МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

СЕВЕРО-ЗАПАДНЫЙ ИНСТИТУТ ПЕЧАТИ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИИ И ДИЗАЙНА

Факультет: Полиграфических технологий и оборудования

Специальность: 261202

Форма обучения: очно-заочная

Кафедра: Технологии полиграфического производства
КУРСОВАЯ РАБОТА

По дисциплине «Технология обработки изобразительной информации»

Тема работы: «Анализ причин муарообразования»
Выполнил: студент гр. Т-5 ____________

/Воротилина Г.А./

(подпись)

(Ф.И.О.)

Руководитель: ст.преподаватель_______________

/Костюк И.В./

(уч. зв., степень) (подпись)

(Ф.И.О.)

Дата защиты работы _____12.12.08__________

Оценка _______________
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

2009 год
Реферат
Курсовая работа содержит 24 с., рисунков 8, источников 8.
Муар, розетка, растровая решетка, частота муара, угол поворота растра, четырехцветная печать, нерегулярное растрирование, регулярное растрирование
Объектом исследования являются процессы муарообразование на растровых оттисках, в частности на оттисках офсетной печати.

Цель работы – исследовать причины муарообразования на растрированных изображениях.

Результат работы – рассмотрены причины образования муара, виды муара, способы борьбы с ним, в исследовательской части курсовой работы проведен анализ причин появления муара на оттисках офсетной печати.
                       
Содержание
Введение

1 Явление муара в однокрасочной и цветной репродукции

1.1 Физические основы муара

1.2 Параметры муара

1.2.1 Частота муара

1.2.2 Контраст муара

1.3 Виды муара

1.3.1 Виды муара по природе возникновения

1.3.2 Виды муара по характеру муарового рисунка

1.4 Розеточный муар

2 Методы коррекции муара

2.1 Печать с совмещением растровых решеток

2.2 Поворот растров цветоделенных изображений. Системы растровых углов.  

2.3 Нерегулярное (стохастическое)  растрирование

3 Исследование причин муарообразования на оттисках офсетной печати

Заключение

Список использованных источников

Приложение А

Приложение Б

Приложение В

 

Введение

При создании изображений в современной полиграфии используются регулярные растровые структуры, одним из недостатков которых является муарообразование. В полиграфии, когда разностная составляющая исходных растровых структур становится видимой при печати, возникает муар. При использовании регулярных растров муар присутствует на оттиске всегда, но может быть как четко выраженным, так и практически незаметным. Исследование данной проблемы кажется мне интересным, поскольку достаточно часто встречаются оттиски, содержащие муаровые структуры, из чего можно сделать вывод, что проблемы в этой области существуют.

В курсовой работе стоит задача в исследовании причин муарообразования на оттисках. Будут рассмотрены также виды муара и возможные способы его устранения. В исследовательской части на примере оттисков офсетной печати был проведено исследование муарообразования многокрасочной печати и выявлены причины его появления, ими стало неверное соотношение углов растровых решеток.
1 Явление муара в однокрасочной и цветной репродукции

1.1 Физические основы муара

Истоки муара лежат в формировании автотипного изображения, в растрировании. Автотипия - способ передачи полутонов изменением относительных площадей печатных и пробельных элементов.

Растрирование - преобразование полутоновых оригиналов в микроштриховые изображения фотомеханическим или электронным способом.

В процессе растрирования осуществляется преобразование полутонового оригинала в изображение, состоящее из дискретных элементов (элементы изображения, растровые точки), пригодные для получения формы (фотоформы или печатной формы). При регулярном растрировании центры растровых точек расположены на одинаковом расстоянии друг от друга, но имеют различный диаметр.

Муар - видимый, периодически повторяющийся паразитный рисунок, возникающий при наложении двух или более растровых изображений. На рис.1 приведен пример изображения, содержащего муаровые структуры, возникающего при регулярном растрировании.



Рис.1 Изображение, содержащее муаровый рисунок
Муар - не только полиграфический термин. Физические принципы, порождающие муар распространены гораздо более широко. По отношению к муару можно применить термины разностная частота или биение частот. Дело в том, что при суммировании сигналов (электрических, оптических и т.д.) результирующий сигнал содержит помимо суммарной составляющей так же и разностную составляющую исходных сигналов. И это имеет к теме муара непосредственное отношение.

Явление муарообразования возникает при частотно-спектральном взаимодействии двух и более периодических растровых структур, несущих на себе информацию об изображении, и проявляется в виде новых двухмерных периодических субрастровых структур, воспринимаемых визуально человеком.

Зрительный аппарат человека в определенной мере представляет собой частотный анализатор. Если ему предъявляются сразу две дискретные частоты, то можно предполагать, что визуально человек может обнаружить эти частоты и  их биения, т.е. разности и суммы. Таким образом, можно гипотетически предположить, что человек, рассматривая бинарную точечную растровую структуру, способен заметить комбинационные частоты, их разности и суммы.
«Два колебания могут в различной степени ослаблять или усиливать друг друга в зависимости от фазы их наложения. Если они характеризуются еще и различными периодами, то в результирующем колебании неизбежно присутствует т.н. разностная частота, значение которой менее исходных и может быть сколь угодно низким» [2]. Это явление поясняет рис. 2, иллюстрирующий появление частоты f/б в спектре сигнала, получаемого в результате сложения гармонических колебаний с частотами f/2 и f/3.

