Rasterpunktformen fuer den Zeitungsdruck

Erweiterte Foliensammlung zu den Vortr채gen zum Thema

Rasterpunktformen f체r den Zeitungsdruck Die Foliensammlung ist nicht als Lernprogramm konzipiert.

Prof. Dr. Karl Haller Fachhochschule M체nchen Munich University of Applied Sciences Studiengang Druck- und Medientechnik 1

Vortrag I beim IFRA-Seminar 12./13. M채rz 2002, Mainz

Rasterfahndung Prof. Dr. Karl Haller Fachhochschule M체nchen Munich University of Applied Sciences Studiengang Druck- und Medientechnik 2

Vortrag II beim Treffen ostdeutscher Zeitungsdrucker, 10.04.2002, Berlin

Neue Rasterpunktformen f端r den Zeitungsdruck

Prof. Dr. Karl Haller Fachhochschule M端nchen Munich University of Applied Sciences Stg Druck- und Medientechnik 3

Gliederung 1. Allgemeine Grundlagen der Rastertechnologie

10. Zu den Wellenrastern

2. Rasterpunktformen und Raster ohne Punktschluss (RoP)

11. Pseudo-FM-Raster mit Schwellwertmatrix

3. Rasterpunktformen in PostScript

12. Pixelbilder eines Test-Wellenrasters, Rasterzellen 13*13, 1270 dpi

4. Eingabe der Spotfunktion in Photoshop

13. Gibt es Raster ohne Punktschluss (RoP)?

5. Zur Nutzung von Patenten zu Versuchszwecken

14. Pixelbilder eines praxisüblichen Wellenrasters, Rasterzellen 10*10, 1200 dpi

6. Allgemeine Beispiele für Rasterpunktformen

15. Gradationskennlinie eines praxisüblichen Wellenrasters

7. Die klassische Rasterpunktform

16. Aus der Diplomarbeit Michael Herrmann, FH München, SS 2002

8. Der gemäßigte Kettenpunkt Standard nach ISO DIN 12647-3

17. Anhang

9. Zu den Hexagonalrastern

18. Demo-Programm "Wellenraster.exe"

4

Raster Periodische Raster

Nichtperiodische Raster

AM-Raster (amplitudenmodulierte Raster)

FM-Raster (frequenzmodulierte Raster, stochastische Raster, Zufallsraster, ...)

Hybrid-Raster In bestimmten Tonwertbereichen FM-Raster, in anderen AM-Raster

z.B. Agfa Sublima Von 10% bis 90% AM, sonst FM 5

Raster Periodische Raster

Nichtperiodische Raster

AM-Raster (amplitudenmodulierte Raster)

FM-Raster (frequenzmodulierte Raster, stochastische Raster, Zufallsraster, ...)

Große Hoffnung: Wenn CtP kommt, wird sich der Hybrid-Raster FM-Raster schnell durchsetzen.

Leider vorerst nicht: Probleme In bestimmten Tonwertmit der Auflagenfestigkeit der bereichen FM-Raster, anderen Pixel aufinder Platte.AM-Raster Pixelgröße von maximal 40 µm (Nennwert) notwendig.

z.B. Agfa Sublima Von 10% bis 90% AM, sonst FM 6

Kenngrößen beim periodischen Raster: • Rasterwinkel Moiré

• Rasterpunktform Kopier- und Druckverhalten Detailzeichnung, Tonwertabriss Rosettenbildung

7

Warum kein exakter 15° / 75°-Rasterwinkel bei der RT-Rasterung?

RT = rationaler Tangens, d.h. die Werte a und b des Bruches a / b müssen ganzzahlig sein

α

a

tan α =

rational rational rational nicht rational

a b

1

b Ist-Rasterwinkel nach Gostscript10 Test mit 15° 2 11,31 a 3 16,70 4 5 6 7 8 9 10

21,80 26,57 30,96 34,99 38,66 41,99 45,00

4 / 12 = 1 / 3 24 / 90 = 4 / 15 1,4 / 7 = 3 / 15 tan 15 °

nicht rational

13

b 11 12 13 14 15 10,30 9,46 8,75 8,13 7,59 15,26 14,04 12,99 12,09 11,31 19,98 24,44 28,61 32,47 36,03 39,29 42,27

18,43 22,62 26,57 30,26 33,69 36,87 39,81

17,10 21,04 24,78 28,30 31,61 34,70 37,57

15,95 19,65 23,20 26,57 29,74 32,74 35,54

16 7,13 10,62

17 6,71 10,01

18 6,34 9,46

19 6,01 8,97

20 5,71 8,53

14,93 14,04

13,24 16,39 19,44 22,38 25,20 27,90 30,47

12,53 15,52 18,43 21,25 23,96 26,57 29,05

11,89 14,74 17,53 20,22 22,83 25,35 27,76

11,31 14,04 16,70 19,29 21,80 24,23 26,57

18,43 21,80 25,02 28,07 30,96 33,69

17,35 20,56 23,63 26,57 29,36 32,01

Die von Gostscript ausgeführten Lösungen sind durch Kästchen und Fettdruck markiert.

