رسم قوس قزح بثلاثة ألوان: كيف تقوم الطابعة بذلك (بالاشتراك مع HP)

هناك بعض الأشياء التي يمكن أن تفعلها أجهزة الحوسبة والتي تبدو معجزة بعض الشيء عندما تبدأ في النظر في كيفية عملها. واحدة من هذه هي طباعة الصور بألوان مفصلة بدقة. عادةً ما يتم تجهيز طابعة نفث الحبر الحديثة بثلاثة ألوان أساسية فقط ، بالإضافة إلى الأسود ، وربما اثنين من الألوان الثانوية بناءً على الألوان الأساسية.

رسم قوس قزح بثلاثة ألوان: كيف تقوم الطابعة بذلك (بالاشتراك مع HP)

ومع ذلك ، يمكن استخدام هذه المجموعة المحدودة من وحدات البناء لإنشاء لوحة ألوان لا نهائية تقريبًا. يتم استخدام عدد من العمليات لتحقيق ذلك ، ولكن العملية الرئيسية تسمى التدرج ، وفي هذه الميزة سنشرح بالضبط كيف يعمل.

تتضمن عملية التدرج الأساسية تقريب التدرج اللوني المستمر باستخدام وجود أو عدم وجود اللون بكثافة واحدة. لثبات الألوان أحادي اللون ، تكون النقاط إما بيضاء أو سوداء. لثبات اللون ، ستكون النقاط هي الألوان الأساسية المتاحة ، ممزوجة بنسب مناسبة للظل المقصود. يحاكي التنسيب الذكي للنقاط كثافة ألوان الصورة المستمرة.

ستظل العين البشرية ترى الصورة الملونة باستمرار حتى لو كانت النقاط مرئية ، لأن الدماغ موصّل بسلك لملء الفجوات ، بنفس الطريقة التي ندرك بها الحركة المستمرة من فيلم يتكون من 24 إطارًا ثابتًا في الثانية ، أو من صورة تليفزيونية يتم تحديثها كل 25 ثانية فقط. باستخدام المطبوعات الحديثة ، ستحتاج إلى البحث عن كثب لاكتشاف تأثيرات التدرج ، إذا كانت مرئية على الإطلاق.

سيحتوي البكسل الموجود على شاشة ملونة على ثلاثة خيارات فقط للألوان ، وهي الأحمر والأخضر والأزرق ، وسيتم دمجها لإنشاء ألوان أخرى. اللون مضاف ، لذلك تختلط الأطوال الموجية للضوء لخلق ألوان مختلفة وستكون بيضاء إذا تم خلط جميع الظلال الأساسية الثلاثة بكثافة كاملة.

من ناحية أخرى ، فإن الطباعة مطروحة ، لذا تمتص الأصباغ بعض الأطوال الموجية للضوء ، والجمع بينها يعني امتصاص نطاق أوسع من الأطوال الموجية. هذا هو السبب في أن الطباعة تدور حول السماوي والأرجواني والأصفر ، ولماذا يتم إنشاء اللون الأسود إذا تم خلط الثلاثة معًا بكثافة كاملة. على الرغم من ذلك ، عادة ما توجد خرطوشة سوداء رابعة للتأكد من أن الطباعة السوداء نقية قدر الإمكان.

cmyk_example_bg

ومع ذلك ، مع وجود شاشة ، سيكون لكل بكسل لون مستويات متعددة من الشدة ، عادةً 256 لشاشة 8 بت. لذلك يمكن أن تمنحك مجموعات كثافة كل لون أساسي ملايين الألوان - 16777.216 لشاشة 8 بت. في الأصل ، كان بإمكان طابعة مثل النافثة للحبر وضع نقاط الحبر فقط بطريقة ثنائية - إما أن يكون لديك نقطة أو لا.

ومع ذلك ، على مدى العقدين الماضيين ، تطورت التكنولوجيا لتغيير الكثافة من خلال وضع طبقات متعددة من النقاط. في عام 1994 ، قدمت HP PhotoREt القدرة على وضع أربع قطرات من الحبر لكل نقطة ، مما يوفر 48 لونًا. زاد PhotoREt II هذا إلى 16 ، مما سمح لـ 650 لونًا مختلفًا ، وبحلول نهاية عام 1999 ، يمكن أن ينتج PhotoREt III ما يصل إلى 29 نقطة من الحبر بمعدل 5 بيكول لكل نقطة ، مما يعني أنه يمكن أن ينتج أكثر من 3500 لون لكل نقطة. يستخدم أحدث برنامج PhotoREt IV ستة ألوان حبر وما يصل إلى 32 نقطة لإنتاج أكثر من 1.2 مليون لون مختلف.

