ICertification від Du Pont на пристрої Digital Cromalin

(ICJDF* — скорочення від iCertification та JDF)

Технології растрування поділяють за методами модулювання тональності зображення можна виділити три параметри, які впливають на модулювання візуальної оптичної густини на відбиткові: товщина фарбового шару (амплітудно-імпульсна модуляція — AIM), розмір растрового елемента (широтно-імпульсна — ШІМ) та частота появи растрового елемента (частотно-імпульсна модуляція — ЧІМ). На їх основі можливе створення семи комбінованих видів модулювання тональності на відбитку. Товщина фарбового шару при AIM тональності залежить від глибини друкувальних елементів у глибокому друці, а не від методу растрування. Отже, на практиці застосовують спрощене класифікування растрування: за розміром растрового елемента (амплітудна модуляція — AM) та частотою появи растрового елемента (частотна модуляція — ЧМ). Звідси растрування поділяють на:

- традиційне — растрування за амплітудною модуляцією (АМ-растрування);

- стохастичне — растрування за частотною модуляцією — ЧМ-растрування (FM-растрування — Frequency Modulated Screening);

- комбіноване або гібридне растрування (ХМ-растрування).

Технологія АМ-растрування відповідає ШІМ, ЧМ-растрування — МІМ. Традиційне АМ-растрування ще певний час буде переважати при друкуванні на машинах невисокого класу, оскільки стохастичне растрування потребує більшої точності приведення та ретельного контролю за зволоженням.

АМ-растрування має певні недоліки: зображення на відбиткові «розеткової» структури, утворюється муар, погано відтворюються дрібні деталі. Покращити якість АМ-растрування можна:

а) підвищенням лініатури растра, яка обмежує параметри вивідного пристрою або друкарської машини;

б) застосуванням модифікованої технології АМ-растрування — «технології суперкомірок», згідно з якою декілька елементарних комірок групують в одну надкомірку. Вона дозволяє підвищити лініатуру растра, не зменшуючи діаметра лазера вивідного пристрою та не понижуючи градацію зображення.

Наприклад, технологія растрування Co-Res Screening є складовою програми управління робочими потоками даних Celebrant Extreme від FujiFilm. Balanced Screening від Agfa застосовує набір із чотирьох растрів, технологію надкомірки, власний алгоритм, методику вирівнювання переходів тонів. Розроблено комплект RIP — Options Kit — для різних способів друку. RIP FlowDrive від Esko-Graphics працює за технологією «замовник-сервіс», яка передбачає створення на кожному робочому місці віртуального монтажного столу, управління операціями та пристроями виведення зображення на екран, насвітлювач.

Для кожного способу друку визначають форму та кут нахилу растрових крапок: у флексографічному друці растр переважно має ідеально круглу крапку та кут, зміщений на 7,5° для кожної фарби або, наприклад, для голубої — 7,5°; пурпурної — 67,5°; жовтої — 82,5°; чорної фарби — 37,5° (при розміщенні растрової структури валика під кутом 45° до осі циліндра) та відповідно 15°, 75°, 90°, 45° (при 60°). Високий та плоский друк — форма крапки зазвичай кругла та еліптична. Традиційне растрування відтворює старі оптичні системи, які забезпечують кути повороту растра 0°, 15°, 45°, 75° (для плоского друку) відповідно до DIN 16457. Для зменшення помітності періодичної структури растра кут нахилу при друкуванні монохромних зображень приймають 45°.

Раціональний метод АМ-растрування не зміг забезпечити високої якості зображення через неможливість застосування кутів 15° та 75° (їх тангенси є ірраціональними). З появою потужніших ПК та ірраціонального растрування цифрові методи зрівнялися за якістю з оптичними. Для досягнення заданої точності розрахунків застосовують наступні методи растрування: комбінують різні лініатури растра та кути, близькі до 15° та 75°, застосовують стохастичне растрування, поєднують звичайне АМ-растрування з лінійчастим.