Рис. 2. В разных фазах наложения колебания

одинаковой частоты ослабляются (а)

или усиливаются (б)


Рис. 3 В результате сложения колебаний f/2 и f/3 образуется частота f/6

При использовании общепринятого в полиграфической индустрии амплитудно-модулированного растра вероятность возникновения муара достаточно высока. Амплитудно-модулированные растры подвержены возникновению муара потому, что в этих способах растрирования, в отличие от стохастических, присутствуют постоянные периодические величины, такие как число растровых элементов на единицу длины (линиатура), упорядоченность растровых точек относительно друг друга в каждой краске и между ними (определяется углом наклона растра и структурой растровой розетки) и так далее. Изменяемым (модулируемым) параметром в этих растрах является размер растровой точки (амплитуда), а все остальное остается константой. Периодичность амплитудно-модулированных растров и определяет то, что при наложении на их собственный период различных периодических процессов (сканирование, повторное растрирование и т.д.), становится возможным появление интерференционных картин, проявляющихся в виде муара. Определим, что такое интерференция:

Интерференция волн – это наложение волн, при котором происходит взаимное усиление в одних точках пространства и ослабление – в других. Результат интерференции зависит от разности фаз накладывающихся волн.

В данной работе акцент будет сделан на муар многокрасочной печати.

 «Муар многокрасочной печати - паразитный рисунок, возникающий на оттиске в результате интерференционного взаимодействия растровых решеток цветоделенных изображений, совмещаемых при печати. Фактическая заметность муара определяется его частотой и контрастом, которые зависят от цвета, тона и характера рисунка на тех или иных участках изображения. Такие участки (как и цветные изображения в целом) отличаются различной муарогенностью – возможностью возникновения муара той или иной степени заметности.»[4]

1.2 Параметры муара

К параметрам, характеризующим муар, относятся пространственная частота (период повторяемости) и контрастность. Рассмотрим эти параметры.

1.2.1 Частота муара

Точечную растровую структуру при частотном анализе можно рассматривать как результат совмещения двух или более линейчато-растровых структур». [5]

 «В местах наложения линий совмещаемых структур могут действовать разные закономерности: сложение, перемножение и другие. Так, например, при совмещении двух диапозитивов яркость в местах наложения линий перемножается, а оптическая плотность суммируется. Аналогичные законы действуют с определенной степенью приближения (с учетом ограничения из-за непрозрачности, рассеяния и других факторов) при наложении красочных структур на оттисках».[5]

«Пространственный спектр симметричной ортогональной растровой решетки наряду с частотой, равной ее линиатуре, характеризуется также и множеством других гармонических составляющих.

Так, если в ортогональных направлениях узлы решетки повторяются с шагом линиатуры равным 1/L, то под углами 45˚ и arc tg ½ (рис. 4) ряды узлов решетки чередуются чаще, т.е., соответственно с меньшими периодами соответственно и 1/(√5*L)  и 1/(√2*L).

Рис. 4. Частота чередования рядов, образуемых узлами решетки, и число узоров в рядах различны для разных направлений.

Однако число узлов или растровых точек в этих рядах обратно значениям частот последних и соответственно меньшими оказываются мощности гармоник, представляющих данные частоты в спектре решетки. Этим многочисленные частоты взаимодействуют с частотами других решеток, налагаемых на данную с произвольной ориентацией и пространственной фазой, порождая дополнительные периодические процессы различной мощности и периодичности

Связь периода муара с взаимной ориентацией решеток легко установить, вращая друг относительно друга две ее сложенные вместе растровые фотоформы и рассматривая их на просвет. Для двух линейных растров монотонные изменения периода муара и его картина повторяются через 180⁰, а для точечных ортогональных и гексагональных соответственно через 90⁰ и 60⁰. Механизм образования порождающих муар периодических сгустков и разряжений печатных элементов при попарном совмещении линейных и ортогональных решеток одинаковой линиатуры под некоторым малым углом поясняет рис. 5, а характер изменения периода муара в связи с углом совмещения иллюстрируют графики на рис. 5 применительно к растровым структурам различной геометрии.



Рис. 5. Зависимость периода муара от угла совмещения двух линейных (а), точечных ортогональных (б) и точечных гексагональных (в) растров.

При совпадении решеток (угол 0⁰ и углы кратные периодам графиков рис. 6) период муара, стремясь  к бесконечности, превосходит физические размеры иллюстрации. Даже при незначительном отклонении от этих углов на ней помещается лишь одно разряжение или сгусток печатных элементов. В первом случае точки растровые точки двух изображений располагаются рядом, образуя наибольшую запечатанную площадь, и перекрываются во втором, освобождая от краски наибольшую пробельную площадь. Однако незначительная, в половину шага линиатуры, нестабильность приводки печатного листа ведет к резкому изменению характера автотипного синтеза (пространственное смешение или наложение красочных слоев) по всему изображению и отклонениям общего цвета и тона в тираже – цветовому дисбалансу». [4]

1.2.2 Контраст муара
Контраст муара определяется тоном или относительной площадью печатных элементов совмещаемых участков цветоделенных изображений.

