21 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое растровая розетка

Что такое растровая розетка

Угол поворота растра

Под углом поворота растра (рис. 4.18) подразумевается наклон линий, образующих растр, относительно горизонтальной линии. Этот параметр является чрезвычайно важным фактором, влияющим на качество полутонового растрирования. Его величина определяет полноту соответствия внешнего вида растрированного изображения и оригинала.

Рис. 4.18. Варианты угла поворота полутонового растра: 1 − без поворота; 2 − 45 o

При печати оцифрованных полутоновых изображений растровую структуру всегда поворачивают на некоторый угол. При растрировании черно-белых изображений по умолчанию используется угол, равный 45 o . Это связано с особенностями восприятия человеческого глаза, который распознает наклонные линии значительно хуже, чем вертикальные и горизонтальные, что позволяет добиться более высокой степени однородности при имитации полутонов. Для цветных изображений полутоновые растры всех четырех базовых цветов CMYK-модели поворачиваются на разные углы. Стандартные углы поворота: голубой − 105 o , пурпурный − 75 o , желтый − 0 o или 90 o и черный − 45 o (рис. 4.15). Если при печати цветного изображения установить для всех печатных форм одинаковый угол растра, полученные цвета будут выглядеть грязными.

Рис. 4.19. Углы поворота растров четырех базовых цветов CMYK-модели

При печати происходит совмещение растровых структур всех четырех форм. Это приводит к сведению четырех цветов, результатом чего является формирование небольших цветных кластеров, напоминающих по форме розу, − розеток (4.19).

Одним из следствий рассогласования углов поворота растровых форм или неточного совмещения растровых структур является появление муара, главной проблемы всех специалистов, связанных с процессом воспроизведения цвета.

Муар − это раздражающая глаз видимая растровая структура (рис. 4.20), которая отвлекает зрителя от сюжета изображения.

Рис. 4.20. Механизм образования муара. Слева − наложение двух растровых решеток, повернутых относительно друг друга на некоторый угол; справа − увеличенный центральный фрагмент исходного изображения проявляющегося муара в красном, зеленом и синем каналах

Практика показывает, что муар чаще всего образуется в синем и, несколько реже, в зелёном каналах (рис. 4.20). В синем канале видно «крупную решетку» в самой темной области изображения. Это муар и именно с ним предстоит бороться. Обратите внимание на мелкую зернистость изображения в каждом канале. Зачастую её ошибочно называют муаром. Это не муар. Это полиграфический растр. Его тоже необходимо убирать, но проблем это никогда не вызывает.

Существует множество различных технологий, разработанных для минимизации данного эффекта. В последнее время для борьбы с муаром используют технологию частотно-модулированным растрированием. При использовании частотно-модулированного растрирования теряет смысл понятие линиатуры, потому что отсутствует регулярная структура растра. Имеет смысл лишь разрешающая способность устройства вывода.

В таблице ниже приведено сравнение возникающих проблем регулярных и стохастических растров (амплитудного и частотно-модулированного растрирования). Как видно из таблицы, стохастическое растрирование выигрывает у регулярного растра по качеству изображения.

Табл.: Проблемы регулярных растров и стохастическое растрирование

Наличие нелинейной зависимости растискивания растровой точки от % растра

Растискивание растровой точки не зависит от % растра, поскольку точка имеет фиксированный размер

Визуальная неравномерность градиентных заливок

Градиентные заливки более равномерны

Большая вероятность возникновения муара

Принципиальная невозможность возникновения муара

Технологические ограничения на увеличение линиатуры растра

Качество оттисков сравнимо с применением очень высоких значений линиатур регулярного растра

Что такое растровая розетка

Растровые процессы

В традиционной технологии репродуцирования цветоделенные изображения для трех хроматических красок развернуты друг к другу на 30°. При четырехкрасочной печати для самой светлой краски, т.е. желтой, оптимальным углом наклона является 15° по отношению к пурпурной или голубой краскам (рис. 3,а). Тем самым можно почти полностью предотвратить возникновение видимой муаровой сетки, причиной которой является периодическая структура цветоделенных изображений. Однако муар, возникающий из-за взаимодействия растровой структуры с периодической структурой самого изображения, невозможно полностью исключить как помеху для зрительного восприятия репродукции.

Несмотря на оптимальные углы поворота, уменьшающие интерференционные эффекты (муар), на цветных участках равномерного тона все же возникают розетки (рис. 3,в). Образование розеточной структуры зависит также и от позиционирования цветоделенных изображений относительно друг друга. Колебания приводки краски в печатном процессе могут приводить к изменению формы розеток. Также верно и то, что чем выше линиатура растра, тем структура муара становится менее заметной. В современной цветной репродукции в большинстве работ используется линиатура 60 лин/см.

