Как создавать высококачественные отпечатки на струйном принтере?

Question

Создание высококачественных фотографий для печати на струйном принтере - дело несложное. В зависимости от диапазона тональности и желаемой глубины цвета, а также от ожидаемой платформы просмотра, подход к печати может отличаться. Выбор, который вы делаете при печати, также влияет на эффективность использования возможностей, разрешения и чернил принтера.

Итак, как можно создавать высококачественные фотопечати с помощью профессиональных струйных принтеров, таких как Epson Stylus Pro или Canon PIXMA Pro , при максимальном использовании чернил и принтеров возможности?

• Резюме
• Подробное объяснение
• Эмпирические исследования:
  • Действительно ли PPI имеет значение?
  • Экстремальное цифровое масштабирование ( Новый !! )

Answer 1

Создание высококачественных струйных отпечатков

Эффективное использование профессиональных фотографических струйных принтеров - сложная задача, особенно когда статистика, которая обычно используется для описания этих принтеров, является неопределенной и вводящей в заблуждение. Возможно узнать, как работают струйные принтеры, как правильно интерпретировать их возможности и максимально эффективно использовать эти возможности. Возможно, вам придется разобраться с небольшой математикой, чтобы полностью понять, но для тех, кто достаточно смел, чтобы выдержать, ваши ответы ниже.

Терминология

В мире печати существует множество терминов, используемых для описания различных аспектов поведения принтеров. Все слышали о DPI, многие из вас слышали о PPI, но не все понимают истинное значение этих терминов и то, как они связаны.

• Пиксель: Наименьшая единица изображения.
• Точка: Наименьший элемент отпечатка, созданного принтером.
• DPI: Точек на дюйм
• PPI: пикселей на дюйм

Понимание терминов важно, но все имеет контекст, и понимание того, как эти термины связаны друг с другом в контексте струйной печати, имеет решающее значение для обучения тому, как создавать отпечатки наилучшего качества. Каждое изображение состоит из пикселей, и каждый пиксель в изображении представляет отдельный цвет. Цвет пикселя может быть получен различными способами, от смешивания света RGB на экране компьютера до твердой смеси красителя в сублимационном принтере красок, до смятого состава цветных точек, напечатанных струйным принтером. , Последнее представляет интерес здесь.

Отношение PPI к DPI

Когда струйный принтер отображает изображение, он имеет ограниченный набор цветов для работы, обычно голубой, пурпурный, желтый и черный. Высокопроизводительные принтеры также могут включать в себя множество других цветов, таких как синий, оранжевый, красный, зеленый и различные оттенки серого. Чтобы получить широкий диапазон цветов, ожидаемый от фотопринтера, необходимо объединить несколько точек каждого цвета, чтобы создать один цвет, представленный пикселем. Точка может быть меньше пикселя, но никогда не должна быть больше. Максимальное количество точек, которое струйный принтер может заложить на один дюйм, является измерением DPI. Поскольку для представления одного пикселя необходимо использовать несколько точек принтера, PPI принтера никогда не будет выше максимального DPI принтера.

Человеческий глаз

Прежде чем углубляться в детали того, как добиться максимального качества печати, важно понять, как человеческий глаз видит отпечаток. Глаз - удивительное устройство, и, как фотографы, мы знаем это лучше, чем большинство. Он может видеть удивительную четкость и динамический диапазон. Он также имеет ограничение на способность распознавать детали, что напрямую влияет на то, какое разрешение вы можете выбрать для печати. ​​

Разрешающая способность

Максимальная разрешающая способность человеческого глаза ниже, чем думают производители принтеров, и, как правило, составляет 720 или 600 пикселей на дюйм, в зависимости от производителя. Это также ниже, чем думают большинство фанатиков печати. В зависимости от предполагаемого расстояния просмотра, самый низкий приемлемый PPI может быть значительно ниже, чем вы ожидаете. Наиболее общий способ описать разрешающую способность человеческого глаза - это одна угловая минута или 1/60 градуса на любом расстоянии (для среднего глаза ... те со зрением 20/10 см. примерно на 30% лучше, или 1/86-й степени от остроты.) Для нормального зрения мы можем использовать это для аппроксимации минимального разрешаемого размера пикселя на данном расстоянии, поэтому при условии, что расстояние для просмотра с рук составляет около 10 дюймов для печати 4x6 дюймов:

[tan (A) = противоположный / соседний]

tan (arcminute) = size_of_pixel / distance_to_image
загар (в минуту) * distance_to_image = size_of_pixel
загар (1/60) * 10 "= 0,0029" мин. размер пикселя

Ради здравого смысла мы можем сделать тангенс дуги минуты или разрешающую способность P , константу:

P = загар (угловая минута) = загар (1/60) = 0,00029

Это может быть переведено в пиксели на дюйм следующим образом:

1 "/ 0,0029" = 343,77 ppi

Минимальный разрешаемый размер пикселя может быть рассчитан для любого расстояния, и с увеличением расстояния минимальный требуемый PPI будет уменьшаться. Если мы примем отпечаток 8x10 на расстоянии просмотра около полутора футов, мы получим следующее:

1 "/ (0,00029 * 18") = 191,5 ppi

Для этого можно создать общую формулу, где D - расстояние просмотра:

1 / (P * D) = PPI

Как простое правило, независимо от того, насколько близко вы можете просматривать фотографию, невооруженный глаз 20/20 не способен разрешать более 500ppi (для тех, у кого зрение 20/10, разрешающая способность достигает около 650 ppi). Причина, по которой можно превысить разрешение 500ppi, - в том случае, если вам требуется больше, чем стандартное 300-360ppi, и вы должны оставаться в пределах ограничений вашего оборудования (то есть 600ppi для принтеров Canon.)

