詳解數(shù)碼打印的基礎(chǔ)—像素

印前頻道 - 數(shù)碼印刷 來源:中國印前網(wǎng) 作者:cpcool 2011-03-02

    打印質(zhì)量的一個重要指標:PPI

    數(shù)碼圖像文件本身是無所謂圖像“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“每英寸的像素數(shù)PixelsPerInch”,對于一幅數(shù)碼圖像,確定了PPI值,也就確定了最終成像的尺寸。舉例來說,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是兩個不同的概念,PPI是關(guān)于圖像細節(jié)的,是每英寸有多少個有用的像素,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,你當然可以用720DPI的打印機輸出,圖片每英寸也的確可以有720個點,但圖像細節(jié)不可能憑空多出來,其10x10個打印點表現(xiàn)的才是一個像素的細節(jié)。

    豐富色彩源于四色

    在深入討論打印輸出之前,有一個概念必須了解,這就是三基色問題。紙上圖像的顏色,是顏料吸收了不同波長的光線,將其余光線反射而形成的,色彩繽紛的彩色圖像其實可以由三種基本的顏色來形成,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的光,以不同的比例混合時選擇吸收不同的光線,從而可以組合出數(shù)百萬種的色彩,也正是基于這個原理,只有三種墨水的打印機才能打印出真彩色的效果來。

    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才能夠勝任。但熱升華打印過程復(fù)雜,成本很高,大幅面的熱升華打印機動輒萬元以上,工作成本也很高。

    噴墨打印機只能噴出單顏色的點,它通過“在單位面積上噴射多少點”來控制原色施加的比例,因此其色相是模擬的而不是真實的連續(xù)色相,所以即使打印精度很高的噴墨打印機,所合成色彩的精度也是有限的,為了提高打印精度,有的打印機使用了6色,也就是增加了淡青色和淡黃色,使色彩的過渡更為平滑一些。

    許多的點共同作用的結(jié)果

    讓我們來設(shè)想一下,假定我們選取頁面上0.01x0.01英寸的一塊面積作為一個像素,在這塊面積上,打印機能打印出多少層次呢?為了計算方便,我們設(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個點。分配到0.01x0.01的面積上,實際上只有100個點(10x10),由于每個點只有“有”和“無”兩種狀態(tài),墨點的多少決定了層次,那么,這100個點也就只能形成100級的層次(最新的墨滴調(diào)整技術(shù)可以變換墨滴大小,但只是有限的幾個級別,并不是連續(xù)的)。最終能形成的色彩數(shù)是100萬種(100種青x100種品x100種黃),對于四色打印,至多再由黑色墨點的多少形成一定的灰度級別。

    100萬種顏色,這聽起來似乎不錯,但是0.01x0.01英寸其實是相當大的色塊,如果以這樣的“像素”為基礎(chǔ),打印的圖像必然會有很糟糕的鋸齒。

    那么在分細一點呢,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,但這樣的分辨率對于圖像細節(jié)是粘連的,對于色彩是不連續(xù)的。當然,噴墨打印機在實際工作中并不象這樣簡單地分成方格子,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像素輸出出來究竟會有多大。面積大了(DPI一定時,小的PPI),打印機可以用數(shù)量多的墨點來表現(xiàn)它,可以重現(xiàn)出更接近的色彩,但是,像素的形狀也會描述出來,圖像會出現(xiàn)鋸齒和馬賽克;面積小了(DPI一定時大的PPI),看起來會精細些,但由于每個像素所包含的墨點數(shù)量少,打印機無力完美再現(xiàn)其色彩。最佳的組合應(yīng)該是亂序分布的墨滴會隱像素的形狀于無形,同時,有足夠的墨滴來表現(xiàn)其色彩。

    清楚了DPI和PPI的關(guān)系,接下來的問題就是當打印機的分辨率確定了(DPI一定),該如何確定PPI值了,這個值,也就決定了輸出圖片的大小。理論計算是繁復(fù)困難的,幸好我們不難通過試驗獲得答案,試驗過程很簡單:設(shè)置打印尺寸---打印---觀察---修改設(shè)置---打印---觀察,如此循環(huán),所需要的就是紙張、墨水和耐心。

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

    經(jīng)過多次的試驗不難發(fā)現(xiàn),對于720DPI的打印機,PPI值選定在120-150之間;對于1440DPI的打印精度,PPI值選定在150-180之間是比較合適的。換句話說,200萬(1600x1200)像素的數(shù)碼照片使用一般的彩色噴墨打印機,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,插值運算不太必要。

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