автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Разработка и исследование автоматизированных методов оценки и прогнозирования качества печати

На правах рукописи

Дреер Мартин

Разработка и исследование автоматизированных методов оценки и прогнозирования качества печати

Специальность 05.13.06. - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (полиграфическое производство)

АВТОРЕФЕРАТ

на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2006

Л ¡К- о -С • {

Диссертация соискателя Мартина Дреера (ФРГ) выполнена на кафедре информационных систем Московского государственного университета печати

Научный руководитель- доктор технических наук, профессор

Марков Аркадий Алексеевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Винокур Алексей Иосифович,

доктор технических наук, Пономарев Юрий Валентинович,

Ведущая организация С.-Петербургский

государственный университет Технологии и дизайна (СПГУТД).

Защита диссертации состоится " 30 "июня 2006 года в 9:00 на заседании диссертационного совета К 212.147.02 при Московском государственном университете печати по адресу: 127550, г. Москва, ул. Прянишникова, 2а, читальный зал библиотеки

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГУП

Автореферат разослан " 15 " июня 2006 года

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор»

В.НАгеев

1. Общая характеристика работы

Актуальность темы диссертационного исследования

Большинство способов печати, называемые «автотипными», реализуются наличием лишь двух состояний: запечатанный слой определенной толщины и полное отсутствие краски. К ним относятся классическая офсетная печать, высокая печать, флексография, шелкотрафаретная печать, а также некоторые разновидности глубокой печати.

Все автотипные способы печати должны использовать т.н. растрование для того, чтобы имитировать полутона для наблюдателя (рис.1). Для этого поверхность, которая должна быть запечатана, разделяется на мелкие участки, определенная часть которых покрывается краской. Это и есть процесс растрирования, а мелкие печатающие элементы называются растровыми точками.

Характер распределения этих запечатываемых участков внутри рассматриваемой области может быть различным и определяется в основном типом растра. Если речь идет об амплитудно-модулированном растре с круглой точкой, то в середине рассматриваемой области находятся красочные точки, которые изображают соответствующие участки воспроизводимого значения тона. Т.о. глаз наблюдателя получает впечатление об оттенке серого, т.н. полутона.

Во флексографии исторически сложилось, что выбирается крутая точка, хотя этот тип растрирования и имеет некоторые недостатки. Можно было видеть, что при выборе других точек, отличных от круглой, были продемонстрированы видимые преимущества и улучшение качества печати. Представленная работа посвящена в основном оценке и прогнозированию флексографской печати с форм, изготовленных цифровым методом. Большинство результатов и знаний могут быть перенесены на флексографию вообще или другие способы печати.

Цели и задачи

Данная работа объясняет основы автотипного и частотно-модулированного растрирования. Она показывает сегодняшнее состояние техники, чтобы можно было уделить внимание и взвесить преимущества и недостатки, представленных на сегодняшний день коммерческих продуктов. Тестируются и объясняются альтернативы прежде выбранным в индустрии типам растрирования.

Приводятся обоснованные оценки к практическим преимуществам и недостаткамвсехисследованных типов растрирования, атакже их пригодность в каждодневной печати. Из этих оценок видно, что альтернативные способы

Рис.1

растрирования по определённым критериям подтвердили ярко выраженные преимущества по сравнению с традиционно используемыми сегодня в печати, поэтому они требуют подробного описания, которое позволило бы без дополнительных наработок перевести их в коммерческие продукты.

Основное внимание уделяется флексографскому способу печати, и особенно флексоформам, изготовленным цифровым способом. В результате нелинейного воспроизведения и уменьшения размера печатающих элементов, возникают новые, пока никем не учтенные характеристики растров.

Таким образом, цель проводимых исследований может быть сформулирована как разработка методов автоматизированной оценки форм растровых точек на основе оценки их влияния на качество печати.

Задачи, которые необходимо было выполнить в рамках диссертации, представлены ниже:

1. Описание проблем и недостатков круглых растровых точек ,

2. Разработка по возможности наиболее разнообразных альтернативных форм растровых точек

3. Определение критериев оценки пригодности растров для флексо

4. Разработка новых методов аттестации для оценки пригодности растров

5. Оценка предложенных альтернативных растров

6. Определение граничных условий для дальнейшей разработки пригодных растров.

Объект исследования .

В диссертации в качестве основного объекта исследования рассматриваются различные (в том числе сложные и комбинированные) системы растров с целью оценки возможности повышения и прогнозирования качества печати.

Предмет исследования

Основным предметом исследования является влияние растрирования на воспринимаемое качество передачи полутонов. Исследование этого являения должно быть направлено на выявление критериев повышающих качетсво печати.

Научная новизна

Опубликованные исследования растров проводились до сегодняшнего дня лишь в общих чертах и не учитывали особенные требования флексографской печати с фотополимерных форм, изготовленных цифровым способом/ Круглая растровая точка, которая долгое время в эмпирических исследованиях называлась лучшим растром, была также принята идеальной для печати с флексо форм, изготовленных цифровым способом. В результате их нелинейной характеристической кривой, эти печатные формы приводят к значительному изменению пограничных условий.

Научная новизна этой работы основывается на следующих аспектах и выводах:

1. Ограничения и недостатки используемых сегодня круглых точек были определены и подтверждены. •

2. Было подтверждено, что область смыкания точек и проработка теней зависят от выбранной формы растровой точки. Необходимо учитывать растровый алфавит.

3. Частотно-модулированные растры имеют большой потенциал и им необходимо уделять больше внимания.

4. Эксцентрические формы точки более муаростойкие при многокрасочной печати

5. Неортогональные растры более склонны к муару и требуют абсолютно другого подхода к выбору угла поворота, чем ортогональные.

6. Т.н. кривая предкоррекции в свегах может быть интегрирована в растр.

7. Ступенчато расположенные «исходные точки» значительно улучшают проработку светов и теней. Заметны преимущества в воспроизведении областей светов и теней, а также повышенная механическая стабильность растровых точек в светах.

Метод исследования

Приведенные выше выводы были получены в результате использования математических расчетов (например для расчета углов поворота или размеров суперячеек), экспериментов на флексографских печатных машинах, сканирования и оцифровки изображения, а также анализа изображения. При анализе изображения следует особо упомянуть статистические методы обработки результатов экспериментов и методы быстрого преобразования Фурье.

Практическое значение результатов

Полученные результаты могут быть положены в основу создания алгоритмов автоматизированного проектирования и разработки растров, предназначенных в особенности для флексографской печати с фотополимерных форм, изготовленных цифровым способом, в результате чего могут быть достигнуты заметные улучшения качества печати. Некоторые из разработанных растров могут непосредственно применяться для печати флексографским способом.

