Вернуться к разделу "Как самому сделать DjVu-книгу".

Связь между ppi, lpi и dpi

Что такое lpi, dpi, ppi и как они связаны между собой?

Взаимосвязь этих единиц, для работающих с полиграфией дизайнеров, писателей и иных творцов печатной продукции, до сего момента остаётся некой тайной за семью печатями, что приводит к разнообразным и не всегда легко понимаемым побочным эффектам. Ниже мы попытаемся приподнять многолетнюю завесу тайны над значением этих величин в полиграфии, тем самым облегчив жизнь и себе и создателям полиграфической продукции.

Изображения в компьютере (в форматах tif, jpg, bpm и прочих, для работы с которыми предназначена программа Adobe PhotoShop и другие растровые редакторы) представляют собой мозаику мельчайших элементов квадратной формы, называемых пикселями. Один пиксел может иметь только один определенный цвет, выбираемый из пространства доступных для данного типа изображения цветов. Изображение получается комбинацией пикселей, принцип формирования изображения точно такой же, как и принцип формирования мозаики из кусочков цветного стекла. Каждый кусочек цветного стекла в мозаике представляет собой пиксел.

На нижеприведенном рисунке слева сверху исходное изображение, справа сверху изображение с трехкратным увеличением, внизу - изображение с 16-кратным увеличением. На нижнем изображении все изображение сложено из цветных квадратиков. Каждый цветной квадратик - пиксел. Одноцветные прямоугольники представляют собой несколько одноцветных стоящих рядом квадратиков.

Количество пикселей изображения на единицу размера (конкретно на дюйм) называется ppi = pixel per inch = пикселей на дюйм.

Для полутоновых изображений никаких других величин измерения быть не может. Только ppi. Ни единица lpi ни dpi для полутоновых изображений в компьютере не применимы.

300 ppi означает что на 1 дюйм изображения приходится 300 пикселей. На один квадратный дюйм площади изображения при этом приходится 300х300=90 000 пикселей. Таким образом изображение размером 1х1 дюйм, с разрешаюшей способностью (в простонародье - с разрешением) 300 ppi представляет собой квадратную мозаику, состояющуюю из 300 линий по 300 одноцветных квадратиков в каждой линии. Цвет каждого квадратика может быть любой необходимый, цвет в пределах квадратика может быть только один.

Если конструкция и принципы работы монитора позволяют воспроизводить цвета в виде цветных равномерно заполненных квадратиков с регулируемой яркостью каждого квадратика, то конструкция других выводных устройств, в частности лазерных и струйных принтеров, фотоавтоматов и офсетных печатных машин такого не позволяет. Ни лазерный ни цветной принтер ни печатная машина не в состоянии воспроизвести точку с регулируемой яркостью точки. Ни лазерный ни струйный принтеры ни печатная машина не могут регулировать подачу краски(чернил, тонера, печатной краски) от точки к точке. Все эти устройства могут либо нанести слой краски на какую либо область бумаги, либо оставить эту область чистой. Нанести в одном месте листа слой краски толщиной в 10 нм, а в другом месте листа слой краски слой 20 нм, такие устройства не способны.

Больше всего способ печати таких устройств напоминает раскрашивание через трафарет с прорезанными областями. Если область открыта - то на бумагу попадет краска, если эта область не открыта, то краска на бумагу не попадет. Регулировать толщину красочного слоя в каждом конкретном месте бумаги с помощью трафарета невозможно.

Возникает вопрос - как же регулировать количество краски на каждом отдельном участке? Ответ прост - да, мы не можем регулировать толщину красочного слоя в каждом конкретном месте листа, однако мы можем регулировать площадь запечатываемой поверхности в каждом конкретном месте листа. В том месте листа, где нам надо нанести больше краски, мы располагаем количественно больше точек или делаем точки большего размера, в переводе на трафарет - мы делаем большее количество дырочек в трафарете, или сами дырочки делаем больше. Через большее количество дырочек или через дырочки большего размера на бумагу попадет больше краски. На каждой точке толщина краски одинаковая, в зависимости от количества или размера этих точек суммарное количество краски на какой либо области листа будет меняться.

Такой процесс подмены регулировки количества краски с помощью толщины слоя краски на регулировку количества краски с помощью площади краски, называется растрированием.

На рисунке ниже показан фрагмент изображения до и после растрирования

Обратите внимание - на отрастрированном изображении не может быть полутонов, краска или подается или нет, толщина красочного слоя не регулируется, регулируется только площадь растровых точек. Точки достаточно мелкие, и практически не видны невооруженным глазом. При рассматривании же отпечатанной офсетным способом продукции под лупой они отлично видны.

Растрирование повсеместно применяется в офсетной печати. Офсетная печать без растрирования невозможна. Растрирование появилось задолго до появления компьютеров и достаточно долгое время не имело к компьютерам никакого отношения. Для растрирования использовались специальные прозрачные пластины с нанесенными на них тонкими штрихами, так называемые контактные растры. Нам нет необходимости вникать в физику процесса растрирования, достаточно знать, что количество точек на дюйм растрируемого изображения при использовании таких растрирующих пластин совпадало с количеством штрихов на дюйм на растровой пластине. Такие растровые пластины характеризовались величиной lpi = lines per inch = линий на дюйм. Величина lpi изначально определяла количество штрихов на единицу размера растрирующей пластины. Таким образом величина lpi применима только к отрастрированным изображениям и показывает количество рядов растровых точек на дюйм. Нигде более величина lpi не применима.

