Kontrola przyrostu punktu rastrowego (Dot gain control)

Kontrola przyrostu punktu rastrowego (Dot Gain Control lub Tone Value Increase – TVI Control) to ważny element procesu kalibracji i zarządzania kolorami (color management) w druku, w tym również w niektórych zaawansowanych zastosowaniach druku atramentowego wielkoformatowego (LFP), choć jest to pojęcie historycznie i najsilniej związane z tradycyjnymi technikami druku, takimi jak offset. Przyrost punktu rastrowego (dot gain) to zjawisko polegające na tym, że punkty rastrowe (halftone dots) na finalnym wydruku są fizycznie większe (lub wydają się optycznie większe) niż odpowiadające im punkty w oryginalnym pliku cyfrowym lub na formie drukowej (np. płycie offsetowej). Kontrola przyrostu punktu ma na celu zmierzenie, przewidzenie i skompensowanie tego zjawiska, aby uzyskać wydruk o pożądanej charakterystyce tonalnej i wierności kolorystycznej.

Dlaczego występuje przyrost punktu rastrowego?

Przyrost punktu jest naturalnym zjawiskiem fizycznym i może być spowodowany przez wiele czynników:

  1. Czynniki mechaniczne (głównie w druku offsetowym i podobnych):
    • Nacisk między cylindrami: W druku offsetowym, nacisk między cylindrem z formą drukową, cylindrem gumowym (obciągiem) a papierem może powodować lekkie “rozpłaszczenie” i powiększenie punktów farby.
    • Właściwości obciągu gumowego: Jego elastyczność i twardość.
  2. Czynniki związane z atramentem/farbą i podłożem (istotne również w druku atramentowym):
    • Wchłanianie i rozlewanie się atramentu/farby (Ink Absorption and Spreading): Kiedy kropla atramentu (w druku atramentowym) lub farba (w offsecie) trafia na podłoże drukarskie, może ona w pewnym stopniu wnikać w jego strukturę (zwłaszcza na podłożach chłonnych, jak papiery niepowlekane) i rozlewać się na boki (lateral dot spread), zanim wyschnie lub zostanie utrwalona. To boczne rozprzestrzenianie się powiększa efektywny rozmiar punktu.
    • Lepkość i napięcie powierzchniowe atramentu/farby: Wpływają na stopień rozlewania.
    • Chłonność, gładkość i powłoka podłoża: Różne media inaczej przyjmują atrament/farbę. Papiery niepowlekane zazwyczaj wykazują większy przyrost punktu niż papiery powlekane o gładkiej, mniej chłonnej powierzchni.
    • Ilość naniesionego atramentu/farby: Większa ilość może prowadzić do większego rozlewania.
  3. Czynniki optyczne (Optical Dot Gain):
    • Nawet jeśli fizyczny rozmiar punktu nie uległby zmianie, ludzkie oko może postrzegać punkty jako nieco większe niż są w rzeczywistości z powodu zjawisk optycznych, takich jak rozpraszanie światła wewnątrz podłoża (zwłaszcza w papierach niepowlekanych, gdzie światło penetruje włókna i odbija się od nich, “podświetlając” krawędzie punktu) oraz na styku krawędzi punktu z tłem. Ten efekt jest bardziej zauważalny w średnich tonach.

Konsekwencje niekontrolowanego przyrostu punktu rastrowego:

  • Przyciemnienie obrazu: Wydruki wydają się ciemniejsze niż powinny, zwłaszcza w średnich tonach.
  • Utrata detali w cieniach: Ciemne obszary mogą się “zalewać”, prowadząc do utraty subtelnych przejść i detali.
  • Zmiana kolorów: Przyrost punktu wpływa na każdy z kolorów procesowych (CMYK) inaczej (w zależności od ich właściwości), co może prowadzić do niepożądanych przesunięć kolorystycznych w barwach mieszanych.
  • Zmniejszenie zakresu tonalnego: Trudniej jest uzyskać jasne, czyste światła.
  • Niespójność między proofem a drukiem nakładowym (w tradycyjnych przepływach pracy).