Wie man sieht, erfüllt nur die Kombination (a / b) = (4 / 15) die Genauigkeitsanforderung für den 15°-Winkel.

Dieses a/b-Verhältnis kann realisiert werden mit Grund-Rasterzellen 15*15 oder 16*16.

Raster- 15*15 zelle 16*16

Auflösung in lpi 1270 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 33,3 34,1 36,7 39,4 42,0 44,6 47,2 49,9 52,5 55,1 57,7 31,3 32,0 34,4 36,9 39,4 41,8 44,3 46,8 49,2 51,7 54,1 Rasterfrequenzen in L/cm Durch die Rasterwinkelung ändern sich die Rasterfrequenzen noch etwas

2540

66,7 62,5

8

Grund-Rasterzelle 15*15 (40,0 lpi bei 600 dpi) in Ghostscript nach Rasterwinkelung mit 14,931° statt 15°. 241 Pixel a 4 = b 15 α = 14,931 ° tan α =

Winkelfehler zu 15°: (15,0° - 14,931°)*60' = 4,1'

Je nach ausgeführtem a/b-Verhältnis und dem n der Grund-Rasterzelle wird die Rasterfrequenz etwas größer oder kleiner als der Vorgabewert.

Ghostscript liefert die gleiche Rasterzelle mit 241 Pixel auch bei Eingabe einer Grund-Rasterzelle von 16*16 Pixel (= 37,5 lpi bei 600 dpi) und der gleichen Rasterwinkelung von 14,931°.

9

Wegen der Probleme mit der (einzelligen) RT-Rasterung haben RIP-Hersteller und später auch Adobe die Superzellentechnik entwickelt.

Durch Zusammenfassung von mehreren Rasterzellen fällt die Winkeländerung bei Verdrehen der Rasterzelle um ein Pixel entsprechend kleiner aus. Damit kann man sich den gewünschten Kombinationen von Rasterfrequenzen und Rasterwinkel gut annähern. Ein Merkmal der Superzellentechnik ist, dass die einzelnen Unter-Rasterzellen in der Größe etwas variieren.

Von Heidelberg-Prepress wird zudem die IS-Technologie angeboten, basierend auf einem früheren Patent der Dr. Hell AG. IS = Irrational Screening. Mit IS können mit aufwändigen Rechenalgorithmen Rasterwinkel und Rasterfrequenz exakt eingehalten werden.

10

Zur Superzellen-Technologie

11

Verweise auf weitere Informationen in

Autoren: Dr. Heinrich Wadle und Dietrich Blum, Kiel, 2001

12

Zur Rasterpunktform Bezeichnungen: Kreispunkt, Quadratpunkt, Ellipsenpunkt, rund-quadratischer Punkt, Raute, klassischer Punkt, Kettenpunkt, Kreuz, gemäßigter Kettenpunkt, Extremkette, Flaggen(-rasterpunkt), Megadot, Propeller(-rasterpunkt), euklidischer Punkt, super circle, Megadot, Diamand Dot, Wellenraster (neu), .....

Wer kümmert sich um die Standardisierung oder Klassifizierung der Begriffe?

Aus aktuellem Anlass wird dennoch eine neue Bezeichnung als Oberbegriff vorgeschlagen:

RoP = Raster ohne Punktschluss, bzw. Punktschluss theoretisch erst bei 100% Flächendeckung RoPs: Gibt es RoPs mit diesem Merkmal wirklich?

13

14

15

In PostScript werden die Rasterparameter mit dem Operator setscreen gesetzt.

Die Parameter: 1. Rasterfrequenz in lpi (für Angabe der Rasterfrequenz in L/cm muss dieser Wert mit 2,54 multipliziert werden)

2. Rasterwinkel, von der 12-Uhr-Stellung aus im Uhrzeigersinn gezählt 3. Spotfunktion. Sie beschreibt die Rasterpunktform.

Einfaches Beispiel:

Spotfunktion Spotfunktion Spotfunktion

40 2.54 mul 45 { dup mul exch dup mul add 1 exch sub } setscreen

Rasterfrequenz: 40 L/cm (Nennwert) Rasterwinkel: 45° (beim Winkel 15°, 75° und 105° auch Abweichungen vom Nennwert) Rasterpunktform: Kreispunkt, wie nächste Abbildung zeigen wird.