Переваги методу комбінування звичайного та лінійчастого растрування: відсутня растрова структура зображення, якість дрібних деталей зображення аналогічна якості стохастичного растрування, досягається вища швидкість експонування та друкування. Застосовують технології комбінованого АМ-растрування (набір із чотирьох растрів), технологію суперкомірки, згладження переходів тонів. Приклади RIP Heidelberg: Delta HQS (технологія суперкомірки); Delta Irrational Screening (ірраціональне растрування), Delta Diamond Screening (стохастичне растрування), Delta Mega Dot (комбінування звичайного та лінійчастого растрування).

Покращити якість зображення можна також технологією застосування для кожної фарби растра різної лініатури та специфічних кутів повороту. Наприклад, програмне забезпечення RT04CL від Heidelberg для растрування з різною лініатурою: для чорної фарби — 110 лін/см, голубої, пурпурної та золотої — 84 лін/см, для жовтої — 74 лін/см.

ЧМ-растрування. При стохастичному раструванні зображення формують за допомогою крапок різної кількості, однакових за розміром і розміщених випадковим чином.

Переваги: відсутність растрової розетки, муару та взагалі структури; висока чіткість та насиченість барв; покращена передача півтонів зображення; висока якість при друкуванні, особливо на низькосортному папері; хороше відтворення дрібних деталей зображення; більша швидкість запису при тій же якості відтворення зображення (розмір растрової крапки 20 мкм відповідає розміру 1%-ної растрової крапки при L = 60 лін/см); застосування технологій 6- та 8-фарбового друку, збільшення товщини фарби; сканування зображень з меншою роздільною здатністю, ніж для АМ-растрування.

Недоліки: невеликий розмір растрових крапок і випадковість їх зустрічання можуть спричинити муар у середніх тонах; для зменшення розтискування при друкуванні застосовують спеціальні фарби; ЧМ-растрування використовують не всі вивідні пристрої; найкращу якість одержують на спеціальних фотоплівках.

Програми ЧМ-растрування розробляють фірми: Linotype-Hell — Diamond Screening, Scitex — Full Tone Screening, Agfa — Crystal Raster, Screen — Randot, Barco — Monet, Crosfield — Lazel, ECRM — Harleguin Dispersed Screen, Kodak/Creo — Staccato, Agfa — Sublima (ХМ-растрування). Наприклад, CristalRaster від Agfa — програма стохастичного растрування з вибором розміру крапки для різних способів друку. Розроблено також вітчизняну програму растрування науковцями УАД та ІФКС НАН України — Растр ЧМ-1.

Вибір розміру растрової крапки при стохастичному раструванні залежить від способу друку та виду продукції: для плоского друку < 21 мкм, плоского газетного — 31 мкм, ролевого плоского друку – 28 мкм, трафаретного та флексографічного друку — 42, 60, 80 мкм.

ХМ-растрування полягає в комбінуванні технологій растрування стохастичного (у світлих та темних ділянках) та амплітудного (у середніх тонах). Наприклад, у RIP Sublima максимальну лініатуру у 340 lрі (134 лін/см) можна одержати при роздільній здатності виведення тільки 2400 dpi. Якщо на друкарській машині друкують зображення з лініатурою 175 lрі (= 70 лін/см) за АМ-технологією растрування, на ній можна друкувати з лініатурою 340 lрі (134 лін/см) за технологією ХМ-растрування.

Прикладом є технологія Spekta від Dainippon Screen. У діапазоні 1 – 10% та 90 – 99% растрової крапки використовують FM-растрування, від 10 до 90% — модифіковане стохастичне растрування зі змінним розміром крапок. У середніх тонах зображення крапки утворюють щільні групи, які імітують круглі крапки традиційного растрування. Мінімальний розмір растрової крапки дорівнює чотирьом крапкам роздільної здатності вивідного пристрою (квадрат 2x2). При 2400 dpi розмір крапки у світлих ділянках 21 мкм, що не створює проблем при виготовленні форми та під час друкування. Якість зображення, відтвореного за технологією гібридного растрування з роздільною здатністю 1200 dpi, еквівалентна якості зображення за технологією АМ-растрування з 175 lрі (68 лін/см).

Для растрування зображень застосовують растрові процесори (RIP — Raster Image Processor). Стосовно до вивідного пристрою розрізняють два види RIP: апаратні або внутрішні та програмні чи зовнішні. Більше розповсюдження останніх зумовлене безперервним удосконаленням програм, застосуванням декількох RIP для паралельного растрування окремих сторінок видання або встановленням RIP як на одному, так і на декількох ПК, застосуванням різних вивідних пристроїв.

