1.2.2. Выбор разрешения

Любое человеческое сообщество, устойчивый кворум, сложившийся социальный организм обладают некоторой относительно стабильной «повесткой дня» - набором дискутируемых тем, привлекающих внимание всех членов неформального коллектива. Таково поведение спортивных болельщиков, коллекционеров любого сорта, членов политических тусовок, фанатов эстрадных звезд и т. п.
Схожее поведение демонстрирует виртуальная общность людей, объединенная по признаку владения персональным компьютером. Чтобы убедиться в этом, не требуется проводить социологических измерений или устраивать опрос общественного мнения. Достаточно ознакомиться с темами и содержанием популярных интернетовских форумов. В любой телеконференции, посвященной эксплуатации компьютерной периферии, выбору разрешения сканирования отведена одна из самых представительных веток.
Сканирование с низкими установками разрешения не способно дать оригинал высокого качества. Этот тезис очевиден и не требует специальных доказательств. Некоторые пользователи, не испытывая глубокой рефлексии о правильности своего решения, обрабатывают оригиналы любого типа с максимальными установками, доступными для сканера. По их представлениям разрешения много не бывает, избыточные данные, полученные сканером, будут просто отброшены конечным устройством вывода: принтером или монитором. Убедительное обоснование ошибочности таких представлений приведено в книге Д. Маргулиса «Photoshop для профессионалов». Не будем повторять его аргументов, упомянем лишь о проблеме памяти.
Ранее приводились расчеты, показывающие высокую скорость объема графического файла с ростом разрешения. Если оцифровать полноцветное изображение в четверть печатного листа с разрешением 600 dpi, то получится файл объемом примерно 25 мегабайт. При увеличении формата и разрешения размеры графических данных будут быстро увеличиваться. Современные сканеры разрешают обрабатывать оригиналы с разрешением 1200 dpi и много больше. В этом случае счет идет уже на многие сотни мегабайт. Обработка файлов такого объема - задача, разрешимая только для персональных компьютеров самого высокого класса. Ее выполнение потребует монопольного владения ресурсами компьютера и приведет к значительной перегрузке всех компонентов вычислительной системы. Работа в таком режиме часто вызывает сбои технического обеспечения и зависания машины. Зачем платить такую цену, заведомо зная, что большая часть данных - это балласт, «пустая порода», которая не влияет на качество результата.
Выбрать лучшее разрешение сканирования - это непростая задача. Пока не существует точного алгоритма для ее решения. Практика сканирования велика, но лишь малая ее толика полностью документирована и тем более формализована. Большая часть опыта оцифровки существует в виде советов, рекомендаций - словом, в форме, которую в информатике принято называть эвристикой.
Эту задачу удобнее решать с конца. Чтобы выбрать оптимальное разрешение сканирования, требуется дать ясные ответы на следующие вопросы:

1.  Для какого типа выводного устройства предназначен сканируемый оригинал? Цветной монитор, струйный принтер, печатный станок, фотопринтер - устройства с совершенно разными принципами действия и технологией визуализации. Понятно, что для каждого из них оптимальное разрешение лежит в своем диапазоне значений.
2.  Каковы будут истинные размеры оригинала? Если после оцифровки изображение предполагается увеличивать, то разрешение сканирования должно возрасти относительно той нормы, которую задает тип выводного устройства. Оказывает влияние и множество других факторов: сорт бумаги и ее покрытие, качество печати, цветовая модель оригинала, наличие текстовых фрагментов и пр.

Масштабирование печатного оттиска
Во многих случаях размеры исходного оригинала и его печатной версии могут не совпадать. Необходимость масштабирования объясняется причинами самого разнообразного свойства. Это могут быть прямые требования заказчика или условия, вторые предъявляет к изображению компоновка оригинал-макета.
Пусть имеется оригинал размером 4*х4 дюйма, который оцифровывается с разрешением 100 dpi. Несложный расчет показывает, что сканирование даст цифровое изображение, состоящее из 400*400 точек. Если отпечатать его с разрешением 100 dpi, то получится печатный оттиск, размеры которого совпадают с габаритами исходного объекта. С методической точки зрения следовало бы выразиться иначе. Печать экранной версии с сохранением ее исходных размеров требует выбора разрешения принтера, равного 100dpi.
Что произойдет, если количество точек цифрового изображения оставить неизменным, а размеры печатного оттиска увеличить? Изображение 8*8 дюймов будет отпечатано с разрешением 50 dpi, габариты 16*16 потребуют еще меньшего разрешения, равного 25 dpi.
Для того чтобы уловить тенденцию, не требуется множить выкладки и приводить громоздкие числовые таблицы. Увеличение печатного оттиска экранной версии приводит к потере качества отпечатанного изображения. Если при небольшом масштабировании деградацией качества картинки можно пренебречь, то при значительном увеличении размеров эта тенденция становится необратимой.
Предотвратить потерю качества при масштабировании печатного оттиска можно за счет увеличения числа пикселов цифрового изображения. Это значит, что оригиналы, которые предполагается увеличивать при печати, должны оцифровываться с некоторым запасом, рассчитанным на будущее масштабирование.
Предположим, что известно оптимальное разрешение печати, которое требуется в данной ситуации. Определение этого числа - сложная задача, требующая учета множества факторов. Будем считать, что для нашего гипотетического случая она успешно решена. В этом случае плотность оцифровки оригинала можно найти по формуле:
Разрешение сканирования = Разрешение печати * Коэффициент масштабирования,
где коэффициент масштабирования подсчитывается по следующей формуле:
Коэффициент масштабирования = Размеры печатного оттиска / Размеры оригинала.
Поправочный коэффициент на масштабирование надо учитывать в любых расчетах разрешения, независимо от типа печатного устройства и вида оригинала.
Проблему расчета необходимой поправки на изменение размеров можно возложить на программу, которая управляет работой сканирующего устройства. Любое программное средство этого типа способно учитывать будущее масштабирование печатного оттиска на стадии сканирования. Для этого необходимо просто ввести требуемый коэффициент масштабирования, оставив разрешение сканирования без изменений. Все необходимые пересчеты программа выполнит самостоятельно.
В следующей таблице показаны разные варианты получения числовых данных, достаточных для генерации печатной копии заданных размеров и качества.

