Практические аспекты работы с цветом

Линиатура растра, муар и другие страшные звери

Когда мы смотрим  на бело-розовый лепесток пиона, мы видим изменение концент- { рации  пигмента (или степени близости его  к поверхности, что а,ая наблюдателя  одно и то же). Чтобы передать это  на бумаге, мы должны воссоздать этот переход при помощи типографской краски, то есть сделать так, чтобы в некоторой части листа краски было много, затем, в определенном направлении, ее количество уменьшилось. Как это сделать? Разбавлять краску в процессе печати? - это весьма нетехнологично. Но у нас есть лист бумаги, который служит, как бы, белой краской. Значит, пространен тво листа и должно быть этим «разбавителем». Наносить краску следует так, чтобы в одних местах ее было много, в других - мало. На первый взгляд кажется, что можно регулировать интенсивность цвета при помощи толщины наносимого слоя. Такой способ используется при некоторых способах печати, когда краска не впитывается в 

материал, на который  ее наносят, а высыхает сверху в виде объемного слоя (например, при трафаретной или тампонной печати). Для офсетной печати это, увы, не годится. Как мы помним, при большом количестве наносимой краски начинаются проблемы: бумага плохо сохнет, деформируется и в результате возникает несовмещение красок, причем каждая следующая ложится плохо и т.д.

Цвет будет  выглядеть менее интенсивным, если на бумагу нанести очень мелкие капли  краски на некотором расстоянии друг от друга. Если слегка «брызнуть», например синей краской, то с некоторого расстояния пятно будет казаться голубым: ведь разрешающая способность глаза не бесконечна и происходит усреднение информации о цвете на определенной площади. Поэтому, в частности, произведения живописи рекомендуется смотреть с некоторого расстояния, иначе, например на картинах пуантилистов, вы увидите просто мелкие мазки чистых цветов.

Для того чтобы  получить градационный переход между  участками разной интенсивности цвета, мы можем или наносить на равном расстоянии друг от друга точки все меньшего размера или с разной частотой ставить одинаковые очень маленькие точки (бывает и сочетание этих способов). Первый вариант - более традиционный, издавна применяющийся в полиграфии, и называется он амплитудным модулированием или регулярным растром. Обычно, говоря о растрировании, имеют в виду именно этот способ. Второй, называемый частотным модулированием или стохастическим растром, обрел популярность недавно и становится все более распространенным. При амплитудном модулировании мы получаем регулярную структуру, состоящую из точек. С одной стороны, это дает нам возможность, сделав расстояние между точками минимальным, воспроизводить практически без искажений даже мелкие детали с неровным, но резким контуром. С другой стороны, регулярная структура может привести к появлению муара - узора, возникающего в результате взаимодействия растровых решеток разных красок (рис. 2.35). 

Чтобы избавиться от муара, ряды точек, относящиеся к  разным краскам, накладывают под разным углом, величина которого подобрана так, чтобы минимизировать проявление структуры Три наиболее заметные краски - синюю, пурпурную и черную - наносят под углом 30° друг к другу. При этом черная краска имеет угол 45°, который используется и при черно-белой печати (рис. 2.36) синяя - 15°, пурпурная - 75°. На этом варианты ориентации под 30° исчерпаны. Желтый цвет, как наименее заметный, кладут горизонтально.

Несмотря на все эти ухищрения, растровая  розетка все равно заметна, особенно при низкой линиатуре (см. ниже), а также там, где точек мало (на светлых областях) - рис. 2.37. Осо-

бенно явно она  проявляется при сканировании: ведь головка сканера производит измерения с конечной частотой, то есть тоже «строит» некоторый узор. Взаимодейс-

твие его с  растровой розеткой дает ложный рисунок (муар), которого не было на оригинале и от которого приходится избавляться ценой потери части информации. Особенно забавно в этом отношении ведет себя желтая краска. При взгляде на плашку насыщенного желтого цвета, если она напечатана с хорошим качеством, мы почти не видим узора. Однако при сканировании ее в направлении, совпадающем с наложением краски (угол 0°), не используя функцию descreen (убрать муар), мы получим жуткие полосы. Стоит положить лист под 90° по отношению к направлению движения луча сканера, как муар исчезает почти полностью.