Применение результатов на практике

Полученные результаты до сегодняшнего дня не применялись на практике, за исключением описанных экспериментальных оттисков и изготовленных для них тестовых печатных форм. После публикации выводов данной диссертационной работы следует ожидать, что в течение краткого времени начнется широкое использование новых растров. Основные положения, выносимые на защиту

1. Методы оценки качества печати, основанные на выборе сложных растров.

2. Новые и комбинированные элементы растровых алфавитов.

3. Комплексная процедура оценки и прогнозирования качества печати с

использованием флексографских печатных форм на базе разработанных

методик.

Публикации по теме

Труды автора регулярно публикуются в европейских и российских изданиях. В числе основных публикаций по теме диссертации 5 работ опубликовано в европейских и 3 - в российских изданиях.

Апробация работы

Автор неоднократно участвовал в семинарах и конференциях по темам, касающимся особенностей, требований и характеристик использования СТР для флексо. Результаты данной диссертации представлялись участникам этих семинаров и конференций и обсуждались с ними.

Объем работы

В англоязычной версии работа содержит 309 страниц, включая таблицы данных. В работе представлено 269 иллюстраций (рисунков, иллюстраций и графиков), а также 118 таблиц. Количество упомянутых литературных источников - 30.

2. Содержание работы

Во введении - «Предисловие» - дается общее введение в тему диссертации, описывается термин «растрирование» и необходимость использования его в автотипных способах печати для имитации полутонов.

В первой главе - «Понятия и сокращения» - объясняются применяемые термины и сокращения, чтобы обеспечить понимание читателем текста.

Во второй главе - «Введение» - предпринимается попытка точного определения термина «растрирование». В автотипных способах печати необходимо использовать оптические эффекты растрирования, чтобы обеспечивать имитацию градаций, передающихся печатной краской. Стремятся к минимальному размеру точек, для того, чтобы их нельзя было рассмотреть с нормального расстояния восприятия оттиска, поскольку тогда наблюдатель воспринимает смесь белой бумаги и точки большего или меньшего размера как полутон.

Геометрия растра. Принципиально возможно придавать растровым точкам произвольную форму. Хотя геометрические фигуры, такие, как круг, квадрат, ромб, линия и прямоугольник являются более распространенными, но, в принципе, возможно создавать растрирование и с абсолютно иными формами точек, например, такими, как треугольники, пятиугольники, шестиугольники или чередующиеся многоугольники.

Фотографическое качество. Для печати изображений с фотографическим качеством из растрированных цветоделенных изображений для триадных красок желтой, пурпурной, голубой и черной требуется располагать

растровые структуры для отдельных красок под углом друг к другу. Только так может быть предотвращено образование при печати интерференции растровых структур по площади изображения, то есть муара, получающегося вследствие неизбежных небольших неточностей приводки.

Под разнооттеночностью мы понимаем возникновение эффекта муара со временем, то есть на различных оттисках в тираже. Под термином "разнооттеночность", таким образом, понимается различие цветовых оттенков разных оттисков, покидающих печатную машину друг за другом.

Основная направленность. В рамках этой диссертации внимания читателя концентрируется на флексографской печати, отсутствии стремления к коммерциализации разрабатываемых типов растрирования, создании растрового алфавита, отказе от практической работы с гибридным растрированием, а также работе только с углами с рациональным тангенсом.

В третьей главе - «Обзор» - рассматриваются классические и современные методы растрирования историческое развитие растрирования. Изобретение фотографии в начале 19 века также дало толчок развитию растрирования.

Многоцветная печать. От трехкрасочной печати изображений перешли к четырехкрасочному синтезу с использованием вспомогательной, черной печатной краски. Оба эти способа требовали различного угла наклона растровых структур для разных красок. Частотно-модулированный растр, позволяющий это исключить, возникает значительно позже. Самые последние разработки в области растрирования касаются т.н. гибридного растрирования, представляющего собой комбинацию частотно-модулированного и амплитудно-модулированного растра.

В четвертой главе - рассматриваются теоретические основы методов оценки и прогнозирования качества. Большим преимуществом традиционного растра с круглыми точками является то, что из-за своей оптической равномерности даже грубые линиатуры не создают впечатления неравномерной, «разбитой» картинки. Низкая линиатура разбивает печатаемые участки на меньшее количество более крупных элементов, чем это делает растр высокой линиатуры. Таким образом, низколиниатурный растр обладает сравнительно меньшим суммарным периметром, чем и объясняется меньшее значение растаскивания.

Самый большой недостаток амплитудно-модулированного растра при его использовании во флексографии заключается ■ в том, что наименьшая печатаемая растровая точка обычно имеет довольно большой диаметр. Из-за растаскивания печатной краски по периметру растровых точек наименьший воспроизводимый тон получается очень «тяжелым» и темным. Реализацию мягких размытий и переходов в этих условиях очень сложно осуществить.

АМ-растры и их особенности. Еще один недостаток амплитудно-модулированного растра - часто довольно хорошо различимый скачок в значении тона там, где растровые точки начинают смыкаться. На этих местах

часто получается «слияние» обеих красочных пленок и формирование т.н. «мостика» между растровыми точками, что значительно увеличивает визуально значение тона.

ЧМ-растры и их особенности. Из-за регулярного расположения растровых точек в некой жесткой решетке амплитудно-модулированные растры обычно не вызывают проблем с созданием оптически ровной и гладкой картинки, без воспринимаемых визуально неровностей и зернистостей. В частотно-модулированном растре, напротив, зернистость изображения является очень важным фактором. Сформированный по частотно-модулированной технологии фоновый растр часто кажется неравномерным, имеющим собственную структуру. Эта неровность часто может быть устранена в результате использования более высоколиниатурного частотно-модулированного растра, что в свою очередь приводит к более высокому растаскиванию.

Из-за своего довольно большого периметра частотно-модулированные растры во флексографии склонны к большому растаскиванию. Для избежания этого обычно приходится выбирать более грубый ЧМ-растр, что, опять же, приводит к нарушению оптической ровности изображения.

Гибридные растры и их особенности. Такие растры являются комбинированными и состоят как минимум из двух компонентов. В случае флексографской печати мы называем гибридным такое растрирование, которое состоит из большей доли традиционного растра с круглыми точками и меньшей доли частотно-модулированного растра. В области светов используются частотно-модулированные растры, которые дают возможность передать очень плавные переходы вплоть до нуля, в области полутонов - амплитудно-модулированные растровые точки, обладающие хорошей оптической равномерностью, а в области теней частотно-модулированные растры снова позволяют создать плавный переход тона до плашки.

Наряду с высокой сложностью разработки эти растры обладают еще одним недостатком: переход от амплитудно- к частотно-модулированному растру очень критичен и легко заметен при рассматривании оттиска. Кроме того, частотно-модулированный растр очень часто может восприниматься как сильно зернистый, и при наложении нескольких красок это очень негативно сказывается на равномерности оттенков и изображения.

