Są pewne rzeczy, które potrafią robić urządzenia komputerowe, które wydają się nieco cudowne, gdy zaczynasz przyglądać się ich działaniu. Jednym z nich jest drukowanie obrazów w bardzo szczegółowych kolorach. Nowoczesna drukarka atramentowa jest zwykle wyposażona tylko w trzy podstawowe odcienie, plus czerń i być może kilka drugorzędnych kolorów opartych na podstawowych.
Jednak ten ograniczony zestaw klocków można wykorzystać do stworzenia niemal nieskończonej palety kolorów. Aby to osiągnąć, stosuje się wiele procesów, ale główny nazywa się dithering i w tej funkcji wyjaśnimy dokładnie, jak to działa.
Podstawowy proces ditheringu polega na przybliżaniu ciągłego gradientu koloru przy użyciu obecności lub braku koloru z pojedynczą intensywnością. W przypadku ditheringu monochromatycznego kropki są albo białe, albo czarne. W przypadku roztrząsania kolorów kropki będą podstawowymi dostępnymi kolorami, zmieszanymi w odpowiedniej proporcji dla zamierzonego odcienia. Sprytne rozmieszczenie kropek imituje gęstość koloru obrazu ciągłego.
Ludzkie oko nadal będzie widzieć ciągły kolorowy obraz, nawet jeśli kropki są widoczne, ponieważ mózg jest podłączony do wypełniania luk, w taki sam sposób, w jaki postrzegamy ciągły ruch na filmie złożonym z 24 nieruchomych klatek na sekundę, lub z obrazu telewizyjnego, który jest odświeżany tylko co 25 sekundy. W przypadku nowoczesnych nadruków będziesz musiał przyjrzeć się uważnie, aby dostrzec efekty ditheringu, jeśli w ogóle są one widoczne .
Piksel na kolorowym wyświetlaczu będzie miał tylko trzy kolory do wyboru: czerwony, zielony i niebieski, które zostaną połączone w inne kolory. Kolor jest addytywny, więc długości fal światła mieszają się, tworząc różne odcienie i będą białe, jeśli wszystkie trzy podstawowe odcienie zostaną zmieszane z pełną intensywnością.
Z drugiej strony drukowanie jest subtraktywne, więc pigmenty pochłaniają niektóre długości fal światła, a ich łączenie oznacza pochłanianie szerszego zakresu długości fal. To dlatego drukowanie obraca się wokół cyjanu, magenta i żółtego, i dlaczego powstanie czarny, jeśli wszystkie trzy zostaną zmieszane z pełną intensywnością. Mimo to zwykle dostępny jest czwarty czarny wkład, aby zapewnić jak najczystszy wydruk w czerni.
Jednak w przypadku ekranu każdy piksel koloru będzie miał wiele dostępnych poziomów intensywności, zwykle 256 dla wyświetlacza 8-bitowego. Tak więc kombinacje intensywności każdego koloru podstawowego mogą dać miliony kolorów – 16 777 216 dla wyświetlacza 8-bitowego. Pierwotnie drukarka, taka jak atramentowa, mogła umieszczać kropki atramentu tylko w sposób binarny – albo miałeś kropkę, albo nie.
Jednak w ciągu ostatnich kilku dekad technologia rozwinęła się w celu różnicowania gęstości poprzez nakładanie wielu kropek. W 1994 roku HP PhotoREt wprowadził możliwość nakładania czterech kropli atramentu na punkt, co daje 48 kolorów. PhotoREt II zwiększył to do 16, pozwalając na 650 różnych kolorów, a do końca 1999 r. PhotoREt III mógł wyprodukować do 29 kropli atramentu po 5 pl za sztukę, co oznaczało, że mógł wyprodukować ponad 3500 kolorów na punkt. Najnowszy PhotoREt IV wykorzystuje sześć kolorów atramentu i do 32 punktów, aby uzyskać ponad 1,2 miliona różnych odcieni.
