詳解數(shù)碼打印的基礎(chǔ)—像素

印前頻道 - 數(shù)碼印刷 來(lái)源:中國(guó)印前網(wǎng) 作者:cpcool 2011-03-02

    打印質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo):PPI

    數(shù)碼圖像文件本身是無(wú)所謂圖像“尺寸”的,你可以把它顯示或打印輸出成任意尺寸,只是不同尺寸的圖像效果不同。PPI是指“每英寸的像素?cái)?shù)PixelsPerInch”,對(duì)于一幅數(shù)碼圖像,確定了PPI值,也就確定了最終成像的尺寸。舉例來(lái)說(shuō),分辨率為640x480像素的數(shù)碼圖像,如果輸出成6.4x4.8英寸大小,則,打印圖像的分辨率就是100PPI。

    PPI與DPI是兩個(gè)不同的概念,PPI是關(guān)于圖像細(xì)節(jié)的,是每英寸有多少個(gè)有用的像素,DPI是輸出設(shè)備的物理能力,是每英寸有多少個(gè)墨滴。720x720像素的圖像輸出成10x10英寸,其“圖像的”分辨率是72PPI,你當(dāng)然可以用720DPI的打印機(jī)輸出,圖片每英寸也的確可以有720個(gè)點(diǎn),但圖像細(xì)節(jié)不可能憑空多出來(lái),其10x10個(gè)打印點(diǎn)表現(xiàn)的才是一個(gè)像素的細(xì)節(jié)。

    豐富色彩源于四色

    在深入討論打印輸出之前,有一個(gè)概念必須了解,這就是三基色問(wèn)題。紙上圖像的顏色,是顏料吸收了不同波長(zhǎng)的光線(xiàn),將其余光線(xiàn)反射而形成的,色彩繽紛的彩色圖像其實(shí)可以由三種基本的顏色來(lái)形成,這就是C-青色、M-品紅色、Y-黃色,這三種顏色的顏料吸收不同波長(zhǎng)的光,以不同的比例混合時(shí)選擇吸收不同的光線(xiàn),從而可以組合出數(shù)百萬(wàn)種的色彩,也正是基于這個(gè)原理,只有三種墨水的打印機(jī)才能打印出真彩色的效果來(lái)。

    理想中的三基色顏料以100:100:100的比例混合可以形成黑色,但事實(shí)上形成的卻是近乎深棕色的一種暗色,為了獲得純正的黑色,人們單獨(dú)使用了黑色的墨水。

    理想中的色彩應(yīng)該是連續(xù)的,也就是說(shuō)三種原色可以以任意比例調(diào)和,這在打印設(shè)備中只有熱升華打印機(jī)才能夠勝任。但熱升華打印過(guò)程復(fù)雜,成本很高,大幅面的熱升華打印機(jī)動(dòng)輒萬(wàn)元以上,工作成本也很高。

    噴墨打印機(jī)只能?chē)姵鰡晤伾狞c(diǎn),它通過(guò)“在單位面積上噴射多少點(diǎn)”來(lái)控制原色施加的比例,因此其色相是模擬的而不是真實(shí)的連續(xù)色相,所以即使打印精度很高的噴墨打印機(jī),所合成色彩的精度也是有限的,為了提高打印精度,有的打印機(jī)使用了6色,也就是增加了淡青色和淡黃色,使色彩的過(guò)渡更為平滑一些。

    許多的點(diǎn)共同作用的結(jié)果

    讓我們來(lái)設(shè)想一下,假定我們選取頁(yè)面上0.01x0.01英寸的一塊面積作為一個(gè)像素,在這塊面積上,打印機(jī)能打印出多少層次呢?為了計(jì)算方便,我們?cè)O(shè)定打印分辨率為1000DPI,也就是每種顏色,在縱向和橫向每英寸都可以打印1000個(gè)點(diǎn)。分配到0.01x0.01的面積上,實(shí)際上只有100個(gè)點(diǎn)(10x10),由于每個(gè)點(diǎn)只有“有”和“無(wú)”兩種狀態(tài),墨點(diǎn)的多少?zèng)Q定了層次,那么,這100個(gè)點(diǎn)也就只能形成100級(jí)的層次(最新的墨滴調(diào)整技術(shù)可以變換墨滴大小,但只是有限的幾個(gè)級(jí)別,并不是連續(xù)的)。最終能形成的色彩數(shù)是100萬(wàn)種(100種青x100種品x100種黃),對(duì)于四色打印,至多再由黑色墨點(diǎn)的多少形成一定的灰度級(jí)別。