Частота расположения точек при амплитудном растрировании характеризуется важнейшим параметром, который называется линиатура. Это понятие восходит еще к тем временам, когда лидировала высокая печать, а персональных компьютеоов не

оыло даже в  научно-популярных книгах. Однако возможность воспроизводить цветные изображения существовала и тогда. Аля этого необходимо было создать матрицу, где печатающими элементами, вместо контуров букв, были бы растровые точки Промежуточным этапом этого была съемка через сетчатый светофильтр Светофильтр был нужен для того, чтобы получить отдельно фотоформы, соответствующие основным полиграфическим цветам, а за счет светонепроницаемой сетки на фильтре 

изображение после  экспонирования получалось f     разбитым на точки. В более темных областях точки были крупнее. Чем меньше окрашена область, тем меньше получались точки. При этом, W     за счет сетки, точки были раскиданы не случай-Р      но, а так, что их центры находились на одинаковом расстоянии друг от друга. Эта сетка называлась растром, а частота ее ячеек - линиатурой растра. Линиатура - частота расположения линий, вдоль которых ориентированы растровые точки. Естественно, для того, чтобы отображать наиболее мелкие детали (что придает изображе-

нию объемность и реалистичность), линиатура должна быть как можно более высокой. На рис. 2.38 вы можете видеть одно и то же изображение при разной линиатуре.

Но при печати на рыхлой бумаге точки могут слипаться. Это приведет к искажению изображения. Поэтому оптимальная линиатура сильно зависит от качества бу-

маги: при печати на рыхлой газетной бумаге она самая  низкая, при печати на мелованной бумаге (журналы, альбомы, рекламная продукция) используется высокая линиатура -175,200,220 lpi. Книги печатаются обычно с промежуточны-, ми характеристиками - 150 или даже 120 lpi. Если выбрать слишком высокую линиатуру, не учитывая реальных условий печати, то детали изображения потеряются и оно получится менее проработанным, чем при меньшей линиатуре. Это вы можете видеть на рис. 2.39. В Photoshop специально было создано черно-белое изображение с регулярным растром с линиатурой 250 lpi, что явно избыточно аля данных условий печати.

Линиатура тесно  связана с другим параметром, не задаваемым в явном виде, но весьма важным для качества изображения: с числом ступеней градационного перехода. Многие, вероятно, сталкивались с таким прискорбным явлением, когда созданный в любом растровом редакторе симпатич-

ный градиент на экране выглядит плавным, но на печати приооретает неприятную ступенчатость  цветового перехода (рис. 2.40). Это значит, что число вариантов цвета, которые может отобразить принтер, оказалось меньше, чем можно воспроизвео-™ на мониторе. Уменьшение числа градаций может быть связано как с растеканием точек при печати на несоответствующей бумаге (например, при использовании для 

струйной печати обычной, а не специальной бумаги), так и с неспособностью устройства печати создать нужное количество вариантов размеров точек. Конечно, офсетная машина воспроизведет (с некоторой погрешностью) то число точек, которое ей «подсунули». Но сами фотоформы давно уже изготавливают не путем съемки через сетчатые светофильтры, а выводят на специальном I   типе принтера - фотонаборном автомате (ФНА). Кроме того, иногда фотоформы (пленки) выводят на офисных лазерных принтерах, fk/л которых число градаций - слабое место. При печати пленок (фотоформ) обычно применяются устройства вывода, использующие язык описания страниц PostScript. Помимо многих других возможностей, он позволяет напрямую описывать форму растровых точек. Растровые точки разного размера