Наибольший контраст муара получается при относительном размере точек 50-60%, а при малых и больших размерах он уменьшается.

Контраст пятен муара монотонно ослабевает от участков средних тонов к теням и светам. Т.е. муар имеет максимум своего проявления в области полутонов. Это связано с тем, что элементы растра, формирующие разностные частоты, имеют максимальный размер при 50% растровой точки.

 Различимость муара на репродукциях, образуемого красной, синей и дополнительной красками, в большей степени зависит от контраста муара. Контраст муара – это разница в оптических плотностях  или для цветных участках – в цвете  участков, где большинство растровых элементов совпадает (минимум муара), и участков, где большинство элементов расположено рядом (максимум муара).

В случае двойного наложения максимальный контраст имеет место, когда изображение представлено растровыми точками, т. е. относительной площадью 50%. Это же значение в данном случае имеет и минимальная суммарная запечатываемая площадь S_min там, где печатные элементы и пробелы двух изображений совпадают. Коэффициент отражения в картине муара здесь максимален, поскольку в нем преобладает отражение ρ_б бумаги, а не сплошного красочного слоя ρ_т:

           (1)

Там, где растровые точки одного изображения закрывают пробелы другого, т. е. при максимальной площади запечатки S_max, равной, с учетом сделанных выше допущений, в этом примере 100%, коэффициент отражения минимален и определяется отражением сплошного красочного слоя. Поэтому контраст муара:

         (2)

где К - общий контраст печатного процесса, оцениваемый соотношением отражений незапечатанной бумаги ρ_б бумаги и красочного слоя ρ_т.

Если говорить о разнице в цвете участков, то нужно упомянуть такой параметр, как ∆Е, являющийся характеристикой цветового различия, величина которого в самом общем случае измеряется расстоянием между двумя точками трехмерного пространства, т. е. диагональю куба, ребра которого образованы разностями координат L, а и b двух сравниваемых цветов:

               (3)

 На контраст муара оказывает существенное влияние порядок наложения красок, градация изображения, условия печати. Если печать ведется с сушкой оттисков перед нанесением последующей краски – «по-сухому», то влиянием условий печати можно пренебречь.

Желтая краска обуславливает самый низкий контраст муара. Это дает возможность располагать растры, отпечатанные желтой краской под углом 15⁰ к красным и синим, хотя при этом угле получается довольно крупный муар, что можно видеть при наложении негативов. По этой же причине крупный квадратный муар при трехкрасочной печати незаметен. Холодные краски – пурпурная и голубая – дают меньший контраст муара, чем красная и синяя. Черная краска, имеющая большое поглощение во всех спектральных зонах, обусловливает высокий контраст муара.

Характер муара зависит также и от значений линиатур совмещаемых изображений. Так, например, растровые решетки с линиатурами 50 и 70 лин/см, совмещаемые без разворота друг относительно друга, дают приблизительно ту же частоту паразитного рисунка, которая имеет место при взаимном наложении двух растров линиатуры 50 лин/см под углом 45°.

Подведем итог вышесказанному: муар есть не что иное, как биение частот. Физическая основа муара одна – разностная частота двух или более регулярных структур. Видимость муара определяется его частотой, также она зависит от оптической плотности красок и процента растровой точки каждой из растровых структур. Причины возникновения наложение растровых решеток под углом друг к другу.

1.3 Виды муара

1.3.1 Виды муара по природе возникновения

Муар можно классифицировать по природе его возникновения: предметный и собственный.

Для оригиналов с четко выраженной тонкой собственной структурой возможно появление предметного муара, который практически невозможно устранить. Он возникает в результате взаимодействия периодического мелкоструктурного рисунка - текстуры (если таковая имеется на самом оригинале) с одной или несколькими из частот пространственной дискретизации в репродукционном процессе. Этот муар еще называют сюжетным. Это часто случается при печатании фотографий объектов с мелким узором, таких как ткань на мужских пиджаках и женских свитерах. В этом случае узор на изображении может оказаться мельче, чем линии растра.

Собственный или «внутренний» муар – в той или иной мере выраженный низкочастотный рисунок, характеризующий однокрасочные фоновые оттиски. Он возникает в результате взаимодействия ортогональной решетки синтеза с формируемым в ней растром.

Эти два вида муара имеют место на черно-белых репродукциях. В цветной тоновой печати они являются, как бы дополнительными и их заметность может быть, как усилена, так и ослаблена основным муаром.

1.3.2 Виды муара по характеру муарового рисунка

 Можно классифицировать муар по геометрическим признакам: муар в виде квадратов  или полос  и муар в виде мелких различных форм группировок растровых элементов, называемый розеточным. Первый вид муара образуется  при небольших углах между взаимодействующими структурами, второй – при углах обычно больших 15°.