Рис. 3
Образование розеток на растровом многокрасочном оттиске:
а поворот относительно друг друга растрированных цветоделенных изображений с образованием розеток
б изменение геометрии розеток как особое проявление муара (для наглядности цветоделенные изображения отпечатаны одной и той же краской)

Для оригиналов с четко выраженной тонкой собственной структурой (например, ткань или филигранный узор) возможно появление объектного муара, который практически невозможно устранить. Высоколиниатурные растры (до 150 лин/см), которые иногда применяются для воспроизведения супермелких деталей, хотя и позволяют уменьшить эффект муара, но все же не всегда могут его предотвратить. Использование высоколиниатурных структур связано с высокими требованиями к технологии репродуционных процессов и печати.

Формы растровых точек

Во времена использования обычной аналоговой технологии репродуцирования в целях стандартизации, уменьшения непрогнозируемого растискивания растровых точек, оптимизации стабильности цветовоспроизведения экспериментировали с различными формами растровых точек. В основном различают следующие формы растровых точек:

• круглая
• квадратная
• цепеобразная
• эллиптическая

Читать еще:  Подключение розетки прицепного устройства ваз

Было практически невозможно установить идеальную форму растровой точки, так как условия ее использования и технологические возможности часто не совпадали. Может оказаться, что растрирование с использованием квадратных растровых точек, выполненное в системе А, приведет к лучшему результату в печатном процессе, чем растрирование по системе В. Однако система В создает лучшую систему цепеобразных точек. Отличия в качестве репродукции являются не только следствием применяемых алгоритмов растрирования, базирующихся на различном программном обеспечении, используемом в цифровых процессах растрирования. Отличия в полученном качестве связаны также и с техническими характеристиками компонентов аппаратного обеспечения, применяемого для экспонирования растровых изображений.

С разрешения компании «Гейдельберг-СНГ»
© Heidelberger Druckmaschinen AG

Что такое растровая розетка

12.4 Поворот растров цветоделенных изображений

12.4.1 системы растровых углов

Наиболее распространенный метод коррекции заключается в минимизации пространственного периода муара. Его частоту стремятся сделать как можно более высокой с тем чтобы он не был заметен благодаря слитному восприятию усредняемых зрительным анализатором колебаний тона и цвета при относительно малом периоде следования розеток.
Как следует из графиков на рис. 12.5, в двухкрасочной печати период муара минимален, когда два линейных, ортогональных или гексагональных растра повернуты друг относительно друга соответственно на 90°, 45° и 30°. Форма графиков показывает также, что отклонения от этих углов из-за неприводки или неточного монтажа фотоформ чреваты значительно меньшим ростом периода муара и, следовательно, его заметности, чем при нулевом угловом совмещении, которому соответствуют на этих графиках участки, ас-симптотические их ординатам.
Растровая структура изображения третьей краски, добавляемой к уже напечатанным с такой взаимной ориентацией двум первым, взаимодействует с каждой из них. Поэтому приемлемым компромиссом для нее являются углы 45°, 22,5″ и 15° соответственно для каждой из трех указанных геометрий растра. Аналогично для размещения растра четвертой краски внутри периодов этих графиков остаются углы 135°, 67,5° и 45°.
Разнесение линий растровых точек четырех ортогональных структур на одинаковый, равный 22,5° угол поясняет рис. 12,6 (а). Однако эта комбинация углов, применявшаяся на начальном этапе развития многокрасочной печати [11.3], к настоящему времени вытеснена вторым вариантом (см. рис. 12.6, б). В нем растры контрастных, «рисующих» (черной, голубой и пурпурной) красок образуют муар меньшего периода, т. к. отнесены друг от друга на 30°. Растр желтой краски, располагаемый под углом 15° по отношению к двум из них, дает более низкочастотный, но в то же время менее заметный муар в силу его относительно невысокого контраста. В гексагональной структуре этому варианту соответствуют углы 0°, 10°, 20° и 40°.