Spotfunktion: Mathematische Formel für den "Rasterberg" in PostScript-Schreibweise 16

Mathematische Beschreibung von Rasterbergen und die entsprechenden Spotfunktionen 1. Rasterberg für Kreiskegel

2. Rasterberg für Halbkugel

1,0

1,0

0,9

0,9

0,8

0,8

0,7

0,7

0,6

0,6

Z 0,5

Z 0,5

0,4

0,4

0 ,3

0,3

0 ,2

1,0 0,5

0,1

0,0

0,0 -1,0

-0,5 -0,5

0,0 X

z = 1−

0,5

x2 + y2 2

{dup mul exch dup mul add 2 div sqrt 1 exch sub }

-1,0 1,0

Y

0,2

1,0 0,5 0,0 Y -0,5

0,1 0,0 -1,0

-0,5 X

0,0

0,5

-1,0 1,0

z = 1 − (x2 + y2 ) { dup mul exch dup mul add 1 exch sub } Diese Spotfunktion liefert ebenfalls Kreispunkte, ist aber schneller als die linke.

17

Mathematische Beschreibung von Rasterbergen und die entsprechenden Spotfunktionen 3. Rasterberg für Quadratraster 0°

4. Rasterberg für klassische Rasterpunktform 1,0

1,0

0,8

0,9

0,6

0,8

0,4

0,7

0,2

0,6

Z 0,0

Z 0,5

-0,2

0,4

-0,4

0,3 0,2

1,0 0,5 0,0 Y -0,5

0,1 0,0 -1,0

-0,5 X

0,0

0,5

-1,0

-0,6

1, 0 0,5

-0,8 -1,0 -1,0

-0,5

1,0

Wenn y ≤ x dann z = 1 − x sonst z = 1 − y { abs exch abs 2 copy le { exch pop 1 sub neg } { pop 1 sub neg } ifelse }

X

z=

0,0 -0, 5 0,0

0,5

-1,0 1,0

cos (π ⋅ x) + cos (π ⋅ y ) 2

{ 180 mul cos exch 180 mul cos add 2 div }

18

Y

Mathematische Beschreibung von Rasterbergen und die entsprechenden Spotfunktionen Das Bundesinformationsminister warnt: Rasterberg für klassische Rasterpunktform 3. Rasterberg für Quadratraster 0° Das Programmieren von4.PostScript-Spotfunktionen kann zur Sucht führen. Es besteht Gefahr, dass Sie das Herausbringen der Zeitung vergessen.1,0 ;-) 1,0

0,8

Es wird empfohlen die Programmierarbeiten an Studenten, 0,6 Praktikanten, Diplomanden oder Absolventen der Druck0,4 und Medientechnik zu übertragen.

Für die Spotfunktions0,2 Bastler aus diesem Personenkreis ist folgender Hinweis Z 0,0 gedacht:

0,9 0,8 0,7 0,6 Z 0,5

-0,2

0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 -1,0

-0,5 X

0,0

Die Zahlenwerte der Spotfunktion z müssen -0,4 im Bereich –1,00 und +1,00 liegen.

-0,6 1,0 Meistens normiert man auf 0,5 -0,8 z = 0,00 0,0 ... +1,00 oder Y -1,0 z = –1,00 -0,5... +1,00. Aber auch möglich: -1,0 -0,5 z = -0,47 -1,0 ... +0,11 0,0

0,5

1,0

Wenn y ≤ x dann z = 1 − x sonst z = 1 − y { abs exch abs 2 copy le { exch pop 1 sub neg } { pop 1 sub neg } ifelse }

X

z=

1, 0 0,5 0,0 -0, 5 0,5

-1,0 1,0

cos (π ⋅ x) + cos (π ⋅ y ) 2

{ 180 mul cos exch 180 mul cos add 2 div }

19

Y

Zur Analyse einer PostScript-Spotfunktion: Setzt im allgemeinen wie auch das Erstellen einer Spotfunktion gewisse PostScript- und MathematikKenntnisse voraus. Ein einfaches Beispiel: { dup mul 1 sub exch dup mul 1 sub mul } Stack

dup mul

1

sub

exch dup

mul

1

sub

mul (y2-1)*(x2-1)

y

y

y2

1

y2-1

x

x

x2

1

x2-1

x

y

x

y2

x

y2-1

x

y2-1

x2

y2-1

x

x

y2-1

y2-1

Auf der Stack-Spitze liegen beim Aufruf der Spotfunktion die Koordinaten x und y der (normierten) Rasterzelle. In der letzten Spalte steht auf der Stack-Spitze der Wert der Spotfunktion: z = (y2 – 1)*(x2 – 1) = f(x, y). Das ist mathematisch identisch mit z = (1 – x2)*(1 – y2).

Daraus ist für die Rasterpunktform (Kontur) y = f(x, z) durch mathematische Umformung ableitbar: y=

1−

z 1− x2

Diese Spotfunktion ergibt einen RoP-Quadratraster (d.h. Punktschluss theoretisch bei 100%) mit harmonischen Verrundungen, wie die Abbildung auf der nächsten Folie zeigt.

Zu den Operatoren dieser Spotfunktion: dup = duplicate. Dupliziert das oberste Stack-Element. mul = multiply. Multipliziert die beiden obersten Stack-Elemente und legt das Ergebnis auf die Stack-Spitze. sub = subtract. Subtrahiert die beiden obersten Stack-Elemente voneinander und legt das Ergebnis auf die Stack-Spitze. exch= exchange. Vertauscht die beiden obersten Stack-Elemente.