В цветной тоновой печати «при совмещении под углами порядка 5-10º муар образует крупные контрастные сгустки и разряжения растровых точек, располагающиеся в узлах новой относительно грубой решетки, имеющей ту же геометрию, что и исходные. Применительно к наиболее употребимому симметричному ортогональному растру такой особенно заметный паразитный рисунок называют иногда «квадратным муаром» (рис.6)



Рис.6 Квадратный муар

1.4 Розеточный муар

«По мере увеличения угла размеры сгустков и разряжений уменьшаются, а их частота растет. Таким образом, критическим углам попарного совмещения растровых решеток 90°, 45°, 30° соответствуют минимальные значения периода муара и его предельно высокая частота. В таких случаях печатные элементы разных красок образуют специфическую, менее заметную круговую структуру – розеточный муар»(рис.7)[4]



Рис.7 Розеточный муар

 Каждый раз, печатая растровые изображения, мы получаем повторяющуюся структуру с ячейками (расположенные на сетке квадраты, в которых формируются растровые точки). Поскольку эти точки формируются, начиная с центра ячейки, и увеличиваются к внешним краям, то при наложении нескольких ячеек под различными углами образуется розетка, которая по форме напоминает окружность.

При небольших линиатурах растра розетки хорошо видны, как и любая другая повторяющаяся структура.  Но при более высоких линиатурах тысячи розеток сливаются, создавая плавную «поверхность» изображения. На достаточно больших расстояниях рассматривания эти области сливаются, создавая впечатление фотографических деталей изображения.

Существует два типа розеток, которые можно создать в четырехкрасочном изображении: с открытым центром и закрытым центром.

Розетки с открытым центром не содержат точки в центре. Эту структуру иногда называют робастной (устойчивой), поскольку она препятствует смещениям цветов в изображении при небольших нарушениях приводки. С другой стороны, розеточная структура с открытым центром более различима и обычно дает при низких линиатурах растра несколько более светлый тон, чем аналогичные изображения, использующие розетки с закрытым центром. Это происходит из-за увеличения площади незапечатанной бумаги.

В связи с тем, что розеточная структура с открытым центром более заметна, он лучше подходит для использования при более высоких линиатурах растра, где элементы малы и трудноразличимы, - 150 lpi и выше».[2]

В закрытой розетке в центре несколько большего кольца имеется сгусток краски, образованный наложением нескольких печатных элементов. При использовании розеток с закрытым центром площадь незапечатанной бумаги становится намного меньше, т.е. здесь больше возможностей для показа цвета, а розеточный узор менее заметен, поэтому данный режим более подходит для низких линиатур растра. Но здесь критическим фактором становится приводка: незначительное нарушение приводки может вызывать существенное смещение (искажение) цветов.

 Этим двум типам муара присущи следующие закономерности:

·  Если наибольшая заметность микромуара, образуемого открытыми розетками, смещена в область теней, то на оттиске с закрытыми розетками он легче обнаруживается в более светлых тонах;

·  При равенстве относительных площадей точек трех совмещаемых структур открытые розетки дают меньшую общую запечатываемую площадь и соответственно отличаются большей светлотой (значением координаты L* в системе  Lab MKO);

·  Цвет нейтральных, серых полей, воспроизводимых полыми розетками, смещен в зеленую область (значение координат а* относительно малы), а для закрытых розеток к пурпурному тону (значения координаты b* относительно велики);

·  В трехкрасочном наложении наибольшее, порядка семи единиц, цветовое различие имеет место при относительной площади точек около 75%».[4]

Повысить стабильность тоно- и цветопередачи в регулярной растровой системе можно путем направленного нарушения геометрии розеток на тех участках тонового диапазона, где она наиболее выражена.

Подведем итог вышесказанному: на черно-белых изображениях возможны два вида муара: предметный и собственный, он является как бы дополнительным к основному муару в цветной тоновой печати, где в свою очередь различают т.н. «квадратный» и розеточный муар.

2 Методы коррекции муара

Для коррекции муара существует целый ряд программных средств, позволяющих максимально минимизировать его, обычно частично пожертвовав общей резкостью оригинала

В современной полиграфии существует три основных способа борьбы с муаром: снижение заметности муара за счет поворота растрированных изображений относительно друг друга; снижение заметности муара за счёт повышения линиатуры применяемых растров; применение нерегулярных растров, позволяющее избежать возникновения муара.

В офсетной печати для снижения заметности муара с успехом используются стандартные углы поворота растрированных изображений. В офсетной печати для растрирования используются растры одного периода.

Итак, рассмотрим основные способы борьбы с муаром.

2.1 Печать с совмещением растровых решеток

В данном способе пространственную частоту муара стремятся сделать настолько низкой, чтобы в ее периоде, превышающем размеры самой иллюстрации, не успевали повториться сгустки или разряжения растровых точек. Этого добиваются путем особо точной приводки бумажного листа в т.н. печати «точка в точку».

«Помимо высокой точности угловой приводки необходимо еще и тщательное параллельное совмещение печатного листа с формой. Параллельный сдвиг двух решеток цветоделенных изображений на половину шага растра ведет к цветовому дисбалансу, который в этом случае будет наибольшим при относительной площади точек, например 50%».[4]

Печать «точка в точку» нашла в последние годы практическое применение в тех системах цифровой печати и цветопробы, где все краски наносятся на подложку в едином краскопрогоне.