По вышеназванным причинам в работе рассматривается вопрос о возможности разработки лучших форм растровой точки и систем растрирования для использования в комбинации с цифровыми фотополимерными печатными формами. Для сравнения возможных альтернатив определяются критерии, на основании которых можно было бы предпринять такое сопоставление. Этими критериями являются:

1. Поведение точек при слиянии и прорисовка теней: Как растр

передает тона в области слияния точек и в области теней?

2. Переход в высоких светах: Какова минимально воспроизводимая точка и хорошо ли различимы тона в светах изображения?

3. Возможность или необходимость поворота растровых структур: Есть ли возможность избежать интерференции при наложении отдельных красок с помощью изменения угла поворота?

4. Зависимость качества оттисков флексографской печати от выбранного угла поворота: Влияет ли направление печати на равномерность растаскивания по отдельным краскам?

5. Оптическая заметность и линиатура: Насколько заметным или незаметным кажется растр?

6. Возможности бесстыкового растрирования: Может ли быть достаточно просто создана бесстыковая версия растра?

В пятой главе - «Практическая часть» - сначала объясняются инструменты и средства, которые были использованы автором при проведении экспериментов. К ним относятся графический редактор Corel Draw, графический редактор Corel Photopaint. Grapholas позволил провести растрирование тест-формы с помощью изготовленной автором растрового алфавита. Полученные изображения были обработаны и исследованы с помощью программы анализа изображений ImageJ. Для создания фотоизображений оттисков был использован планшетный сканер Powerlook 2000 фирмы UMAX.

Поскольку необходимо было изготовить флексографские печатные формы, использовались цифровые пластины типа Cyrel DPI и устройство записи CDI Advance производства фирмы Esko Graphics. Однокрасочные оттиски изготавливались на лабораторной пробопечатной машине Flexiproof 100 фирмы RK. Для получения многокрасочных оттисков была использована печатная машина планетарного построения Meisterflex производства фирмы Lemo.

Изготовление авторских растров началось с создания растрового алфавита в программе Corel Draw. Затем еще не окончательно готовый алфавит был экспортирован в формат TIFF Grayscale для последующей обработки в Corel Photopaint. После этого изображения в градациях серого копировались непосредственно в RIP и после конвертирования использовались для растрирования цветоделенных изображений (рис.2). Получающиеся растровые цветоделенные изображения использовались по потребности для записи цифровых фотополимерных печатных форм или конвертированы обратно в формат TIFF для анализа в программе ImageJ.

Для генерирования различных вариантов растра, расположенных под разными углами, должны быть созданы т.н. суперячейки. Суперячейки - это большие площади состыкованных друг'с другом растровых точек в форме

растровых матриц. Они позволяют разработчику осуществлять поворот до образования равномерных растровых структур, что было бы невозможно при использовании отдельных растровых точек. Расчет параметров для создания суперячеек (размер и угол поворота) очень важен.

Расчет поворота углов растра должен осуществляться согласно т.н. рациональному тангенсу, т.е. угол поворота не должен принимать такого значения, тангенс которого представляет собой иррациональное число. Но поскольку на первом этапе стремятся к углу поворота (напр., 15°), который успешно применяется в аналогичных способах печати, например, в офсетной печати, то необходимо пробовать как можно точнее приближаться к тем углам, которые выражаются только иррациональными тангенсами. При этом границы точности задают возможные размеры суперячеек, поскольку рассматриваемое численное соотношение свидетельствует об этом.

Поскольку в рамках работы над настоящей диссертацией удалось доказать преимущества эксцентрического растра в области углов поворота растровых структур, то необходимо также задаться вопросом, является ли вообще целесообразным стремление к старым упиам офсетной печати. Уже после нескольких опытов стало ясным, что альтернативный угол поворота 22,5°, который получается в результате деления четверти окружности (90°) на четыре печатные краски, может принести очень хорошие результаты. Соответствующий угол поворота для системы с рациональным тангенсом получается при соотношении 12/29 (рис.3 и 4), что дает угол 22,4797344°. aiv tan (12/29) = 22,4794344°

Может быть показано, что это отклонение от необходимого значения в 22,5° при линиатуре 60 лин/см будет приводить к сдвиганию растровой точки относительно требуемого положения лишь через 232 мм (рис.5). DELTAlv¡l¡tel = 22.5° - 22.4794344" ~ 0.020565604° Аоы = <Ч/ sin (0.020565604") / 6 тт"1 = 464,3333982 тт = А„„/ /2 = 232,1666991 тт = са. 232 тт Это расстояние больше, чем используемая малоформатная тестовая форма.

Если бы было возможно использовать соотношение 29/70, то тогда можно было бы добиться приближения к желаемому углу до 0,0035°. При этом максимальный сдвиг растровых точек относительно их требуемого положения достигается на расстоянии 1353 мм от центра вращения, что удовлетворяет условиям даже для крупноформатных печатных форм. arc tan (29/70) = 22,5035285° DELTA winkd — 22.5° - 22.5035285° = 0.0035284"

D„,ui~ (1 /sin (0.0035284°)/6mm'1 = 2706,33393 7mm

Dkmixh -= D„,ul/2 = 1353.166969 mm = ca. J353 mm

Для того чтобы ответить на вопрос в обратном случае, а именно какое максимальное отклонение углов допустимо для упаковочной печати, чтобы избежать возникновения паразитных изображений при многокрасочной печати, необходимо сначала определить максимальный размер упаковки. Если принять его за 1 ООО* 1 ООО мм, то получаем максимальное отклонение углов около 0,005°. sin X = (1/6) /2000 = / /12000 X = arc sin (I /12000) = 0.0047746° = са. 0.005°

Так же, как и расчет углов поворота растра, расчет размеров суперячеек должен вестись с высокой точностью. Причина заключается в том, что суперячейки, как и отдельные ячейки, должны повторяться для использования в модуле растеризации. Это означает, что растеризатор должен повторить растрируемое изображение кусочек за кусочком (суперячейка за

Рис. 5. Изображение сдвига растровых решеток при отличающемся угле поворота.

С 060000 „

о.оооооо ■0.01 оооо

Ж

т

|-, ЧЛ

—

______________________1

ш

Рис.3. Определение оптимальных параметров для тангенса угла 22,5°, графическое решение

31.385

Рис.4

суперячейкой) для расчета соответствующих растровых точек. При этом методе необходимо плотное бесстыковое взаимное расположение суперячеек для того, чтобы не формировалось заметного края при повторе изображения.