Рис. 12.6 Системы взаимной ориентации растров в многокрасочной печати: а) с одинаковым разнесением линий растровых точек четырех цветоделенных изображений на угол 22,5°; б) с учетом малого контраста муара от желтой краски

В обоих из этих вариантов диагональная ориентация (угол 45° в ортогональной решетке) принадлежит черной, наиболее контрастной краске в соответствии с положениями, изложенными в подразделе 5.4, а под углом 0° печатается самая светлая — желтая. Всю систему углов иногда незначительно смещают в ту или другую сторону на 7,5°, с тем, например, чтобы линии печатных элементов и желтой краски, будучи близкими к горизонтали или вертикали, не создавали заметных ступенчатых искажений на краях изображения. Аналогичное смещение может быть также обусловлено такими особенностями специальных видов печати, как наличие пятой периодической структуры на анилоксовом вале (флексография) или на сетке (трафаретная печать), а также ориентацией ракеля (глубокая печать).
В ряде случаев в целях расширения цветового охвата полиграфического синтеза помимо голубой, пурпурной и желтой красок используют краски, цвета которых являются дополнительными к цветам полиграфической триады, т. е. красную (оранжевую), зеленую и синюю (фиолетовую). Новых проблем с образованием муара в этом случае не возникает, если растры этих красок расположены под углами красок соответствующих основных цветов, т. е. красная (оранжевая) использует угол для голубой, зеленая для пурпурной, а синяя (фиолетовая) для желтой. В этой технологии, как было показано, например, на рис. 8.4, оранжевая краска печатается на тех участках, где пурпурная полностью отсутствует или удалена процедурой УЦК. Для регулировки же насыщенности самого оранжевого цвета вполне достаточно использовать черную краску.
Растры красок дополнительных цветов можно располагать также под одним и тем же углом, например, 30° или 60° (между голубой и черной или между черной и пурпурной на рис. 12.6, б), поскольку их одновременное присутствие на любом цветном участке изображения исключается самой идеей печати по принципу HiFi Color [8.1].
В оптическом способе любая ориентация растра обеспечивается его поворотом на заданный угол в фотоаппарате. Контактные растры выпускались комплектами из четырех прямоугольных листов, на каждом из которых структура точек ориентирована определенным образом. Весьма неудобным, но принципиально возможным для достижения того же результата является поворот оригинала в сканере при получении каждого цветоделенного изображения. Поэтому получение растровых структур различной ориентации в сканирующих системах явилось технической проблемой, некоторые из решений которой рассматриваются ниже.

12.4.2 углы с иррациональными тангенсами

За исключением tg 0° и tg 45°, тангенсы всех остальных из упоминавшихся выше углов не могут быть представлены отношением целых чисел и являются поэтому числами иррациональными. Именно в этой связи такие углы поворота растров, процессы растрирования, растровые структуры и т. п. в последние годы иногда не совсем правильно обозначают термином иррациональный.
Наличие подобных углов в системе представления цветоделенных изображений оказалось принципиальным для систем электронного растрирования, использующих статичную решетку построчного и поэлементного разложения при синтезе изображений. Любая прямая, проходящая под углом с иррациональным тангенсом, может пересечь лишь один узел такой решетки. А это означает, например, что при электронном гравировании формного цилиндра необходимо не только смещать фазу погружения резца в формный материал при каждом последующем его проходе, но сделать и общее число проходов, строк или оборотов цилиндра равным числу печатных элементов на всем изображении, что не имеет технического смысла. На практике точки растра располагаются на прямой, проходящей под произвольным углом, лишь с точностью определяемой шагом решетки или частотой управления включением экспонирующего пятна в устройстве вывода.
В системах генерации точек из более мелких элементов растр может быть развернут согласно уравнениям поворота координат путем изменения адресов таблично заданной растровой функции [12.8]. В отличие от случая, описанного в подразделе 6.6.3.1, смещение точек от центров некоторого исходного, неразвернутого растра происходит в этом случае по всему полю изображения. Рис. 12.7 поясняет процедуру вычисленияновых адресов:

Читать еще:  Смс розетка сапсан про 10

12.5

В этих выражениях R и Р масштабные коэффициенты, воздействующие на линиатуру повернутого растра. Для заданного значения угла поворота и линиатуры число переменных уменьшается введением постоянных коэффициентов С:

12.6

Координата v в пределах строки также неизменна, т. е. С2v = k2 и С 4v = k4, причем u = umU, где u — шаг решетки или изменение координаты иза один такт, а mU — номер такта от начала строки. Поэтому

12.7

12.8

откуда следует, что вычисление целых значений новых координат сводится к простейшим арифметическим операциям и округлению результата.