2.2 Поворот растров цветоделенных изображений. Системы растровых углов.  

Решетка под углом 90º по сути эквивалентна решетке под углом 0º, - точно так же, как решетка под углом 135º эквивалентна решетке под углом 45º (хотя при асимметричных формах пятен их ориентация изменяется при любом угле поворота, что, однако не существенно для образования структур муара). Поэтому максимально возможно отличие между двумя налагаемыми растрами составляет 45º. Если создается двухтоновое изображение Duotone (Дуплекс) углы растров двух красок должны отличаться на 45^º (доминирующая краска должна располагаться под углом 45º, т.к. он наименее заметен; вторичная – под углом 0º).

В полиграфической промышленности был установлен стандарт для цветных изображений, состоящих из комбинации из четырех компонентов системы CMYK: три – с угловым смещением относительно друг друга на 30º и один – на 15º. Голубой под углом 15º, черный – 45º, пурпурный – 75º и желтый под углом 0º.

Растры контрастных, «рисующих» (черной, голубой и пурпурной) красок образуют муар меньшего периода, т.к. отнесены друг от друга на 30˚. Растр желтой краски, располагаемый под углом 15˚ по отношению к двум из них, дает более низкочастотный, но в то же время менее заметный муар в силу его относительно невысокого контраста. В гексагональной структуре этому варианту соответствуют углы 0˚, 10˚, 20˚ и 40˚. Всю систему углов иногда незначительно смещают в ту или другую сторону на 7,5˚, с тем, чтобы линии печатных элементов и желтой краски, будучи близкими к горизонтали или вертикали, не создавали заметных ступенчатых искажений на краях изображения.

Поскольку желтая краска является наиболее светлой и наименее заметной, ее растр можно спокойно расположить под углом 0º, несмотря на то, что угол этот является наиболее заметным и отклоняется от ближайшего компонента всего лишь на 15º. Отметим, что растр голубой краски иногда устанавливается под углом 105º; но при растровых точках симметричной формы это на самом деле эквивалентно 15º (и даже при растровых точках асимметричной формы это не дает существенных отличий).

При наложении четырех компонентов CMYK под указанными углами размер элементов муара становится минимальным. Но если эти углы слегка отклоняются, сразу возникают трудно разрешимые проблемы мозаичности».[2]

На рис.3 показаны изображения, получающиеся при различных углах поворота. Картинка, получающаяся при угле 15 градусов, в точности повторяет картинку муара, иногда возникающего в телесных или зеленых тонах. Разностная составляющая появляется, если пространственные частоты фотоформ равны. Это связано с тем, что поворот одной из фотоформ на некоторый угол приводит к относительному увеличению ее пространственной частоты по отношению к другой фотоформе.



Рис.3Вид Муара при различных углах наложения двух растровых структур.

Отметим, что при малых углах поворота линиатура разностной составляющей так же имеет небольшое значение. Очевидно, что поворот на 45 градусов является наилучшим вариантом с точки зрения предотвращения муара, поворот на 30 градусов приемлем, а разница в 15 градусов может вызвать проблему при печати.     Теоретически разностная составляющая отсутствует при нулевом угле поворота растров друг относительно друга. Однако практически осуществить такой режим печати сложно. Любая ошибка совмещения фотоформ при печати вызовет появление муара низкой частоты - наихудшего случая муара (рис.3 для случая 5 градусов). Другая проблема, с которой можно столкнуться при этом - смещение цвета. Краски, нанесенные на бумагу, действуют как фильтр для света, отражающегося от бумаги. Однако в связи с неидеальной природой красок результирующий цвет для случая, когда растровые точки различных красок расположены рядом будет отличаться от цвета для случая, когда они наложены друг на друга. Когда краски печатаются с одним углом поворота, то даже небольшая ошибка совмещения фотоформ приводит к смещению цвета, так как растровые точки в одном случае расположены рядом, а в другом наложены друг на друга. Смещение цвета и муар часто соседствуют на оттиске.

При трехцветной печати или в случае, когда процентное содержание фотоформы черной краски низкое желтую краску стоит расположить под углом 45 градусов.

Использование технологий GCR (Gray Component Replacement) и UCR (Under Color Removal), которые предназначены в основном для уменьшения общего количества краски, способствует также уменьшению вероятности возникновения муара. Это связано с тем, что, хотя процентное содержание фотоформы черной краски возрастает, процентное содержание других фотоформ уменьшается в большей степени, так как оптическая плотность черной краски выше. При высоком уровне генерации черной краски в любом месте изображения будет присутствовать только три краски, что существенно уменьшает вероятность муара.

Черная составляющая присутствует практически во всех оттенках цветного изображения (за исключением чистых цветов), а не только в темных нейтральных тонах. В системе GCR оттенки создаются только тремя или меньшим количеством красок, причем одна из них - всегда черная. Преимущества использования технологии GCR: уменьшается муар, характерный для коричневых тонов, созданных четырьмя красками, так как коричневые оттенки создаются из двух цветных и из черной красок, проблемы с приводкой красок в процессе печатания уменьшаются, поскольку черное преобладает и покрывает большинство контуров и областей изображений.