Размеры оригинала	Разрешение сканирования	Масштабирование	Фактическое разрешение сканирования	Размеры оригинала в пикселах	Разрешение печати по умолчанию	Размер оттиска
1 4x4 дюйма	100dpi	100%	100dpi	400x400	100dpi	4x4 дюйма
2 4x4 дюйма	200dpi	100%	200dpi	800x800	200dpi	4x4 дюймз
3 4x4 дюйма	100dpi	200%	200dpi	800x800	100dpi	8x8 дюймов

В первом случае разрешение сканирования и печати совпадает, что при отсутствии масштабирования дает оттиск, размеры которого полностью совпадают с исходными. Установки второго варианта получены с использованием формулы расчета разрешения сканирования, учитывающей поправочный коэффициент на масштабирование. Разрешение печати принимается по умолчанию равным разрешению сканирования, что сохраняет размеры оригинала при выводе на печать. На первый взгляд нет никаких изменений по сравнению с первым вариантом, но увеличенное количество точек позволяет отпечатать изображение с разрешением 100 dpi. Это позволит получить твердую копию нужных размеров.
Наконец, в третьей строке таблицы приведен расчет, который выполнит программа управления сканированием при масштабировании в 200 %.
Каким образом программа управления сканером реализует запрос на масштабирование? Она увеличивает фактическое разрешение сканирования таким образом, чтобы полученного количества пикселов было достаточно для качественной печати масштабированного изображения. Этот вывод подтверждает и сравнение первого и третьего вариантов таблицы. Если пользователем задано разрешение сканирования 100 dpi и увеличение на 200 %, то оригинал будет обработан с фактическим разрешением 200 dpi. Это и даст искомые 800*800 точек, которые требуются для печати с увеличением.
С технической точки зрения оба способа обеспечения масштабирования (явное увеличение разрешения и установка коэффициента масштабирования) совершенно равноправны и влекут за собой одинаковые последствия. Небольшой перевес з пользу первого способа дает следующее соображение. Когда пользователь задает коэффициент масштабирования, он не держит под контролем фактическое разрешение сканирования, которое может превысить порог оптического разрешения. Если разрешение сканирования вычисляется явным образом, с поправкой на масштабирование, то результат проще проконтролировать.

Важно! Разрешение печати и разрешение принтера - это связанные, но неэквивалентные понятия. Созвучие и видимая семантическая близость этих терминов часто являются причиной их отождествления. Очень важно понимать, что это связанные, но неэквивалентные понятия. Разрешение, печати представляет собой коэффициент пересчета количества точек цифрового изображения в фактические размеры печатного оттиска. Это число не связано с маркой и типом печатающего устройства. Именно такое число показывает Photoshop в левой части статусной строки и в разделе Resolution (Разрешение) диалоговых окон New (Новый) и Image Size (Размер изображения). Чтобы исключить малейшую возможность путаницы, в некоторых изданиях по компьютерной графике его называют выходным разрешением, а разрешение сканирования - входным. Разрешение принтера - это техническая характеристика печатающего устройства. Это самостоятельный параметр, но для получения высокого качества печати его следует выбирать на основе значений выходного разрешения изображения.

