4 raster v računalništvu 5 primerjava med rastrsko in vektorsko
Transcription
4 raster v računalništvu 5 primerjava med rastrsko in vektorsko
Rastriranje, Jana Janko in Sara Bunjevčević KAZALO KAZALO UVOD KAJ JE RASTER? RASTER V RAČUNALNIŠTVU PRIMERJAVA MED RASTRSKO IN VEKTORSKO GRAFIKO VRSTE RASTRIRANJA PRIMERJAVA AMPLITUDNEGA IN FREKVENČNEGA RASTRIRANJA HIBRIDNI RASTRI DOT GAIN ali PRIRAST PIKE DOT LOSS OBDELAVA IN IZDELAVA RASTROV MOIRE ZAKLJUČEK LITERATURA 2 2 3 4 5 7 10 13 15 16 17 18 19 20 21 Rastriranje, Jana Janko in Sara Bunjevčević UVOD V našem okolju se vsak dan srečujemo z rastriranimi slikami, vendar se pri tem ne vprašamo, kako sploh pridemo do njih. Kaj sploh je rastriranje? Je tehnologija, s katero se pretvarjajo večtonske (poltonske) predloge v enotonske (ža na tiskovni formi) in nato v rastrske reprodukcije. In kaj je bistvo rastriranja? Pri izdelavi tiskovne forme ali programiranju pomnilnika (nosilca informacij) moramo spremeniti tone (barvne valence) v tiskovne elemente (ali signale). Rastri so izjemno pomembni, saj z njimi lahko ustvarimo veliko najrazličnejših efektov na področju tiska in obdelave fotografij ter spletnih predstavitev. Rastriranje je prvi izumil Meisenbach, leta 1882. Iznašel je avtotipijsko poltonsko rastriranje, ki je še vedno danes v uporabi. Tako rekoč je ustvaril ponavljajoče rastre. Sliko je razbil s pomočjo kamere na pike, ki so bile različne velikosti, vendar v linijah. V tej seminarski nalogi bova opisali proces rastriranja, značilnosti rastra in pojave, ki se pojavljajo pri rastriranju. Opisali bova tudi načine rastriranja. Poznamo amplitudno, frekvenčno in hibridno rastriranje. Slika 1 – raster pod povečavo 3 Rastriranje, Jana Janko in Sara Bunjevčević KAJ JE RASTER? Če se ozremo okoli, je v bistvu vsepovsod. V današnjem času se mu ne moremo izogniti. Vendar ga velikokrat ne opazimo ali mu ne posvečamo pozornosti. Vsi reklamni plakati, embalaže, časopisi, revije, razni napisi… vse je sestavljeno iz tisoče rastrskih pik. In te majhne pike nam ustvarijo sliko, ki jo zaznamo kot celoto. Če rastrsko sliko podrobneje pogledamo vidimo na milijone točk, ki so v pravokotnih smereh razporejene na najrazličnejše načine. Razlikujejo se po barvi, gostoti, velikosti, obliki, tonu, smeri, kotu… in še bi lahko našteli. Daje nam možnost ustvarjanja preliva intenzitete ene barve ter možnost ustvarjanja barvnega spektra manjšim številom izbranih osnovnih tiskarskih barv. To pomeni, da s tiskom ustvari iluzijo poltona. Z njim lahko spremenimo različne tone v tiskovne elemente – neopazne pike. Ta tehnika nam omogoča, da dobimo različne vtise za oko. Večja velikost pike nam da občutek, da je barva bolj intenzivna, temnejša, medtem ko nam majhna velikost pike da občutek, da je barva svetlejša. To imenujemo poltoni, s poltoni dosegamo prehode med svetlimi in temnimi toni. Medsebojna razdalja rastrskih pik je odvisna od gostote rastra (screen fraquency). Naše oko naprimer ne zazna na razdalji 30 cm več posameznih pik temveč vidi že povezane tone. In to že pri gostoti 60 linijah na cm. Poznamo več oblik rastrskih pik, od okroglih, eliptičnih, verižnih do kvadratnih pik. 4 Rastriranje, Jana Janko in Sara Bunjevčević RASTER V RAČUNALNIŠTVU Prvi sistem, ki je lahko razbil sliko na več majhnih pik je bil skener, ki je z veliko gostoto žarkov razbil sliko in jo prenesel na računalnik že v obliki rastra. Rastrska slika, digitalna slika ali bitna slika je strukturirana datoteka, ki predstavlja mrežo barvnih točk (pixlov) na računalniškem monitorju, papirju ali drugih virih. Slika 2 – RGB bitna slika Barva vsake točke je individualno definirana. Naprimer slike, ki so definirane v RGB prostoru, so sestavljene iz točk, od katerih vsaka nosi zapis za 3 bite - barve –vsak bit nosi zapis za eno barvo - rdečo, zeleno in modro. Slike, ki vsebujejo manj barv nosijo tudi manj informacij na točko; naprimer slika, ki vsebuje samo bele in črne točke, potrebuje samo en bit za vsako točko. 