, налагаемым поверх старого. Обычно можно компенсировать или устранить существующую растровую структуру или в ходе процесса сканирования, или в пакете редактирования изображений (см. главу 10).

Даже в отсутствие перечисленных условий все же возможно появление муара при печати из-за ограниченных возможностей устройства вывода. Матрицы, создаваемые имиджсетте-рами и устройствами разработки печатных форм в ходе полутонового растрирования, состоят из квадратных пикселов, которые легко согласуются с углами поворота 45 и 90 градусов черной и желтой печатных форм, но не совмещаются точно с традиционными углами 105 и 75 градусов для голубого и пурпурного цветов. Проблема заключается в нахождении углов для голубой и пурпурной печатных форм, которые согласуются с матрицей пикселов имиджсеттера и позволяют взаимно синхронизировать точки растра для всех четырех печатных форм, чтобы создать совершенную розетку.

К счастью, изготовители имиджсеттеров и программного обеспечения цветоделения изобрели несколько способов решения этой про^ блемы, свойственной процессу цифрового растрирования. В одном из подходов сохраняются традиционные углы, но с помощью программного обеспечения немного увеличивается или уменьшается запрошенная пространственная частота растра, что позволяет найти соответствие для всех четырех печатных форм. Эта стратегия уменьшает риск муара, но может несколько ухудшить качество изобрат жения из-за выходного разрешения, не вполне соответствующего пространственной частоте растра (см. раздел "Углы поворота растра, частота и выходное разрешение" ниже). В боль.-шинстве PostScript-технологий растрирования используется подход, называемый Методом рационального тангенса, при котором углы для голубой и пурпурной пластины округляются до самого близкого угла, соответствующего матрице имиджсеттера при заданном выходном разрешении. Однако эти углы часто довольно сильно отличаются от традиционных углов, что иногда может приводить к изменению пространственной частоты растра и, соответственно, муару. Некоторые изготовители имиджсеттеров развивают эту стратегию еще на один шаг, основывая растрирование на суперячейках, образованных из матрицы множественных полутоновых ячеек. Каждая су-перячейка последовательно пересекает матрицу имиджсеттера, позволяя выбрать углы, более близкие к традиционным. Сегодня специализированные системы высокого класса типа Scitex и основные изготовители имиджсеттеров используют процесс, связанный с большим объемом вычислений, называемый иррациональным Растрированием, когда позиция каждой отдельной точки растра вычисляется индивидуально, а не автоматически, с использованием матрицы.

В стороне от этого продолжающегося поиска безошибочного ответа на загадку угла поворота растра возник новый класс технологий представления тона, называемый часТотно - модулированным {ЧМ} растрировани-ем. В разделе этой главы "Альтернативы частотно-модулированного растрирования" приведена подробная информация о преимуществах этого подхода перед традиционным и описаны новые проблемы, затрудняющие качественное воспроизведение изображений при печати. Однако сначала рассмотрим, как утлы поворота растра влияют на объем данных, который должно содержать изображение.

Углы поворота растра, частота и выходное разрешение

Разрешение, с которым изображение должно быть послано на окончательное устройство вывода, называется Выходным разрешением, и оно определяется пространственной частотой растра -- так, по крайней мере, считается. Негласное эмпирическое правило в области допечатной подготовки цифровых изображений заключается в том, что выходное разрешение должно равняться удвоенной пространственной частоте растра (например, 300 ppi для растра с 150 линиями на дюйм). В действительности пространственная частота растра и углы поворота растра определяют, сколько данных должно содержать изображение, и для большинства типов изображений идеальное отношение выходного разрешения к пространственной частоте растра, известное также как Коэффициент растрирования, или Коэффициент качества, намного ближе к 1,5:1, чем к 2:1.

Идеальный коэффициент растрирования намного ближе к 1,5:1, чет к 2:1.

И вот почему. Разрешение при сканировании (сканера или цифровой камеры) всегда измеряется при горизонтальном угле ноль градусов. Однако, когда имиджсеттер, устройство разработки печатных форм или другое печатающее устройство, поддерживающее PostScript, генерирует цифровые полутона или цветоделения, то растровую форму, или растры, поворачивают на некоторый угол, чтобы глаз наблюдателя не чувствовал растровой структуры. Для нас важнее всего запомнить, что из четырех углов поворота растра системы CMYK угол 45 градусов черной печатной формы более всего отходит от горизонтальной линии.