Суть технологии UCR состоит в замене в процессе цветоделения трех цветных красок триады, присутствующих в одном элементе цветного оригинала, на эквивалентное количество черной краски. При печатании цветных, особенно темных, изображений наибольшие сложности возникают в самых темных местах изображения, поэтому целесообразно уменьшить количество триадных красок (CMY) в тех местах, где будет нанесена черная краска, сократив тем самым их суммарное количество. Этот метод в русской технической литературе получил название «вычитание из-­под черного цвета» или «уменьшение цветных красок». При использовании технологии вычитания из­-под черного все тона, состоящие из равного количества триадных красок (так называемые нейтральные, ахроматические тона), печатают черной. Технологию UCR при цветоделении применяют главным образом к темным цветам, что практически не влияет на воспроизведение остальных оттенков.

При сканировании растрированных оригиналов нужно использовать фильтр, устраняющий растровую структуру изображения.

В ряде случаев в целях расширения цветового охвата полиграфического синтеза помимо голубой, пурпурной и желтой красок используют краски, цвета которых являются дополнительными к цветам полиграфической триады, т.к. красную (оранжевую), зеленую и синюю (фиолетовую). Новых проблемы с образованием муара в этом случае не возникает, если растры этих красок расположены под углами красок соответствующих основных цветов, т.е. красная (оранжевая) использует угол для голубой, зеленая для пурпурной, а синяя (фиолетовая) для желтой.

Растры красок дополнительных цветов можно располагать также под одним и тем же углом, например, 30˚ или 60˚ (между голубой и черной или между черной и пурпурной), поскольку из одновременное присутствие на любом цветном участке изображения исключается самой идеей печати по принципу Hi-Fi Color.

Семикрасочная печать CMYK+RGB так же печатается при высоком уровне GCR и, в связи с тем, что RGB противоположны CMY, для ее печати требуется всего три угла: Cyan, Magenta, Yellow печатаются с углом 15 градусов, RGB краски печатаются с углом 75 градусов а черная краска расположена под углом 45 градусов. Соображения сдесь те же, что и в предыдущем случае - в связи с высоким уровнем GCR краски, расположенные под одним углом вместе на оттиске не появятся.

Любую отличную от рекомендованных изготовителем растрового процессора комбинацию углов и линиатур нужно проверять и искать оптимальные комбинации для каждого конкретного растрового процессора, набора красок и т.д.

 «Наиболее распространенный метод  коррекции заключается в минимизации пространственного периода муара. Его частоту стремятся сделать как можно более высокой с тем, чтобы он не был заметен благодаря слитному восприятию усредняемых зрительным анализатором колебаний тона и цвета при относительно малом периоде следования розеток».

Ниже приведены нормы ISO для углов поворота растров:

Для полутонового точечного растра без главной оси поворота точек номинальная разница между углами поворота растра для голубого, пурпурного и черного цветов должна быть 30 градусов, при этом угол поворота желтого  растра  должен отличаться от других цветов на 15 градусов. Угол наклона растра преобладающего цвета должен быть равен  45 градусам; эти значения относятся к  пленкам.

Для полутонового точечного растра с  заданной осью наклона  номинальная разница между углами поворота растра для голубого, пурпурного и черного цветов должна быть равна  60˚. Угол поворота растра  желтого  цвета должен отличаться от другого цвета на 15 градусов. Угол наклона растра преобладающего цвета должен быть равен  45 градусам или 135 градусам; эти значения относятся к  пленкам.

2.3 Нерегулярное (стохастическое)  растрирование

«Технология нерегулярного растрирования стала привлекать к себе внимание с самого начала своего появления, так как она действительно позволяет повысить качество оттисков. Первые нерегулярные растровые структуры были получены при изготовлении печатных форм для литографии. В качестве основы такой формы брался литографский камень с естественной зернистостью, которая имела случайный характер. Позднее был разработан так называемый безрастровый офсет - способ создания полиграфических репродукций, при котором в качестве растровой структуры использовали естественную зернистость алюминиевой пластины. Однако этот способ позволял получать формы только с низкой тиражестойкостью.

Примерно в конце 60-х - начале 70-х годов были изготовлены оптические модуляторы, работающие по контактному или проекционному принципу и позволяющие производить нерегулярное растрирование, - растр, работающий по принципу поглощения, для создания которого использовалась естественная зернистость фототехнической пленки. С разработкой новых видов растров началось развитие теории нерегулярного растрирования». [6]

«Еще одно их название такого вида растрирования - частотно-модулированные растры (frequency modulated, FM) в противоположность традиционным амплитудно-модулированным (amplitude modulated, AM) растрам. В борьбе за повышение качества полиграфической продукции FM-растрам принадлежит особое место. Попытаемся разобраться почему. На рис.8 приведены результаты растрирования одного и того же оригинала по разным алгоритмам: переменная по величине растровая точка при традиционном растрировании и итог работы алгоритма стохастического растрирования. Полутоновой точке оригинала в стохастике ставится в соответствие «облако» одинаковых по размеру точек, количество которых определяется уровнем яркости точки на оригинале, а взаимное расположение точек квазислучайно. Чем темнее точка на оригинале, тем больше будет число точек в «облаке».


Рис. 8  Принципы формирования регулярного и стохастического растров

Алгоритмы стохастического растрирования цветных полутоновых изображений, конечно же, несравненно сложнее описанного, но принципы формирования растра идентичны.

Охарактеризуем результаты работы алгоритмов стохастического растрирования и назовем те особенности, которые сделали их столь привлекательными для использования в полиграфии.

«Данная технология предполагает создание полутонов изображения на оттиске за счет изменения густоты (частоты) расположения одинаковых по размеру и форме растровых элементов при получении полутонов изображения на фотоформе (печатной форме). Технология разработана специально для повышения качества передачи мелких деталей изображения на оттиске и снятия проблемы муара на многокрасочных оттисках, что особенно важно в случае использования технологии Hi-Fi Color и при сканировании растровых изображений.

Стохастическое растрирование позволяет воспроизводить очень тонкие линии, мелкие детали и плавные переходы полутонов, что неосуществимо при использовании обычного метода печати полутоновых изображений с применением регулярных растровых структур. Стохастическое растрирование незаменимо, когда необходима качественная печать альбомов и фирменных каталогов, например мебели, изделий из кожи или дерева, оформления интерьера, модной одежды, где требуется воспроизведение тонких фактур материала.

Использование стохастического растрирования приводит к заметному повышению качества цветных изображений на оттиске при печати на бумаге более низкого качества по сравнению с качеством при печати на этой же бумаге с применением традиционного растрирования, например при печати многокрасочных газет, и упаковки.

Технология стохастического растрирования относится к технологии растрирования с использованием растров с нерегулярной структурой. Такая структура образуется электронным путем с помощью аппаратных и программных средств. Полутона создаются за счет изменения частоты растровой структуры, то есть изменения количества элементов на единицу площади изображения в зависимости от градационного уровня. При этом множество мелких точек заменяет большие точки, получаемые при традиционном растрировании.

Стохастическое распределение растровых точек обладает следующими преимуществами:

• хорошее восприятие полутона благодаря отсутствию видимой растровой структуры;

• плавная тонопередача вследствие отсутствия сцепления точек углами;

• нет необходимости в повороте растровой структуры при многокрасочной печати;

• на оттиске не возникают дополнительные низкочастотные структуры в виде розеток и муара;

• не происходит наложения двух периодических структур при сканировании оригиналов  - полиграфических оттисков, а следовательно, меньше вероятность возникновения муара.

Подведем итог: наиболее важные с точки зрения сюжета краски нужно располагать под углом не менее 30 градусов друг от друга. Печать двух красок с одним углом поворота растра возможна для случая, когда присутствие одной из красок в любой части изображения исключает полностью или сводит к минимуму присутствие другой краски. В современной полиграфии существует три основных способа борьбы с муаром: снижение заметности муара за счет поворота растрированных изображений относительно друг друга; снижение заметности муара за счёт повышения линиатуры применяемых растров; применение нерегулярных растров.
3 Исследование причин муарообразования на оттисках офсетной печати
Цель исследования: определить причины муарообразования в четырехцветной офсетной печати.
Применяемые материалы и оборудование: оттиски офсетной печати с заметной муаровой структурой, транспортир
Методика проведения работы:

- на печатном образце определить область, содержащую муаровую структуру,

- измерить транспортиром углы наложения красок,

- установить причину муарообразования,

- предложить возможные пути решения проблемы
Для проведения исследования мной были отобраны образцы офсетной печати с заметной муаровой структурой. Офсетный способ печати является практически основным, благодаря экономичности и высокому качеству выпускаемой продукции, а также ее широкому ассортименту. Но, поскольку муаровые оттиски этого вида печати встречаются довольно часто, интересно будет разобраться в причинах этой проблемы, ведь в офсетной печати возможно отличное воспроизведение мелких деталей и хорошая передача полутонов.
Анализ печатных образцов

1) Рассматриваемый образец №1 – обложка книги рецептов. Растровые структуры расположены под углами:

Цвет	Угол наклона растра, °
Голубая	75
Пурпурная	105
Желтая	15
Черная	45

Исследуемый образец имеет наибольшую заметность микромуара, образуемого открытыми розетками, смещенную в область теней.

Причиной муарообразования стало неверная установка угла поворота растра желтой краски на 15 градусов. При большой интенсивности угол 15 градусов для желтой краски может привести к появлению муара.

Возможным выходом в данном случае может стать установка угла желтой краски на 0 градусов.
2) Следующий исследуемый образец №2 - обложка тетради, углы поворота растровых решеток следующие:

Цвет	Угол наклона растра, °
Голубая	105
Пурпурная	0
Желтая	75
Черная	90

 При трехцветной печати или в случае, когда процентное содержание фотоформы черной краски низкое желтую краску стоит расположить под углом 45 градусов.

Возможной причиной образования муара стал поворот растра желтой краски на столь высокий угол 75 градусов.