5 Rastriranje, Jana Janko in Sara Bunjevčević Bitna slika ali rastrska slika je karakterizirana z dolžino in širino slike v pixlih in po številu bitov na pixel, kar potem vpliva na število barv, ki jih slika nosi. Rastrska slika (ali bitna slika) ponavadi vsebuje med ena in osem bitov na vsako rdečo, modro in zeleno komponento. Zelena komponenta ima ponavadi več bitov kot drugi dve, saj s tem omogoča, da človeško oko sliko boljše zazna. Kvaliteta rastrske slike je odvisna od števila pixlov (resolucija) in od števila informacij v vsakem pixlu (temu pravimo tudi barvna globina). Naprimer, slika, ki nosi 24 bitov barvnih informacij na pixel, je lepša kot slika, ki ima samo 16 bitov na pixel. Prehodi med barvami so manj opazni, nežnejši. Zaradi veliko informacij, ki jih slika z večjo površino nosi, zavzame slika na disku veliko prostora. Zato nekatere tehnike omogočajo, da se ta velikost zmanjša, seveda pa to posledično zmanjša kvaliteto slike, ker povzroči zmanjšanje informacij. 6 Rastriranje, Jana Janko in Sara Bunjevčević PRIMERJAVA MED RASTRSKO IN VEKTORSKO GRAFIKO Kakšna je sploh razlika med vektorsko in rastrsko sliko? Slika 3 - rastrska in vektorska slika VEKTORSKA GRAFIKA Se spomnite dne ko ste začeli govoriti o grafih pri matematiki? Se spomnite kako ste mislili da tega ne boste nikoli rabili v resničnem svetu? No, prav ste imeli. Zahvaljujoč dobrim ljudem, ki so napisali risarske programe na osnovi vektorjev, kot so Illustrator, Freehand in Corel draw. Vse umazano delo so naredili namesto nas. Mi pa samo odpremo njihove programe in narišemo nekaj krogov in kvadratov. Slika 4 - vektorska slika V resnici ni zares tako preprosto, ampak bistvo tega je, da so oblike in črte ustvarjene z matematičnimi enačbami. Podobe, ustvarjene v teh programih imenujemo vektorska grafika. Le ta ima veliko prednosti in slabosti. Med prednostmi je tudi relativno majhna velikost datotek. Podobe so lahko povečane ali pomanjšane na katerokoli velikost brez izgube kvalitete. Velika pomanjkljivost 7 Rastriranje, Jana Janko in Sara Bunjevčević vektorske grafike pa je nezmožnost prikazovanja podob nepretrganega tona, npr. fotografij ali kompleksnih mešanic. Vektorska grafika (oz. geometrično modeliranje oz. predmetnoorientirana grafika) je uporaba geometričnih osnov kot so pike, črte, krivine – vse to pa je osnovano na matematičnih enačbah in predstavlja podobe v računalniški grafiki. Je nasprotje rastrski grafiki, ki je predstavitev podob kot zbirk pixlov (pik). Vsi moderni računalniški zasloni pretvorijo vektorske predstavitve podobe v rasterski format. Rasterska podoba, ki vsebuje vrednosti za vsak pixel na zaslonu, je shranjena v spominu računalnika. RASTRSKA GRAFIKA – PIXLI, PIXLI, PIXLI Rasterska grafika je zgrajena na mreži pixlov. Število pixlov na en inč določi resolucijo slike. Npr. slika A je visoka 3 inče in široka 5 inčev. Slika B ima iste mere. Slika A je shranjena pri 72 dpi, slika B pa pri 300 dpi. Če povečaš obe sliki, opaziš, da slika A postane nazobčena in nejasna, slika B pa pri isti povečavi ostane gladka, s čistimi linijami. Slika B ima višji dpi in zato boljšo resolucijo. Rasterska grafika je najbolj uporabljana za velike fotografske slike. Slika 5 - rastrska slika En glavnih vidikov vektorske slike je tiskanje. Ker je slika sestavljena iz niza matematičnih pik, se bo natisnila zelo jasno, ne glede na to, kako spreminjamo velikost slike. Na primer: isti vektorski logotip lahko natisnemo na vizitko ali na plakat, kvaliteta jasnosti pa ostane zmeraj enaka. Nasprotno pa bi se rasterska slika neverjetno zameglila, če bi jo povečali iz velikosti za vizitke na velikost plakata. 