Выбор разрешения для офсетной печати
Современная индустрия печати располагает целой армией самых разных устройств для получения печатного оттиска. Они отличаются конструкцией, производительностью, качеством печати, физическими принципами действия. На одном фланге располагаются профессиональные высокопроизводительные печатные машины и фотонаборные автоматы, другой занимают настольные офисные и домашние принтеры. Получили распространение специальные устройства для печати на небумажных материалах: пленках, тканях, полимерах и т. п.
По базовым принципам получения оттиска все печатающие устройства можно разделить на два класса: устройства с непрерывной передачей тона и устройства, выполняющие полутоновое растрирование. Принципы печати с непрерывной передачей тона исследованы достаточно давно, но долгое время это направление в полиграфии почти не развивалось. Только в наше время эти устройства стали занимать заметную долю рынка печатающего оборудования. Большинство находящихся в обращении печатающих устройств, от офсетных печатающих машин до простейших струйных принтеров, используют принципы полутонового растрирования.
Если печать по принципу непрерывной передачи тона можно сравнить с работой малярного валика или краскопультом, то устройства, использующие полутоновое растрирование, имеют в своем арсенале только кисточку-нулевку и скромную палитру не более чем из четырех красок.
Полутоновое растрирование - это способ имитации оттенков отдельными точками краски или тонера. По многим параметрам человеческий глаз представляет собой непревзойденную оптическую систему, но его разрешение весьма ограниченно. Поэтому множество отдельных точек небольшого размера воспринимается глазом на некотором отдалении в виде однородного поля. Яркость поля зависит от степени заполнения его точками краски (рис. 1.8). Чем меньше точек красителя нанесено на бумагу, тем более светлым кажется тон или краска. Эта психофизическая особенность человеческого зрения используется в устройствах с полутоновым растрированием для передачи градаций яркости и цвета. Рассмотрим принципы полутонового растрирования на примере изображений в градациях серого.

Рис. 1.8. Передача оттенков полутоновой ячейкой. Чем больше заполненных точек ячейки, тем более темной представляется она для наблюдателя

Печатающее устройство наносит на бумагу точки краски или тонера и располагает их в узлах регулярной прямоугольной сетки, которую иногда называют Физическим растром. Будем называть их печатными точками. Если запечатать -границу сплошным черным цветом и рассмотреть изображение через увеличительное стекло, то регулярная сетка печатных точек будет видна отчетливо. Расстояние между печатными точками зависит от разрешающей способности устройства и размеров точек. Разрешающую способность (разрешение) печатающего устройства-печатного станка или принтера - принято измерять в точках на дюйм (dot per inch, dpi). Чем выше разрешение, тем ближе точки располагаются друг к другу и, следовательно, тем более тонкие детали изображения передаются при печати. Современные струйные и лазерные принтеры имеют разрешение от 300 до 4800 точек на дюйм. Еще более высоким может быть разрешение профессионального полиграфического оборудования.
Соседние точки физической сетки печатающего устройства объединяются в прямоугольники, которые называются полутоновыми ячейками (halftone cells). Из полутоновых ячеек образуется еще одна сетка, именуемая линейным растром (Jine screen). Линейный растр - это просто способ логической организации физического растра (рис. 1.9).

Рис. 1.9. Физический и линейный растры. Совокупность соседних точек физического растра образует полутоновую ячейку, которая является логической единицей в офсетной печати

