Пиксели, точки и размывание

Там, где это возможно, мы не пытаемся педантично придерживаться терминологии, но поскольку на практике попеременно употребляются термины «dpi» (число точек на дюйм) и «ppi» (число пикселей на дюйм), это неизбежно приводит к путанице.

Ведь точки и пиксели — это совершенно разные графические элементы со своими свойствами. (Некоторые специалисты даже настаивают на применении термина «spi» (число выборок на дюйм) вместо «dpi» для описания разрешения сканера — это и есть педантизм)

Пикселями обозначаются изменяющиеся уровни плотности. Один пиксель не может быть только красным, зеленым и синим одновременно, однако в нем не просто присутствует или отсутствует, а имеется в наличии разное количество красного, зеленого и синего. Отсюда и возникает понятие полутона.

Примером полутонового устройства служит монитор.

Тем не менее, большинство цифровых устройств вывода, предназначенных для получения твердых копий, не являются полутоновыми. Вместо пикселей в таких устройствах на бумагу наносятся или не наносятся точки краски или тонера, т. е. эти точки присутствуют или отсутствуют на бумаге. Разрешение цифровых принтеров выражается в точках на дюйм, которыми описывается число участков на каждом дюйме, где принтер может напечатать или не напечатать точку. При этом нельзя менять ни плотность краски, ни размер точки. Вместо этого, устройству вывода можно лишь дать команду печатать или не печатать каждую точку. Так, лазерный принтер с разрешением 600 dpi способен напечатать или не напечатать 600 точек на каждом линейном дюйме бумаги, тогда как фотонаборный автомат с разрешением 2400 dpi может сделать то же самое 2400 раз на каждом линейном дюйме. Плотность каждой точки остается неизменной, а управлять можно только месторасположением точек.

Для имитации полутонов на цифровых принтерах точки равного размера и постоянной плотности размещаются путем размывания, т. е. расположения в определенном порядке незаметно для глаза

Еще во времена аналоговой допечаткой подготовки полутоновые оригиналы преобразовывались в растры — определенный вид размывания, при котором точки постоянной плотности размещаются на равном расстоянии друг от друга, а их размер меняется, в результате чего получаются темные и светлые оттенки. Это делалось путем проецирования оригинала на материал печатной формы через цветные фильтры и трафаретную сетку (растр), похожую на проволочную сетку на двери. Отверстия в трафаретной сетке служили в качестве точечных линз, формируя крупные точки на темных участках и мелкие точки на светлых.

Подобного рода размывание до сих пор применяется на большинстве печатных машин, однако для создания цифрового растра на фотонаборном автомате или фотонаборной машине с выводом изображения на формную пластину печатаемые точки этого растра организуются в более крупные группы, называемые растровыми ячейками или пятнами. Для имитации традиционного аналогового растра точки включаются в каждый растровый элемент или исключаются из него. Такой вид размывания называется амплитудно-модулированным (AM) растрированием, формирующим обычный растр.

В результате растрирования полутона изображений, сформированных цифровым путем или сканированием, преобразуются из пикселей в точки для воспроизведения изображения

Например, на струйном принтере или на печатной машине.

Наиболее известный вид растрирования иногда еще называется упорядоченным размыванием, формирующим обычную растровую точку, помимо упомянутого выше АМ-растрирования

Другой вид растрирования (стохастический, или с рассеиванием ошибок) называется также частотно-модулированным (ЧМ) растрированием.

При АМ-растрировании изменяется размер точек, но не их месторасположение

В итоге, на темных участках наносится больше точек, а на светлых — меньше (или они вообще отсутствуют). Такой вид растрирования типичен для печатных машин, поскольку в его основу положен процесс переноса оригинала на печатные формы через растр.
В связи с тем, что при АМ-растрировании формируется растровая структура, возможны нежелательные артефакты многокрасочной печати вследствие конфликтов, возникающих между растрами отдельных красок. Подобных конфликтов можно избежать благодаря повороту растра каждой краски на так называемый угол наклона растра.

Другой вид размывания с рассеиванием ошибок, или ЧМ-растрирования применяется в большинстве струйных принтеров и редко на печатных машинах

При ЧМ-растрировании изменяется месторасположение точек, но не их размер. При этом на темных участках точки размещаются плотнее, а на светлых — они рассеяны дальше друг от друга. Чем более произвольный характер носит ЧМ-растрирование, тем больше разрешение полутонового изображения, получаемого на струйном принтере. ЧМ-растрирование иногда используется на печатных машинах.

Но вследствие того, что незначительные отклонения в режиме работы печатной машины в намного большей степени подчеркиваются при ЧМ-растрировании, чем при АМ-растрировании, применение первого ограничивается, в основном, высококачественными печатными работами в типографиях, накопивших большой опыт работы с ЧМ-растрированием.
Термическая возгонка красителя и фотографические методы вывода на печать относятся к полутоновым, поскольку они позволяют управлять  плотностью слоя красителя, благодаря чему отпадает необходимость в использовании точек и в растрировании.

Все это имеет значение для управления цветом, поскольку при управлении цветом по стандарту ICC используются только пиксели, но не точки, хотя конечный результат, скорее всего, формируется с помощью точек. Влияние алгоритмов растрирования можно определить путем сравнения их результатов с теми, что получены путем измерения и прогнозирования в системе управления цветом.

Таким образом, алгоритмы растрирования следует учитывать при управлении цветом, который воспроизводится конк­ретным устройством, поскольку различные алгоритмы растрирования обеспечивают разную передачу отдельных тонов.