8 Rastriranje, Jana Janko in Sara Bunjevčević Če rastrsko sliko povečamo, tvegamo izgubo informacij, kar pa je v nasprotju z vektorsko grafiko, pri kateri se kvaliteta slike z spreminjanjem velikosti ne zmanjšuje. Rastrske slike so bolj praktične kot vektorske slike, če gre za razne fotografije ali slike. Vektorske grafike so pa veliko bolj praktične, če gre za grafično oblikovanje in dizajn. Slika 6 - rastrske pike, upodobljene pri različnih rasolucijah 9 Rastriranje, Jana Janko in Sara Bunjevčević VRSTE RASTRIRANJA Poznamo amplitudno rastriranje. in frekvenčno rastriranje ter hibridno AMPLITUDNO RASTRIRANJE Pri amplitudnem rastriranju gre za to, da je razdalja med pikami enaka, pike se spreminjajo le po velikosti in kotu linij. Frekvenca ostaja enaka, spreminja se le amplituda – velikost pik. Namesto pik lahko uporabimo tudi druge geometrijske slike – kvadrate, romboide… Za eliptično obliko velja, da se uporablja, ko imamo sliko, kjer je veliko pomembnih srednjetonskih podrobnosti. Slika 7 - primer kvadratnih (A) in eliptičnih (B) rastrskih pik Pri tej vrsti rastriranja se pojavlja pojem liniatura rastra, to je gostota linij na centimeter in nam pove, kako gost je raster. 10 Rastriranje, Jana Janko in Sara Bunjevčević Kot rastra pa nam določa naklon linij v samem rastru. Pomemben je pri večbarvnem tisku, da ne pride do negativnih efektov kot je moire. Tiskanje takih rastrov je enostavno, poleg tega je to najbolj uporabna metoda zadnjih 70 let. Toda ima tudi nekaj slabosti, kot je prirast rastrske pike, velika možnost nastanka moire efekta in težko doseganje višje resolucije. Pravilna postavitev rastrov v CMYK tisku povzroči nastanek rozet. Slika 8 - rozete Slika 9 - am slika 11 Rastriranje, Jana Janko in Sara Bunjevčević FREKVENČNO RASTRIRANJE Pri frekvenčnem rastriranju gre pa za to, da ostaja velikost rastrskih pik enaka, spreminja se le njihova gostota. Pri tej vrsti rastriranja redko prihaja do moire efekta. Pike ne tvorijo linij, ki bi se lahko prekrivale z drugimi in tvorile negativni efekt. Pike pri tem rastriranju so velike približno od 14 do 80 mikronov. Manjše pike dajejo lepše slike. Slika 10 - fm slika 12 Rastriranje, Jana Janko in Sara Bunjevčević PRIMERJAVA AMPLITUDNEGA IN FREKVENČNEGA RASTRIRANJA V uporabi sta obe vrsti rastriranja in vsaka ima svoje prednosti in slabosti. Prednosti AM rastra: je najenostavnejše rastriranje enostavno za tiskanje primerno je za cenejše tiskanje večje pike dajejo več barve najbolj uporabljana metoda Slabosti AM rastra: barva se pri tiskanju nekoliko razlije (dot gain) zaradi razdalje med pikami se ne da dosegat visokih resolucij lomljenje linij v 4 barvah pojav negativnih efektov (moire) Prednosti FM rastra: večja kvaliteta detajlov – manjše pike natisnjene slike so jasnejše krajši čas tiska, prihranek barve boljše podajanje tonov, lepši prehodi manjša možnost za moire efekt možnost tiska na neidealne materiale Slabosti FM rastra: čisto delovno okolje (zaradi majhne velikosti pik lahko prah hitro popači reprodukcijo težave pri korekturi zaradi velikosti pik včasih nastanejo tudi negativni efekti hitreje nastane dot gain 13 Rastriranje, Jana Janko in Sara Bunjevčević Slika 11 - primerjava med am in fm rastrom Slika 12 - primerjava med am in fm rastrom 14 Rastriranje, Jana Janko in Sara Bunjevčević HIBRIDNI RASTRI Uporabljati so se začeli šele v zadnjem času in so kombinacija amplitudnega in frekvenčnega rastriranja. Obstaja nekaj vrst hibridnih rastrov (več podjetij je razvilo lastne hibridne rastre), ki poskušajo zmanjšati slabosti AM in FM rastra. Pri tej vrsti rastriranja se tonske vrednosti od 0-10% in od 90-100% rastrira s frekvenčnim rastriranjem, vmesno območje pa se rastrira z amplitudnim rastriranjem. AM raster