Мииимально необходимый размер вытекает при этом непосредственно из расчета средних тангенсов, поскольку его можно интерпретировать как «указания по позиционированию». Если соотношение для тангенса 12/29, то его можно понимать так, что следующая позиция для «пристыковывания» располагается на 29 единиц вправо и на 12 единиц вверх. Суперячейка при этом должна иметь либо этот, либо кратный размер. а2 + Ь2 = с-с2~122 + 29-

с = (144 + 841Уи = 31.38470965 При размере я чей ten 16 х 16 пикселей: 31.38470965x16 = 502pixel

Для получения возможно более квалифицированных результатов анализа в рамках этой диссертации был также разработан метод оценки отпечатанных изображений. В противоположность к традиционным, в которых с помощью денситометра оцениваются отдельные избранные места оттиска, представленный здесь способ основан на полноформатном сканировании выбранного оттиска (алгоритм см.рис.6).

Сканирование и последующий анализ получившегося цифрового изображения с помощью программы анализа изображений ImageJ предоставляет значительные преимущества по сравнению с точечным денситометрическим измерением. Так, получающиеся значения автоматически линейны по отношению к человеческому восприятию, что неверно в случае оптических плотностей, измеренных денситометром. Кроме того, сканирование дает несравнимо большее число значений, так что наряду с интегральным измерением полученных значений тона растровых полей очень легко провести оценку равномерности на всей рассматриваемой плоскости (здесь мы говорим о таком дефекте, как крапчатость изображения, т.н. mottling). Это верно и для плашек.

При использовании сканера для фиксирования изображения кроме прочего нужно определить разрешение. В данном случае это необходимо проводить по определенным правилам, заданным граничными условиями. Одним из граничных условий должен быть адекватный учет разрешающей способности человеческого глаза. Приводимые расчеты показывают, что она равна приблизительно 145 dpi, или 57 лин/см, если принять за нормальное расстояние наблюдения 300 мм.

РСг;шш --= 2х arc sin (5рт/ 17000 рт) = 0.0337034"(cu. 0o2') PCCKaiL = 1 /(sin (0°2') *300mm) = 5,729 L/mm = ca. 57 L/cm

Из этого и других условий в данном случае получается разрешение

сканирования 127 dpi.

Результаты анализа изображения в программе ImageJ для дальнейшей оценки должны быть импортированы в программу Microsoft Excel. Там производился расчет каждого отпечатанного значения растрового тона по измеренным значениям градации серого отдельных пикселей при помощи формулы

F^opt = (MSubstratwei6 " MRasterflache) 1 (MsubstratweiB * Mvollion) * 100%

В рамках диссертации был также разработанновыйметодпрогнозирования муара при многокрасочной печати. Он использовался для того, чтобы с одной стороны, оценить ожидаемый муар при многокрасочной печати с использованием новых способов растрирования,и, с другой стороны, для оценки муара без получения пробных оттисков (рис.7).

Муар в многокрасочной печати представляет собой интерференционный рисунок среднего периода, который получается при наложении нескольких периодических структур, отпечатанных разными красками, при недостаточно точных углах поворота. Он образует сильно заметные структуры с периодичностью от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров и значительно мешает восприятию изображения (рис.8). Структуры, которые имеют значительно меньший размер, называются розетками. С ними приходится считаться, поскольку избежать их невозможно даже при оптимальном подборе углов поворота растра. Значительно большие по размеру структуры мы воспринимаем не как муар, а как т.н. разнооттеночность. Разнооттеночность приводит к тому, что в результате различного соотношения в приводке от одного оборота цилиндров к другому (от оттиска к оттиску) может наблюдаться порой значительная разница в цвете, поскольку на разных оттисках одни и те же растровые точки перекрываются по-разному. Муар определяется т.н. периодом муара. Он может быть определен как расстояние между розетками с открытой и закрытой серединой.

В упомянутом методе прогнозирования муара в многокрасочной печати использовалась программа анализа изображений ImageJ и функцию быстрого преобразования Фурье (Fast Fourier Transformation). Особенно полезным является то, что этот метод можно применять к растрированным

#ин'ия1

Рис. 6. Алгоритм оценки оттисков .

i St6runo des Bildeindnjckes

О I 1 M S I T M 10 15 20

Рис. 7. Масштаб паразитных структур в амплитудном диапазоне муара.

цветоделенным изображениям, что позволяет избежать пробного оттиска.

Наиболее сильной стороной описанного метода является то, что его можно применять к слегка искаженным изображениям и таким образом анализировать, насколько тип растрирования чувствителен к частичным искажениям и неприводке при печати.

В этой связи был разработан третий новый метод прогнозирования растаскивания при печати. Он основывается на том, что растровые точки во флексографии, которым обычно свойственно большее или меньшее

увеличение своих исходных размеров в результате

оказываемого давления печати, в ы з ы в а ют тем меньшее

растаскивание, чем меньше их периметр.

В процессе

расчетов ожидаемого растаскивания при печати были также определены некоторые закономерности, касающиеся склонности рассматриваемых растров к образованию т.н. полошения на оттиске. Эти полосы образуются, в первую очередь, в результате зонального одностороннего искажения (растяжения) растровых точек. Отсюда можно сделать вывод,,что наиболее чувствительно могут реагировать растры с выраженной асимметричной структурой.

Проведенные эксперименты: Даже если вышеупомянутые методики прогнозирования растаскивания или оценки склонности растра к образованию муара уже допускают широкую оценку ожидаемого результата, неизбежно проведение тестовой печати. Кроме того, результаты проводимых тестов в значительной степени позволяют разработать вышеупомянутые методы прогнозирования.

Все опыты, которые требуют только однокрасочной печати, были проведены на фирме DuPont с помощью имеющегося пробопечатного устройства Flexiproof. Опыт, полученный при печати разработанных автором растров на устройстве Flexiproof послужил, с одной стороны, для оценки этих растров, с другой стороны, для «калибровки» вышеназванных методов прогнозирования растаскивания при печати.

Исследуемые растры оценивались по множеству критериев. В первую очередь оценивалась оптическая «неровность» (т.н. mottling), что основано

уже на применяемой форме растровой точки. Вторым шагом являлось рассмотрение однокрасочных оттисков, полученных на устройстве Р1ех1ргооГ Для этого использовались различные измерения, сделанные на оттисках. Третий критерий - визуальная оценка заметности отпечатанного растра. Затем оценивались возможности поворота растровой структуры на различные углы.

Оттиски с устройства Р1ех!ргооГ были очень полезны как для первичной оценки некоторых растров, так и для оценки точности метода прогнозирования растаскивания. Для оценки относительно углов поворота растра и потенциального муарообразования необходимо было провести также печать на обычной флексографской печатной машине.

На планетарной машине в Технологическом центре ИРТА для этого были проведены две серии тестов. В них сравнивались различные

растры, повернутые под разными углами. .

Результаты согласно критериям опенки: На основании сделанных разработок, экспериментов и их анализа достигнутые результаты для каждого растра сначала разделялись по шести вышеуказанным критериям (пример представлен на рис.9). Относительно поведения точек при смыкании и

raahffcsSi

j.iii.,iiiliiiiii!!tnSwWP

Рис. 8. Алгоритм прогнозирования появления муара.