Більшість виробників устаткування працює паралельно над технологіями растрування, створюючи власні програмні продукти.

Можливе поєднання RIP та ФВА різних виробників. Наприклад, RIP ScriptWorks від Harlequin та ФВА фірми ECRM. Функції RIP розширені та охоплюють управління кольором, трепінг, монтування. Комплексне вирішення питань растрування та електронного монтування сторінок запропоновано Scangraphic у програмному продукті Scantext Combo. Це дає змогу комбінувати цілу низку завдань: растрування, повноцінну підтримку ОРІ-технології, електронний спуск сторінок та виведення зображення.

Розрахунок технологічних параметрів з опрацювання ілюстрацій. Вибір лініатури растра для AM- або мінімального розміру растрової крапки для ЧМ-растрування проводять за:

1) групою складності зображення. Чим вища група складності, тим більша лініатура растра або менший розмір растрового елемента, необхідний для його якісного відворення. Для зображень першої групи складності проектують лініатуру до 44-54 лін/см (відповідає діаметру растрової крапки при ЧМ-раструванні 30-24 мкм), другої — 54-70 лін/см (24—18 мкм), третьої — вище за 70 лін/см (< 18 мкм);

2) обмеженнями, які властиві способам друку. У плоскому способі друку обмеження теоретично відсутні. У глибокому друкують з лініатурою 100 лін/см. У трафаретному та флексографічному способах друку лініатура растра (L) зображення залежить від густини сітчастої основи (Г_с) та відповідно лініатури растрового анілоксового валика (L_аніл.), який дозує подавання фарби.

3) обмеженнями, які властиві запроектованій технології та устаткуванню. Наприклад, у додрукарських процесах вибір L залежить від характеристики устаткування — принтера чи ФВА, у друкарських процесах — від типу друкарської машини: аркушева чи рулонна. ФВА у порівнянні з принтерами та аркушеві машини порівняно з рулонними забезпечують отримання зображень з більшими L;

4) застосування матеріалів вищої якості (крейдованого паперу, дрібнодисперсних фарб). Для певного типу паперу рекомендують наступні лініатури растра: на газетному папері друкують з лініатурою 36-52, ненаповненому — 54-70, на крейдованому папері — більше 70 лін/см. Якість паперу визначає значення відсотка відтворюваної растрової крапки зображення: на газетному папері одержують S_min= 10%, S_max = 90%; на крейдованому — 1-2% та 98-99% растрову крапку.

Розрахунок лініатури растра. Зі зростанням лініатури растра покращується чіткість та різкість зображення, але погіршується градація. Можна визначити приблизне оптимальне значення лініатури при відтворенні S_min= 4% з формули: L = l/(5d_min), де d_min — мінімальний розмір друкувального елемента для даної технології. Наприклад, для високого газетного друку d_min= 80 мкм, тоді L = 40 лін/см.

У додрукарських процесах L обмежується роздільною здатністю пристрою виведення (принтера або ФВА). Відношення роздільної здатності вивідного пристрою до лініатури растра дає розмір сторони комірки растра в крапках принтера. Якщо лініатура растра встановлена 100 lрі, а роздільна здатність принтера складає 600 dpi, тоді сторона комірки растра дорівнює 600/100 = 6 крапкам. У такому випадку растрова крапка формується з 6x6 = 36 крапок принтера.

Роздільна здатність взаємозалежить від кількості відтінків сірого (В)

де R_вив — роздільна здатність вивідного пристрою, dpi; L — поліграфічна лініатура растра, lрі; 1 — випадок, коли растрова комірка взагалі не заповнена (біле поле шкали).

Відтворення градації особливо важливо при друкуванні растрових «розтяжок». Більшість графічних додатків автоматично розраховують необхідну кількість відтінків, щоб на відбитку не візуалізувалася смугастість при друкуванні, яка залежить від розміру «розтяжки». Смуга не помітна, якщо розмір кроку не перевищує 0,75 мм.

Для якісного передавання тональності зображення необхідно як мінімум 150 відтінків сірого (людина розпізнає 100). Якщо друкують на принтері з роздільною здатністю 600 dpi, значення лініатури растра дорівнює за замовчуванням 85 lрі. При цьому кількість відтінків сірого на зображенні не перевищить (600/85)² + 1 = 50. Це у три рази менше мінімуму (150 відтінків), а звідси і невисока якість друкування півтонових зображень на офісних принтерах.

Загалом кількість відтінків у растровій «розтяжці»

Щоб отримати плавну растрову «розтяжку», застосовують Post Script 3, який може інтерпретувати не 256, а 4096 градацій сірого.

При АМ-раструванні градаційний діапазон звужується, бо у друкарських процесах не завжди відтворюють крапку мінімального розміру. При ЧМ-раструванні таких обмежень не існує.

Мінімальну ширину відтворюваної лінії (а_еідт) на відбитку не можна розраховувати через роздільну здатність виведення як 1/R_вив, а необхідно враховувати також лініатуру друкування (L, lрі) та значення мінімальної площі крапки (S_{min ,}%), яку можна відтворити на певній машині.

Наприклад, при R_вив - 2400 dpi, L = 133 lрі та S_min=10% (некрейдований папір) а_відт - 0,17 п, тобто мінімальна ширина відтворюваної при друкуванні лінії у шість разів більша, ніж дозволяє роздільна здатність виведення.

Інтерполяційну роздільну здатність одержують із розрахунків, використовуючи характеристики сусідніх крапок (відсоток та колір).

Розрахунок параметрів трепінгу. Трепінг — нарощування меж перекривання елементів зображення для усунення видимих незадрукованих ділянок при неповному їх суміщенні. За допомогою трепінгу підвищують точність суміщення фарб на відбитку та компенсують неякісне прилагодження та дефекти конструкції друкарської машини. Трепінг застосовують для штрихових зображень та країв растрових зображень. Він можливий між об'єктами, поданими у різній формі: векторними, векторними та растровими, растровими.

Послідовність виконання трепінгу: аналіз та визначення необхідності його проведення; визначення напряму; кольору зони; параметрів. Трепінг проводять у певному напрямі: внутрішній трепінг або стиснення (choking) та зовнішній трепінг або розтягнення (spreading) зображення. Трепінг виконують із зображенням, яке світліше за тоном. Якщо суміщають дві покривні фарби, трепінг виконують із зображенням, яке друкується першою фарбою. Для зображення, яке друкують кольорами з близькими оптичними густинами, трепінг проводять по середній лінії, що являє собою комбінування внутрішнього та зовнішнього трепінгу.

Для встановлення, який із двох прозорих кольорів світліший, розраховують його колірну вагу (Р_кол,%) (табл. 7.2)

де S_кол — відносна площа растрової крапки у зоні трепінгу для певного кольору; а_кол — відсоток вмісту кольорової складової зображення.

Якщо різниця між вагою кольорів менша за задане у програмі значення (поріг), виконують центральний трепінг. Якщо ця різниця більша — світлий колір розширюють у зону темнішого.

Таблиця 7.2

Розрахунок колірної ваги двох фарб

Фарби	С	М	Y	K	Pкол, %
акол ,%	40	45	10	100
Sкол для кольору 1, %	10	9	89	0	16,95
Sкол для кольору 2, %	0	80	90	20	65,00

Розмір смуги трепінгу залежить від лініатури растра, типу паперу, величини несуміщення друкарської машини, хроматичності фарб та інших параметрів.

Колір трепінгу визначають комбінуванням кольорових координат двох кольорів, які суміщують. Його утворюють темніші складові двох кольорів, а власне перемноженням значень відносної площі растрових крапок на відповідний вміст кольору.

Програмне забезпечення для проведення трепінгу поділяють за рівнем складності робіт та вартістю процесу. Трепінг для растрових зображень найбільш точний і дорогий та проводиться за допомогою програми, наприклад, Luminous Trap Wise, яка включає TrapWiseRemote (задання параметрів трепінгу), TrapWise NT (розрахунок трепінгу), ScenicSoft Color Central (модуль управління робочими потоками).

Програми верстання підтримують трепінг тільки на рівні штрихових об'єктів. Найдешевший вид трепінгу — виконання його у фоновому автоматичному режимі за допомогою Post Script або спеціальних модулів у системі управління робочими потоками.