pri hibridnem rastru nima kotnih nagibov in linearno razporejenih pik, tako da je v veliki meri podoben FM rastru, vendar so pike različno velike in večje kot pri FM rastru. Značilnosti spekta rastra, ki je primer hibridnega rastra, so: zaradi neponavljajočega vzorca ni zlomljenih linij ali ostrih robov za tisk je potrebno manj barve ne povzroča moire efekta omogoča liniaturo višjo kot 300 zagotavlja visoko končno kakovost lahko se tiska pod standardnimi pogoji zaradi posebnega rastrskega vzorca lahko preprečimo združitev pik in dot gain Slika 13 - hibridni raster 15 Rastriranje, Jana Janko in Sara Bunjevčević DOT GAIN ali PRIRAST PIKE To je pojav povečanja velikosti rastrske pike od digitalnega zapisa, preko plošče na papir ali z drugimi besedami razlitje barve okoli rastrske pike pri tiskanju in s tem njeno povečanje. Do tega pojava lahko pride zaradi pogojev tiska, lastnosti črnila, papirja, njunih medsebojnih interakcij. Največji problem predstavljajo majhni detajli, saj tiskalniki niso dovolj natančni in velikokrat natisnejo prevelike pike. Prirast rastrske pike ponavadi obsega od 3 do 20 %, odvisen pa je predvsem od velikosti pike. Pri manjših pikah so razlike večje, prav zato dot gain predstavlja veliko večji problem pri FM rastru. Raster zaradi pojava dot gain postane gostejši in posledično temnejši. Ta efekt je neizbežen, zato je edina rešitev, da ga zmanjšamo v dobro kontroliranem procesu, ne moremo pa ga odstraniti. Slika 14 - prirast pike 16 Rastriranje, Jana Janko in Sara Bunjevčević DOT LOSS Ta izraz pomeni pomanjšanje velikosti rastrske pike in je obraten pojav kot dot gain. Pojav pogosto nastane kot napaka nepravilne izdelave plošč. Slika s tem pojavom pa je svetlejša kot njen original. Slika 15 - dot loss 17 Rastriranje, Jana Janko in Sara Bunjevčević OBDELAVA IN IZDELAVA RASTROV Pri digitalni obdelavi in izdelavi rastrov se največkrat srečujemo z barvnimi izvlečki , pri čemer moramo vsakega posebej rastrirati. Če imamo barvno reprodukcijo , je potrebno original pretvoriti v 4 izvlečke: C, M, Y in K. Rastriranje se za vsak barvni izvleček opravi pod različnim kotom, da preprečimo moire. Za barve velja, da morajo biti rastri med seboj zamaknjeni za 30º. Pri ustrezni formaciji vseh izvlečkov pa nastane edini dovoljeni vzorec – rozeta. Slika 16 - koti rastrov 18 Rastriranje, Jana Janko in Sara Bunjevčević MOIRE Moire vzorec je vzorec z motnjami, ustvarjen npr., ko se dve mreži prekrivata pod kotom, ali ko imata rahlo različne velikosti mrežnih vzorcev. Pri tisku je ponavadi nezaželjen pojav. Izraz moire izvira iz francoščine in pomeni vrsto tekstila, ki ima zguban videz. Slika 17 - original Slika 18 - moire Slika 19 - moire 19 Rastriranje, Jana Janko in Sara Bunjevčević ZAKLJUČEK V tej seminarski nalogi sva opisali različne načine rastriranja in njihove dobre ter slabe strani. Seznanili sva se tudi s problemi v tisku (moire, dot gain, dot loss) in načini, kako se tem problemom čimbolj izognemo. Prišli sva do ugotovitve, da je dandanes v grafični industriji brez teh postopkov rastriranja nemogoče delati. Grafična tehnologija se še vedno zelo hitro razvija in odkriva nove načine izboljševanja rastra v tisku. Spoznali sva, da je v okolju v katerem živimo veliko rastrov, a jih le malokrat opazimo in jim posvečamo pozornost. 20 Rastriranje, Jana Janko in Sara Bunjevčević LITERATURA Phil Green: Undrestanding digital color (2nd edition) H. Kipphan: Handbook of print media http://en.wikipedia.org/wiki/moire http://en.wikipedia.org/wiki/raster_graphics http://en.wikipedia.org/wiki/raster_to_vector http://www.fgg.uni-lj.si http://www.design-works.com/resources http://en.wikipedia.org/wiki/rasterisation http://en.wikipedia.org/wiki/vector_graphics http://www.google.com - slike http://www.yahoo.com - slike 21