прорисовки теней можно сказать, что очень легко удается сконструировать

растр, обладающий преимуществами по сравнению с традиционным, например Circular от Esco Graphics, относительно разницы между получаемыми на печати ступенями градации в области смыкания точек и в тенях.

Относительно критерия передачи светов и их ступеней градации можно сказать, что возможно разработать растр, отличающийся лучшим поведением,

чем традиционный. Некоторое число авторских растров дают в этой области больше градаций, чем традиционный растр.

Для критерия возможности и необходимости поворота растровой структуры для избежания муара, при. многокрасочной печати картина меняется. И здесь некоторые растры показывают преимуществапо сравнению с традиционным. Большое число растров все же обладает потенциальными проблемами в этом аспекте.

Оценка зависимости качества оттиска от выбранных углов поворота - это критерий, который, согласно полученному опыту, может быть противоположен вышеназванному

критерию возможности поворота растровой структуры. Некоторые из исследованных растров показали в этом аспекте критическое поведение.

Оптическая заметность и линиатура растра без сомнения являются одним из главнейших критериев. Большое число авторских растров могут показать частью значительный прогресс по отношению к традиционному растру.

Возможность бесстыкового растрирования, напротив, не очень важный критерий. Для большей части исследуемых растров создание бесстыкового варианта технически возможно, но для нескольких растров эта задача очень сложна.

Результаты, получаемые как из тестовых оттисков, так и из описанных методов анализа некоторых важных аспектов растров, могут привести к ряду важных выводов. Разработчику растров они могут послужить руководством.

3. Заключение

В работе рассматриваются проблемы использования круглых растровых точек и те недостатки, которые прямо влияют на качество печати.

1. Качество печати (в том числе и возможность предсказания качества) зависят от выбранной формы растровой точки. В качестве интересного аспекта выяснилось, что и традиционный алгоритм создания круглых растровых точек имеет большое влияние на поведение точек.

Если требуется разработать растр, обладающий хорошей прорисовкой деталей в области полутонов и теней, то в первую очередь необходимо выбрать подходящую форму точки, а во вторую очередь - алгоритм приращения точки. При этом рекомендуются формы растровой точки, которые дают распределенную на большом тоновом диапазоне область смыкания точек.

, I ММ*««0*0*.« июемми

4 фмин 1М|НЬММ*11Г| 4МПЫВМ7

Рис.9. Пример оценки растра по шеста разработанным критериям

Преимущество отдается такому алгоритму создания точки, который дает несколько крупных незапечатанных участков, а не множество мелких.

2. В работе были исследованы более тридцати различных типов растров, в том числе разработанные лично автором.

3. Частотно-модулированный растр возможен для использования во Флексографской печати. ЧМ-растр не должен иметь слишком мелкие точки, иначе растровые точки не могут быть качественно воспроизведены на печатной форме. Рекомендуется выбирать печатные формы с малой усадкой точек. Необходимо особенно следить за предотвращением зернистости в результате расположения печатных точек,

4. Для дальнейших разработок очень важно то, что эксцентрические формы растровых точек устойчивее к образованию муара при многокрасочной печати. Эксцентрические формы точек следует предпочесть центрическим, поскольку они обладают большей свободой в выборе углов поворота растра и допускают симметричную разницу, равную 22,5°, между углами поворота для одного изображения <

5. Растры с неортогональным углом поворота решетки более склонны к муарообразованию. Подобные растры, конечно, требуют от создателя больших усилий, чем ортогональные, поскольку необходимые углы для многокрасочной печати приходится выбирать из более узкого спектра. Тем не менее, они могут быть особенно интересны тогда, когда речь идет о возможно меньшей оптической заметности растра. «Поворот» такой растровой структуры должен происходить за счет негомогенного искажения первоначальной растровой решетки.

6. Также легко прогнозируемым может быть назван вывод о том, что не существует АМ-растра. не дающего муар без изменения углов поворота. При промышленной печати, к сожалению, нельзя избежать небольшой разницы в приводке между отдельными экземплярами. Растрирование без изменения угла поворота для отдельных красок при этом дадут значительную разнооттеночность.

7. В работе рассмотрены и проанапизированны критерии оценки пригодности растров для флексопечати. Пункты с третьего по шестой анализировались на предмет такого использования.

8. В работе предложен, исследован и апробирован метод аттестации, использующий алгоритм оценки оттисков (см. стр.13).

9. Автором были предложены и исследованы растры, основанные на комбинации точек различных форм.

10. Вывод о том, что т.н. кривая цифровой предкоррекиии в светах может быть интегрирована в растрирование, является одним из важнейших выводов диссертации. Такая возможность является новой. Необходимо все же отметить, что это связано со значительными усилиями разработчиков.

11. Вероятно, исключительно важным выводом диссертации можно

назвать .то,, что ступенчатые «исходные точки» значительно улучшают прорисовку светов и теней изображения. Если растр «разделен на кластеры» и «исходные точки» имеют достаточно ступеней для роста точки, тогда видны значительные преимущества для разделения значений тона в областях светов и теней, а также повышается механическая стабильность растровых точек в областях светов, важных для воспроизведения всего изображения.

12. Оба растра при тестировании: особенно положительными примерами среди исследованных растров можно назвать растры 3EckD (треугольный) и эллиптический, которые на основании показанных результатов кажутся готовыми к использованию при печати реальной флексографской продукции.

13. С одной стороны, можно сказать, что распространенные сегодня амплитудно-модулированные растры с круглой точкой имеют определенные преимущества, которых не могут или лишь частично могут превзойти новые типы растрирования. Преимущественно они заключаются в тех аспектах, где это обусловлено геометрическими особенностями круглой формы точки, например, в растаскивании полутонов, или в предполагаемой зависимости качества изображения от выбранных углов поворота растра. С другой стороны, круглая форма имеет также большие ограничения, к которым относятся недостаточная стабильность растровых точек в светах и градация в тенях. Именно для этих важных аспектов в этой диссертации удалось показать, что существуют возможности значительного улучшения. Могут быть продемонстрированы конкретные примеры такого растрирования.

Для профессионалов, специализирующихся на создании растров, диссертация представляет собой полное руководство с правилами создания авторских растров.