20

Rasterberg z = (1 - x*x) * (1 - y*y) = (y*y - 1) * (x*x - 1)

1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 z 0,5 0,4 0,3 1,0 0,5

0,2 0,1

0,0

y

-1,0

1,0

0,8

0,6

0,2

0,0

0,4

x

-0,2

-0,5

-0,4

-0,6

-0,8

-1,0

0,0

21

F端r Experimente mit anderen als den im RIP hinterlegten Spotfunktionen kann man in Anwenderprogrammen wie Photoshop relativ einfach eigene Spotfunktionen eingeben.

Voraussetzung ist, dass die RIP-Software die von aussen kommenden Spotfunktionen nicht abblockt, bzw. diese Sperre aufgehoben werden kann.

Wichtig: Spotfunktion in geschweifte Klammern setzen!

22

Zur Nutzung von Patenten zu Versuchszwecken ...

23

Diese und die folgenden Abbildungen wurden mit dem Freeware-PostscriptEmulator "Ghostscript" erstellt.

Leider werden unter diesen Bedingungen (Rasterfrequenz nur 1,55 L/cm, Druckerauflösung 600 dpi) neben anderen Mängeln die Rasterpunkte im Flächendeckungsgrad um ca. 7% falsch dargestellt.

Ein Test unter realistischen Bedingungen (Rasterfrequenz 40 L/cm, Auflösung 1270 dpi) zeigte diese Fehler nicht.

24

25

Punktschluss bei 78,5%

78,5% =

π

4

⋅ 100%

26

Punktschluss bei 21,5%  π 21,5% = 1 −  ⋅ 100% 4 

27

28

29

30

Der erste RoP! Zudem ringsum gleichmäĂ&#x;iger Randabstand zu den anderen Rasterpunkten!

31

32

33

Auch ein RoP und zugleich die schnellste aller denkbaren Spotfunktionen f端r Rasterpunkte.

Nur zwei Operatoren: { mul abs }

34

35

Bis 39,3% exakter Kreispunkt, dann verrundetes Quadrat, ab 60,7% exakter negativer Kreis.

39,3% =

π 8

⋅ 100%,

 π 60,7% = 1 −  ⋅ 100% 8 

36

37

Die klassische Rasterpunktform Für die klassische Rasterpunktform stehen drei mathematische Beschreibungen des Rasterberges zur Verfügung.

Nummer 2 und 3 sind mathematisch identisch und unterscheiden sich von 1 fast nur in der Größe der Strichdicke in der Abbildung.

(

)(

z1 = y 2 − (1 + x )2 ⋅ y 2 − (1 + x )2

)

z 2 = cos (( x − y ) ⋅ 90°) ⋅ cos ((x + y ) ⋅ 90°) z 3 = [cos (x ⋅ 180°) + cos ( y ⋅ 180°)] / 2

Die klassische Rasterpunktform wird häufig als Basis für die Entwicklung anderer Rasterpunktformen benutzt, so z.B. auch für den gemäßigten oder extremen Kettenpunkt.

38

Wegen der genannten GhostscriptProbleme liegen in dieser Darstellung die Punktschl端sse nicht bei 42,5% und 57,5%.

39

Beim Offsetdruck ist die Extremkette doublieranf채llig, wenn sie in Richtung der Druckzylinderachse liegt.

40

41

Herzchen-Spotfunktion { /A 0.9 def /B 0.4 def /C 1.4 def % Herzchen-Parameter A, B und C neg 2 copy exch abs B C add dup mul A dup mul add 1 sub sqrt B C add A mul sub 1 A dup mul sub div dup dup mul 1 add C mul B C add B C add dup mul A dup mul add 1 sub sqrt B C add A mul sub 1 A dup mul sub div mul A add div sub mul le { exch abs B C add dup mul A dup mul add 1 sub sqrt B C add A mul sub 1 A dup mul sub div mul exch sub C div 1 B C add dup mul A dup mul add 1 sub sqrt B C add A mul sub 1 A dup mul sub div add C div div 2 mul 1 sub neg } { A dup mul B dup mul add 1 sub abs 1e-6 gt { exch abs 2 copy A mul exch B mul add dup 4 1 roll dup mul 3 1 roll dup mul exch dup mul add A dup mul B dup mul add 1 sub mul sub sqrt sub A dup mul B dup mul add 1 sub div } { 2 copy B mul exch abs A mul add 2 mul 3 1 roll dup mul exch dup mul add exch div } ifelse 1 B C add dup mul A dup mul add 1 sub sqrt B C add A mul sub 1 A dup mul sub div add C div div 2 mul 1 sub neg } ifelse }

42

Zum Hexagonalraster

Exakter Hexagonalraster mit den Merkmalen 1. alle Innenwinkel gleich 120°, 2. alle Schenkellängen gleich lang, 3. alle Eckendurchmesser gleich, ist in PostScript nicht möglich.

Es kann höchstens eines der drei Merkmale exakt eingehalten werden.

Der sekundäre*) Rasterwinkel beträgt α = arctan(1 / 2) = 26,565° Die Sekundär-Rasterfrequenz ist um den Faktor 2 / 5 = 0,894, d.h. ca. 11% kleiner als die Nenn-Rasterfrequenz.

Der Hexagonalraster kann Vorteile beim s/w-Druck bringen, wegen der zu erwartenden Moiré-Probleme aber nicht beim Mehrfarbendruck.

*) Beim

"normalen" Raster beträgt (bei der ungewinkelten Rasterzelle) der Sekundär-Rasterwinkel 45°, die Sekundär-Rasterfrequenz ist dabei um den Faktor 1 / 2 = 0,707, d.h. ca. 29% kleiner als die Nenn-Rasterfrequenz.

43

44

45

Hexagon mit gleichen Schenkell채ngen bei a1 = a2 = 0,625

46

Hexagon mit gleichen Innenwinkeln β 1 = β2 = 120° bei a = 0,711 = 1 – Sqrt(3)/6

47

Hexagon mit gleichen SpitzenHexagon mitDgleichen Spitzendurchmessern 1 = D2 bei a = 0,75 durchmessern D1 = D2 bei a = 0,75

48

Kleine Darstellungsprobleme von GhostView

49

... jetzt folgen verrundete Hexagons ...

50

51

52

53

Hexagon mit gleichen Innenwinkeln β 1 = β2 = 120° bei a = 0,711 = 1 – Sqrt(3)/6

54

Hexagon mit gleichen Spitzendurchmessern D1 = D2 bei a = 0,75

55

56

Was haben die f端nf Rasterpunktformen gemeinsam?

57

Was haben die fĂźnf Rasterpunktformen gemeinsam?

Die gleiche Spotfunktion, in der lediglich zwei Parameter variiert werden!

T = 1, a = 1,4

T = 1, a = -1,4

T = Âą1, a = 0,0

T = -1, a = 1,4

T = -1, a = -1,4

58

Achten Sie in der folgenden Abbildungsserie auf den ver채nderlichen Faktor in der rechten unteren Bildecke

a

59

60

61

62

63

64

65

66

67

68

69

70

71

72

73

74

75

76

usw. bis a = -1,4

77

78

... und jetzt Typ "F", T = -1 des Wellenrasters ...

79

80

81

82

83

84

85

86

87

88

89

90

91

92

93

94

95

96

... usw. bis a = -1,4 ....

97

98

... und jetzt die verrundete Version des Wellenrasters f端r Typ "P", T = +1

99

100

101

102

103

104

Die beiden (unverrundeten) Wellenrastertypen

Aus Demo-Programm "Wellenraster.exe" mit a = 0,200

105

Wellenraster in einer Rasterzelle mit 10*10 Pixel. Entspricht bei einer AuflĂśsung von 1200 dpi einer Rasterfrequenz von 1200/10/2,54 = 47,244 L/cm ≈ 48 L/cm

Aus Demo-Programm "Wellenraster.exe" mit a = 0,200

106

107

Pseudo-FM-Raster mit Schwellwertmatrix in derSpotfunktion { /SchwellwertMatrix_kha_007 % Matrix 16*16. MNr = 4, Start: 4713 [ 237 162 231 150 125 096 011 159 017 023 204 122 240 151 051 102 071 168 207 200 082 037 209 044 244 187 124 058 092 129 224 149 211 245 059 202 239 061 223 134 182 022 062 161 010 039 144 178 097 226 206 221 141 090 233 169 111 036 079 251 099 103 015 087 113 184 110 137 085 250 007 086 170 153 077 208 107 043 120 246 152 160 075 032 069 235 117 033 229 020 048 084 012 055 094 180 030 005 067 183 070 249 179 035 076 195 193 068 220 029 219 186 073 156 164 131 154 121 119 177 089 095 000 130 241 166 001 019 027 053 253 045 063 028 205 227 052 072 056 254 136 114 173 064 038 228 242 021 133 176 147 081 106 135 234 115 243 198 024 042 112 236 025 128 163 026 009 218 214 175 091 083 098 191 054 225 172 065 040 047 066 190 247 108 146 216 192 143 188 116 140 101 049 158 215 165 074 014 031 174 189 100 196 041 167 142 232 199 018 003 138 238 217 201 157 222 230 197 185 046 118 109 203 252 093 057 248 155 255 181 008 126 006 171 002 132 148 060 104 013 139 127 145 034 213 123 210 105 016 050 088 078 212 080 194 004 ] def /y exch def /x exch def /n 15 def % Matrix 0..15, 0..15 /n1 n 1 add def % 16 % /nx 1 x add n mul 2 div round def % Index nx, zweidimensional /ny 1 y add n mul 2 div round def % Index ny, zweidimensional /nn ny n1 mul nx add cvi def % Index nn, eindimensional SchwellwertMatrix_kha_007 nn get 255 div }

108

Anmerkungen zu Schwellwertmatrizen: Schwellwertmatrizen (ab PostScript Level 2 möglich) unterliegen keinen mathematischen Beschränkungen und somit sind durch freie Vergabe der Schwellwerte von 0 bis 255 beliebige Rasterpunktformen darstellbar. Einzelne Schwellwerte können wiederholt oder auch ausgelassen werden. Mit Schwellwertmatrizen kann man sowohl FM-Rasterpunkte, als auch "clustered dots" = AM-Rasterpunkte darstellen, wie folgendes Beispiel zeigt. y\x 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 12 13 8 14 Y 15 4

256 224 192 160 128 96 64 32 0

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Z

X

0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

1 0 16 29 41 50 56 61 63 63 61 56 50 41 29 16 0

2 0 29 54 75 92 105 113 117 117 113 105 92 75 54 29 0

3 0 41 75 104 128 145 157 162 162 157 145 128 104 75 41 0

4 0 50 92 128 156 177 191 199 199 191 177 156 128 92 50 0

5 0 56 105 145 177 201 218 226 226 218 201 177 145 105 56 0

6 0 61 113 157 191 218 235 244 244 235 218 191 157 113 61 0

7 0 63 117 162 199 226 244 253 253 244 226 199 162 117 63 0

8 0 63 117 162 199 226 244 253 253 244 226 199 162 117 63 0

9 0 61 113 157 191 218 235 244 244 235 218 191 157 113 61 0

10 0 56 105 145 177 201 218 226 226 218 201 177 145 105 56 0

11 0 50 92 128 156 177 191 199 199 191 177 156 128 92 50 0

12 0 41 75 104 128 145 157 162 162 157 145 128 104 75 41 0

13 0 29 54 75 92 105 113 117 117 113 105 92 75 54 29 0

14 15 0 0 16 0 29 0 41 0 50 0 56 0 61 0 63 0 63 0 61 0 56 0 50 0 41 0 29 0 16 0 0 0

Alternative zur Spotfunktion z = (1 – x2)*(1 – y2)

109

... und wie sehen die gepixelten Rasterpunkte tatsächlich aus?

In der folgenden Bilderserie bedeuten: Nr_044 Gemäßigter Kettenpunkt mit Punktschlüssen bei 42,5% und 57,5% (Kettenbereich 15%) Nr_072 RoP1: Test-Wellenraster Typ "P", T = +1, a = 0,2 unverrundet Nr_074 RoP2: Test-Wellenraster Typ "P", T = +1, a = 0,2 verrundet Der Rasterwinkel beträgt in allen Fällen 0° Die TIFF-Dateien wurden mit einem Harlequin-RIP bei der Firma Compumedia GmbH, München, erstellt.

110

Betrachten Sie bitte nur den Rasterpunkt in der Mitte der Rasterzelle.

Die Pixel an den Rändern gehÜren zu den angeschnitttenen Nachbar-Rasterpunkten.

111

112

113

114

115

116

117

118

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120

121

122

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125

126

127

128

129

130

Nur eine Stichprobe aus der 15째-Winkelung .....

131

Nur eine Stichprobe aus der 45째-Winkelung .....

132

RoP = Raster ohne Punktschluss, bzw. erst bei 100%

?

133

Zu Rastern ohne Punktschluss (RoP) bzw. erst bei 100% In digitalen Rastersystemen: Keine Raster mit Punktschluss bei 100%!

Rasterzelle 10*10 11*11 12*12 13*13 14*14 15*15 16*16 F-Punktschluss nach Formel 81,0% 82,6% 84,0% 85,2% 86,2% 87,1% 87,9% 2

 n − 1 FPunktschluss =   ⋅ 100 %  n 

für den Quadratraster bei Rasterwinkel 0°

Punktschluss beim RoP-Quadratraster mit 0°. Andere RoP-Rastertypen und andere Rasterwinkel verhalten sich noch ungünstiger!

Flächendeckungsgrad beim Punktschluss

100% 95% 90% 85% 80% 75% 70% 10

11

12

13

14

15

16

Pixelzahl n der n*n-Rasterzelle

134

Fazit: Bei RoPs (Raster ohne Punktschluss bzw. Punktschluss theoretisch erst bei 100%) treten schon in den TIFF-Dateien unter realen Bedingungen, d.h.

• andere Punktformen als reines Quadrat, • verschiedene Rasterwinkel, • übliche Rasterfrequenzen, Punktschlüsse auf zwischen etwa

72% und 80%.

135

Die folgenden Abbildungsserie zeigt Ausschnitte aus TIFF-Dateien von: • handelsüblichem Wellenraster SP (Abbildung links ) • Test-Wellenraster, verrundet (Abbildung rechts) In beiden Fällen beträgt a = 0,207 entsprechend dem handelsüblichen Wellenraster SP. Der Rasterwinkel beträgt 0°.

In beiden Fällen wurde ohne Gradationsanpassung gerippt.

Die Auflösung betrug 1200 dpi.

Damit berechnet sich die Rasterfrequenz zu: R = 1200/10/2,54 = 47,244 L/cm ≈ 48 L/cm.

136

F = 1% 137

F = 2% 138

F = 3% 139

F = 4% 140

F = 5% 141

F = 6% 142

F = 7% 143

F = 8% 144

F = 9% 145

F = 10% 146

F = 11% 147

F = 11% 148

F = 13% 149

F = 14% 150

F = 15% 151

F = 20% 152

F = 25% 153

F = 30% 154

F = 35% 155

F = 40% 156

F = 45% 157

F = 50% 158

F = 55% 159

F = 60% 160

F = 65% 161

F = 70% 162

Punktschluss bei 74%

F = 75%

Punktschluss bei 72%

163

F = 80% 164

F = 85% 165

F = 90% 166

F = 95% 167

Nur ein Beispiel aus der 15째-Winkelung

F = 27%, Rasterwinkel = 15째 168

Nur ein Beispiel aus der 45째-Winkelung

F = 27%, Rasterwinkel = 45째 169

Zum Punktschlussverhalten eines praxisüblichenWellenrasters Wellenraster gehören zur Kategorie "Raster ohne Punktschluss" (RoP), da der Punktschluss theoretisch erst bei 100% auftritt. Durch die Digitalisierung tritt aber ein wesentlich früherer Punktschluss auf, der von der CtP-Auflösung, der Größe der Rasterzelle, der Rasterpunktform und vom Rasterwinkel abhängt, wie folgende Beispiele aus der Praxis zeigen.

Aus TIFF-Dateien ohne Gradationsanpassung einer Zeitung mit Wellenraster SP. Auflösung 1200 dpi, Rasterzelle 10 * 10 Pixel. R = 1200/10/2,54 = 47,24 L/cm ≈ 48 L/cm

Rasterwinkel 0°: FPS = 74%

Rasterwinkel 15°: FPS = 72%

Rasterwinkel 45°: FPS = 74% 170

Kreispunkt in Rasterzelle mit 10*10 Pixel Theoretischer Punktschluss FPS = π/4 * 100% = 78,5% Bei 10*10-Rasterzelle jedoch Punktschluss FPS = 72%

F = 71%

FPS = 72%

171

Aus einem Zeitungsbetrieb: Gradationsanpassung für einen Wellenraster. Daraus abgeleitet: PostScript-Transferfunktion 100 Wellenraster Typ SP, Zeitung ZZ, CtP-Auflösung 1200 dpi Rasterzelle 10*10 Pixel, R = ca. 48 L/cm, Rasterwinkel 0°

90

Flächendeckungsgrad TIFF-Datei %

80 70 60 P 11

50 40 30 20

Dünne Linie: Transferkurve, bis P1 (88%, 56%) linear: y = 56/88 * x, dann hyperbolisch nach: y = y0 + k / (x0 - x) mit x0 = 102.1, y0 = 48.4 und k = 106.7 nach Programm "Transferfunktion.dpr", 28.03.2002, kha

10 0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Flächendeckungsgrad EPS-Datei %

172

Der praktische Teil

Untersuchungen an Zeitungsrastersystemen Diplomarbeit Michael Herrmann, Fachhochschule München, Druck- und Medientechnik, SS 2002, in Zusammenarbeit mit • Compumedia GmbH, München • SV Drucktechnik GmbH, München • RIP: Harlequin • CtP-Belichter: Agfa Polaris • Platte: Agfa N91 • Druck: MAN Colorman, Baujahr 2001 • Erster Teil: Drucktechnisches Verhalten von 11 Rastersystemen, davon 6 RoP-Rastertypen. Weitgehend abgeschlossen.

• Zweiter Teil: Verhalten von ausgewählten Rastertypen bezüglich Moiré und Rosettenbildung. Abschluss Ende SS 2002 zu erwarten.

173

Druckkennlinien aus Diplomarbeit

Untersuchungen an Zeitungsrastersystemen Michael Herrmann, Fachhochschule München, Druck- und Medientechnik In Zusammenarbeit mit Compumedia GmbH und SV Drucktechnik GmbH, München

Farbe cyan Wellenraster, verrundet, a = 0,2 ohne Gradationsanpassung

100

100

90

90

Flächendeckung-Druck in %

Flächendeckung-Druck in %

Farbe cyan Gemäßigter Kettenpunkt

80 70 60 50 40 30 20 10 0

80 70 60 50 40 30 20 10 0

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Flächendeckung-Daten in %

Flächendeckung-Daten in %

174

Druckkennlinien aus Diplomarbeit

Untersuchungen an Zeitungsrastersystemen Michael Herrmann, Fachhochschule München, Druck- und Medientechnik In Zusammenarbeit mit Compumedia GmbH und SV Drucktechnik GmbH, München

Farbe yellow Wellenraster, verrundet, a = 0,2 ohne Gradationsanpassung

100

100

90

90

Flächendeckung-Druck in %

Flächendeckung-Druck in %

Farbe yellow Gemäßigter Kettenpunkt

80 70 60 50 40 30 20 10 0

80 70 60 50 40 30 20 10 0

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Flächendeckung-Daten in %

Flächendeckung-Daten in %

175

Druckkennlinien aus Diplomarbeit

Untersuchungen an Zeitungsrastersystemen Michael Herrmann, Fachhochschule München, Druck- und Medientechnik In Zusammenarbeit mit Compumedia GmbH und SV Drucktechnik GmbH, München

Farbe magenta Wellenraster, verrundet, a = 0,2 ohne Gradationsanpassung

100

100

90

90

Flächendeckung-Druck in %

Flächendeckung-Druck in %

Farbe magenta Gemäßigter Kettenpunkt

80 70 60 50 40 30 20 10 0

80 70 60 50 40 30 20 10 0

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Flächendeckung-Daten in %

Flächendeckung-Daten in %

176

Druckkennlinien aus Diplomarbeit

Untersuchungen an Zeitungsrastersystemen Michael Herrmann, Fachhochschule München, Druck- und Medientechnik In Zusammenarbeit mit Compumedia GmbH und SV Drucktechnik GmbH, München

Farbe black Wellenraster, verrundet, a = 0,2 ohne Gradationsanpassung

100

100

90

90

Flächendeckung-Druck in %

Flächendeckung-Druck in %

Farbe black Gemäßigter Kettenpunkt

80 70 60 50 40 30 20 10 0

80 70 60 50 40 30 20 10 0

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Flächendeckung-Daten in %

Flächendeckung-Daten in %

177

Das Schicksal eines 50%-Rasterpunktes 1. Ghostscript *)

2. TIFF-Datei

3. CtP-Platte

4. Druck

Nr_044: Gemäßigter Kettenpunkt, 45°

Nr_074: Test-Wellenraster verrundet, 45° Ghostscript: TIFF für Laserdrucker 600 dpi, R = 0,54 L/cm, F ≈ 50% Alle anderen: Harlequin-RIP, 1270 dpi, R = 40 L/cm, F = 50%

178

Erste Ergebnisse aus dem ersten Teil der Diplomarbeit des Herrn Michael Herrmann: 1. Alle RoPs (Raster ohne Punktschluss) haben nahezu gleichermaĂ&#x;en eine starke Tonwertzunahme in den Tiefen.

2. Alle RoPs besitzen einen Punktschluss zwischen 72% und 80%.

3. Der frĂźher oft zitierte "starke Tonwertsprung" beim Punktschluss ist bei der verwendeten CtP-Technologie nicht aufgetreten, auch nicht beim Extremfall "Klassische Rasterpunktform" mit vierseitigem Punktschluss bei 50%.

179

Man kann in PostScript mit der Spotfunktion viele Rasterpunktformen machen.

Aber: Braucht man die Vielzahl wirklich?

180

17. Anhang 17.1 Zu PostScript 1. PostScript Language Reference, third edition Adobe Systems Incorporated, 1999 2. „Einblick in PostScript“ und „Beiträge zur digitalen Rastertechnologie" www.dm.fh-muenchen.de/Prof_Haller/Start_Haller.htm

17.2 Zu Ghostscript www.cs.wisc.edu/~ghost/doc/AFPL/get704.htm

Ghostscript-Interpreter, aktuelle Version 7.04

www.cs.wisc.edu/~ghost/gsview/get42.htm

GhostView-Betrachter, aktuelle Version 4.2

Beide Programme sind Freeware, dürfen aber nicht weiterverkauft werden. Der einfach zu bedienende Betrachter benutzt den Interpreter und setzt ihn somit voraus. Für einfache Anwendungen braucht man den Kommandozeilen-orientierten Interpreter nicht direkt aufrufen. Im Betrachter kann die PostScript-Datei in verschiedene Grafikdateiformate konvertiert werden, u.a. auch in eine TIFF-Datei.

181

17. 3 Zur Patentrecherche mit DEPATISnet des Deutschen Patentund Markenamtes Von den meisten Patenten werden PDF-Dateien angeboten. Dieser Service ist kostenlos.

1. Einstieg mit "www.depatisnet.de", dann "Recherche" w채hlen

182

2. Weiter mit Men체punkt "Einsteiger" (f체r Anf채nger empfohlen)

183

3. Mindestens ein Eingabefeld ausf端llen (Erfinder, Anmelder, ...)

4. Maximal f端nf Checkboxen anklicken und Recherche starten ...

184

Windows-Demo-Programm

Wellenraster.exe Dr. Karl Haller, FH München

Programmstart bei Powerpoint durch Anklicken der Schaltfläche möglich, ansonsten externer Programmstart aus Windows.

185

Danke fürs Zuhören 186