Разрешающая способность для 20/10 Vision

Хотя в подавляющем большинстве случаев вам не требуется больше 300-360ppi, если у вас очень мелкие детали, требующие высокого PPI, вы можете основывать свои расчеты на более высокой остроте зрения. Для зрителей с зрением 20/10 острота зрения немного улучшена, примерно на 1/86 градуса (0,7 угловых минут). Константа P на этом уровне остроты меньше и, следовательно, требует меньшего пикселя при печати изображений с очень мелкой детализацией.

Принимая во внимание нашу формулу, скорректированную на улучшение остроты зрения:

P = tan (arcminute) = tan (1/86) = 0.00020

Если взять наш отпечаток размером 4x6 "с разрешением 10" и включить его в нашу общую формулу PPI, мы получим PPI:

1 "/ (0,0002 * 10") = 1 "/ 0,002" = 500 ppi

Хорошо, пока хватит математики. На хорошие вещи.

Разрешение печати

Теперь, когда мы знаем пределы человеческого глаза, мы можем лучше определить, какое разрешение печатать для данного размера бумаги и расстояния просмотра. Струйный принтер не способен давать идеальные результаты при любом ИЦП, поэтому мы должны пойти на компромисс и выбрать разрешение, более подходящее для аппаратного обеспечения. Любой, кто исследовал «лучшее» разрешение для печати, вероятно, сталкивался со многими общими терминами, такими как 240ppi, 300ppi, 360ppi, 720ppi и т. Д. Эти цифры часто основаны на правде, но когда их использовать и когда вы на самом деле выбрать более низкое разрешение, часто остается необъяснимым.

При выборе разрешения для печати вы должны убедиться, что оно делится на нижнюю границу DPI, на которую способен ваш принтер. В случае Epson это, вероятно, 1440, а в случае Canon, вероятно, будет 2400. Каждый принтер имеет собственное внутреннее разрешение в пикселях, в которое любое отпечатанное изображение будет пересчитываться. В случае Epson это обычно 720ppi, а в случае Canon это обычно 600ppi. ИЦП принтеров редко публикуются соответствующими производителями, так что вам решать, как это выяснить. Может помочь небольшой удобный инструмент под названием PrD или Данные принтера . Просто запустите, и ваши принтеры родной PPI будет отображаться.

Оптимальное разрешение

Определение оптимального разрешения для печати теперь, когда у нас есть принтеры DPI и собственный PPI, должно быть тривиальной задачей: использовать собственный PPI. Хотя это кажется логичным, есть много причин, почему это не просто идея. С одной стороны, 720ppi намного выше максимальной разрешающей способности человеческого глаза (@ 500ppi). Использование максимального разрешения также может потребовать больше чернил (тратить деньги), а также снизить тональный диапазон. Еще немного о тональном диапазоне.

Если мы предположим, что минимальное расстояние просмотра составляет приблизительно шесть дюймов для печати 4x6, теоретический PPI будет около 575ppi. Это округляет до 600 точек на дюйм принтера на Canon и 720ppi на Epson. Расстояние просмотра в шесть дюймов для человека с зрением 20/20 (исправленное или нет) чрезвычайно близко и довольно маловероятно. Если мы предположим более реалистичное минимальное расстояние просмотра в десять дюймов, наш теоретический PPI упадет примерно до 350.

Если бы мы распечатали нашу фотографию 4x6 с разрешением 350ppi, результаты, вероятно, были бы ниже звездных. Во-первых, 350 не делится поровну на 600 или 720, что приведет к тому, что драйвер принтера сделает для нас довольно неприглядное искаженное масштабирование. Любые регулярные повторяющиеся узоры будут отображаться с очень нежелательным муаром , что может значительно снизить качество отпечатка. Выбор разрешения, которое равномерно делится на собственное разрешение принтера, например 360ppi для Epson или 300ppi для Canon, поможет гарантировать, что любое масштабирование, выполняемое драйвером, приведет к равномерным результатам.

Вот некоторые распространенные разрешения печати для различных DPI:

  1200 | 1440 | 2400  
 =-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=  
       |      | 1200*  
   600 |  720 |  600  
   400 |  480 |  400  
   300 |  360 |  300  
   240 |  288 |  240  
   200 |  240 |  200  
   150 |  180 |  150  

* Highly unlikely to ever be needed or used.

Тональный диапазон

Несмотря на все наши знания, знание родного разрешения принтера недостаточно для выбора подходящего ИЦП. Есть еще одна проблема, которая должна быть решена в первую очередь, и это одна из тонального диапазона. Процесс создания фотографии из видения заключается в постоянном уменьшении цветовой гаммы и контрастности. Человеческий глаз способен на значительный динамический диапазон, однако камера способна на значительно меньший. Принтеры способны к еще меньшему, поэтому наиболее эффективное использование возможностей вашего принтера является ключом к созданию высококачественной, профессиональной печати. ​​

Диапазон тонов, который может быть воспроизведен принтером, в конечном итоге определяется размером ячейки в пикселе. Если мы возьмем когда-либо существующий принтер Epson с разрешением 1440 точек на дюйм, мы можем определить количество точек на пиксель с помощью простой формулы:

(DPI / PPI) * 2 = DPP

Если мы примем собственное разрешение, наш принтер Epson может выдавать 4 точки на пиксель:

(1440/720) * 2) = 4

Эти четыре точки должны создавать квадратный пиксель, поэтому в действительности точки на пиксель располагаются в ячейке 2x2. Если мы уменьшим половину нашего ppi и вместо этого используем 360, мы получим ячейку 4x4, а при 288ppi получим ячейку 5x5. Этот простой факт непосредственно влияет на максимальный тональный диапазон, на который способен принтер, поскольку число точек на 720ppi равно 1: 4, что на 360ppi, и 1: 6.25 на 288ppi. Снижая наш PPI, мы увеличиваем количество цветов, которые могут быть представлены в каждом отдельном пикселе. При 180ppi у нас теоретически в восемь раз больше тонального диапазона, чем при 720ppi.