Jak kontrolować przyrost punktu rastrowego?

Proces kontroli przyrostu punktu obejmuje jego pomiar i kompensację:

  1. Pomiar przyrostu punktu:
    • Drukuje się specjalne plansze testowe (kliny kontrolne) zawierające pola z różnymi procentowymi wartościami pokrycia rastrem dla każdego koloru procesowego (np. pola 10%, 20%, …, 50%, …, 90%).
    • Następnie, za pomocą densytometru refleksyjnego (lub czasami spektrofotometru z funkcją densytometryczną), mierzy się rzeczywistą gęstość optyczną tych wydrukowanych pól.
    • Na podstawie tych pomiarów, przy użyciu specjalnych wzorów (np. wzoru Murraya-Daviesa lub Yule-Nielsena), oblicza się rzeczywisty procentowy przyrost punktu dla każdej wartości nominalnej (np. pole, które miało mieć 50% pokrycia w pliku, na wydruku ma efektywne pokrycie 68%, co oznacza przyrost punktu o 18%).
    • Wyniki te tworzą krzywą przyrostu punktu rastrowego (Dot Gain Curve lub TVI Curve) dla danej kombinacji maszyna-farba/atrament-podłoże.
  2. Kompensacja przyrostu punktu:
    • Po zmierzeniu charakterystyki przyrostu punktu, tworzy się krzywą kompensacyjną, która jest niejako jej odwrotnością.
    • Ta krzywa kompensacyjna jest następnie stosowana na etapie przygotowania plików do druku (np. w oprogramowaniu RIP lub naświetlarce płyt CTP) lub czasami bezpośrednio w ustawieniach drukarki.
    • Działa to w ten sposób, że jeśli np. wiemy, że dla 50% w pliku drukarka daje 68% na wydruku (18% przyrostu), to aby na wydruku uzyskać pożądane 50%, plik musi zostać zmodyfikowany tak, aby w tym miejscu zawierał wartość niższą niż 50% (np. ok. 35-40%, w zależności od kształtu krzywej).
    • Celem jest takie “odchudzenie” punktów w pliku cyfrowym, aby po naturalnym przyroście na maszynie drukarskiej uzyskać na wydruku wartości tonalne jak najbliższe oryginalnym.

Znaczenie kontroli przyrostu punktu w druku LFP:

  • Chociaż przyrost punktu jest zjawiskiem bardziej krytycznym i tradycyjnie kojarzonym z drukiem offsetowym (gdzie jest on standaryzowany np. przez normy ISO i charakterystyki FOGRA/GRACoL), ma on również znaczenie w wysokiej jakości druku atramentowym LFP, zwłaszcza gdy:
    • Drukarka LFP jest używana do proofingu kontraktowego (symulacji druku offsetowego). Musi ona wtedy nie tylko odwzorować kolory, ale również zasymulować charakterystyczny przyrost punktu maszyny offsetowej.
    • Wymagana jest bardzo wysoka wierność tonalna i spójność między różnymi wydrukami lub urządzeniami.
    • Stosuje się rastrowanie amplitudowe (AM), które jest bardziej wrażliwe na przyrost punktu niż rastrowanie częstotliwościowe (FM/stochastyczne), często dominujące w druku atramentowym.
  • Wiele nowoczesnych systemów RIP dla drukarek LFP zawiera zaawansowane narzędzia do pomiaru, wizualizacji i kompensacji przyrostu punktu rastrowowego (lub ogólniej, do linearyzacji odpowiedzi tonalnej, która jest szerszym pojęciem obejmującym również dot gain).

Kontrola przyrostu punktu rastrowego jest ważnym elementem dążenia do przewidywalnej i wysokiej jakości reprodukcji obrazów w druku. Poprzez zrozumienie tego zjawiska i stosowanie odpowiednich technik pomiaru i kompensacji, możliwe jest uzyskanie wydruków, które wierniej oddają zamierzenia projektanta i charakterystykę tonalną oryginalnego obrazu.