Далее, все делаемые на компьютере работы, не содержат отрастрированных изображений. Все используемые в работе изображения - полутоновые. Соответственно, применение величины lpi к полутоновым изображениям недопустимо - это вносит путаницу. Величина lpi возникает только при использовании растрирующих выводных устройств и нигде более. Другими словами - lpi применимо только по отношению к принтерам, фотоавтоматам, печатным машинам и нигде более. Во всех случая работы с полутоновыми изображениями внутри компьютера, должна использоваться только величина ppi.

Растрирование производится внутренним процессором принтера или фотоавтомата. Величина lpi в настройках драйвера принтера или фотоавтомата определяет количество рядов растровых точек на дюйм изображения на оттиске, выданном принтером или фотоавтоматом. Ни на что более эта величина не влияет.

Мельчайшим элементом изображения в компьютере является пиксел. Мельчайшим элементом изображения на бумаге является растровая точка. В идеале количество пикселей на дюйм в изображении в компьютере должно совпадать с количеством линий растровых точек на дюйм на бумаге, в отрастрированном изображении.

Теперь расмотрим крайне распространенную и крайне бессмысленную практику среди газетных дизайнеров - использовать изображения с разрешением 300 ppi для газет. Для печати газет применяется растрирование с линиатурой максимум 100 lpi. Квадратный дюйм исходного изображения при этом содержит 300 х 300 = 90 000 пикселей. Квадратный дюйм отрастрированного изображения содержит при этом 100 х 100 = 10 000 растровых точек. Таким образом, размер изображения превышен в 9 раз над техническими возможностями газетной печатной машины. Это 9-кратное превышение не имеет никакого смысла - при растрировании фотоавтомат отбросит все излишние точки и результирующее изображение всё равно будет содержать только 100х100 растровых точек на дюйм. Это 9-кратное превышение только утяжеляет файлы и отнимает время на при обработке. Ничего более это превышение не дает.

Последняя и самая загадочная величина - dpi. Величина dpi не встречается нигде в компьютерной обработке изображений и имеет отношение только к растрирующим выводным устройствам. Одна растровая точка на таких устройствах рисуется из множества очень маленьких точек (вспышек лазера), каждый ряд таких точек соответствует одному проходу лазерного луча по пленке или фотобарабану принтера.
dpi = dots per inch = точек на дюйм. lpi <> dpi.

Грубо говоря - для формирования одного lpi используется несколько dpi. Запись 100 lpi 1200 dpi означает буквально следующее - принтер или фотоавтомат на одном квадратном дюйме отобразит 100 колонок по 100 растровых точек в каждой. Для рисования одной растровой точки будет использоваться квадрат из 12 х 12 точек принтера или фотоавтомата. Более наглядно зависимость между lpi и dpi можно увидеть на нижеприведенном рисунке.

Одна растровая точка принтера или фотоавтомата рисуется множеством мельчайших точек - вспышек лазерного луча. Количество таких вспышек на дюйм есть величина dpi. Количество растровых точек на дюйм, отрисованных такими вспышками есть величина lpi. Чем больше отношение lpi к dpi тем качественее получается изображение растровой точки и тем больше вычислительные затраты на её вывод. Параметры 100 lpi 1200 dpi вполне приемлемы для печати газет. Для печати цветной продукции более высокого качества например используются отношения 150 lpi 2540 dpi и 175 lpi 3000 dpi.

Параметр dpi однозначно характеризует качество выводного стройства. Чем выше dpi, с которым способно работать выводное устройство, тем качественнее будет выведенное на этом устройстве изображение. Однако не следует забывать, что попытка напечатать газету с параметрами, например, 150 lpi 2540 dpi обречена на провал - линиатуру 150 lpi физически невозможно напечатать на газетной бумаге - бумага пыльная и бумажная пыль в смеси с краской превращается в субстанцию, по конститенции очень напоминающую замазку, эта субстанция быстро забивает печатную форму что приводит к низкому качеству отпечатанных на печатной машине оттисков.

При попытке печатать с линиатурой 150 lpi на принтере с декларированными 600 dpi вы встретите другую проблему - для печати одной растровой точки будет выделяться квадратик 4 х 4 точки принтера. Что во первых очень исказит форму растровой точки, а во вторых позволит вывести только 16 уровней серого - ведь квадрат 4 х 4 способен вопроизвести только 16 градаций цвета. В результате вы получите так называемое "плоское", постеризованное изображение крайне низкого качества.

Нормальным можно считать отношение lpi к dpi не менее 16. Тогда одна растровая точка будет рисоваться квадратиком из 16 на 16 вспышек лазера принтера. Это позволит каждой растровой точке воспроизвести 256 градаций цвета - 16 * 16 = 256, что как раз равно обычному количеству градаций цвета для пикселя изображения в компьютере.

Источник: http://www.ktip.ru/index.php/lib/dtp/56--ppi-lpi-dpi?tmpl=component&print=1

Подготовил: monday2000.

9 мая 2012 г.

E-Mail: monday2000 [at] yandex.ru