Если мы обновим нашу общую таблицу разрешений печати размерами ячеек, мы получим следующее (обратите внимание, что 2400 точек на дюйм нормализовано с 1200 точек на дюйм):

      | 1200 | 1440 | 2400  
 =-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=  
  2x2 |  600 |  720 |  600  
  3x3 |  400 |  480 |  400  
  4x4 |  300 |  360 |  300  
  5x5 |  240 |  288 |  240  
  6x6 |  200 |  240 |  200  
  8x8 |  150 |  180 |  150  

Ячейка 7x7 делится неравномерно и была исключена. Учитывая вышеприведенную диаграмму, должно стать более понятным, почему, несмотря на снижение PPI, скажем, с 720 до 360, отпечаток может выглядеть превосходно. Для близкого расстояния просмотра в восемь дюймов мы находимся в пределах разрешающей способности, и мы получаем тональный диапазон. Падение еще дальше до 288ppi, вероятно, еще больше увеличит тональный диапазон без какого-либо ощутимого видимого ущерба для подавляющего большинства зрителей. Однако добавленный тональный диапазон на близком расстоянии просмотра, вероятно, улучшит общее качество печати для того же большинства пользователей, поскольку человеческий глаз способен обнаруживать многие миллионы цветов в чрезвычайно широком диапазоне тонов.

Теоретическое против фактического

Довольно часто мы сталкиваемся с вопросом теоретического против фактического, и обычно факт менее привлекателен, чем теоретический. В случае струйных принтеров теоретический может фактически представлять меньше, чем фактические возможности принтера. В частности, фактический достижимый тональный диапазон часто выше, чем теоретически выводимый с помощью приведенной выше формулы, из-за различий в горизонтальном и вертикальном DPI. Чтобы определить разрешение отпечатка, вы должны основывать свои расчеты на нижней границе DPI. В случае 2880x1440 Epson эта нижняя граница равна 1440. Однако, поскольку горизонтальный DPI в два раза больше, вы получаете в два раза больше точек.

Это приводит к желаемому эффекту увеличения возможного тонального диапазона при любом данном разрешении. Поскольку у нашего принтера Epson 2880 пикселей по горизонтали, при 720ppi мы имеем ячейку 4x2. В 360ppi у нас есть ячейка 8x4, а в 288ppi у нас есть ячейка 10x5. Предполагая 8 различных цветов чернил, это дает теоретические 401 (400 + 1 дополнительно для чистого белого ... или отсутствие чернил) возможных тонов при 288 ppi, что более чем достаточно для получения чрезвычайно широкого диапазона цветов. Принтеры Canon PIXMA Pro технически предлагают еще больший диапазон, поскольку их вертикальное разрешение составляет 2400, а не 1440, а горизонтальное разрешение составляет 4800, а не 2880. При разрешении 240 точек на дюйм вы получаете ячейку с размером пикселя 20x10, с 9 чернилами вы получаете 1801 возможный тон. Canon на 300ppi, у вас тот же тональный диапазон, что и Epson на 288ppi. Несмотря на более низкий максимальный PPI, равный 600, принтеры Canon должны обеспечивать лучший тональный диапазон при любом размере пикселя.

Ситуация еще сложнее, поскольку современные струйные принтеры профессионального уровня используют не только различные цвета чернил, но и капли разных размеров. Предполагая три разных размера капель (общие для Epson и Canon), теоретически это увеличивает диапазон тонов до 1203. Реалистичный эффект варьирования размера капли - это более равномерные градации тонов, а не значительно больший диапазон тонов, однако конечный результат в основном то же самое: лучше выглядящие изображения.

Тональная градация также может быть решена с использованием дополнительных цветов - например, CcMmYK, который использует Light Magenta и Light Cyan; или даже настоящий черный. Тональная градация также влияет на разрешение изображения, поскольку расстояние между точками используется для создания более светлых тонов, когда более светлые чернила недоступны.

Помимо всей этой теории существуют физические и практические ограничения, которые вновь лишают нас всех преимуществ, которые дала нам наша теория. Максимальный диапазон тонов, который может быть достигнут, зависит не только от чернил, пиколитров и математики. Бумага является критическим фактором при определении диапазона тонов, а бумага варьируется от мягкой и теплой до потрясающе яркой, от глянцевой до матовой, от гладкой до шероховатой. Однако выбор бумаги - это обсуждение другого дня.

Выводы

Знание - это сила, как говорится, или, в случае фотографии, знание - это лучшее видение. Несмотря на всю риторику о принтерах в Интернете, как от производителей, так и от заядлых потребителей, немного математики и логики могут дать некоторые полезные знания. Если вы что-то лишите сегодняшнего прочтения, я надеюсь, что это не самый важный фактор, когда речь заходит о создании потрясающего отпечатка. Расстояние просмотра и тональный диапазон также важны, если не важнее.

Как правило, 240-360ppi для вашего струйного принтера среднего профессионального уровня будет достаточно для подавляющего большинства отпечатков, просматриваемых в паре футов. Более крупные отпечатки, обрамленные и подвешенные при просмотре на расстоянии нескольких футов, могут подойти для 200-240ppi. Гигантские отпечатки, просматриваемые на расстоянии более нескольких футов, такие как завернутый холст, могут легко обойтись с минимальным 150-180ppi. Использование правильного разрешения имеет преимущество в улучшении тонального диапазона и, вероятно, также уменьшит общее использование чернил.

Answer 2

Эмпирическое исследование: Экстремальный цифровой апскейлинг

Для всей вышеприведенной теории, вот и все, что она в настоящее время ... теория. Это конечный результат нескольких дней исследований физических характеристик принтеров, теории печати и чернил, концепций DPI и PPI и т. Д. На самом деле вопрос заключается в том, как они сопоставляются с эмпирическими данными? Выдерживает ли оно испытание реальностью?

В этом небольшом исследовании я расскажу о том, может ли цифровое видео реально сравниваться с пленкой, когда речь идет о значительных увеличениях, и может ли быть достигнуто максимальное качество при масштабировании для отпечатков чрезвычайно большого формата. Давно считалось, что пленка обладает значительным преимуществом в этой области, однако я считаю, что цифровая технология столь же эффективна, как и пленка, когда дело доходит до печати значительных увеличений при высоком PPI.