Список публикаций по теме диссертации

1. Martin Dreher PrePress Basiswissen (Teil 1 bis 9) // Etiketten-Labels 5-97

2. Martin Dreher Was uns die Erfahrung mit Computer-to-Plate gelehrt hat // Etiketten-Labels 6-98

3. Martin Dreher Alles wird digital - nur der Flexo-Proof nicht? // Deutscher Drucker, 3.6.1999

4. Martin Dreher Mehrfarben-Separationsverfahren - Vorteile und Grenzen // Flexo+Tiefdruck, 2005 '

5. Martin Dreher Qualitätssteuerung bei Digitalen Flexodruckplatten // Flexo+Tiefdruck, 1-2006

6. Дреер M. Способы формирования изображения на формах флексографской печати // ФлексоПлюс, 6-2000

7. Дреер М. Цифровой тест-объект для определения времени основного экспонирования // ФлексоПлюс, 4-2003

8. Дреер М. О стандартизации процессов флексографской печати // ФлексоПлюс, 4-2004

Подписано в печать 14.0б.06г. Объем 1.0 п.л. Тираж 100 экз. Заказ №234/178 Отпечатано в УИЦ Московского государственного университета печати 127550, Москва, ул. Прянишникова,2а

61:06-5/3075

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПЕЧАТИ

На правах рукописи

ДРЕЕР МАРТИН

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ МЕТОДОВ ОЦЕНКИ И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ КАЧЕСТВА ПЕЧАТИ

Специальность 05.13.06. - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (полиграфическое производство)

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель д.т.н., профессор А.А. Марков

Москва-2006

Dissertation

Research and Development of Automated Methods for Estimation and Prediction of Printing Quality

Dipl. Ing. Martin Dreher

Declaration

I herewith declare that I have written this dissertation all by myself and with no help from third parties or other persons. All utilized sources for information have been listed in the respective appendix.

Heusenstamm,

Martin Dreher

Contents

Declaration...................................................................................................... 1

1. Preface_23

2. Terms and Abréviations_24

2.1. Common Terminology.............................................................................24

2.1.1. Halftoning (Screening) ....................................................................24

2.1.2. Screen Angles...................................................................................24

2.1.3. (Halftone) Screen Ruling.................................................................. 24

2.1.4. Moiré and Rosettes...........................................................................25

2.1.5. Moiré Period.....................................................................................26

2.1.6. Colour Drift.......................................................................................26

2.1.7. Supercells..........................................................................................26

2.1.8. Resolution.........................................................................................26

2.1.9. Addressibility....................................................................................27

2.1.10. Raster Image Processor - RIP.........................................................28

2.1.11. Dot Join and Respective Characteristics.........................................28

2.1.12. Halftone Definition Matrix, Threshold Limit Matrix, Halftone Dictionary 29

2.2. Utilized Abréviations...............................................................................29

2.2.1. Raster Image Processor - RIP...........................................................29

2.2.2. FFT: Fast Fourier Transformation....................................................30

3. Introduction_31

3.1. What is a Halftone Screen?.....................................................................31

3.2. Printing foto-realistic images...................................................................32

3.3. Problems Associated with Halftone.........................................................33

3.4. The Limits of this Dissertation ...............................................................36

3.4.1. Concentration on Flexography with digitally imaged fotopolymerplates 36

3.4.2. Commercial Quality will not be Seeked..........................................36

3.4.3. Halftone Screen Definitions only as Threshold Limit Matrices......36

3.4.4. No Hybrid Screens...........................................................................37

3.4.5. Rational Tangens Screen Angles only..............................................37

3.5. Summary...............................................................................................„38

4. Retrospective_39

4.1. The Historic Development of Halftoning................................................39

4.1.1. Conventional Halftone Screens.......................................................39

4.1.1.1. Colour Printing with Three Inks...............................................39

4.1.1.2. Colour Printing with Four Inks.................................................41

4.1.2. Stochastic (Frequency Modulated) Screens......................................42

4.1.3. Hybrid Screens..................................................................................43

4.2. Strengths and Weaknesses.......................................................................44

4.2.1. Conventional Halftone Screens.......................................................44

4.2.2. Stochastic (Frequency Modulated) Halftone Screens.......................45

4.2.3. Hybrid Screens.................................................................................46

4.3. Formal Definition of the Goal of this Dissertation..................................47

4.4. Summary..................................................................................................48

5. Theoretical Part_M

5.1. Currently available commercial halftone screening systems...................51

5.1.1. Types of Screens...............................................................................51

5.1.1.1. Resolution, Addressibility and Tonal Precision........................51

5.1.1.2. Amplitude Modulated Halftone Screens....................................53

5.1.1.3. Stochastic (Frequency Modulated) Halftone Screens...............57

5.1.1.4. Hybrid Screens...........................................................................60

5.1.2. Known Strengths and Concerns with the Use in Flexo...................61

5.1.2.1. Amplitude Modulated Screens...................................................61

5.1.2.2. Frequency Modulatëd Screens...................................................62

5.1.2.3. Hybrid Screens...........................................................................63

5.2. Newly developed Screens for Flexo .......................................................64

5.2.1. Why new Screens for Flexo anyway?..............................................64

' 5.2.2. Criteria for Suitability.......................................................................64

5.2.3. Potential Shapes for Halftone Dots..................................................65

5.3. Criteria for Evaluation of Halftone Screens ...........................................67

5.3.1. Dot Join Characteristics and Shadow Definition.............................67

5.3.2. Highlight Fade-out and Differentiation............................................ 67

^ 5.3.3. Angling Possibilities and Necessities..............................................68

5.3.4. How the Flexo Printed Result Depends on the Chosen Halftone Screen Angles.........................................................................................................69

5.3.5. Optical Recognizability and Definition............................................69

w

5.3.6 Potential for Seamless Screening......................................................70

5.4. Mechanisms of Electronically Generating Halftone Dots.......................71

5.4.1. Look-up Tables.................................................................................71

5.4.2. Halftone Dictionaries, Threshold Limit Matrices............................72

5.4.3. Definition as Mathematical SPOT-Function (PostScript).................72

5.4.4. Definition as Grey Level File (Halftone Dictionary)........................73

• 5.5. The Applied Method................................................................................75

5.5.1. Research About Potential Halftone Dot Shapes...............................75

5.5.2. Making the Threshold Limit Matrices (Halftone Dictionaries)........76

5.5.3. The Different Halftone Screen Rulings............................................77

*

5.5.4. Making the Halftone Screen Angles.................................................78

5.5.5. Applying the Threshold Limit Matrices on the RIP..........................78

5.6. Summary..................................................................................................80

6. Practical Part_83

6.1. The Utilized Tools, Instruments and Machines.......................................83

6.1.1. CorelDraw........................................................................................83

0 6.1.2. Corel Photopaint...............................................................................84

6.1.3. Grapholas with Ghostscript-RIP (Interpreter)..................................84

6.1.4.r Image Analysis Software ImageJ......................................................84

6.1.5. UMAXPowerlook2000 Scanner with MagicScan Software..........85

6.1.6. Platesetter CDI Advance by Esko Graphics and Processing Equipment for Fotopolymer Flexo Printing Plates.............................................................85

