印刷工艺中图像的RIP的工作内容及原理

RIP处理印刷页面图文的工作原理,本质是把复杂的页面生成过程分解成页面描述和页面输出两个相对独立的步骤完成。

    (1)对印刷页面的描述在印刷和电子出版物中,信息并非无序地出现,而是依照设计人员设计,按页面有序地被组织起来。要将页面完整无误地构建起来,必须对页面元素的特点及其在页面中的状态进行准确地描述。这样的语言就称为“页面描述语言”。可以将页面描述语言定义为:关于页面再现的、在某种坐标下对文字、图形、图像的特征和相互关系进行说明的计算机语言。

    页面上的图文信息需要有一种统一的方式来描述,这样,在不同的计算机硬件平台上,甚至在不同软件中产生的文件既能相互交换,也能使照排机和RIP的制造商有共同的标准可循。目前,常用的页面描述语言为PostScript语言,利用它可以高质量地描述页面内容,包括图像和图形的描述、图像与文字的轮廓处理、色彩填充、图文的点阵还原和图像的加网处理等。

    页面描述可分解为图文准备与图文合成两个步骤。图文准备包括图像输入与处理、图形设计与制作、文字输入与编辑等过程,这些过程由图像处理、图形制作和文字录入程序实现;图文合成操作指用排版软件对准备好的“原材料”作图文合一处理,定义成符合客户要求的页面。除图像外,页面上所有其他对象的描述用抽取图形实体的方法进行,它们是与设备无关的。

    需要对页面进行描述的内容包括:页面元素在页面中的位置;页面元素自身的状态及特征;页面元素之间的相互关系,具体如下:

    ①对文字的描述与定义:PostScript对字体的描述也是高质量的,文字的轮廓由Bezier三次曲线描述,可无级缩放,即无论缩放到何种比例,其轮廓总是光滑的。它是Windows的两种可缩放字体之一,但使用时需要装载Adobe Type Manager。与Windows的另一种可缩放字体True Type相比,它的质量要更高些。

    对文字需要定义的有:字体,由此选择不同的字库、文字代码;字号,由此决定缩放比例;文字的起始点,确定文字在版面上的位置;文字的方向,也就是文字旋转的角度。

    ②对图形的描述与定义:需要定义的有:直线或曲线的类别、宽度、大小与方向,以及几何图形在版面上的起始点位置,由此生成一些简单的图形。

    ③对图像的描述与定义:需要定义的有:采样图像起始点在版面上的位置、比例,以及图像的方向等。

    桌面系统使用PostScript语言描述页面的最大优点在于,操作者不必自己用页面描述语言编程,也不必直接通过编程来定义页面及页面内容。桌面系统的操作人员在相应的页面排版软件下实施图像处理、设计图形和排版时,就已经利用鼠标和键盘完成操作。但操作人员并没有感觉到自己正在进行PostScript语言编程,这是由于用户的鼠标和键盘操作由软件捕获后变成PostScript代码,这一过程由软件实时、自动地完成。因此,桌面系统的操作人员即使不懂页面描述语言,也能“做”复杂的编程工作。

    (2)对印刷页面的输出  将页面图文信息再现出来是页面描述的主要目的,记录并再现图文信息必须借助于激光照排机、计算机直接制版系统或者是数码印刷机等记录设备。当需要把页面内容输出到某种介质上时,这种操作就是与设备有关的了,不管是图像、图形还是文字。图像、图形还是文字在实际页面上的还原过程与定义页面相比要复杂得多,需要页面描述语言解释器(RIP)来实现。

    这些输出设备都是通过像素点阵的记录把页面信息重新组建起来。也就是说,图文信息记录设备通常是点阵记录成像设备。在这类设备上,任何信息都由像素点阵组成,一个页面或整个记录幅面实际上可以按行和列分割成栅格阵列,每个栅格内可以记录一个像素。栅格排列的疏密程度决定于设备的记录分辨率。记录分辨率越高,则栅格线排列越紧密,记录的像素点的面积越小,图文的再现精细程度越高。

