Содержание

     Введение

     Автотипный  синтез цвета - воспроизведение цвета  в полиграфии, при котором цветное полутоновое изображение формируется разноцветными растровыми элементами (точками или микроштрихами) с одинаковой светлотой (насыщенностью) отдельных печатных красок, но различных размеров и форм. При этом эффект полутонов сохраняется благодаря тому, что тёмные участки оригинала воспроизводятся более крупными растровыми элементами, а светлые - более мелкими. При наложении растровых элементов на оттиске в процессе печатания синтез цвета носит смешенный аддитивно - субтрактивный характер. 

     Для полиграфического воспроизведения полутоновых изображений используются различные методы растрирования. На практике нашли применение растровые структуры различных типов с точками разной формы. Каждая растровая структура в той или иной степени чувствительна к изменению размеров пятна лазера, которое возникает в процессе записи изображения. Кроме того, степень изменения относительной площади растрового поля при изменении размеров пятна лазера зависит от значения градационного поля. Следовательно, при воспроизведении разных растровых структур меняются требования к точности настройки оборудования.

     Законы  синтеза цвета, которые сформулировал  Г. Грассман в 1853 г., являются базой научной  теории о синтезе цвета. Эти три  закона определены как: 

     1. Закон трехмерности. Любой цвет однозначно выражается тремя цветами, если они линейно независимы (линейная независимость заключается в том, что нельзя получить никакой из указанных трех цветов сложением двух остальных).

     2. Закон непрерывности. При непрерывном  изменении излучения цвет изменяется также непрерывно (не существует такого цвета, к которому невозможно было бы подобрать бесконечно близкий). 

     3. Закон аддитивности. Цвет смеси  излучений зависит только от  их цветов, но не от спектрального  состава. 

     Все три закона наглядно проявляются в процессе синтеза цветных полутоновых изображений на оттиске. 

     Известно, что трехкомпонентная теория зрения является теоретической базой цветного синтеза при многокрасочном репродуцировании цветных оригиналов средствами полиграфической  технологии, где используют триаду цветных красок - желтая (ж), пурпурная (п), и голубая (г). Применение четвертой черной (ч) краски не противоречит принципу трехкрасочного воспроизведения цветов, так как черную краску теоретически и практически можно рассматривать как смесь трех цветных красок. Черная краска одновременно заменяет три цветные и вместе с тем увеличивает их общее количество за один краскопрогон в печатной машине. 

     В полиграфии при воспроизведении  цветных оригиналов способами офсетной и высокой печати ввиду растрового построения многокрасочной репродукции имеет место синтез цветов, содержащий признаки как аддитивного, так и субтрактивного синтезов, где в создании цветовых оттенков на цветной репродукции участвуют 16 разноокрашенных растровых элементов - незапечатанная бумага, три одинарные (основные цветные печатные краски ж, п, г) и черная ч, три бинарные (парные) наложения трехцветных печатных красок - ж+п, ж+г, п+г, двойные наложения цветная + черная - ж+ч, п+ч, г+ч, тройные наложения основных печатных (цветные и черная - ж+п+ч, ж+г+ч, п+г+ч, ж+п+г) красок и их четырехкратное наложение друг на друга с участием черной ж+п+г+ч. Восемь из них образованы с участием черной краски. Как уже было подчеркнута этот синтез назван автотипным, а способы печати, в которых используется этот синтез цвета, определяют как способы автотипной печати. В традиционном способе глубокой печати синтез цвета на оттиске является классическим субтрактивным синтезом.

     Растрирование (Screening) - это метод передачи полутонов изображения на неполутоновых устройствах, с помощью специальных, простых геометрических фигур – растровых точек. Состоит он в следующем. Исходное полутоновое изображение для печати, которое нам необходимо передать на неполутоновом устройстве, анализируется, и выводится на печать набором специальных, геометрически правильных фигур, -растровых точек, характеристики которых определяют цвет нашего изображения иего визуальную (оптическую) плотность. А растровая точка (screen dot, илиraster dot) - это элементарная простая геометрическая фигура, формирующая растровый рисунок. Она может быть различной формы, и за время существования полиграфической отрасли их было перепробовано целое множество.

     Группы растров

     В настоящее время все растры можно  условно разделить на три большие группы: с «суперячейкой», стохастические, гибридные.

     Растры с «суперячейкой»

     От английского supercell. Разработаны в первую очередь для облегчения работы на выводном устройстве на относительно невысоком разрешении. Все время считалось, что чем выше разрешение выводного устройства, тем выше качество печати. Зависимость прямопропорциональная. Но на самом деле это так, только когда разрешение устройства относительно мало. Если же его намного увеличить, то ситуация ухудшится. Легко посчитать: при разрешении выводного устройства в 2540 точек/дюйм, размер одного минимального элемента изображения составляет 10 мкм, что по сути находится на границе надежного воспроизведения элементов в полиграфии. Если же разрешение выводного устройства сделать равным, скажем, 5000 точек/дюйм, то минимальный элемент становится равным 5 мкм, и он гарантировано не воспроизведется. Поэтому попытки получить линиатуру растра в 300 лин/дюйм при разрешении в 5000 точек/дюйм не имеют смысла. Качество печати окажется заметно хуже, чем при привычных 150 лин/дюйм и 2540 точек/дюйм.