Решением проблемы в этой ситуации могла бы стать установка других значений углов поворота растра для всех четырех красок.

3) Образец №3 - упаковка листьев брусники имеет следующие углы поворота растров красок:

Цвет	Угол наклона растра, °
Голубая	105
Пурпурная	45
Желтая	0
Черная	165

На данном образце четко просматривается муар в виде полос в зеленых тонах изображения.

В случае если наиболее важные части изображения содержат серо зеленые тона, то следует поменять местами голубую и черную краски для предотвращения муара между желтой и голубой.

Причиной муарообразования стало неверное соотношение углов между голубой и черной красками.

В данном случае следовало установить углы для голубой краски 165 градусов, а для черной 105, так как возникает муар из-за несовместимости между желтой и голубой красками.
4) Образец №4 - Газета «Метро» имеет следующие углы поворота растровых решеток:

Цвет	Угол наклона растра, °
Голубая	60
Пурпурная	75
Желтая	15
Черная	90

Причиной возникновения муара здесь могли стать неправильные углы наклона растров голубой и черной краски. Однако не только это могло стать причиной возникновения муара. Любая ошибка совмещения фотоформ при печати вызовет появление муара низкой частоты. Поскольку данный образец ежедневная газета, то не исключена ошибка совмещения фотоформ, поскольку информация поступает непосредственно перед выпуском газеты в тираж, а действовать нужно оперативно. Также следует учесть, что газета напечатана на офсетной бумаге низкого качества, которая изготавливается из макулатурных бумаг.

Поскольку точной причины муарообразования для данного образца выявить не удалось, то и возможные пути решения проблемы не установлены.
5) Образец №5 - Газета «Справедливая Россия»:

Цвет	Угол наклона растра, °
Голубая	105
Пурпурная	60
Желтая	0
Черная	90

Образец имеет заметную розеточную структуру в телесных тонах.

 Наиболее важные с точки зрения сюжета краски нужно располагать под углом не менее 30 градусов друг от друга. Например, если изображение в наиболее ответственных частях содержит телесные тона, то следует поменять местами пурпурную и черную краски для предотвращения муара между желтой и пурпурной красками. Телесные тона более критичны к муару с точки зрения восприятия человеком.

Причины образования муара: образец содержит большое количество фотографий маленького формата, поэтому нужно учесть и тот фактор, что изначально при допечатной подготовке оригиналы этих фотографических изображений могли быть отсканированы с неверными параметрами, также не исключен вариант низкого качества самих оригиналов.
Вывод: в результате анализа печатных образцов были установлены углы поворота растровых решеток  для четырех компонентов системы CMYK для каждого оттиска, установлены причины, вызвавшие появление муара – это неверное соотношение углов поворота растра, также предложены возможные способы решения проблемы на конкретных образцах.
Заключение
В данной работе я исследовала причины возникновения муара на оттисках, полученных офсетным способом печати. Было исследовано влияние углов поворота растровых решеток на структуру розеток и их заметность.

В четырехцветной публикации муар возникает как результат взаимодействия четырех растровых структур. При печати изображений растровую структуру всегда поворачивают на некоторый угол. Для черно-белых изображений этот угол, как правило, 45 градусов. Для полиграфической промышленности установлен стандарт для комбинации из четырех компонентов системы CMYK: голубой под углом 15º, черный - 45º, пурпурный - 75º, желтый - 0º.

Муар бывает предметным (когда частота мелкоструктурного рисунка фактуры изображения совпадает с частотой растровой решетки, формируемой на оттиске) и собственным (как результат взаимодействия растровой решетки с формируемым в ней растром).

По структуре муар бывает розеточным (с открытым и закрытым центром) и квадратным.

Также в работе были рассмотрены методы устранения муара. Наиболее действенным и осуществимым из перечисленных трех способов является поворот растрированных изображений друг относительно друга.

В результате проведенного мной исследования были отобраны оттиски офсетной печати с заметной муаровой структурой. Причиной возникновения муара стало неверное соотношение углов поворота растровых решеток.
Список использованных источников:
Отраслевой стандарт

1.                  ОСТ 29.40-2003 «Технология и оборудование допечатных процессов в полиграфии. Термины и определения»
Учебники:

2.                  Блатнер Дэвид «Сканирование и растрирование изображений». М.: Эком, 1999 г.

3.                  Иванова Т. «Допечатная подготовка». СПб.: ПитерПринт, 2004 г.

4.                  Кузнецов Ю.В. Технология обработки изобразительной информации. М-СПб, Изд-во «Петербургский институт печати», 2002 г.
Статьи в журналах:

5.                  Ю.М. Овчинников «Частотно-спектральный метод оценки явления муара при полигафическом репродуцировании».// ВНИИКПП М.: Труды, т. 22, выпус 1, 1971.

6.                  Роман Коняшкин «Нерегулярное растрирование: теория и практика» //КомпьюАрт №10 2004 г.

7.                  Петр Нуждин. «Стохастическое растрирование». //КомпьюАрт  № 11 2004 г.

8.                  Стефан Стефанов. «Цветное изображение на оттиске как раскрашенное черное».// КомпьюАрт № 1 2004 г.