Субъект

Для этого конкретного исследования я буду работать с выстрелом гигантской моли. Мелкие детали, видимые в этом мотыльке, особенно глаза, делают его хорошим объектом для изучения масштабирования и повышения резкости при печати.

В статьях выше, посвященных остроте зрения человеческого глаза и средним расстояниям просмотра, было отмечено, что с увеличением расстояния просмотра разрешение печати может быть уменьшено без заметной потери детализации. Хотя это действительно так, предполагается, что зритель большого шрифта действительно увидит его на ожидаемом расстоянии. На практике, однако, предполагаемое расстояние просмотра не гарантируется, и многие зрители заходят ближе, часто ожидая увидеть больше деталей. Достижение максимальной детализации на крупном шрифте может быть важно при создании отпечатка, который буквально привлечет ваших зрителей.

Резкость

При просмотре фотографии детали фотографии часто теряются из-за того, как она была обработана или скрыта из-за несовершенства способа ее фильтрации и визуализации. Одним из ключевых аспектов детализации является резкость . Идеальная резкость воспринимается, когда высоки острота (определение краев между областями заметного контраста) и разрешение (различие между близко расположенными мелкими деталями). Различные виды обработки, применяемые к цифровой фотографии, от прохождения через фильтр сглаживания посредством обработки в камере до масштабирования изображения в Photoshop, могут влиять на резкость изображения. Существует множество способов улучшить резкость изображения, и при более низких разрешениях они могут быть весьма эффективными. Настоящая проблема возникает, когда вам необходимо поддерживать максимальный уровень детализации изображения при экстремальном увеличении.

Данные в деталях

При увеличении масштаба изображения до какой-либо значительной степени, скажем, более чем в два раза по сравнению с его собственным размером, вы часто страдаете от информационной анемии и дефектов изготовления информации. Чем больше разрешение вашего исходного изображения, тем больше у вас свободы, однако увеличение за пределы 2x обычно приводит к некоторой степени смягчения, потери детализации и артефактов. Увеличение изображения обычно достигается путем увеличения разрешения изображения и применения некоторой масштабной фильтрации, такой как ближайший сосед (который создает блочные пикселированные изображения) или бикубический (который сглаживает различия между увеличенными пикселями). Детали изображения обычно сохраняются применяя какой-то фильтр повышения резкости, такой как нерезкая маска, который пытается искусственно улучшить остроту изображения, закаливая края, размягченные бикубической (или, возможно, более продвинутой масштабной фильтрацией).

Тест

Как масштабная фильтрация, так и повышение резкости пытаются «сохранить» детали путем изготовления информации. Только оригинальное изображение в его оригинальном размере будет содержать «реальную» информацию, а любое увеличение будет содержать комбинацию реальной и сфабрикованной информации. Удвоение размера изображения фактически удваивает количество пикселей, однако данные, хранящиеся в этих дополнительных пикселях, могут быть сгенерированы и аппроксимированы только из исходного изображения. Бикубическая фильтрация «заполняет» лишние пиксели путем изготовления информации из соседних исходных пикселей. Усиление фильтрации имитирует высокую остроту, осветляя более светлое содержимое и затемняя более темное содержимое по краям. Оба процесса являются ограниченными и несовершенными математическими алгоритмами, которые могут вводить различные виды нежелательных артефактов в изображение, когда они сталкиваются с чем-то, что выходит за пределы области алгоритма.

В этом тесте я буду сравнивать различные распространенные методы масштабирования изображений. Наиболее распространенной формой увеличения изображения является бикубическое повышение, за которым часто следует фильтр Unsharp Mask. В настоящее время существует множество сторонних инструментов масштабирования, таких как Genuine Fractals, PhotoZoom и т. Д. В этих инструментах используются более продвинутые алгоритмы, в том числе фрактальное и S-Spline, в сочетании с нерезким маскированием, для получения впечатляющих результатов масштабирования по сравнению с Бикубическая. Несмотря на свою высокотехнологичную природу, для получения наилучших результатов можно использовать очень простой прием без какой-либо необходимости в причудливых алгоритмах или специальной резкости после масштабирования: ступенчатое бикубическое масштабирование.

Образцы изображений, использованные ниже, были увеличены с исходного 12,1-мегапиксельного изображения размером 4272x2848 пикселей. При разрешении 300 ppi исходное изображение может генерировать отпечаток размером 14,24 x 9,49 дюйма без какого-либо масштабирования (что является почти идеальным размером для печати с соответствующей рамкой на бумаге формата A3 + размером 13 x 19 дюймов). Тест будет масштабировать исходное изображение настолько, чтобы оно может печатать печать без полей 36 "x24" при 300 ppi. Это в 2,5 раза выше исходного размера, что достаточно для демонстрации различий в методах масштабирования и повышения резкости.

ПРИМЕЧАНИЕ: Примеры изображений ниже идентичные зерновые культуры у 33,3% местных размер. Это обеспечивает идеальный пример как будет выглядеть изображение, когда напечатан на 300ppi, при просмотре на Экран с разрешением 100 или 96 точек на дюйм (т. Е. Большинство профессиональные 30 "экраны). На 72 точек на дюйм экран, изображения будут немного больше, чем они будут появляться в печать, однако они все еще должны быть достаточно сравнить резкость и получить общее представление о качестве печати. ​​

ПРИМЕЧАНИЕ: Чтобы правильно сравнить образцы изображений ниже рекомендуется сохранить копия каждого изображения в одну папку на вашем жестком диске, и использовать образ приложение для просмотра (например, Windows Photo Viewer в Windows 7) для перемещения вперед и назад через два образцы для наблюдения за резкостью различия. Это должно держать изображения в одинаковом положении на ваш экран, делая мелкие детали различия легко определить.