To wciąż trochę od 16,7 miliona kolorów ekranu, więc częstotliwość kropek nadal będzie musiała być używana do naśladowania pełnego zakresu intensywności koloru podstawowego, przy czym kolory inne niż podstawowe są uzyskiwane przez zmieszanie intensywności kolorów podstawowych . Algorytmy ditheringu w oprogramowaniu procesora obrazu rastrowego (RIP) drukarki obliczają liczbę i układ punktów, które będą wymagane do uzyskania określonej intensywności koloru. Istnieje wiele metod układania tych kropek, tak aby w jak największym stopniu zachować subtelną gradację tonu.
Najprostszym układem tych kropek jest dithering wzorcowy, w którym dla każdej wartości piksela stosowane są różne stałe wzorce, odpowiadające 256 poziomom 8-bitowej wartości koloru. Generalnie będzie używana macierz 4x4 lub 8x8 i dostępnych jest wiele opcji wzorów, w tym półtonowanie, Bayer i void-and-cluster.
Bardziej złożony system nazywa się dyfuzją błędów. W najprostszej postaci, gdy piksel może być włączony lub wyłączony, różnica między rzeczywistą wartością intensywności a stanem pełnego włączenia jest przekazywana do następnego piksela jako wartość błędu, dopóki wartość zagregowana nie wystarczy do stanu pełnego włączenia. Następnie proces zaczyna się od nowa. Jednak ten system prowadzi do znacznej utraty szczegółów i kilku nietypowych wzorów.
Na szczęście istnieje wiele bardziej wyrafinowanych odmian dyfuzji błędów. Floyd & Steinberg jest jednym z najstarszych i najczęściej używanych. W tym systemie opisany powyżej błąd jest rozłożony na cztery sąsiednie piksele, a nie tylko na jeden, przy czym każdy otrzymuje proporcję ważoną. To sprawia, że roztrząsanie jest znacznie jaśniejsze i bardziej równomierne.
Ma jednak narzut przetwarzania, ponieważ wymagane będą obliczenia zmiennoprzecinkowe. Tak więc istnieje wiele innych algorytmów ditheringu, które poświęcają dobrą jakość Floyd & Steinberg dla lepszej szybkości przetwarzania, takich jak Stucki, Burkes i Sierra Filter Lite. Sterownik drukarki może się różnić w zależności od rodzaju atramentu i papieru, a nawet dać użytkownikowi możliwość wyboru.
Drukarki atramentowe wprowadzają dalsze komplikacje do procesu ditheringu. Po pierwsze, większość drukarek atramentowych wykorzystuje wiele przejść, które często są dwukierunkowe. Może to powodować niewspółosiowość między rzędami kropek, co zmniejsza dokładność wzoru ditheringu i może prowadzić do powstawania pasm. Rozmiar kropli może się również różnić dla różnych kolorów, co będzie wymagało zastosowania dostosowanych algorytmów. Zablokowane dysze również obniżą jakość.
Drukarki fotograficzne, które mają drugorzędne, jaśniejsze wersje kolorów podstawowych, mogą ich używać do bardziej subtelnego ditheringu. Dodają one jasnopurpurowy i jasnobłękitny. HP PhotoREt IV, jak wspomniano powyżej, używa sześciu zamiast czterech kolorów. Jednakże, ponieważ drukarki atramentowe są w stanie wytwarzać mniejsze punkty i układać je w stos, aby zmieniać intensywność, tak jak w przypadku PhotoREt, potrzeba dodatkowych odcieni zostanie zmniejszona. Problem z wieloma przebiegami przezwycięża również technologia HP PageWide, która drukuje całą szerokość strony w jednym przebiegu.
Tworzenie świetnie wyglądających wydruków jest dużo bardziej wyrafinowane niż obrazu na ekranie monitora. Drukarka atramentowa musi wykorzystywać całą gamę technologii, aby zapewnić pełną gamę kolorów i uzyskać płynne przejścia między nimi na całej stronie. Ale te technologie rzeczywiście działają bardzo dobrze, umożliwiając nowoczesnym drukarniom atramentowym tworzenie wydruków, które nie wykazują śladów sprytnej technologii zastosowanej w ich produkcji.
Aby uzyskać więcej porad dotyczących przekształcania firmy, odwiedź HP BusinessNow