لا يزال هذا بعيدًا إلى حد ما عن 16.7 مليون لون للشاشة ، لذلك سيظل تكرار النقاط بحاجة إلى استخدامه لتقليد النطاق الكامل لكثافة اللون الأساسي ، مع الألوان غير الأساسية المشتقة عن طريق مزج كثافة الألوان الأساسية . تحسب خوارزميات التدرج في برنامج معالج الصور النقطية للطابعة (RIP) عدد النقاط وترتيبها المطلوبة لإنشاء كثافة اللون المحددة. هناك العديد من الطرق المستخدمة لترتيب هذه النقاط ، بحيث يتم الحفاظ على التدرجات اللونية الدقيقة قدر الإمكان.

نمط

أبسط ترتيب لهذه النقاط هو محاكاة النمط ، حيث يتم استخدام أنماط ثابتة مختلفة لكل قيمة بكسل ، بما يتوافق مع 256 مستوى من قيمة اللون 8 بت. سيتم استخدام مصفوفة 4 × 4 أو 8 × 8 بشكل عام ، ويتوفر عدد من خيارات الأنماط ، بما في ذلك الألوان النصفية ، وباير ، والفراغ والمجموعة.

نظام أكثر تعقيدًا يسمى Error Diffusion. في أبسط أشكاله ، عندما يمكن تشغيل أو إيقاف تشغيل البكسل ، يتم تمرير الفرق بين قيمة الكثافة الحقيقية وحالة التشغيل الكامل إلى البكسل التالي كقيمة خطأ ، حتى تكفي القيمة الإجمالية لحالة التشغيل الكاملة. ثم تبدأ العملية مرة أخرى. ومع ذلك ، فإن هذا النظام يؤدي إلى خسارة كبيرة في التفاصيل ، وبعض الأنماط غير العادية.

لحسن الحظ ، هناك العديد من النكهات المعقدة لنشر الخطأ. Floyd & Steinberg هو أحد أقدم الأنواع وأكثرها استخدامًا. في هذا النظام ، يتم توزيع الخطأ الموصوف أعلاه على أربعة وحدات بكسل مجاورة بدلاً من بكسل واحد فقط ، حيث يتلقى كل منها نسبة مرجحة. وهذا يجعل الأمر أكثر وضوحًا وثباتًا.

ومع ذلك ، فإنه يحتوي على معالجة النفقات العامة لأن حسابات النقطة العائمة ستكون مطلوبة. لذلك هناك العديد من خوارزميات التردد الأخرى التي تضحي بالجودة الرائعة لـ Floyd & Steinberg من أجل سرعة معالجة أفضل ، مثل Stucki و Burkes و Sierra Filter Lite. قد يختلف برنامج تشغيل الطابعة بين هذه وفقًا لنوع الحبر والورق ، أو حتى يمنح المستخدم خيارًا للاختيار.

التردد

تقدم Inkjets مزيدًا من التعقيدات لعملية التدرج اللوني. كبداية ، تستخدم معظم طابعات نفث الحبر عدة ممرات ، والتي غالبًا ما تكون ثنائية الاتجاه. يمكن أن يتسبب هذا في اختلال المحاذاة بين صفوف النقاط ، مما يقلل من دقة نمط التدرج ، ويمكن أن يؤدي إلى إنشاء النطاقات. يمكن أن يختلف حجم القطرة أيضًا باختلاف الألوان ، مما يستلزم استخدام الخوارزميات المعدلة. سيكون هناك أيضًا انخفاض في الجودة إذا كانت هناك فوهات مسدودة.

يمكن لطابعات الصور التي تحتوي على إصدارات ثانوية أفتح من الألوان الأساسية أن تستخدم هذه الألوان لتوفير تدرج ألوان أكثر دقة. هذه تضيف الأرجواني الفاتح والسماوي الفاتح. يستخدم برنامج PhotoREt IV من HP ، كما ذكر أعلاه ، ستة ألوان بدلاً من أربعة. ومع ذلك ، عندما تصبح طابعات inkjets قادرة على إنتاج نقاط أصغر ، وتكديسها بدرجات متفاوتة الشدة كما هو الحال مع PhotoREt ، سيتم تقليل الحاجة إلى الظلال الثانوية. يتم التغلب على مشكلة التمريرات المتعددة أيضًا من خلال تقنية PageWide من HP ، والتي تطبع عرض صفحة كاملة في مسار واحد.

يتم استخدام الكثير من التطور في إنتاج مطبوعات رائعة المظهر أكثر من إنتاج صورة على شاشة العرض. تحتاج الطابعة النافثة للحبر إلى استخدام مجموعة كاملة من التقنيات لتوفير مجموعة كاملة من الألوان ، ولإنتاج تدرجات سلسة بينها عبر الصفحة. لكن هذه التقنيات تعمل بشكل جيد للغاية في الواقع ، مما يسمح للطائرات النافثة للحبر الحديثة بإنشاء مطبوعات لا تظهر أي علامات على التكنولوجيا الذكية التي دخلت في إنتاجها.

لمزيد من النصائح حول تحويل عملك ، تفضل بزيارة HP BusinessNow