В триадной печати четыре группы точек взаимно перекрывают друг друга, создавая иллюзию оттенков серого.
Создание полутонов необходимо, чтобы передать на печати непрерывные тона; цвет запечатываемого материала помогает этому визуальному подлогу, и, если не слишком приближать оттиск к глазам, репродукция выглядит в большинстве случаев как оригинал. Имитация полутонов (dithering) — это процесс превращения непрерывного тона в структуру, состоящую из мелких участков, практически неразличимых глазом. Если элементы достаточно невелики, структура не воспринимается визуально.
Есть много способов создания различных тонов с помощью карандаша; то же верно и для пикселов цифрового изображения. Представим, что с помощью карандаша и бумаги мы заполняем четыре квадратика сетки черной краской: поставим в каждом их углу по точке. Страница пока выглядит белой с четырьмя маленькими точками в углах. Если мы начнем теперь заполнять точками соседние с первыми четырьмя квадратики, мы получим четыре более крупных точки. Если мы продолжим, четыре точки увеличатся, и страница станет выглядеть темнее. В конечном счете, мы заполним точками всю страницу, и она станет черной.
С помощью крошечных пикселов, составляющих сетку, мы можем напечатать на бумаге множество градаций серого тона. Заметьте, что при этом мы используем только два варианта — да или нет, черный или белый. Мы либо заполняем квадратики (бит=1=да), либо оставляем их пустыми (бит=0=нет). Так мы создаем градации серого тона.
При традиционной или амплитудной модуляции для имитации градаций серого используются растровые точки различного размера. Частота их постоянна, но пространственная амплитуда (площадь) меняется.
Изображение справа — увеличенный фрагмент с газетной фотографии, приведенной слева.
Четыре точки, возникшие из ничего и «зачернившие» всю страницу, могут быть названы растровыми точками, а серые тона изображения могут быть переданы присвоением пикселу различных значений — да или нет. Пикселы имеют гораздо меньшую площадь, чем сам растр, но они, объединяясь, формируют растровую точку. Сами по себе растровые точки очень невелики, и видны только под увеличением. Изображение, воспроизведенное таким способом, может выглядеть практически идентичным оригиналу.
Растрирование — это способ амплитудной модуляции (AM) и является одним из методов имитации полутонов, используемых в полиграфии. Другим является частотная модуляция (4M). Растрирование и имитация полутонов — синонимы. (По определению: растрирование — преобразование полутоновых и штриховых изображений в микроштриховые с помощью полиграфического растра (в репродукционных фотоаппаратах и контактно-копировальных станках) или с использованием аппаратных и программных средств (в издательских системах). — Прим. ред.) До широкого распространения растрирования обычным средством для передачи тоновых переходов на печати было гравирование линий на деревянном или металлическом носителе. Эта технология до сих пор используется в глубокой печати, особенно при выпуске денежных знаков. Посмотрите внимательно на любую банкноту или ценную бумагу: вы увидите тонкие линии разной толщины, имитирующие тоновые переходы.
В ЧМ-растрировании точки одного размера расположены с различными интервалами.
В АМ-растрировании точки различного размера располагаются на одинаковых расстояниях.
Растрирование — самый распространенный метод передачи тональности на печати. Он имеет периодическую природу, т. к. структуры (точки), используемые в этом процессе, равномерно распределяются по всей площади изображения. Уровень тоновоспроизведения определяется площадью этих точек. Тональность имитируется путем нанесения точек большей или меньшей площади. В светлых участках изображения точки занимают меньшую площадь и могут совсем исчезать; в темных участках они больше и могут сливаться в плашку, как на фотографии с газетной полосы, которую мы приводим ниже. Все растровые точки имеют одинаковую оптическую плотность, но различаются по площади. Размер точки обычно выражается в процентах запечатки конкретного участка изображения. Если три четверти его покрыто растровыми точками, площадь точки считается за 75%. С помощью большинства печатных процессов офсетной плоской печати можно получить точку от 3% до 97%, в некоторых случаях этот диапазон шире, в других — результат хуже.
Пятно, точка, пиксел
Эти определения часто — и некорректно — смешивают. Пятно — возможный наименьший элемент изображения в экспонирующем устройстве. Например, большинство настольных лазерных принтеров могут нанести на бумагу 600 пятен на дюйм (spots per inch, spi), но это зачастую преподносится маркетологами как «600 точек на дюйм» (dots per inch, dpi). Другие устройства — например, фотонаборные автоматы и СТР-устройства, могут нанести до 5 тыс. пятен на дюйм, хотя в основном их диапазон составляет от 1 200 spi до примерно 3 600 spi.
Точка — это структура, состоящая из пятен, в растровой или любой другой псевдотоновой структуре. Каждая точка находится в «ячейке» и состоит из пятен, нанесенных выводным устройством; пятна могут экспонироваться или наноситься другим способом.
Точка может быть амплитудно-модулированной, частотно-модулированной или простой бинарной точкой, называемой битовой.