    100萬(wàn)種顏色,這聽(tīng)起來(lái)似乎不錯(cuò),但是0.01x0.01英寸其實(shí)是相當(dāng)大的色塊,如果以這樣的“像素”為基礎(chǔ),打印的圖像必然會(huì)有很糟糕的鋸齒。

    那么在分細(xì)一點(diǎn)呢,研究一下0.005x0.005英寸的區(qū)域,很遺憾,色彩數(shù)就只有125000(25x25x25)了,這似乎還可以,但這樣的分辨率對(duì)于圖像細(xì)節(jié)是粘連的,對(duì)于色彩是不連續(xù)的。當(dāng)然,噴墨打印機(jī)在實(shí)際工作中并不象這樣簡(jiǎn)單地分成方格子,但原理的確如此,即使數(shù)千DPI的打印分辨率,在細(xì)節(jié)和色彩上都是有損失的。

    由DPI到PPI

    現(xiàn)在接觸到具體的問(wèn)題了,究竟一幅數(shù)碼圖像可以輸出成多大呢?這取決于圖像的一個(gè)像素輸出出來(lái)究竟會(huì)有多大。面積大了(DPI一定時(shí),小的PPI),打印機(jī)可以用數(shù)量多的墨點(diǎn)來(lái)表現(xiàn)它,可以重現(xiàn)出更接近的色彩,但是,像素的形狀也會(huì)描述出來(lái),圖像會(huì)出現(xiàn)鋸齒和馬賽克;面積小了(DPI一定時(shí)大的PPI),看起來(lái)會(huì)精細(xì)些,但由于每個(gè)像素所包含的墨點(diǎn)數(shù)量少,打印機(jī)無(wú)力完美再現(xiàn)其色彩。最佳的組合應(yīng)該是亂序分布的墨滴會(huì)隱像素的形狀于無(wú)形,同時(shí),有足夠的墨滴來(lái)表現(xiàn)其色彩。

    清楚了DPI和PPI的關(guān)系,接下來(lái)的問(wèn)題就是當(dāng)打印機(jī)的分辨率確定了(DPI一定),該如何確定PPI值了,這個(gè)值,也就決定了輸出圖片的大小。理論計(jì)算是繁復(fù)困難的,幸好我們不難通過(guò)試驗(yàn)獲得答案,試驗(yàn)過(guò)程很簡(jiǎn)單:設(shè)置打印尺寸---打印---觀(guān)察---修改設(shè)置---打印---觀(guān)察,如此循環(huán),所需要的就是紙張、墨水和耐心。

    測(cè)試用的圖片要能夠明顯反映出鋸齒和色斑缺陷,如,對(duì)比強(qiáng)烈的斜線(xiàn)和高壓縮比的Jpeg圖像。文字圖案最能測(cè)試鋸齒的產(chǎn)生,人像特寫(xiě),比較容易觀(guān)察出色彩的變化。例如,一幅640x480的圖像,一點(diǎn)點(diǎn)地放大打印,結(jié)果發(fā)現(xiàn)當(dāng)打印到5英寸寬時(shí),效果還不錯(cuò),再放大就出現(xiàn)了討厭的鋸齒,色彩過(guò)渡也不夠平滑了,那么,640/5=128PPI就是一個(gè)臨界值,5英寸就是這副圖像最大所能放大的尺寸。

    經(jīng)過(guò)多次的試驗(yàn)不難發(fā)現(xiàn),對(duì)于720DPI的打印機(jī),PPI值選定在120-150之間;對(duì)于1440DPI的打印精度,PPI值選定在150-180之間是比較合適的。換句話(huà)說(shuō),200萬(wàn)(1600x1200)像素的數(shù)碼照片使用一般的彩色噴墨打印機(jī),打印輸出到A4幅面,效果比較好,如果繼續(xù)放大,就需要另外采取一些措施,例如軟件插值等,如果輸出小于A4幅面,插值運(yùn)算不太必要。

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