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网屏角度及输出分辨率

作者：吴进辉    2000-08-12

数字半色调图象的网屏图案总是以一定的角度进行印刷的。因为，如果在印刷过程中，油墨以同一角度印到所有网屏上，则颜色将叠加在一起而产生严重的干扰，并出现网点扩大现象。墨点的扩大使印刷出来的图象比显示器上看到的图象要暗得多。将每一种颜色的网屏偏置一个角度，组合后的图象会更清晰。对于灰度图象，缺省角度是45度，对于全彩色图象，四个CMYK印版相互之间分别旋转一个不同的角度。传统印刷使用的网屏角度分别是：青版105度、品版75度、黄版90或0度、黑版45度。 如下图：

CMYK四色	C版105度	M版75度	Y版90度	K版45度

当印版排列适当，四种颜色组合在一起会产生许多玫瑰花形状的网点组。人眼对水平及垂直图案的定位能力最强，而45度角正好是以上两个角度的一半，最不易被察觉。所以灰度图象及CMYK图象中的黑版都用45度角印刷。(如果灰度图象恰好是强调对角线的内容，那么45度网屏反而会产生粗糙的干扰图案，或恰好强调了网屏本身，这时应避免采用45度角网屏。)C、M、Y、K四个色版之所以采用上面的角度安排，是从四色彼此相对的深浅差异来考虑的。黑色最深，故采用45度以尽可能同时远离水平方向及垂直方向。青版和品版分别与垂直方向成15度角，但彼此相反。黄版是最浅的色版，所以将它放置在水平方向上，因为黄版网屏效果最不明显。但如果一幅图象的主要内容包含大量的黄色，则可以将黄版的角度与另一种成分较少的色版对调。

这里顺便谈谈龟纹的问题，龟纹问题是每一个设计者、分色员及印刷操作人员都有可能遇到的问题。产生龟纹的主要原因是网屏角度。例如，当图象中包含与网屏图案相干扰的矩形图案时(如某些编织条纹和数字化底纹)，会出现龟纹。调整出现问题的颜色的角度有时能改善效果，当然，你也可以通过软件方式加以调整，先将图象轻微柔化，再用虚光蒙版进行锐化，请看《图象锐化技术》。

定位不准或彩色印版排列不当是出现龟纹的另一个主要原因。好在较新的激光照排机和直接制版机的网屏技术，实际上已经基本解决了在输出过程中Postscript可能引入的龟纹问题。定位不准可能出现在输出过程中，这时，网屏的角度与理想的角度有轻微的不同；也可能出现在印刷过程中，它使每个玫瑰花状网点组形状不一致而出现龟纹。由照排机和直接制版机在半色调处理过程中产生的网格是由矩形象素组成的，它很容易输出黄版及黑版的90度及45度，但是无法同传统的青版105度、品版75度角排列完全一致。如何解决传统网屏角度与计算机输出网角的矛盾问题，一直是人们关心的话题。现在，另一种称作调频(FM)网屏的技术正在得到运用，关于它的优缺点方面，请看《FM网屏技术》。

印刷品的再一次扫描印刷是造成龟纹的第三个原因。印刷品原稿本身已经是半色调图案了，用它的扫描稿再次印刷，则第二次半色调网屏将与原来的网屏发生干扰。在图象编辑软件中，基本上可以消除印刷品原有网纹的副作用，一般的方法是，先将图象轻微柔化，再用虚光蒙版进行锐化，请看《图象锐化技术》。

网屏角度及输出分辨率

我们称一幅图象在发送到最后的输出设备时所具备的分辨率为输出分辨率，这是指你所编辑的图象在提交时，它的分辨率。它是由你选择的印刷网目频率lpi决定的。有关网目频率问题，可以参考《数字半色调技术基础》。目前中国的印刷行业中，常采用的方法是：输出分辨率是网目频率的两倍。例如，你打算用150线的网目频率印刷，那么所有的图象在编辑时将分辨率设置在300dpi。但这只是一种经验值，它并没有说明问题的根结。如果你去输出中心咨询，他们也拿不出令人满意的答复，然而大家都这么作，就认为这是对的，事情往往这样。实际上呢，决定图象的最终分辨率的，是网目频率及网目角度。对于绝大多数图象，真正理想的输出分辨率与网目频率的比率(半色调系数)应该是接近1.5比1，而不是2比1。请往下看：

不论图象是来源于扫描仪还是数字相机，图象的分辨率总是以水平角度进行测量的。可是，当照排机、直接制版机或其它Postscript输出设备产生数字半色调彩色分色片时，半色调网屏却是有角度的，因为不以彼此不同的角度叠印的话，网点将叠加在一起产生干扰。

图象分辨率的水平角度与半色调网屏所采用的角度之间的差异是很重要的关键因素，它影响到使用Postscript输出每一个半色调网点所必需的原始信息总量。从理论上讲，一个单独的象素，应该提供产生一个半色调网点所需的所有信息，这样，理想的半色调系数就是1比1。也就是说，图象上的一个象素点，就是最终输出网屏上的一个网点。但实现这一点的前提是网屏和图象分辨率的角度是一致的，这已经被证明是不可能的了。网屏以一定的角度排列，黑版的角度最大，它与水平及垂直方向的夹角均为45度。想想看，当你将给定长度的一条水平线旋转45度时，它在水平方向的长度将被缩短，看看左边的图。为了补偿缩短的部分，方法自然是将这根线延长到原来的1.41倍。这是个三角问题，这里不再多谈。应该注意的是，四色印刷中，黑版与水平及垂直方向的夹角最大，都是45度。青版及品版的夹角都较小。仔细看看文章开头的几幅图，你可以得出结论，为弥补网屏转角所产生的在水平及垂直方向上的数据损失(象刚才举例说的，将水平线旋转45度)，则原图象必须提供损失的数据部分。而最大的损失在黑版。1.41倍就是从这里来的。也就是说，Postscript半色调设备的光栅处理器最多需要相当于1.41个象素的数据，才可产生一个精确的半色调网点。

下图表示如果一幅图象包含了多余的信息(输出分辨率与网目频率的比值为2比1)，那么多种颜色或灰度等级将被平均，并被降低到某一个单独的数值，结果会出现不理想的图象对比度和细节。古语说，宁可雪里送碳，不要锦上添花。在图象中塞入过多的数据，只会增加存储量和输出费用，而对于提高印刷质量并无什么好处，事实上，输出质量还会受到影响。

大多数情况下，半色调系数为1.5比1时就足以再现良好的细节和对比度了。除非是极其精细的图象，如复杂的建筑图，那是另一个问题。

(a)	(b)	(c)	(d)	(e)

图象中包括的象素过多时，经过半色调处理之后，对比度和细节反而受到损失。(a)是当dpi与lpi之比为1.4比1时，进行半色调处理前相邻象素的值。(b)是当dpi与lpi之比为2比1时，进行半色调处理前相邻象素的值。(c)照排机的RIP把一个半色调单元中的全部值取平均值得到每个半色调网点的数值。(d)RIP把一个单元中的全部色调值相加再除以组成每个单元的网格数。(e)平均处理的结果，与半色调处理前的(b)和包含有适量数据的图象(a)相比，它的对比度和细节都降低了。

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