Пиксел — двумерная точка, наименьший элемент цифрового безрастрового изображения. У пиксела, в отличие от бинарного пятна, есть глубина цвета, обычно, составляющая до 8 бит. Именно комбинация этих битов определяет относительную яркость и цвет пиксела. Большинство систем экспонирования могут отобразить 256 дискретных оттенков в одном пикселе, или 28 оттенков серого в диапазоне от белого до черного тонов.
Очень просто вычислить: сочетая три пиксела, присвоив их 256 оттенков серого красному, зеленому и синему цветам, мы можем получить на RGB-мониторе миллионы оттенков цвета. Изображение в оттенках серого содержит лишь один канал; RGB содержит три канала серого, присвоенных красному, зеленому и синему цветам.
Разрешение цифрового безрастрового изображения - серого или в пространстве RGB — измеряется в пикселах на дюйм (pixels per inch, ppi), несмотря на то, что часто в отношении пикселов используются «точки на дюйм». Разрешение цифровых безрастровых изображений обычно варьирует от 72 ppi до 3 400 ppi. Картинки с низким разрешением подходят только для отображения на мониторе, тогда как другие пригодны для печати.
В процессе преобразования непрерывного цифрового тона в растр значения пиксела конвертируются, чтобы получить растровую точку, которая имитирует соответствующий тон оригинала. Нет необходимости создавать или получать (с помощью сканирования или цифровой фотографии) изображения разрешением более 300 ppi, так как эта информация будет преобразована в растровые точки.
Чисто растровые или двухуровневые изображения, такие как штриховая графика, сканированный шрифт, псевдополутоновые точечные изображения, растрированный шрифт не содержат полутонов. В них бит имеет значение да/нет и напрямую коррелирует с пятном выводного устройства. Вы можете создавать битовые изображения в Photoshop, и это был единственный вид изображения, который можно было создать на первых компьютерах типа Macintosh (MacPaint) или IBM PC, так как их дисплеи могли отображать только простые битовые структуры, а мощности не хватало для того, чтобы обрабатывать двумерные пикселы.
Битовые карты очень высокого разрешения используются для управления большинством печатающих и экспонирующих устройств. Там, где находится бит на карте, возникнет пятно на носителе.
Этим носителем может быть бумага, фотопленка, печатная форма или электрографический барабан.
Растровая структура, создаваемая растровым процессором (Raster Image Processor, RIP, РИП), является битовой картой точек выводного устройства. На входе РИПы получают безрастровое изображение, векторную графику, текст и битовые изображения и генерируют битовое изображение, содержащее растр, которое будет загружено в экспонирующее устройство.
Большинство лазерных экспонирующих устройств имеют адресуемую сетку пятен. Их двумерный массив используется для формирования ячеек, внутри которых при экспонировании возникает растровая точка.
Параметры растра
Внешний вид растровой структуры зависит от трех факторов: линиатуры растра, угла растровой структуры и формы растровой точки.
Линиатура растра
Линиатура растра — это частота рядов точек в растрированном изображении, обычно выражаемая в линиях на дюйм (lines per inch, lpi) или линиях на сантиметр. Чем выше линиатура, тем более плавными кажутся тоновые переходы, тем более изображение напоминает безрастровый оригинал. Высоколиниатур-ные изображения обладают лучшей детализацией и резкостью.
В конце концов, дальнейшее увеличение линиатуры становится неэффективным, так как растр все равно перестает быть заметен при значениях более 200 lpi. В экспериментальных тиражах удавалось достигнуть 1000 lpi, но это скорее проверка технологических возможностей, имеющая мало отношения к повседневной работе типографий.
Высокая линиатура — не всегда благо, и выбор значения диктуется конкретным печатным процессом и используемыми материалами. Высокие линиатуры приводят к потере детализации в средних тонах и увеличению растискивания — растровые точки увеличиваются в размере в процессе печати из-за влияния многих факторов, а иногда в тенях, будучи крупнее, они могут полностью сливаться, образуя плашку. Вот почему для любого вида печати существуют практические ограничения по линиатуре.
Это легко понять на примере газетной печати, где бумага невысокого качества, сильно впитывающая, и запечатывается на очень высоких скоростях с нестрогими допусками. При печати большинства газет используется линиатура от 65 до 100 lpi; чуть выше — и изображения начинают больше напоминать размытые пятна. В противоположность этому, печать на дорогой, мелованной, очень гладкой бумаге с помощью новой печатной машины вполне допускает линиатуру 200 lpi и выше, поскольку при таких условиях тираж менее уязвим для растискивания и «забивания» изображения. Для коммерческой печати характерны линиатуры от 133 до 175 lpi, а особенно часто используется значение 150 lpi. Для книжно-журнальной продукции используется линиатура — 133 lpi.
В других видах печати используются различные линиатуры. Флексографская печать ограничена 150 линиями на дюйм, при том, что достижение этого значения трудоемко и на этапе допечатной подготовки, и при печати.