При выводе на печать пикселы изображения представляются полутоновыми ячейками, а не точками физического растра печатающего устройства. Меняя заполнение полутоновых ячеек печатными точками, можно имитировать градации яркости пикселов изображения. Обычно ячейки заполняются в радиальном направлении- от центра к периферии. Печатные точки могут образовывать различные фигуры, чаще всего это круги, эллипсы или квадраты.
Частота линейного растра, или количество полутоновых ячеек на единицу длины, называется линиатурой и измеряется в линиях на дюйм (line per inch, Ipi). Например, линиатура в 100 линий на дюйм (100 Ipi) означает, что печатающее устройство может сформировать 100 полутоновых ячеек на один дюйм. Линиатура - это один из самых важных параметров процесса печати, поскольку от него в значительной степени зависит качество отпечатанной графики и текста.
Принято считать, что с повышением линиатуры растет качество изображений, и они становятся четче и плотнее. Это утверждение справедливо, как любят говорить представители точных наук, «при прочих равных условиях». Качество печати будет расти, если изображение дает для этого основания, т. е. если оно содержит информацию, которая могла бы быть потеряна при печати с низкой линиатурой. Уловистость невода, конечно, зависит от размера ячейки. Но если в водоеме водится только крупная рыба, то процеживание его частиком - сеточным полотном с мелкой ячейкой -улова не прибавит.
Еще одна важная характеристика печати - это размеры полутоновой ячейки. От размеров ячейки зависит количество оттенков или градаций серого, которые можно получить при печати. Пусть, например, полутоновая ячейка имеет размеры 8*8 печатных точек. Тогда с ее помощью можно воспроизвести 64 оттенка серого цвета, от светло-серого, когда в ячейку заносится только одна печатная точка, до черного, для передачи которого требуется заполнить все точки ячейки. Ячейка со стороной, равной 16, может передать 16*16 = 256 оттенков серого цвета. Человеческий глаз воспринимает около двухсот градаций серого. Печать изображения, богатого тонами, при помощи ячейки маленьких размеров может привести к обеднению тонового диапазона печатного оттиска, к появлению различимых границ и пятен, которые отсутствовали в оригинале. Изображения с обедненным тоновым диапазоном называются постеризованными. Иногда постеризацию применяют намеренно, как специальный эффект для достижения определенных художественных целей.
Кажется, что рецепт качественной печати прост. Чтобы обеспечить точность и корректную передачу тонов, следует выбрать достаточно большие значения линиатуры и размеров полутоновой ячейки. Однако, все не так просто. Линиатура и размеры ячейки конфликтуют между собой «в борьбе за господство» над физическим растром печатающего устройства (см. рис. 1.9). В самом деле, увеличение размеров ячейки приводит к уменьшению частоты линейного растра. И наоборот, увеличение количества линий растра приводит к сокращению полутоновой ячейки.
Связь между линиатурой и длиной стороны полутоновой ячейки выражается следующей формулой:
Размер ячейки = (Физическое разрешение печатающего устройства/Линиатура). Из этого выражения легко найти соотношение между количеством оттенков серого и линиатурой растра:
Число тонов = (Физическое разрешение печатающего устройства/Линиатура)2 + 1, или Размер ячейки 2 + 1.
Чтобы отпечатать изображение с сохранением всех 256 полутонов, требуется полутоновая ячейка с длиной стороны 16. Если оцифрованный оригинал имеет разрешение 300 dpi, то для воспроизведения всех пикселов растрового изображения на печатном оттиске потребуется устройство с разрешением 16*300 = 4800 dpi. Эта величина значительно перекрывает разрешающие способности обычной печатающей техники и достижима только для печатающих устройств самого высокого класса. Поскольку невозможно одновременно получить высокую точность печати и сохранить все оттенки оригинала, то качественная печать- это всегда компромисс между точностью и балансом тонов.
При выборе параметров печати кроме рекомендаций общего характера следует принять во внимание особенности данного изображения. Например, для рисунков бедных тонами можно безболезненно уменьшить размеры полутоновой ячейки. Изображения с ограниченным количеством полутонов часто встречаются в плакатной графике и среди технических рисунков. Чтобы не допустить огрубления изображения, изобилующего мелкими деталями, следует увеличить частоту линейного растра. Обычно к потерям деталей очень чувствительны некоторые виды фотоизображений, карты, чертежи, схемы и др.
Приведем ориентировочные значения линиатуры, которая используется при производстве различной печатной продукции.

• Ежедневные газеты печатаются с линиатурой в диапазоне от 70 до 90 lpi.
•  Новостные журналы - 120 lpi.
• Иллюстрированные журналы в зависимости от качества изображений имеют линиатуру от 133 до 150 lpi.
•  Высококачественные богато иллюстрированные книги - 150 lpi.
•  Художественные каталоги и фотоальбомы могут иметь 200 lpi.