Рис. 12.7 Поворот растра на произвольный угол решетке конечного шага

В результате ошибок округления, обусловленных дискретностью координатной решетки, положение, форма, а также площадь точек развернутой структуры периодически колеблется вдоль новых направлений растровых линий (см. рис. 12.8). Взаимодействие частоты этой решетки и создаваемого в ней полиграфического растра сопровождается низкочастотным паразитным рисунком уже на однокрасочном изображении. Это — собственный муар электронного растра, для устранения заметности которого к вычисленному значению нового адреса подмешивают малую случайную величину, придавая ошибке округления апериодический характер [12.9]. Аналогичного результата добиваются также путем обращения в случайном порядке с новым адресом к одной из пары растровых функций (см. рис. 12.9) с незначительно отличающимися весовыми значениями для средней части диапазона полутонов [12.10].

Рис. 12.8 В решетке конечного шага положение, форма и площадь точек периодически колеблется вдоль растровых линий произвольного наклона

Рис. 12.9 Растровые функции со значениями, отличающимися в средних тонах

12.4.3 углы с рациональными тангенсами

Практическая реализация изложенного выше принципа поворота оказалась возможной в системах электронного растрирования лишь к концу 70-х гг. благодаря достигнутому к тому времени уровню развития цифровой микроэлектроники. Поэтому в одном из первых дискретных растровых генераторов (Хромограф DC 300,1972 г.) была использована система растровых решеток, ориентированных под углами 0°, 45°, arctg 1/3 и arctg(-1/3), тангенсы всех из которых есть числа рациональные. В ЗУ такого генератора хранят четыре весовых функции, имеющие одинаковый пространственный период, например, как показано на рис, 6.10,36 х 36 элементов синтеза. Каждая из таких матриц в силу своей симметрии может быть многократно повторена по всему полю изображения.
Поскольку число полных кластеров для разных ориентации неодинаково и составляет соответственно 8, 9 и 10 (см. рис. 12.10), значения линиатур цветоделенных изображений отличаются в Ö 8, Ö 9 и Ö 10 раз. Так, если при нулевом угле линиатура равна 60 лин/см, то для углов 45° и плюс-минус 18,4° ее значения составляют соответственно около 57 и 63 лин/см. Удовлетворяя упомянутому выше, сформулированному в Л. 12.2 условию подобное различие пространственных частот растровых решеток компенсирует неоптимальность их ориентации относительно друг друга. Лишь форма розеток оказывается несколько ассиметричной, в отличие от присущей рассмотренной выше общепринятой системе.

Рис. 12.10 Суперячейки знаков алфавита с рациональными тангенсами углов наклона растра

Новую жизнь этот подход к коррекции муара получил с развитием компьютерных издательских систем, где реализация углов с иррациональными тангенсами оказалась менее приемлемой из-за большого объема вычислений. По тому же принципу, что и в Хромографе DC 300 здесь обеспечивают в ряде случаев и углы близкие по своим значениям к 7,5°, 15°, 30° и т. п. Различие однако состоит лишь в том, что период растровой функции или битовые карты знаков растрового алфавита представляют суперъячейками значительно большего, чем показано на рис. 6.10 и рис. 12.10, размера. Примеры точных значений соответствующих таким ячейкам углов и их рациональных тангенсов приведены, например, в Л. 12.11.

12.4.4 цветовой дисбаланс

Муар малозаметен, если растровые структуры определенным образом развернуты относительно другдруга. Однако и при этом полное постоянство геометрии микроучастков, запечатываемых элементами цветоделенных изображений, от оттиска к оттиску не обеспечивается. Также как и в описанном выше параллельном совмещении растров, изменение фазы (сдвиг) налагаемых повернутых растровых решеток в результате незначительных отклонений в приводке вызывает некоторые различия в тоно- и цветопередаче. В этой связи различают две геометрии «микромуара», наиболее выраженные при смещении фазы на половину шага линиатуры. Для первой из них характерны полые (открытые) розетки, не содержащие печатных элементов внутри кольца, образуемого разноцветными растровыми точками. В закрытой розетке в центре несколько большего кольца имеется сгусток краски, образованный наложением нескольких печатных элементов (см. рис. 12.11).

Читать еще:  Как выбрать розетки для гипсокартона

Рис. 12.11 Высокочастотный муар с розетками открытого (а) и закрытого (б) типа

Результаты теоретического спектрального анализа, приведенные в Л. 12. 12, выявляют и количественно подтверждают ряд присущих этим двум типам муара закономерностей.Их существо заключается в следующем:

  • если наибольшая заметность микромуара, образуемого открытыми розетками, смещена в область теней, то на описке с закрытыми розетками он легче обнаруживается в более светлых тонах;
  • при равенстве относительных площадей точек трех совмещаемых структур открытые розетки дают меньшую общую запечатываемую площадь и соответственно отличаются большей светлотой (значением координаты L* в системе Lab MKO);
  • цвет нейтральных, серых полей, воспроизводимых полыми розетками, смещен в зеленую область (значения координаты а* относительно малы), а для закрытых розеток к пурпурному тону (значения координаты b* относительно велики);
  • в трехкрасочном наложении наибольшее, порядка семи единиц, цветовое различие имеет место при относительной площади точек около 75%.