Это расхождение между нулевым углом относительно горизонтали, характерным для разрешения при сканировании, и углами поворота растровых форм имеет важное значение, поскольку оно влияет на объем информации, необходимой для формирования каждой точки растра в описании PostScript. Теоретически, один пиксел должен содержать всю информацию, необходимую, чтобы генерировать одну точку растра -- идеальное отношение 1:1. На практике этого не получается, потому что при повороте горизонтального отрезка данной длины на 45 градусов его Горизонтальная проекция значительно уменьшается (см. рисунок 3-5). Чтобы компенсировать это кажущееся "уменьшение", необходимо увеличить длину горизонтального отрезка в

с любезного разрешения imagexpress, inc

РИСУНОК 3-5 С Любезного разрешения ImageXPress, Inc.

Вот почему имеет смысл отношение выходное разрешение / пространственная частота растра, равное 1,41:1. Поворот горизонтального отрезка на 45 градусов (справа), как в растре для черной печатной формы (слева), приводит к кажущемуся "уменьшению "горизонтальной проекции отрезка (справа). Увеличение длины отрезка в 1,41 раза компенсирует этот эффект. Из элементарной геометрии следует, что угол 45 градусов для черной печатной формы (наиболее отходящий от горизонтальной линии в системе CMYK) приводит к появлению отрезка, длина которого в 1,41 раза больше, чем длина горизонтального отрезка, представляющего угол сканирования.

Рисунок 3-6

Включение избыточных пикселов в изображение может приводить к потерям контраста и деталей после растриро-вания. (а) Характеристики смежных пикселов в изображении, имеющем отношение ppi/lpi = 1,4:1. (Ь) Характеристики смежных пикселов в изображении, имеющем отношение ppi/lpi = = 2:1. (с) RIP имиджсеттера усредняет все значения внутри полутоновой ячейки, чтобы получить единое значение для точки растра, (d) RIP складывает все значения тонов в каждой ячейке и делит их на число компонентов ячейки (в этом примере девять), (е) В результате этого процесса усреднения уменьшаются контраст и детальность по сравнению с версией изображения до растрирования (Ь) или с изображением, которое содержит только правильный объем данных (а).

1,41 раза относительно его исходной длины, чтобы подогнать протяженность диагонального отрезка. Отметим также, что на растровой диаграмме на рисунке 3-5 прямоугольный треугольник сформирован горизонтальной линией (В, массив ПЗС сканера), вертикальной линией (А, расстояние перемещения ПЗС-датчика сканера) и диагональной линией (С, линия точек растра). Помните правило из геометрии прямоугольного треугольника А 4- В = С, которое учили в школе? Оно просто по-другому формулирует, что диагональная линия -- отрезок, представляющий угол поворота растра, -- в 1,41 раза длиннее, чем как горизонтальный, так и вертикальный отрезки.

Замечание: За решение, равное "квадратному корню из 2", мы должны благодарить древних греков. Именно они изобрели золотое правило растрирования, а углы Парфенона -- это только частность, замеченная Пифагором.

Таким образом, для генерации одной точки растра процессору растровых изображений (RIP) печатного устройства, использующего язык PostScript, требуется эквивалентный объем данных из приблизительно 1,41 пикселов изображения, а не двух пикселов, как часто полагают. (Для углов поворота голубых, пурпурных и желтых растров это отношение даже меньше, чем 1,4:1, но значение 1,41:1 соответствует сценарию худшего случая -- углу поворота черного растра.)

Ситуация еще более прояснится, когда вы сообразите, что RIP усредняет Все значения тона внутри каждой области полутоновой ячейки, получая единое значение, на основании которого генерирует одну точку растра. На рисунке 3-6 показано, что если изображение содержит много избыточной информации (ситуация с отношением разрешение / пространственная частота растра, равным 2:1), то RIP усредняет много цветов или градаций серого, сводя их к единому значению, что неудачно сказывается на контрасте и деталях изображения.

Итак, мораль сей истории такова: больше -- это не лучше, а просто больше. Избыточные данные в файле изображения только повышают требования к средствам хранения и увеличивают издержки вывода, не повышая качество напечатанной иллюстрации -- на деле качество вывода может даже ухудшиться. В большинстве случаев коэффициент растрирования 1,5 достаточен для оптимального воспроизведения деталей и контраста. Единственным исключением из этого правила могут быть чрезвычайно детализированные изображения типа архитектурных чертежей.

Рисунок 3-7

При амплитудном растрировании генерируются точки переменного размера, располагаемые через одинаковые интервалы (вверху); при частотно-модулированном растрировании точки очень малого (фиксированного или переменного) размера размещаются через переменные интервалы (внизу). Превосходная проработка деталей при ЧМ-растрировании может быть полезной для документов, напечатанных на мелованной бумаге с высокой предельной кроющей способностью печатной краски. Для получения ЧМ-версии изображения был использован автономный пакет Icefields от Isis Imaging Corp.

Похожие статьи




Основные особенности использования углов поворота растра - Компьютерная графика в рекламе

Предыдущая | Следующая