Как же принципы полутонового растрирования связаны с выбором разрешения сканирования? Во всех устройствах этого типа на один пиксел изображения приходится несколько печатных точек, совокупность которых образует полутоновую ячейку. Это значит, что разрешение сканирования должно быть равно линиатуре печати. Практика немного корректирует этот логически безупречный вывод. Для определения плотности оцифровки следует воспользоваться формулой:
Разрешение сканирования = Линиатура печати * Поправочный коэффициент.
Поправочный коэффициент дает некоторый информационный запас, предназначенный для компенсации потерь при повороте растров и повторной дискретизации изображения. Если к качеству печати не предъявляется повышенных требований, то принимается значение поправочного коэффициента, равное 1,5. Для обработки особо важных образцов можно установить двукратный запас.
Из этого важного соотношения, многократно проверенного на практике и подтвержденного признанными авторитетами в области компьютерной графики, следует обескураживающий вывод для всех компьютерных экстремистов, которые в своей работе руководствуются принципом максимизации разрешения. Даже для самых ответственных случаев, когда оригинал готовится для публикации в глянцевом журнале или высококлассном художественном альбоме, достаточно обработать образец с разрешением 200 lpi *2 = 400 dpi. Максималистские 600 dpi или запредельные 1200 dpi не имеют под собой никаких логических и практических оснований.
Выбор разрешения для струйного принтера
Одними из самых распространенных печатающих устройств в наше время являются цветные струйные принтеры. Со времени своего выхода на рынок эти аппараты прошли громадный путь - от первых образцов, перспективы которых вызывали обоснованный скепсис эрудированных технических обозревателей и которые в пользовательских массах получили уничижительное название чернильниц, до современных устройств, дающих фотографическое качество печати и работающих со скоростью лазерного принтера.
Как и в офсетной печати, на одну точку оцифрованного оригинала струйный принтер представляет сочетанием несколько капель красителя, нанесенных на поверхность бумаги. Самыми распространенными в наше время являются струйные -ринтеры, которые печатают четырьмя красками: голубой (Cyan, С), пурпурной Magenta, М), желтой (Yellow, Y) и черной (Black, К). Некоторые принтеры, предна-: наченные для печати фотографического качества, используют шесть красок. В дополнение к четырем основным они снабжаются светло-голубым и светло-пурпурным красителем. Существуют струйные принтеры с еще более обширным цветовым оснащением, выполняющие предварительную грунтовку бумаги перед печатью и наносящие глянцевый или защитный слой после ее окончания.
Первые модели принтеров использовали принципы полутонового растрирования в их классическом виде. Опыт эксплуатации этих приборов показал высокие возможности технологии струйной печати и ее значительную гибкость. Уменьшение размеров капли и усложнение алгоритмов управления печатающей головкой позволили реализовать методики получения цвета, которые существенно отличаются от заполнения полутонового растра. Печать каплями переменного размера, нанесение нескольких точек красителя на одно место, изощренные схемы псевдосмешения - все эти технологические нововведения приближают струйные принтеры к категории печатающих устройств с непрерывной передачей тона. Ведущие производители струйных принтеров применяют фирменные технологии повышения качества печати, принципы действия которых остаются интеллектуальной собственностью их разработчиков или защищаются патентами.
Для струйных принтеров недоступен тот идеологический комфорт, который гарантировала формула подсчета разрешения для устройств, работающих по классической схеме полутонового растрирования. В этом случае рекомендации по выбору оптимального разрешения сканирования невозможно выразить лаконичной формулой, поскольку алгоритмы управления печатью струйников разных производителей значительно отличаются друг от друга. Достоверные данные можно получить на основе экспериментов или использовать рекомендации фирмы-производителя.
Фирма Epson предлагает на рынке несколько линеек струйных принтеров разного класса: офисных, фотопринтеров, широкоформатных принтеров и устройств, предназначенных для выполнения цветовых проб. Для выбора разрешения сканирования оригиналов, печать которых будет выполняться на цветных струйных принтерах полупрофессионального уровня и фотопринтерах, фирма советует пользоваться правилом «третьей части». Это значит, что оцифровывать изображение следует с плотностью, которая составляет третью часть от разрешения печати.
Например, если для печати выбирается 720 dpi, то сканировать следует с разрешением 720 / 3 = 240 dpi. С увеличением разрешения печати эту долю следует уменьшать до одной четвертой. Например, для печати с разрешением 1440 dpi и выше можно установить плотность оцифровки, равную 1440 / 4 = 360 dpi.
Для струйных принтеров марки IRIS производитель-фирма Scitex рекомендует пользоваться следующей расчетной формулой:
Разрешение сканирования = Линиатура * 0,75.
Это дорогие устройства, которые используются для получения пробных цветных оттисков в типографиях и пресс-бюро. Надо полагать, что производитель этого редкого в нашей стране оборудования приводит информацию о линиатуре печати. Для обычных струйных и лазерных принтеров эти данные часто бывает трудно установить.
Известный специалист в области компьютерной графики W. Fulton приводит следующие эмпирические правила выбора разрешения, основанные на анализе обширной статистики использования компьютерной периферии. Для струйных и лазерных принтеров с разрешением печати от 300 до 600 dpi целесообразно выбирать плотность оцифровки от 100 до 120 dpi. Если устройство печати имеет разрешение от 600 до 720 dpi, то плотность можно довести до 120 - 240 dpi. Легко заметить, что эти рекомендации не противоречат правилу «третьей части» фирмы Epson, а при приближении к верхним границам числовых диапазонов полностью с ним совпадают.
Современные струйные принтеры используют в своей работе весьма изощренные алгоритмы печати. Они способны продуцировать оттиски такого качества, которые по визуальной оценке не уступают фотографическим снимкам. Существует некоторый числовой порог, за которым качество печати не демонстрирует непосредственной зависимости от повышения разрешения сканирования. Практика полностью подтверждает этот аналитический вывод. Для большинства моделей цветных струйных принтеров этот порог лежит в диапазоне от 240 до 300 dpi.
В сетевых публикациях часто можно встретить утверждение о том, что разрешение сканирования должно составлять целую часть от выбранного разрешения печати. Как это часто бывает в WWW, данный совет приводится без ссылки на источник или автора. Это требование представляется обоснованным, в его защиту можно привести несколько рациональных аргументов. Разрешения современных струйников образуют два нормальных числовых ряда, один из них образуют делители числа 2400, другой - 2880. Для любой линейки принтеров можно подобрать подходящее значение из диапазона от 240 до 300 dpi, в котором лежит эмпирически найденный оптимум разрешения.