В качестве базы сравнения для второго и третьего из этих выводов предполагается случайный порядок заполнения площади оттиска разноокрашен-ными печатными элементами, присущий нерегулярным растровым структурам, а также лежащий в основе вероятностной оценки относительной площади, запечатываемой базовыми цветами автотипного синтеза, в расчете результирующего цвета в соответствии с уравнениями 8.1 и 8.2, учитывающими вероятностные коэффициенты Демишеля. Поэтому параметры цветоделения и цветокоррекции, устанавливаемые в допечатном процессе, можно считать однозначно реализуемыми лишь при печати с нерегулярным растром.
Повысить стабильность тоно- и цветопередачи в регулярной растровой системе можно путем направленного нарушения геометрии розеток на тех участках тонового диапазона, где она наиболее выражена. С этой целью в Л. 12.12 предусматривается, например, смещать растровые точки от их центров по случайному закону, причем, как было предложено еще Л. 12.13, поставить величину случайного смещения в зависимость от тона воспроизводимого участка. Такая задача решается, например, путем обращения к асимметричной пороговой функции, характеризующейся смещенной от центра основания вершиной «растровой горки» [12.14]. Подобные меры используются, в частности, в растровой системе Балэнсд Скрининг фирмы Агфа.

Цветная печать четырьмя красками

Многоцветные рисунки так же создаются с помощью растра. Например, струйный принтер, с базовым набором четырех чернил, формирует цветное изображение путем нанесения точек определенной площади чернилами того или иного цвета в определенные точки бумаги. Для получения всего многообразия цветов используются сочетания базовых чернил. Зеленый цвет получается при нанесении голубых (Cyan) и желтых (Yellow) точек, красный — при нанесении пурпурных (Magenta) и желтых (Yellow). Однако в офисных принтерах используется, так называемый, нерегулярный растр, и поэтому понятие линиатуры здесь, обычно, не применяют. Иное дело создание полиграфических изображений амплитудным растром.

Для растровых точек разных базовых красок необходимо использование различного их геометрического положения друг относительно друга. Это позволяет избегать явления муара, но в результате создаются различные по форме растровые розетки. Розетки растра (raster rosette) — это элементарные ячейки изображения, состоящие из набора растровых точек, формирующих это изображение. Это простые, геометрически правильные узоры, образуемые на бумаге целыми группами растровых точек различных цветов.

Светлосерый и темносерый смесевые цвета.

Угол наклона линиатуры различен для разных красок. А для создания изображения с малозаметной растровой розеткой используется назначение разным краскам разной частоты растра.

Растровые розетки при разных параметрах линиатуры

Стохастическое растрирование

В традиционном, амплитудном методе растрирования, когда тона краски передаются с помощью изменения размера точек, положение которых строго определено, существует множество проблем. Однако, цифровые методы позволяют реализовать так называемое стохастическое или случайное растрирование. Еще одно название — частотно-модулированные растры. Такое растрирование не содержит муара, не несет розеточной структуры и хорошо передает мелкие детали изображения.

Частотно-модулированные растры широко использются в устройствах цифровой печати, и в офисных принтерах, и в широкоформатных плоттерах. В офсетной же печати стохастика используется редко. Главная проблема стохастического растрирования — нестабильность создания мелких печатных элементов и, как следствие, нестабильность переноса краски на бумагу. Тогда небольшие изменения условий печати приводят к значительным изменениям в цвете.

Амплитудный метод и стохастика

Тема 2. Векторная графика Математические основы векторной графики

Построение изображений основано на NURBS элементе векторной алгебры. Термин NURBS, является аббревиатурой (сокращением) и расшифровывается как Non-Uniform Rational B-spline, где:

«NonUniform« (неоднородный) означает, что область влияния контрольной точки на форму кривой может быть различной. Это очень важное свойство для моделирования иррегулярных кривых.

«Rational« (рациональный) означает, что математическое выражение, описывающее форму моделируемой кривой, есть отношение двух полиномов.

«Bspline« (basis spline, базовый сплайн) — способ математического описания кривой интерполяцией между тремя и более контрольными точками.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector