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