Важно! Все приведенные в этом разделе правила и рекомендации относятся к цветной и полутоновой печати. В этих режимах тон и цвет пикселов изображения эмулируется посредством некоторой регулярной или нерегулярной сетки из точек краски или тонера, которую наносит принтер. Печать в черно-белом режиме выполняется иначе. Между пикселами изображения и точками бумаги существует, как говорят математики, взаимно-однозначное соответствие. В этом режиме принтер работает на полную мощность, поэтому сканировать следует с тем разрешением, которое выбрано для печати.

Выбор разрешения для устройств с непрерывной передачей тона
Имитация пикселов изображения посредством растрирования - это не единственный способ передачи цветов и тонов в печатном производстве. Существуют многочисленные печатные устройства, работающие на основе принципа непрерывной передачи тона (contone devices). Эти различные по своему принципу действия устройства передают тоновые переходы и цветовые градации непосредственно, не используя для этих целей растры и шаблоны печатных точек.
В категорию приборов с непрерывной передачей тона попадают сублимационные и термовосковые принтеры, струйные принтеры с переменным размером капли, цветные копиры, устройства записи на фотопленку и пр. Все более популярными становятся принтеры, которые выводят цифровое изображение непосредственно на традиционные фотоматериалы.
Рассмотрим принцип действия сублимационных принтеров. В этих устройствах красящая лавсановая лента прижимается к бумаге и нагревается. Нагретые красители, минуя жидкую стадию, переходят в газообразное состояние и в результате диффузии проникают в покрытие бумаги.
Сублимационные принтеры позволяют добиться точной цветопередачи и корректно воспроизвести плавные цветовые переходы с широкой гаммой оттенков. Принтеры хуже справляются с печатью текста, прямых линий и цветовых областей с резкими границами. Это дорогие и малотиражные устройства, требующие для печати специальной бумаги с полиэфирным покрытием. Применяются они главным образом для получения пробных оттисков цветных изданий перед передачей их в типографию и для печати фотографий в домашних фотостудиях.
В сублимационных принтерах используются различные химические составы красящего вещества. Существуют печатающие устройства с красителем, созданным на основе воска и его производных. Иногда такие принтеры называют термовосковыми, что служит причиной многочисленных недоразумений, поскольку то же название носят печатающие устройства, построенные на совершенно других физических принципах.
В малотиражной полиграфии получили распространение принтеры на твердых чернилах. Их принцип действия напоминает хорошо известную технологию капельной печати. Вместо жидких чернил струйных принтеров здесь используется твердый краситель на восковой или каучуковой основе. Специальный нагреватель расплавляет воск, который в жидком состояние подается в специальный резервуар. В нем жидкое состояние красителя сохраняется при помощи еще одного нагревателя в течении всего времени работы принтера. Печатающая головка откачивает из резервуара небольшую порцию чернил и через систему дюз наносит ее на барабан, который прокатывает изображение на бумаге. Некоторые модели принтеров обходятся без промежуточного барабана, а переносят краситель непосредственно на бумагу. Здесь присутствуют тепло и воск, поэтому неудивительно, что эти устройства также называют термовосковыми принтерами.
Принтеры на твердых чернилах не могут создавать цвет одной точки непосредственно, подобно сублимационным печатающим устройствам. Они имитируют оттенки посредством сложного узора печатных точек, т. е. используют технику псевдосмешения. Расчет разрешения сканирования оригиналов, предназначенных для печати на принтерах с твердыми чернилами, выполняется по методике струйных принтеров.
В основе устройств с непрерывной передачей тона лежат совершенно различные физические эффекты, но существует несколько особенностей, общих для всех принтеров этого класса, например невысокое разрешение печати. Оно, как правило, не превышает 200-400 dpi. Однако высокая плотность наносимых точек и богатая цветовая палитра позволяют получать печатные копии высокого уровня, сравнимые по качеству с цветными репродукциями, отпечатанными с максимальным разрешением.
Устройства с непрерывной передачей тона каждому пикселу изображения ставят в соответствие печатную точку требуемого тона и цвета. Поэтому разрешение сканирования следует рассчитывать по формуле:
Разрешение сканирования = Разрешение печати * Коэффициент масштабирования.
Если разрешение печати приближается к 300, то требования к оцифровке можно немного снизить. Для расчета разрешения сканирования можно воспользоваться Формулой:
Разрешение сканирования = 0.75 х Разрешение печати х Коэффициент масштабирования.
Выбор разрешения для вывода на экран
Во многих ситуациях оконечным устройством вывода является монитор компьютера. Так, для просмотра на экране предназначены сетевые публикации, узлы и странички Интернета, мультимедийные и гипермедийные приложения, интерактивные обучающие курсы и пособия и пр. Разработчики таких продуктов иногда предоставляют возможность вывода их на печать, но твердые копии сетевых и мультимедийных изданий получаются, как правило, со значительными искажениями и потерями качества.
Компьютерные мониторы, построенные на основе электронно-лучевой трубки или матрицы жидких кристаллов, по своему принципу действия принципиально отличаются от любого устройства печати. Для описания техники цветообразования принтеров используется субтрактивная четырехкрасочная модель CMYK. Адекватное представление цвета мониторов дает аддитивная модель RGB, координатами которой являются красный (Red, R), зеленый (Green, G) и синий (Blue, В) цвета. При выводе на экран не используется алгоритмов растрирования и псевдосмешения. Пикселы изображения представляются точками экрана по принципу взаимно-однозначного соответствия, поэтому мониторы относятся к устройствам с непрерывной передачей тона. Компьютерные мониторы не могут похвастаться высокими значениями разрешения. Даже модели профессионального класса, обладающие предельными размерами и пикселами минимального размера, не могут сравниться в этом отношении с заурядным офисным принтером. Простые расчеты показывают, что 180 dpi - это недостижимый максимум для любой современной технологии создания изображения на экране. Если принять во внимание все перечисленные особенности, то становится понятным, что для расчета экранного разрешения сканирования не годится подход, который использовался для принтеров разного типа.
Очень часто встречается сакраментальное значение в 72 dpi как единственно возможное разрешение для представления изображения на экране. Этот совет -один из самых устойчивых мифов компьютерного мира. С удивительным постоянством он повторяется в сотнях печатных и сетевых публикаций различного уровня и тематики. Самые солидные ресурсы и авторы приводят его без малейшей попытки критического анализа. Подобно шаблонной футбольной схеме «проход по краю и навес в штрафную», которая воспроизводится в тысячах игровых эпизодов, тезис постоянно повторяется на страницах компьютерной периодики. Попробуем проверить его обоснованность.
В качестве основания этой рекомендации называют, чаще всего, разрешение компьютерного монитора. Принимается, что это число равно 72 dpi. Если оцифровать оригинал с такой же плотностью, то его экранное представление будет иметь размеры, совпадающие с исходными. С точки зрения логики это заключение безупречно, усомниться можно только в исходной посылке.
Типичный современный 15-дюймовый монитор имеет следующие технические характеристики: размер видимой области - 14 дюймов и соотношение ширины и высоты- 4:3. Обычно при работе с таким экраном устанавливают 800 точек по горизонтали и 600 - по вертикали. Простой расчет с использованием элементарных знаний из школьной геометрии и арифметики позволяет найти абсолютную ширину экрана. Она равна 4/5 от размера диагонали видимой части экрана, т. е. 14*4/5 = 11,2 дюйма. Теперь разрешение легко найти делением общего числа точек по горизонтали на ее абсолютную длину 800 /11,2 = 71,42871, т .е. почти 72 dpi.
На первый взгляд все сходится, расчет подтверждает исходное предположение. Проверим мониторы с другими размерами экрана. Исходные данные и результаты расчетов приведены в следующей таблице. Она показывает, что истинное разрешение монитора может значительно отличаться от канонических 72 dpi.

Диагональ	Видимая область	Размер	Разрешение
15	14	800x600	72
17	16	1024x768	80
19	18	1280x1024	88
21	20	1600x1280	100

Если принять во внимание нестандартные установки, например 800 * 600 на 21-дюймовом экране или сравнительно редкое разрешение 1152*864, то разброс возможных значений разрешения будет еще больше. Они равномерно заполняют диапазон от 40 до 165 dpi и не демонстрируют при этом ни малейшего тяготения к сакраментальным значениям 72 или 96 dpi.
Почему же миф о безальтернативности этих магических чисел получил столь _нрокое распространение? Самое распространенное объяснение гласит, что подобие разрешение имели первые модели Macintosh. В области обработки графики эти не пулярные компьютеры не имели в свое время полноценной альтернативы среди персоналок, поэтому они основали традицию пересчитывать на 72 dpi все изображения, предназначенные для просмотра на экране.
Существует еще одно, более технологичное объяснение этого феномена. Если раззрешение изображения и монитора не совпадает, то размеры экранного образа могут отличаться от исходных. Оригинал, оцифрованный с плотностью 72 dpi, будет иметь меньшие габариты при отображении на экране с разрешением 100 dpi, а на экране в 60 dpi он будет выглядеть больше своих истинных размеров. Пример такой ситуации показан на рис. 1.10.

Рис. 1.10. Представление изображения на экранах с разным разрешением. На рисунке показаны экранные образы одного изображения, выведенные на мониторы (слева направо) с разрешением 96, 72 и 60 dpi