Бикубическое масштабирование

Очевидной отправной точкой является бикубическое масштабирование. Это стандарт Photoshop по умолчанию и де-факто стандартный способ, которым большинство людей масштабируют свои изображения в большинстве случаев. Это может обеспечить хорошие результаты, когда возможность просмотра максимальной детализации не является проблемой, и, как правило, более чем достаточна для большинства масштабирования.

Чтобы компенсировать смягчение, вызванное бикубической фильтрацией, часто применяется нерезкая маска для улучшения остроты мелких деталей. Использование фильтра резкости часто является лучшим подходом для улучшения детализации изображения с увеличенным масштабом для 2-кратного или меньшего увеличения, а также для уменьшения масштаба. При выполнении значительного увеличения в несколько раз или более алгоритмы, которые улучшаются за счет повышения точности, часто могут принести больше вреда, чем пользы. Как правило, для экстремальных расширений требуются альтернативные методы увеличения масштаба. Образец, приведенный ниже, был масштабирован с использованием бикубической фильтрации, с маской нерезкости 80%, радиусом 1,5 и порогом 3 *. 1057 *

PhotoZoom Pro 3: S-Spline Scaling

Существует множество сторонних инструментов масштабирования, которые можно использовать для экстремального увеличения цифровых изображений. Они предоставляют некоторые из самых современных алгоритмов масштабирования, доступных на сегодняшний день, и, как правило, отлично справляются с масштабированием некоторых типов изображений. Многие из этих алгоритмов настроены для определенных типов содержимого изображения и не идеальны для любого типа изображения. S-Spline-масштабирование PhotoZoom отлично подходит для определения высококонтрастных краев, где повышение остроты зрения является наиболее выгодным и четким, важно плавное определение. Он способен сохранять детали с гладкими краями благодаря значительному увеличению. Точно так же, фрактальное масштабирование Подлинного Фрактала также отлично подходит для поддержания геометрической структуры посредством использования фрактального сжатия и интерполяции.

Однако ни один алгоритм не идеален. S-сплайновое масштабирование имеет тенденцию пропускать более мелкие детали в своем стремлении выполнить идеальное геометрическое увеличение и часто может сгладить области с менее контрастными деталями. Подлинные фракталы имеют схожие проблемы с деталями, однако, учитывая, что он основан на фрактальном алгоритме, он лучше сохраняет некоторые мелкие детали за счет того, что не настолько хорош в геометрическом совершенстве, как S-сплайн-масштабирование. Эти инструменты могут быть превосходными при использовании с соответствующими видами изображений, такими как архитектура или изображения, которые по своей природе имеют минимальную низкоконтрастную детализацию и / или много важного геометрического содержимого.

Ступенчатое бикубическое масштабирование

Ни бикубическая фильтрация, ни альтернативные алгоритмы фильтрации, такие как Ланцош, S-сплайн, фрактал и т. Д., Не способны сохранить максимальную детализацию до любого размера. Чем больше разница между исходным размером и целевым размером, тем больше информации необходимо изготовить, чтобы, так сказать, «заполнить дыры». Простой логический вывод к этой проблеме, когда требуется время, чтобы обдумать ее, состоит в том, чтобы уменьшить разницу. Масштабируйте изображение от его исходного размера до желаемого размера пункта назначения незаметными шагами, которые являются частью разницы между исходным размером и пунктом назначения.

Взять наш образец изображения, масштабируясь от 14 "x9" до 36 "x24". Выполнение прямого бикубического увеличения увеличило бы размер изображения на 252% в обоих измерениях. Контент должен быть сгенерирован для заполнения 65 593 344 пикселей из 77 760 000 пикселей из исходных данных изображения на сумму 12 166 656 пикселей. Это составляет более 84% от общей площади увеличенных изображений, огромные затраты и значительный расход деталей изображения. Подавляющее большинство изображений будет сфабриковано.

Кроме того, изображение можно масштабировать поэтапно, скажем, на 10% за раз. Преимущество такого подхода состоит в том, что на каждом этапе вы генерируете небольшое количество нового контента из основной массы существующего контента. Каждый последующий шаг должен генерировать только 17,35% нового изображения, а не 84%, и каждый шаг имеет намного более точную информацию для работы при создании контента.

Масштабируя наше оригинальное изображение 12,1mp 4272x2848 на 110%, мы генерируем 2,5 миллиона новых пикселей для промежуточного изображения 14,7mp 4699x3132. Повторите это масштабирование 110%, и мы создадим 3,1 миллиона новых пикселей для второго промежуточного изображения 17,8МП 5169х3446. Продолжайте масштабирование, пока не достигнете (или не превысите) целевой размер изображения. При превышении этого значения требуется одно дополнительное уменьшение масштаба до целевого размера, однако это обычно оказывает незначительное (и часто положительное) влияние на общую резкость изображения. Приведенный ниже пример был увеличен в 110 раз в десять раз до 11080x7386 пикселей, а затем уменьшен до 10800x7200 пикселей. Колоссальное 77,8 мегапиксельное изображение. К конечному результату не применялось никакого повышения резкости.

Сравнение приведенного выше образца с исходным прямым примером бикуба, и есть заметная разница в четкости мелких деталей. Наиболее заметным является подсветка в глазу. Это масштабирование сравнимо со вторым примером бикубического с , примененным достаточным нечетким маскированием. Это также сравнимо с масштабированием S-Spline PhotoZoom, однако есть некоторые незначительные улучшения в ступенчатом масштабировании по сравнению с масштабированием S-Spline. Однако эта концепция сама по себе масштабируема, и можно сохранить больше деталей, увеличивая их меньшими шагами. Образец ниже был увеличен на 105% двадцать раз подряд до 11334x7556, а затем уменьшен до 10800x7200.

Сравнивая 5-ступенчатый образец с прямым бикубическим с увеличением резкости или S-Spline, можно заметить значительное и заметное улучшение в 5-процентном пошаговом варианте. Значительное количество деталей было сохранено путем создания меньшего количества нового контента в меньших количествах последовательно. Эту концепцию можно продвинуть довольно далеко, используя приращения в 3% или даже в 1%, однако при экспоненциально большей рабочей нагрузке убывающая отдача уменьшается.

Окончательное заключение

Несмотря на то, что издавна считалось, что пленка имеет значительные преимущества перед цифровыми при печати значительных увеличений, я считаю, что это старый неправильный термин, который можно проверить эмпирически и поставить на покой. Как и в случае с цифровыми увеличениями, при увеличении размеров пленки по-прежнему в конечном итоге производится информация. С пленкой часто легче выявить мелкие детали (и мелкие недостатки), которые существуют, и сделать их более распространенными в увеличенном изображении, однако на сопоставимой по размеру пленке в конечном итоге не содержится значительно больше оригинальная информация, чем цифровая. Очевидно, что съемка с большим форматом пленки захватывает больше оригинальных данных, однако значительное увеличение слайда 4x5 до 55x36 не намного лучше, чем увеличение 18-мегапиксельной цифровой фотографии до 55x36. С другой стороны, при использовании цифровых технологий у вас может быть больше возможностей для сохранения деталей при значительном увеличении, чем при работе с пленкой, а тщательный массаж исходных данных пикселей может привести к невероятным результатам. (В качестве примечания, огромные увеличения пленки обычно выполняются путем сканирования изображения в первую очередь и, в любом случае, цифрового увеличения.)

Во время выполнения этого теста было сделано единственное увеличение исходного изображения путем его масштабирования по 5% за раз, пока оно не достигло 55 "x36". Изображение имело колоссальные размеры 16500x11003 пикселей или чудовищные 181 мегапиксели, что примерно на 386% больше исходного изображения! Изображение сравнивалось с прямой бикубической версией, а также с бикубической с нечеткой маскировкой. Пошаговое масштабирование сохранило, по меньшей мере, столько же деталей, сколько и заостренный вариант, без тонального сглаживания низкоконтрастных деталей или резкой окантовки мелких деталей. Примеры всех трех версий ниже (прямая бикубическая, бикубическая с заточкой, ступенчатое масштабирование 5%):

Увеличение 55 "- это огромный размер, и максимальная детализация может быть легко сохранена в цифровом изображении для печати при таких размерах. Отпечатки размером 50-55" довольно популярны среди опытных пейзаж фотографы , и пейзажная фотография выглядит по-настоящему превосходно , когда установлена ​​и установлена ​​на стене при таких размерах. Таким образом, для всех вас, цифровых фотографов, которые годами слышали, что вы не можете получить высококачественное супер-увеличение с цифровым, вот вам доказательство неправильных высказываний. ;)

Answer 3

Создание высококачественных струйных отпечатков: сводка

Эффективное использование профессиональных фотографических струйных принтеров - сложная задача, особенно когда статистика, которая обычно используется для описания этих принтеров, является неопределенной и вводящей в заблуждение. Возможно узнать, как работают струйные принтеры, как правильно интерпретировать их возможности и максимально эффективно использовать эти возможности. Для тех из вас, кто интересуется техническими деталями и ищет простой ответ, вот вам.

Терминология

Основные термины, используемые в струйной печати:

• Пиксель: Наименьшая единица изображения.
• Точка: Наименьший элемент отпечатка, созданного принтером.
• DPI: Точек на дюйм
• PPI: пикселей на дюйм

Термины DPI и PPI, хотя часто используются взаимозаменяемо, не являются взаимозаменяемыми в контексте струйной печати. Точка - это самый маленький элемент, который струйный принтер использует для создания изображения, а для создания одного пикселя изображения требуется несколько точек. Таким образом, значение DPI, как правило, будет выше, чем фактическое разрешение, на котором принтер печатает изображения. Большинство профессиональных струйных принтеров используют разрешение 720ppi (Epson) или 600ppi (Canon).

Человеческий глаз

Человеческий глаз - это поистине удивительное устройство, способное видеть удивительную гамму цветов и тонов. Однако он имеет свои ограничения, в отличие от цифровой камеры, которая может во много раз превышать разрешающую способность человеческого глаза. Глаз, предполагая, что зрение 20/20 (исправленное или иное) способно разрешать или «отчетливо видеть» детали вплоть до 500ppi при просмотре в пределах пары дюймов. Фотографии редко просматриваются на таких близких расстояниях и более естественно видны на расстоянии 10-18 дюймов (25-46 см) для небольших ручных отпечатков размером до нескольких футов для больших отпечатков, висящих на стене. При таких размерах и расстояниях просмотра человеческий глаз способен распознавать детали от 350 ppi на 10 дюймов до 150 ppi на нескольких футах.

Разрешение печати

Из-за ограниченной максимальной разрешающей способности человеческого глаза чрезвычайно высокое разрешение печати не требуется в большинстве условий просмотра. Обычные отпечатки ручного формата 4x6, которые обычно просматриваются с разрешением 10 дюймов, лучше всего печатать с разрешением 300–360 пикселей на дюйм. Более крупные отпечатки, например 8x10, которые, вероятно, просматриваются либо на столе, либо в рамке и отображаются, часто просматриваются в диапазоне от одного до до двух футов. Разрешение 200 пикселей на дюйм составляет примерно столько же, сколько глаз может разрешить на этих расстояниях. Даже большие отпечатки, если они не предназначены для просмотра на близких расстояниях, обычно обрамляются и подвешиваются для просмотра на расстоянии нескольких футов. Такие большие отпечатки могут быть напечатаны с минимальным разрешением 150-180ppi, без потери деталей, которые может видеть глаз.

Тональный диапазон

Несмотря на частоту, с которой разрешение преподносится как самый важный фактор в отпечатке, существуют и другие факторы, которые имеют такое же большое значение, если не больше. На пиксель может быть напечатано ограниченное количество точек, и чем выше разрешение, тем меньше точек на пиксель. При максимальном разрешении для принтеров Epson или Canon вы получаете около 8 точек на пиксель, что дает вам в общей сложности 65 различных оттенков, если мы имеем около 8 цветов чернил. При половинном максимальном разрешении вы получаете около 32 точек на пиксель, что дает вам около 257 отдельных тонов, если у нас около 8 цветов чернил. Используя еще более низкое разрешение, скажем, 240-288ppi, вы получите 128 точек на пиксель, в общей сложности 1025 тонов.

Струйные принтеры в наши дни включают множество функций, улучшающих тональный диапазон. Одним из них является возможность печати с различными размерами капель чернил. Epson и Canon предлагают три разных размера капель. Несмотря на то, что изменение размера капель не влияет конкретно на тональный диапазон, это позволяет принтеру создавать более плавные тональные градиенты, что в конечном итоге дает тот же эффект: улучшенные отпечатки.

Заключение

Печать качественной печати - это больше, чем просто печать с самым высоким разрешением. Различные факторы, в том числе расстояние просмотра и требуемый тональный диапазон, должны быть приняты во внимание. Ниже приведена диаграмма, которая показывает доступные разрешения печати, соответствующий размер пикселя в точках, наилучшее расстояние просмотра и приблизительный тональный диапазон:

        |  dpi               |  view             | tones/  
   dpp  | 1200 | 1440 | 2400 |  dist             | pixel  
 =-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=  
  4x2   |  600 |  720 |  600 |  8" / 20cm        |  @200  
  6x3   |  400 |  480 |  400 |  9" / 23cm        |  @450  
  8x4   |  300 |  360 |  300 | 11" / 28cm        |  @780  
  10x5  |  240 |  288 |  240 | 15" / 39cm        | @1200  
  12x6  |  200 |  240 |  200 | 18"-24" / 46-61cm | @1800  
  16x8  |  150 |  180 |  150 | 2'-5' / 61-152cm  | @3000  

Несмотря на теоретически большее количество тонов на пиксель при более низких разрешениях, таких как 150-200, большее расстояние просмотра эффективно снижает усиление. Оптимальное разрешение печати, позволяющее максимально эффективно использовать принтер, может находиться в диапазоне 240–360ppi.

Answer 4

Эмпирическое исследование: действительно ли PPI имеет значение?

Для всей вышеприведенной теории, вот и все, что она в настоящее время ... теория. Это конечный результат нескольких дней исследований физических характеристик принтеров, теории печати и чернил, концепций DPI и PPI и т. Д. На самом деле вопрос заключается в том, как они сопоставляются с эмпирическими данными? Выдерживает ли оно испытание реальностью?

В этом небольшом исследовании я буду смотреть, имеет ли значение выбор более высокого ИЦП вместо более низкого. Теория утверждает, что человеческий глаз обладает высокой, но ограниченной разрешающей способностью. В случае печати 4x6, предназначенной для близкого просмотра с рук, дает ли печать с разрешением 600ppi по сравнению с более распространенной 240ppi какую-либо выгоду? Надеемся, что визуальная демонстрация поможет пролить свет на эту проблему и применить теорию на практике.

Субъект

Для этого конкретного исследования я сделал снимок маленькой мухи дома, которая наслаждалась кожурой манго. Я думал, что это станет интересным предметом изучения, так как муха, даже снятая в макромасштабе, пронизана чрезвычайно мелкими деталями, которые обычно выходят далеко за рамки разрешающей способности человеческого глаза. Сцена охватила довольно высокую контрастность, от относительно яркой желто-оранжевой кожуры манго до почти черной мухи. Сцена освещалась естественным светом сзади и вольфрамовым светом на переднем плане, чтобы подчеркнуть детали в глазах и грудной клетке.

Снимок был сделан с помощью обрезанного корпуса датчика Canon EOS 450D (Rebel XSi) и объектива Canon EF 100mm f/2.8 USM Macro. Снимок был сделан при f / 8, ISO 800 и экспонирован в течение 1/6 секунды при естественном освещении. Он был импортирован как файл RAW .cr2 на диск, весь рабочий процесс был выполнен непосредственно из RAW. Исходное изображение было 4272x2848, однако оно было обрезано до 2295x1530, чтобы увеличить объект и заполнить большую часть кадра. При таком разрешении экрана он преобразуется в 3,83x2x55 "print @ 600PPI или 9,56x6,38" print @ 240ppi.

Тест

Тест довольно прост. Исходная фотография была обрезана, чтобы создать достаточно большой объект, который первоначально занимал приблизительно 1/6 от общей площади фотографии. Цвет был скорректирован с надлежащим балансом белого, экспозиция была слегка отрегулирована, чтобы осветлить черные, которые были слишком темными, чтобы хорошо печатать. Также было применено небольшое снижение шума и повышение резкости.

Два отпечатка были получены из Adobe Lightroom 3. Отпечатки были получены на довольно дешевом Canon iP4500 5-чернильном CMYK-принтере с собственным разрешением 9600x2400 точек на дюйм. Первым был отпечаток без полей 600ppi на бумаге 4x6 "Canon Photo Paper Plus Glossy II. Второй отпечаток был отпечатком без полей 240ppi на бумаге того же типа 4x6". Обоим отпечаткам давали высохнуть в течение примерно 12 часов, поскольку на отпечатках, выполненных с помощью чернил ChromaLife100 +, как правило, не появляется полная детализация до тех пор, пока они не высохнут и не отвердят в течение некоторого времени.

Оба отпечатка были наконец отсканированы в Adobe Photoshop Canon CanoScan 8800F. (Теперь, когда я пишу это, я в шоке от того, сколько у меня есть оборудования Canon ... это никогда не было преднамеренным ... Угадайте, что пришло время покупать принтер Epson ...) Сканирование обоих отпечатков было сделано при 600 dpi Сканеры это максимальное "фото" разрешение сканирования. Для сравнения были сделаны посевы глаза и крылового сустава мухи с разрешением 100% на отпечатках 600ppi и 240ppi.

Результаты

Все параметры повышения резкости и последующей обработки для сканера были отключены. Никакой дополнительной постобработки не было сделано в Photoshop после завершения сканирования. Изображения ниже являются неизмененными, необработанные сканы.

Урожай № 1: Fly Eye

Подрез глаз, который включает в себя части головы и придатков, является отличным примером мелких деталей. Сравнение обеих резолюций можно увидеть ниже:

Eye @ 600 ppi

Eye @ 240 ppi

Оценка изображения

Из этих двух культур ясно, что печать 600ppi определенно делает более мелкие детали намного лучше. Детали в глазу в основном сохранились. Придаток, который содержал мелкие детали, также явно острее и более четко обозначен на 600ppi. Тем не менее, печать 600ppi также лучше улавливает шум изображения, что ухудшает некоторые из более гладких областей изображения.

Тональный диапазон, кажется, немного лучше при печати 240ppi, но незначительно. Это, кажется, опровергает идею о том, что печать с более низким разрешением теоретически предлагает больший тональный диапазон на пиксель. Вероятно, это связано с тем, что принтер не поддерживает альтернативную высоту линии и всегда печатает с разрешением 600 ppi (при необходимости масштабируя изображения внутри.) Учитывая, что отпечаток 600 ppi на самом деле ближе к размеру печати 4x3 ", масштабирование изображения вручную увеличивается для правильного разрешения для печати 600ppi, вероятно, может извлечь больше деталей, чем в настоящее время видно.

Исходя из этих изображений, можно было бы ожидать, что печать при 600ppi всегда будет создавать более качественную, четкую и четкую печать.

Оценка печати

Фактическая физическая печать - это немного другая история, чем отсканированные посевы выше. Детали глаза не очень хорошо видны невооруженным глазом при просмотре «удобного» ручного расстояния просмотра. Приблизительно на 3-4 дюйма детали в глазу едва различимы, а на расстоянии примерно 2-3 дюймов видны, но не очень четко. (Это может измениться, если изображение масштабируется вручную до точно правильного разрешения экрана для печати 600 ppi и будет соответствующим образом заостренным. Для проверки потребуется еще один тест.) С другой стороны, очень тонкие, но более контрастные детали придаток, как и многие другие придатки и волоски на полной фотографии, на 600ppi отчетливо выглядят острее.

Урожай № 2: Крыло мухи

Обрезка крылового сустава - более низкий контрастный снимок. Целью здесь является определение того, выигрывают ли детали, охватывающие большую низкоконтрастную область, от печати при более высоком PPI.

Wing @ 600 ppi

Wing @ 240 ppi

Оценка изображения

Этот урожай немного сложнее различить. В 600ppi есть некоторые дополнительные детали, однако разница незначительна по сравнению с 240ppi. Шум изображения определенно здесь улавливается и определенно ухудшает общий тональный диапазон изображения по сравнению с кадрированием с более низким разрешением. Как область с более низким контрастом, различия не стоят большего разрешения печати. ​​

Оценка печати

Удивительно, но, несмотря на то, что различия при оценке по отсканированным культурам кажутся незначительными, более мелкие детали отпечатка 600ppi распознаются невооруженным глазом на удобном расстоянии просмотра. В то время как сустав крыла в 240 ppi кажется довольно гладким и непрерывным цветом, на 600 ppi видны мелкие полосы детали. В других частях этой культуры, однако, более мелкие детали, выявляемые при 600 ppi, не очень хорошо видны при печати в 240 ppi.

Окончательное заключение

Несмотря на то, что теория, указывающая, что разрешение печати выше приблизительно 360ppi, не будет генерировать детали, которые могут быть разрешены невооруженным глазом, реальные тесты, похоже, оказываются разными. Отсканированные кадры ясно показывают, что отпечатки с разрешением 600 точек на дюйм увеличивают детализацию по сравнению с отпечатками с разрешением 240 точек на дюйм. Эта деталь включает в себя большую степень шума изображения, однако это редко видно, когда отпечатки просматриваются на правильном расстоянии просмотра. В областях с более низкой контрастностью мелкие детали трудно, если не невозможно, определить на удобном расстоянии просмотра с рук. Однако области с мелкими деталями и большим контрастом на расстоянии, которые вы держите в руке, кажутся более четкими и четкими. Это может быть или не быть немедленно признано, однако, учитывая несколько моментов исследования, и разница очевидна. Тонкие волосы и придатки определенно более мягкие при 240 ppi, но очень острые при 600 ppi. Некоторые очень мелкие детали, видимые вдоль ног мухи, почти полностью исчезают при 240 ppi, но видны при 600 ppi при ближайшем рассмотрении. Поскольку принтер Canon iP4500 печатает только с одним разрешением ... 600 ppi, на 240-дюймовой печати дополнительный тональный диапазон не виден, кроме того, что достигается меньшим шумом изображения.

Конкретные результаты могут отличаться для разных типов принтеров. Профессиональные струйные принтеры, кажется, всегда печатают только с одним разрешением, с единственной высотой строки (размер ячейки в пикселях). Другие типы принтеров, которые предлагают динамический размер ячейки, могут давать другие результаты и могут предлагать меньше деталей, но улучшают тональный диапазон.

Answer 5

Очень важно увеличить насыщенность в фоторедакторе перед печатью. Бумажные отпечатки всегда выглядят менее яркими, чем на экране. Если вы используете Photoshop, установите насыщенность несколько неестественно высокой, и на бумаге вы получите естественные цвета. Некоторые цвета, например синий, особенно хитрый. Вы можете поиграть с хитрой цветовой насыщенностью и яркостью, чтобы получить их правильно.

Чтобы сэкономить на стоимости пробной печати, создайте множество небольших пробных версий одной и той же фотографии, распечатайте, выберите лучшую и только затем напечатайте ее в полном размере.