     Однако  желание иметь мелкую растровую  структуру естественно: здесь и  плавность полутонов, и отсутствие «розетки», и четкость мелких штрихов. Вот и получается парадокс: существенно увеличивать разрешение нельзя, а выводить с высокой линиатурой растра хочется. И здесь на помощь могут прийти растры с «суперячейкой». Принцип их работы довольно сложен: допустим, нам надо получить растровую структуру в 150 лин/дюйм, но при этом наше выводное устройство имеет разрешение максимум 1500 точек/дюйм. Теоретически для полного набора градаций (их 256, обеспечиваемых матрицей 16х16 элементов) линиатура выводного устройства должна быть в 16 раз больше линиатуры растра, то есть 2400 точек/дюйм. В нашем случае она больше всего лишь в 10 раз, а значит, мы можем строить только матрицы размером 10х10 элементов. Число градаций в этом случае у нас получается равным 100. В нашем случае при использовании одной растровой точки мы может получить в 2,5 раза меньшее число градаций, чем хотелось бы. Но если поставить рядом четыре растровых точки (матрицей 2х2) и посчитать среднее значение этой матрицы, можно существенно расширить число градаций. Например, нам нужно получить на некотором поле величину градации, равную 137 (это соответствует 53,5% растровой точки). Но наше разрешение позволяет нам построить только 136 или 140. В принципе, даже здесь погрешность невелика, и можно было бы так и оставить. Но при «суперячейке» можно поставить рядом (матричным способом) четыре растровые точки со значением 136, 136, 136 и 140. Среднее значение в этой матрице как раз и составит искомые 137. В этом принцип работы растров с «суперячейкой». Наиболее продвинутые из них работают с матрицами размером 3х3, обеспечивая очень высокую точность получения градаций, даже в том случае, если разрешения «не хватает», причем в несколько раз. Такой подход позволяет получить достаточно мелкий растр (до 200–220 лин/дюйм) при сравнительно небольшом разрешении (2000–2500 лин/дюйм). В результате удается соблюсти баланс между сложностью воспроизведения мелких элементов при большом разрешении, но при этом получить довольно высокую линиатуру растра, что решает ряд других проблем, в частности с розеткой.

     Стохастические растры

     Некоторое время назад о стохастических растрах говорили довольно много. Этот способ растрирования был модным и активно продвигаемым. Проблема была только одна - стабильно с гарантированным результатом работать с ним могли единицы. Причина была вот в чем: стохастика состоит из элементов изображения очень небольшого размера, стабильно воспроизводить которые очень сложно.

     Принцип устройства стохастического растра теоретически довольно прост. Если растр  традиционного типа обладает определенным набором недостатков именно из-за величины элементов, из которых он состоит, значит, нужно разбить растровую точку на небольшие по площади элементы - и проблемы решены. В итоге, если посмотреть на стохастический растр через микроскоп, будет видно, что все изображение состоит из большого количества случайным образом расположенных точек очень маленького размера. Это дает возможность улучшить некоторые параметры воспроизведения изображений, но и создает определенные проблемы. Главная в том, что при использовании «пленочной» технологии практически невозможно было надежно скопировать элементы растровых точек на форму. Их размер находился на границе надежного воспроизведения, а значит, было много проблем с печатью.

     Гибридные растры

     Это новейшее достижение в технологии растрирования. Они сочетают в себе преимущества обеих технологий растрирования, но при этом свободны от недостатков, присущих каждой. Ведь, как мы уже сказали, несмотря на то, что алгоритмы разрабатывались годами, недостатков у них немало.

     Принцип работы гибридных алгоритмов растрирования  такой. Нужно взять все хорошее, что есть в традиционном растрировании (стабильность печати, надежность получения растровых элементов на оттиске, простота) и прибавить то, что есть хорошего в стохастическом растрировании (отсутствие розеточной структуры, пропадание сюжетного муара и т. д.) В результате получим алгоритм, который «хорош на все случаи жизни». Гибридные растры действительно позволяют существенно улучшить качество печати и одновременно упростить получение гарантированных надежных результатов.

     Организован алгоритм гибридного растрирования  следующим образом: выбирается минимальна величина печатного (и, как следствие, пробельного) элемента (порог), который стабильно и гарантировано воспроизводится в данных конкретных условиях. Затем берется нечто похожее на привычный «суперячеистый» растр, только с существенно большей линиатурой, например 300 линий/дюйм. Растровые точки в классическом алгоритме растрирования имеют разный размер: изменяются от самых малых (в светах) до самых больших (в тенях). Очевидно, что имея очень большую линиатуру растра, нормально отпечатать света и тени не получится (в светах маленькая точка пропадет, а в тенях маленький пробел зальется краской). Поэтому традиционный алгоритм растрирования используется только на том участке тонового диапазона, где значение печатного и пробельного элемента не меньше выбранного порога. В остальных участках значение тонов управляется не уменьшением точки, а изменением их числа на единицу площади (как в стохастическом растре).

Прибор  для контроля растровых  элементов PlateViewer

     В начале года компания «МакЦентр» представила новый прибор (точнее — программно-аппаратный комплекс) PlateViewer, предназначенный для контроля параметров растровых элементов. Устройство позволяет вычислять относительную площадь растровых элементов на печатных формах, фотоформах и оттисках. PlateViewer может использоваться для линеаризации фото- и формовыводных устройств, а также для повседневного контроля качества форм, фотоформ и оттисков.

     PlateViewer (рис. 1) создан на базе цифрового  микроскопа Scalar UM02SUZ01 японской компании Scalar Corporation. Цифровой микроскоп представляет собой цифровую видеокамеру, снабженную оптической головкой с 200кратным увеличением. Прибор соединяется с компьютером посредством USBинтерфейса. Собственного дисплея он не имеет и не предназначен для автономной работы (без присоединения к компьютеру). Управление микроскопом предельно упрощено — единственной регулировкой является настройка фокуса. При измерении выполняется считывание поля размером 1,3x1,0 мм.