Лабораторна робота №1 Дослідження властивостей амплітудних растрів

Мета роботи: Ознайомлення з процесом растрування та вивчення властивостей амплітудних растрів. Отримання поняття про мінімальний кут повороту растру, растрову відстань та про растровий коефіцієнт.

Завдання до роботи:

1. Ознайомитись теоретично та практично з растрами різних типів та з основними параметрами процесу растрування.

2. Дослідити основні властивості лінійних растрів.

3. Визначити оптимальну растрову відстань для растрів з різними параметрами.

4. Визначити мінімальний кут повороту растру для зникнення візуально спостережуваного муару та його зв’язок із роздільною здатністю ока.

Теоретична частина

1. Растрові процеси. Способи растрування

В процесі растрування здійснюється перетворення півтонового оригіналу в чорно-білу (двохградаційну) інформацію (елементи зображення, растрові точки), придатну для отримання форми (фотоформи або друкарської форми). В цьому випадку, як правило, є тільки два варіанти в передачі фарби (друк або не друк), а зорове відчуття світле / темне створюється за рахунок зміни розміру растрових точок. Якщо растрові структури з відстані розгляду зображення здаються достатньо дрібними, то завдяки інтегруючій дії ока це зображення «розмивається», і, отже, спостерігач сприймає растрове зображення як безперервне тонове, що візуально відповідає оригіналу з його півтоновими переходами. Чим більше растрових точок на одиницю площі, тим природніше виглядає зображення. Близькість растрових точок один до одного визначається так званою лінеатурою растра (або растровою частотою). Око при спостереженні растрової структури з лінеатурою 60 лін/см (відповідає відстані між растровими точками w = 1/L = 0,167 мм) з нормальної відстані (приблизно 30 см) не здатне розрізняти окремі растрові точки (рис.1).

Рис. 1. Роздільна здатність лінійних структур оком людини за нормальних умов розгляду (відстань близько 30 см):

а) Видність зміни яскравості (залежність);

б) Чутливість ока людини до нелінійних структур/решіток.

З роками в технології растрування відбулися помітні зміни. Завдяки використанню комп'ютера початкові ручні растрові процеси на базі наукових, математичних методів були перекладені на електронну основу. Сьогодні стало доступним растрування за допомогою комп'ютерних засобів. При цьому зберігся принцип дискретизації зображення на різні за площею растрові точки при однаковій відстані між ними.

За допомогою пікселів, ми можемо надрукувати на папері безліч градацій сірого тону. При цьому ми використовуємо тільки два варіанти — так або ні, чорний або білий. Ми або заповнюємо квадратики (бит=1=да), або залишаємо їх порожніми (бит=0=ні). Так ми створюємо градації сірого тону. Сірі тони зображення можуть бути передані привласненням пікселю різних значень — так чи ні. Пікселі мають набагато меншу площу, ніж сам растр, але вони, об'єднуючись, формують растрову сітку.

Рис. 2. Зображення справа — збільшений фрагмент з газетної фотографії, приведеної зліва.

Р астрування — це спосіб амплітудної модуляції (AM) і є одним з методів імітації півтонів, використовуваних в поліграфії. Іншим є частотна модуляція (ЧM) (Рис.3). Растрування і імітація півтонів — синоніми. (За визначенням: растрування — перетворення півтонових і штрихових зображень в мікроштрихові. До широкого розповсюдження растрування звичайним засобом при передачі тонових переходів в друці було гравірування ліній на дерев'яному або металевому носієві. Ця технологія до цих пір використовується в глибокому друці, особливо при випуску грошових знаків. Подивіться уважно на будь-яку банкноту або цінний папір: ви побачите тонкі лінії різної товщини, що імітують тонові переходи. При традиційній або амплітудній модуляції для імітації градацій сірого використовуються растрові точки різного розміру. Частота їх постійна, але просторова амплітуда (площа) міняється (рис.3).

Рис. 3. Амплітудна модуляція.