и, порой, довольно прихотливой формы, составляются из некоторого, большего или меньшего, количества исходных микроскопических точек принтера, иногда называемых в литературе, особенно переводной, уколами. Максимально возможное число этих мельчайших точек на единицу длины составляет разрешение принтера. Эту величину обычно можно регулировать программно в определенных границах. Разрешение, число градаций и линиатура взаимосвязаны. Разберемся, каким образом. Как уже было сказано, растровые точки образуются из физических точек принтера. Происходит как бы заполнение ячеек некоторой матрицы (рис. 2.41). Для того чтобы  А обеспечить, например, наличие 256 градаций цвета, мы должны иметь возможность получить столько же разных вариантов размера точки, то есть самая маленькая точка | должна содержать 1 физическую точку принтера, самая крупная — как минимум 256 ■ точек. Наиболее простой вариант получения фигуры из 256 точек - матрица 16x16 точек, то есть 16 по вертикали и 16 по горизонтали (на самом деле, физические точкц -j распределяются в теле растровой точки довольно прихотливо, иногда образуя сложные фигуры, например с полостью в центре, но на данный момент это для нас не важ- щ но). При линиатуре 200 lpi (линий на дюйм) в наиболее закрашенной области число физических точек будет равняться линиатуре, умноженной на 16 (ребро растровой точки). Это равно 3200 dpi (точек на дюйм). Как вы понимаете, это не максимально возможное, но, все же, довольно высокое разрешение. Его можно достичь только на    | фотонаборном автомате. Если же вы попытаетесь получить такую линиатуру при вы* воде пленок на приличном офисном принтере с его 1200 или 2400 dpi, как вы думаете, что произойдет? Правильно, сольется, станет неразличимой часть градаций цвета. 

Вопрос, насколько нам нужно сохранять все 256 градаций, точнее, будут ли отличия заметны в тираже? Конечно, читатель вряд ли отличит на глаз 256 от 220 градаций. Допустимо работать с 200 градациями, считается, что откровенно плохой картинка становится при падении числа градаций ниже 100, однако автор не проверяла это экспериментально и не очень советует делать это читателям, особенно на большом тираже. Чтобы узнать число градаций цвета, достижимое при данном разрешении и выбранной линиатуре, можно разделить разрешение (то есть число физических точек на единицу длины) на линиатуру (то есть число растровых точек на единицу длины). Получим число физических точек, составляющих растровую точку по одному направлению (по горизонтали или по вертикали). Число градаций, как мы помним, равно числу физических точек в наиболее крупной растровой точке. Предположим, что точка симметрична в обоих направлениях. Тогда останется просто возвести полученный на предыдущем этапе результат в квадрат. Понятно, что максимальное разрешение принтера - величина, аппаратно заданная, и изменить ее по желанию мы не можем. Значит, необходимо придерживаться разумного компромисса между линиа-турой и числом градаций.

Имейте в виду, что область сплошной, 100% заливки  краской (плашка) не имеет ли-ниатуры: ведь здесь нет растровых точек. Конечно, линиатура устанавливается ^ля всего файла, однако на внешнем виде плашки эта величина никак не скажется. При печати такой области принтер кладет максимально возможное число точек, то есть играет роль только физическое разрешение принтера. Из этого следует простое, но практически весьма ценное следствие: на обычном офисном принтере с разрешением 1200 dpi можно с успехом выводить пленки, содержащие текст, чертежи, растровые однобитные (черно-белые, без переходов серого) картинки, но невозможно, 

не потеряв  глубины цветовых переходов, выводить рисунки с градиентными залив-I  "^                              -о всем понятно интуитивно, однако в прессе поче-