    栅格图像处理器是采用映像方法生成整版面图文,并控制激光曝光的方法,此方法把版面划分为无数个小方格像素,方格越小,分辨率越高,它采用二进制,  “0”位表示存贮块为空缺“白”, “1”位表示存贮块已占用“黑”。光栅图像处理器有足够的空间容量容纳整页面的图文信息。

    无论使用何种页面描述语言,为了驱动记录设备将页面记录出来,最终都必须将页面描述转换成设备可记录的像素点阵信息,这个过程就是“栅格化”的过程。也就是说,RIP处理页面的过程就是页面栅格化的过程。按照具体记录设备的分辨率和页面尺寸等特征,对路径进行转换处理,对需要加网的图文信息进行加网处理,最终获得可记录的数字像素阵列,再将其传送到设备进行记录输出。

    页面输出时对页面要素的处理方式是不同的。

    ①图像:由于图像类型的不同RIP对图像的加网处理也采用不同的方法。对二值图像,考虑到每个像素的取值只有两种情况,此类图像的分辨率应该足够高,输出时一个像素对应记录设备的一个激光点。对灰度图像和彩色图像,RIP要完成的主要任务是把像素转换成网点。为此,首先需根据指定的加网线数和输出设备的记录精度确定网目调单元的大小,并将固定大小的网目调单元沿加网角度方向放置到输出设备的记录平面上,然后按像素值和指定的网点形状调用网点函数在每一网目调单元内控制照排机曝光成像,得到需要的网点。对网点本身而言,要求曝光成像的网点边缘光滑,与理想形状越接近越好,在图像各色版的实地区域,输出结果应该有足够高的密度,对于输出设备的非线性效应还需要用传递函数补偿,得到合乎要求的网点。

    ②图形:图形输出的主要问题是完成光栅化操作,需要把用数学方法定义的图形轮廓转换成点阵表示。这种转换按输出设备的分辨率进行,它不同于图像的网点化操作。对于轮廓范围内的填充,需要根据指定的填充内容进行。如果填充的是实地颜色,则问题比较好办,只需指令照排机将轮廓内全部涂黑即可,如果填充的不是实地颜色,则需要按颜色的深浅填入相应面积的网点,其特点是所有网点的大小相同;对颜色的渐变填充,处理方法与图像的加网基本相同,需要用大小不同的网点来表现颜色的变化。

    ③文字:文字输出时,轮廓的转换和内部填充与图形输出相似。特殊的地方是对字符笔画的控制,需要按字体的控制信息在栅格化时调整笔画的粗细,得到基本一致的线宽。尤其是对小字,要求不出现断笔和笔画重合的现象。

    同时,将页面要素还原成可记录信息的过程中,必须按照设备的实际记录分辨率和像素点阵排列等特征,把对页面要素的描述与记录设备具体的像素联系起来。这个过程被称作是“扫描转换”。对常见的二值输出设备来说,它的每个像素只有“需要记录”、“不需要记录”两种状态,在扫描转换中,对于页面上“需要记录”的像素才能将页面要素还原出来。通常情况下,分辨率在1000dpi时,栅格化后的文字看起来才不错,因此,在目前的记录分辨率2400-3600dpi的条件下,无论是文字、图形轮廓还是图像的剪裁轮廓边界,应该能够达到再现精度要求,而没有明显的锯齿状边界。

    (3) RIP输出页面要素的质量要求由RIP根据页面描述数据生成的网点质量和算法效率是输出高质量图像的关键,在解释整个版面的图文数据时要求有很高的执行速度。对于页面上的图像,要求输出的灰度或色彩能忠实反映原稿的阶调和层次变化,各个色版在叠印后无龟纹,网点轮廓清晰、光滑;对于页面上的图形,要求RIP按输出设备的分辨率进行正确的转换,图形轮廓光滑,笔画粗细一致,实地填充有足够的密度,颜色还原准确;对于页面上的文字,要求通过转换后,轮廓清晰,大字轮廓无刀割现象,小字输出时无断笔和模糊现象。

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