Способы растрирования

Потребность сопровождать текст иллюстрациями стара, как и сама полиграфия. По мере совершенствования печатных процессов возникла потребность воспроизводить и полутона. Первоначально эти желания и требования выполнялись только частично. В Средние века деревянные клише позволяли передавать только крупные черные и белые штрихи и участки. Последующее развитие репродукционных процессов, как, например, гравюры на дереве и меди, позволило воспроизводить более мелкие детали. Богатые нюансами гравюры на меди, офорты, литографии и фототипии стали использоваться как выразительные художественные средства. Однако они не могли быть положены в основу промышленного производства печатной продукции, не получили широкого применения.

Около 150 лет тому назад, после изобретения фотографии, возникли идеи разработки новых способов воспроизведения непрерывных переходов (полутонов) средствами полиграфии. Однако в существовавшей в то время технологии высокой печати не умели воспроизводить полутона. Такое положение сохранялось вплоть до 1881 г., когда Георг Майзенбах заложил основы растрирования благодаря изобретению принципа автотипии, который используется до настоящего времени. Майзенбах получил воспроизводимую растровую структуру с помощью периодической решетки и, таким образом, осуществил передачу полутонов.

Работа Майзенбаха по дискретизации изображения была принята технологией репродукционных процессов и развита дальше. Для фоторепродукционных аппаратов были созданы решетки в форме стеклянных растров со структурой периодической сетки. В них непрерывное изменение тонов оригинала (например, фотографии или картины) с использованием оптико-фотографических средств переводилось в различные по размеру растровые точки (растровые величины), т.е. печатные элементы. Таким образом, в процессе растрирования осуществлялось преобразование полутонового оригинала в черно-белую (двухградационную) информацию (элементы изображения, растровые точки), пригодную для получения формы (фотоформы или печатной формы). В этом случае, как правило, имеются только два состояния в передаче краски (печать или не печать), а зрительное ощущение светлого/темного создается за счет изменения размера растровых точек. Если растровые структуры с расстояния рассматривания изображения кажутся достаточно мелкими, то благодаря интегрирующему действию глаза это изображение «размывается», и, следовательно, наблюдатель воспринимает растровое изображение как непрерывное тоновое, что визуально соответствует оригиналу с его полутоновыми переходами. Чем больше растровых точек на единицу площади, тем естественнее выглядит изображение. Близость растровых точек друг к другу определяется так называемой линиатурой растра (или растровой частотой). Глаз при наблюдении растровой структуры с линиатурой 60 лин/см (соответствует расстоянию между растровыми точками w = 1/L = 0,167 мм) с нормального расстояния (приблизительно 30 см) не способен различать отдельные растровые точки (рис. 4.26).

Рисунок 4.26 - Различимость линейных структур глазом человека при нормальных условиях рассматривания (расстояние около 30 см):

а относительная различимость изменений яркости (определение);

б чувствительность глаза человека к линейным структурам/решеткам

С годами в технологии растрирования произошли заметные изменения. Благодаря использованию компьютера исходные ручные растровые процессы на базе научных, математических методов были переведены на электронную основу. Сегодня стало доступным растрирование с помощью компьютерных средств. При этом сохранился принцип дискретизации изображения на различные по площади растровые точки при одинаковом расстоянии между ними. Первыми устройствами электронного растрирования были записывающие и выводные сканеры (фотовыводные устройства барабанного типа). Запись изображения на фотопленку в них производилась очень точно сфокусированным лазерным излучением. При этом отдельные растровые точки различной величины образовывались совокупностью лазерных пятен (элементов изображения, пикселей). Согласно этому принципу работают практически все лазерные экспонирующие устройства.