6.1.7. ProofPrinting Press Flexiproof 100 byRK......................................86

6.1.8. Central Impression Cylinder Flexo press "Meisterflex" by Lehmacher 87

6.2. The Making of the Self Developed Halftone Screens ............................88

6.2.1. Trials for Construction of the Threshold Limit Matrices..................88

6.2.2. The Selected Method.....................................................................-...90

^ 6.2.3. Calculating the Setup Values for Generating the Supercells ...........100

6.3. Method for Analysing Printed Pictures....................................................108

6.3.1. The Traditional Approach................................................................108

* 6.3.2. The Chosen Alternative Approach....................................................Ill

6.3.3. Resolution of the Scan.....................................................................115

6.3.4. Exemplary Evaluation of Print Quality on a 4 Coloured Print Sample of the Reference Screen .................................................................................120

6.3.5. Simplified Overview.........................................................................123

6.4. Method for Estimating Moiré in Multicoloured Overprints....................124

6.4.1. Method for Estimating Moiré in Printing on the Example of the Halftone

* Screen "CircularA".....................................................................................125

6.4.2. Determining the Referential Tonal Value..........................................132

6.4.3. Choosing the Regarded Halftone Screen Ruling..............................134

6.4.4. The Position of the Regarded Cut-Out inside the Measuring Box... 135

a

6.4.5. Determining the Filter Size...............................................................136

6.4.6. Specifics of the Procedure with Halftone Screen „EG Circular"......138

6.4.7. Summary..........................................................................................139

6.5. Method for Predicting Dot Gain in Printing...........................................140

6.6. Practical Experiments.............................................................................147

6.6.1. Up front Trials for Plate making......................................................147

6.6.2. Single Colour Proof Press Trials with the FlexiproofPress.............151

6.6.3. Multicolour Press Trials on the Large Format Central Impression Flexo Press at the DFTA Technology Centre in Stuttgart.....................................162

6.6.3.1 ,.................................................................:..................................Press

Trials at the DFTA Technology Centre on November 11th, 2004..........164

6.6.3.2. Press Trials at the DFTA Technical Centre on February 5th, 2005

* 168

6.1. Results per Evaluated Halftone Screen...................................................175

6.7.1. Reference Screen „Circular" by Esko Graphics...............................175

6.7.2. Halftone Screen "3EckA".................................................................177

6.7.3. Halftone Screen "3EckB".................................................................178

6.7.4. Halftone Screen "3EckC".................................................................. 179

6.7.5. Halftone Screen "3EckD".................................................................180

* 6.7.6. Halftone Screen "SEckA ".................................................................181

6.7.7. Halftone Screen "5EckB".................................................................182

* 6.7.8. Halftone Screen "5EckC".................................................................183

6.7.9. Halftone Screen "5EckD".................................................................184

6.7.10. Halftone Screen "6EckA"...............................................................185

6.7.11. Halftone Screen "6EckB"...............................................................186

6.7.12. Halftone Screen "8EckA"...............................................................187

6.7.13. Halftone Screen "CircularA"..........................................................188

6.7.14. Halftone Screen "CircularB"..........................................................189

* 6.7.15. Halftone Screen "CircularC"..........................................................190

6.7.16. Halftone Screen "CircularD"..........................................................191

6.7.17. Halftone Screen "CircularRing".....................................................192

% 6.7.18. Halftone Screen "Elliptisch"...........................................................193

6.7.19. Halftone Screen "FM"....................................................................194

6.7.20. Halftone Screen "Keulen"..............................................................195

6.7.21. Halftone Screen "KeulenB"............................................................196

6.7.22. Halftone Screen "Kreuz"................................................................197

6.7.23. Halftone Screen "KreuzB"..............................................................198

6.7.24. Halftone Screen "KreuzC"..............................................................199

% 6.7.25. Halftone Screen "KreuzE"..............................................................200

6.7.26. Halftone Screen "KreuzH".............................................................201

. .. 6.7.27. Halftone Screen "LinielfachA .....................................................202

6.7.28. Halftone Screen "LinieWelle"........................................................203

6.7.29. Halftone Screen "Quadrate"...........................................................204

6.7.30. Halftone Screen "RechteckA "........................................................205

6.7.31. Halftone Screen "RechteckB"........................................................206

6.7.32. Halftone Screen "Schuppen"..........................................................207

6.7.33. Halftone Screen "SchuppenB"........................................................208

6.7.34. Halftone Screen "SternA"...............................................................209

6.7.35. Halftone Screen "StemB"............................................................,..210

6.7.36. Halftone Screen "SternC"...............................................................211

6.7.37. Halftone Screen "TiefdruckA".......................................................212

6.7.38. Other Halftone Screens, that have not yet been evaluated in printing 213

6.7.38.1. Halftone Screen "6EckF"........................................................214

6.7.38.2. Halftone Screen "6EckG"........................................................214

. 6.7.38.3. Halftone Screen "6EckGinv"...................................................215

6.7.38.4. Halftone Screen "CircularF"....................................................215

6.7.38.5. Halftone Screen "CircularG"...................................................216

6.7.38.6. Halftone Screens "FM... "........................................................216

6.7.38.7. Halftone Screens "Labyrinth... "...............................................217

6.7.38.8. Halftone Screens "Linien... "...................................................217

6.8. Results per Criterion of Evaluation.........................................................218

7.8.1. Performance in the Ranges of Dot Join and Shadow.......................218

6.8.2. Highlight Fade-out and Differentiation ...........................................221

6.8.3. Possibilities and Requirements for Angling the Screen against Moiré Patterns........................................................................................................223

6.8.4. Dependence of the Flexo Printing Results from the chosen Halftone Screen Angle..............................................................................................225

6.8.5. Visibility and Visual Resolution........:..............................................227

6.8.6. Possibilities for Seamless Screening.................................................228

6.9. Summary..................................................................................................230

7. Conclusions_235

7.1. Dot Join and Differentiation in the Shadow End of the Tonal Range Depend on the Dot Shape..................................................................................................235

7.2. Frequency Modulated Screening may work with Flexo..........................236

7.3. Eccentric Halftone Dot Shapes are more resistant against Patterns .......238

7.4. Halftone Screens with Non-Orthogonal Grids Tend to Generate a Pattern More Easily..............................................................................................................239

7.5. There is no Amplitude Modulated Screening which can avoid Moiré Without Angling................................................................................................~Tr....241

1.6. The Digital Bump Up may be incorporated into the Halftone Screen.....242

1.1. Dedicated Starting Points Improve the Differentiation in the Highlight and

Shadow Ends of the Tonal Range very much................................................243

7.8. "Best of the Show" Halftone Screen........................................................244

7.9. Summary..................................................................................................246

8. Appendices_249

8.1. Formulas..................................................................................................249

8.1.1. The Murray-Davies Formula............................................................249

8.1.2. The Colorimetric Intensity................................................................249

8.1.3. The Relative Colorimetric Intensity.................................................249

8.2. Literature..................................................................................................250

Sources produced by the search for "Halftoning".................................250