В ряду возможных экранных разрешений число 72 занимает центральную позицию; оно расположено в середине числового диапазона. Это значит, что изменение плотности пикселов монитора в любую сторону от этого рубежа не повлечет радикальной перестройки экранного образа документа.
Данное обстоятельство особенно важно для гипертекстовых страниц, публикуемых во Всемирной сети, поскольку изменение размеров графических вставок может привести к существенной модификации макета документа. Увеличение размеров графики влечет за собой использование скроллинга - приема просмотра, который единодушно порицается всеми исследователями в области инженерной психологии.
Уменьшение габаритов графики не приведет к немедленному краху проекта, поскольку в отношении этого преобразования гипертекстовые страницы демонстрируют более высокую устойчивость. Но нарушение пропорций и потерю взаимосвязей между отдельными частями виртуального проекта можно предотвратить только благодаря использованию специальных мероприятий.
Совсем не случайно, что подлинное значение разрешения мониторов пришлось определять посредством вычислений. Эта характеристика лишь косвенно отражает технические свойства подобных устройств. Она не входит в число параметров, которые обычно указывает производитель оборудования в технических паспортах. С точки зрения растровой картинки экран монитора не имеет протяженности, а представляет собой матрицу пикселов. По этой причине для выбора рационального разрешения сканирования оригиналов, предназначенных для показа на экране, в первую очередь следует принять во внимание желательные размеры экранной версии изображения.
Рассмотрим простой пример. Пусть изображение размером 6*4 дюйма оцифровывается с разрешением 100 dpi. После обработки экранная версия будет иметь размер 6 * 100 = 600 точек по горизонтали и 4 * 100 = 400 по вертикали. Как оценить этот массив точек? Это зависит от размеров экрана, выбранного для показа картинки. На мониторе размером 640 * 480 она заполнит почти всю площадь, на экране 1024 * 768 останутся значительные свободные области, картинка займет почти четверть пространства экрана размером 1280 * 1024.
Пусть требуется, чтобы изображение размером 6*4 дюйма занимало ровно половину ширины экрана 640 * 480, т. е. имело ширину 320 пикселов. Тогда его следует оцифровать с разрешением 320 / 6 = 54 dpi. Если по условию задачи изображение должно заполнить экран 800 * 600 по высоте, то его следует сканировать с разрешением 600 / 4 = 150 dpi.
Итак, чтобы выбрать рациональное разрешение сканирования изображения, предназначенного для демонстрации на экране, требуется дать ясный ответ на два вопроса:

•  Каковы размеры сканируемого оригинала?
•  Какую часть экрана должно занимать оцифрованное изображение?

Если на первый вопрос почти всегда удается дать ясный ответ, то решение второй задачи связано с многочисленными факторами неопределенности. Главным из них является размер экрана конечного пользователя. Если нет достоверной информации о категории потребителей разработанного продукта, то целесообразно ориентироваться на экраны самого маленького размера, состоящие из 640 * 480 пикселов.
Рассмотренная рекомендация оказывается полностью состоятельной только в среднем случае, когда вычисленное разрешение попадает в центральную часть некоторого диапазона технически доступных и логически обоснованных плотностей.
Пусть, например, требуется превратить изображение значительного размера в экранную пиктограмму. Для определенности примем значения оригинала, равными 6 * 4 дюйма и будем считать, что пиктограмма должна иметь размер 42 * 28 точек. Расчет по любой из сторон (42 /6 = 7 dpi, 28 / 4 = 7 dpi) дает очень маленькие значения разрешения. Понятно, что такой плотности оцифровки совершенно недостаточно для получения изображения приемлемого качества.
Рассмотрим пример, противоположный по соотношению размеров оригинала и его экранной версии. Пусть сканируется маленькое изображение (0,5 * 0,5 дюйма) и требуется получить большой образ (1024 * 1024). Такой оригинал должен быть обработан с разрешением 2048 dpi, что заведомо превосходит оптическое разрешение любого сканера среднего класса.
Эти предельные примеры расположены на границах того пресловутого «среднего случая», в который «вписывается» большая часть ситуаций, встречающихся на практике. Для них, по всей видимости, лучшим выходом будет использование приема повторной дискретизации. Если рассчитанное разрешение выходит за границы допустимого диапазона, то следует оцифровать оригинал с плотностью, которая гарантирует достаточное качество экранной версии, а затем средствами редактора Photoshop задать такие размеры и разрешение, которые решают поставленную задачу. Все необходимые технические средства предоставляет команда Image Size (см. рис. 1.6). Работа с этой командой подробно рассмотрена в разделе «Масштабирование и дискретизация в Photoshop».

На заметку! Никакие спекулятивные размышления и умозрительные выкладки не могут заменить экспериментов. Что лучше: сканировать оригинал с разрешением 90 dpi или оцифровать его с плотностью 270 dpi, а затем уменьшить размеры экранной версии на треть? Предпочесть один из вариантов можно только опытным путем.

А не слишком ли громоздкая техника предлагается для решения такой сравнительно несложной задачи? Описанная методика и принцип, опирающийся на магическое число 72 dpi, соотносятся друг с другом примерно как прогноз и предсказание. Чтобы узнать погоду на следующий день, можно рассчитать систему дифференциальных уравнений или просто положиться на состояние дедушкиного радикулита. Во многих случаях оба метода дадут одинаковые результаты. Для обеспечения бесперебойной работы аэропорта дедушкины показания будут признаны неубедительными, а интегрирование дифуравнений для выбора формы одежды -процедура очевидно избыточная.