ZZ веется совершенно  несуразные объяснения этого  примитивного факта. гТапримеГво вполне солидном журнале автору попалась статья, написанная аспи-ранТкой академии печати, в которой автор утверждала, что, во-первых, проблемы с выводом фотоформ на офисных принтерах связаны лишь с тем, что они не поддержи-I вают РоЛспрТи, во-вторых, предлагала предпочесть офисному лазерному принте-ру офисный же струйный. Большая часть моделей современных офисных принтеров может быть оснащена аппаратным модулем PostScript Безусловно, ААЯ качествен-I ной печати его необходимо поставить. Но, имея аппаратное разрешение 1220 или 1440 dpi, обеспечить высокое качество печати растровых изображений невозможно (необходимо еще удостовериться, что разрешение действительно аппаратное, то есть означает именно такое количество точек на дюйм, а не очередной алгоритм оптимизации расположения и размера точек, улучшающий восприятие напечатанного). Тексты же и чертежи - печатайте на здоровье. К сожалению, плашки большой площади печатать на офисном принтере также не рекомендуется, и линиатура, а также наличие/отсутствие PostScript здесь опять-таки ни при чем. Просто они, как и все устройства электрографической печати (см. главу о технологиях печати), имеют краевой эффект на плашках, то есть не обеспечивают достаточно ровную запечатку краской. На офисной бумаге это не особенно видно, но стоит сделать отпечаток на полупрозрачном материале, и это сразу становится заметно. Иногда с этой непрят-ностью борются, используя спреи, повышающие оптическую плотность, о чем написано в главе о способах печати. Однако число градационных переходов при этом не увеличивается.

Довольно много  сложностей возникает при печати больших областей однородной заливки сложного (2-4 краски) цвета, выполненных растром. Например, есть область оранжевого цвета, которая состоит из 90% Yellow и 45% Magenta. Обычно такие объекты надо печатать с высокой линиатурой, и дизайнер, скорее всего, на это и рассчитывает. Никаких переходов цвета здесь нет, поэтому за число градаций можно не бороться. Казалось бы, можно выводить это и на офисном принтере. Однако в данном случае неравномерность запечатки плашки, если она будет, сильно испортит

Теперь настала  пора вспомнить о другом способе  создания цветовых переходов -ГйТпН.!'М°ДУЛИР0ВаНН0М  РаСТре'ЧасТНЫМ его слУчаем шляется  растр стохастичес-

аоа пЗлТГ. НаН°СЯТС/ ХаОТИЧеСКИ' Естест~' в этом случае не возникает муара, поскольку точки разбросаны случайно. По той же причине нет такого понятия, 

как линиатура, следовательно, эти изображения  гораздо «устойчивее» в отношении  печати на бумаге низкого качества (рис 2.42). На рисунке представлены изображения из предыдущей книги автора, напечатанной, к сожалению, на газетной бумаге. Наименее пострадавшей картинкой оказалась та, где использован стохастический растр. В данном случае для растрирования использовался старый добрый PhotoShop, а именно, преобразование в однобитный bitmap с выбором варианта «стохастическое растрирование». В соответствующей главе дано некоторое количество рецептов использования однобитных изображений при оптимизации картинки рая печати.

Конечно, у стохастического  растрирования не может не быть минусов. Например, по мнению автора, если сравнивать с традиционной печатью с высокой  линиа-турой, здесь гораздо выше вероятность «смазывания»

мелких деталей, как то - на фотографиях могут  стать неразборчивыми надписи или лица. Возможно, это связано с несовершенством конкретных алгоритмов растрирования, появившихся недавно, а возможно, с недостаточно маленьким размером точки. Для обеспечения высококачественной печати со стохастическим растрированием необходимо, чтобы формирующие изображение точки были очень мелкими: чем меньше точка, тем качественнее могут быть отображены тонкие детали. Для этого необходимо, чтобы мелкие точки устойчиво воспроизводились как на пленке, так и на печати. В настоящее время существует несколько различных RIP'ob (растровых имидж-процессоров), осуществляющих стохастическое или иные варианты частотно-модулированного растрирования. В большинстве случаев они позволяют регулировать размер точки.