Sources produced by the search for "Parkettieren"................................250

Sources for the evaluations and results of the analysis as to how many grey levels the human eye may differentiate.................................................251

Sources for the evaluations concerning the resolution capabilities of the human eye..............................................................................................252

Other sources..........................................................................................253

8.3. Publications of the Author.......................................................................254

8.4. Data tables of the Various Evaluations....................................................257

8.4.1. Monochrome Press Trials with the Flexiproof Device.....................257

8.5. Contact.......................................................'..............................................307

Pictures and Tables

Coarse Circular screen (upper) vs. fine Circular screen (lower).............................24

Source: Brochure by Linotype-Hell, "Technical Information: Moiré, Rosettes and Color Shifts"..........................................................................................................25

Rosette structure (left) and Moiré (right) in a multicolour screen overprint .........25

Resolution and Addressability: left: ~ correspond with one another; right: addressibility is far greater than resolution............................................................27

Different potential shapes of dot join in a halftone screen. Red circles mark the critical positions......................................................................................................28

An example for a typical threshold limit matrix picture.........................................29

Sequence of generating a colour separation, as has been pursued during this dissertation works:..................................................................................................32

1. separation of the digital picture into its colour channels2. overlaying with the halftone definition matrix file (threshold limit matrix file).....................................32

The formation of so-called Rosettes in a screened overprint..................................35

Angles of halftone screens in the early 3-colour prints of the 19th century...........40

Conventional (left), frequency modulated (mid) and hybrid screen (right)...........42

Halftone dot shapes „Round" vs. „Circular"..........................................................44

Image of a halftone dot threshold matrix (Halftone Dictionary) in Corel Photopaint 51

The transfer diagram shows that in fact there are discrete steps, which affect the differentiation of tonal values.................................................................................52

Conventional, amplitude modulated halftone vignette..........................................54

Frequency modulated screen (stochastic).............'..................................................57

Highlight end of the tonal range with a stochastic screen with circular (left) and rectangular (right) dots...........................................................................................59

Hybrid screen (combination of amplitude modulated and frequency modulated screen)....................................................................................................................60

Conventional screen („Circular")...........................................................................61

Conventional screen with an enlarged area of dot join...........................................61

Frequency modulated screen..................................................................................62

Hybrid screen..........................................................................................................63

Square (above) and circular (bottom) halftone dot shapes.......:.............................65

Orthogonal (top) and non-orthogonal („equilateral" triangle, bottom) angling.....68

Seamless (left) vs. non-seamless (right) screening.................................................70

Organigram of the possibilities for generating halftone screens ...........................71

Potential, simple look-up table, which attributes a layout of imagesetter pixels to every level of grey .................................................................................................71

Example for a halftone dictionary (threshold limit matrix)....................................73

Example of a grey level matrix, which was supposed to be converted into a grey level image file (failed)....................................................................................................76

Halftone cell (square at the bottom) and „pool" of imagesetter pixels above, used for generating the halftone dictionary in Corel Draw...................................................76

Process of rasterizing (halftoning) a single halftone dot in a colour separation from off a digital continuous tone image........................................................................79

Schematic workflow of making and analysing a newly invented halftone dot shape 80

Schematic workflow of making a digitally imaged Fotopolymer Flexo printing plate 86

Proof printing press Flexiproof 100 by RK............................................................87

Desirable (left and inadequate (right) Histogram of a screen................................88

An ideal halftone dictionary, as far as the presence and number of grey levels is concerned (left), and its Histogram Corel Photopaint (right).................................89

An inadequate halftone dictionary, as far as the presence and number of grey levels is concerned (left), and its Histogram in Corel Photopaint (right).............................89

Top: Halftone dictionary cell and „pool" of Pixels to be placed prior to the start. 91

Bottom: after setting the first 5 Pixels.....................................................................91

An overlapping element covers the lower element partly......................................92

The Histogram of an ideally constructed halftone dictionary.................................93

File Export dialogue in Corel Draw with the settings chosen for the halftone dictionaries.............................................................................................................93

When checking the lateral hierarchical order of the Pixels the one in the lower left corner must be on top and the others up the column must be next........................93

Top: The repetition of a halftone dictionary in Corel Photopaint with the function „Canvas".................................................................................................................95

Right: A matrix of halftone dictionaries after the execution of the function „Canvas" 95

The dialogue „Rotation/Adapt" in Corel Photopaint with the respective settings . 95

The matrix of halftone dictionaries after the rotation in Corel Photopaint.............95

Left: the dialogue „Page Size" in Corel Photopaint and its respective settings;.... 96

Right: the matrix of halftone dictionaries after the cropping of the page sizes......96

The Histogram after the rotation.............................................................................96

A halftone dictionary of 30 L/cm is being generated from one for 60 L/cm (left) through a scaling of200% in the dialogue „Alter Bitmap"....................................97

New halftone dictionary for 30 L/cm of screen ruling...........................................98

Menu „Picture Manipulating" in Grapholas...........................................................99

Menu „Picture Manipulating" in Grapholas in detail.............................................99

Angle with a rational tangens: here 1:4, i.e. arc tan (1/4) = 14,036°......................100

Numerical method of determining the nearest rational tangens ............................102

Graphical method of determining the nearest rational tangens .............................103

Shift of halftone dots from their target positions due to imprécisions in screen angling 104

Example of a Supercell with a 45° screen angle....................................................106

The target angle of 22.5° will be approached quite well by the ratio of 12:29. The dimensions of the Supercell must therefore be integer multiples of 31.385...........106

The Relative Colorimetric Intensity measures tones as they are perceived by the human eye, the densitometry does not...................................................................112

Top: settings of the respective scan parameters in Magic Scan..............................120

The image that was achieved with these settings for the reference screen „Circular" by Esko Graphics...................................................................................................120

The selection of factors to be evaluated by Image J................................................121

The digital image with marked regions of interest (ROIs) from ImageJ................121

Right: The evaluation results from an image (ImageJ)..........................................121

Schematic workflow of analysing prints for their quality in various aspects.........123

Rosettes, Moiré and Colour Drift differentiated by magnitude of disturbance to the print quality impression of the observer (reflects the opinions and experiences of the author).....................................................................................................................124

Test target for the trials concerning Moiré and dot gain.........................................126

Positioning the cropping mask in Corel Photopaint...............................................128

The dialogue „Combine channels" and its relevant settings in Corel Photopaint ..128

Setting the size of the cropping mask in Corel Photopaint.....................................128

Halftone image after the combination of the channels ..........................................129

The dialogue „Page size" in Corel Photopaint........................................................129

The dialogue „Bitmap" in Corel Photopaint...........................................................130

The grey level image file that Corel Ph