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Eingabe-Auflösung
Auflösung ist, allgemein bezeichnet, die Anzahl der feinsten Bildpunkte oder Pixel
(Kunstwort aus Picture und Element), die ein Abtastgerät (zum Beispiel Scanner oder
Kamera) aufzeichnen oder differenzieren kann. Als Maß wird allgemein dpi = dots
per inch oder dpcm = dots per cm angegeben. Je höher die Auflösung, desto größer
die Anzahl der Bildpunkte, die abgetastet werden.
Optische versus interpolierte Auflösung
Die optische Auflösung wird auch als physikalische Auflösung bezeichnet. Sie gibt
an, wie viele Linien oder Punkte pro inch oder cm tatsächlich von der CCD und
der Optik des Scanners differenziert, das heißt klar unterschieden werden können.
In der Praxis ist das daran zu sehen, ob zwei dicht nebeneinander liegende Linien
noch als voneinander getrennt (als einzelne Linien) erkannt werden können.
Die interpolierte Auflösung ist eine mathematisch durch Hard- oder Software errechnete
Auflösung, die, wie wir später sehen werden, lediglich bei der Strich-Wiedergabe
Bedeutung hat, nicht jedoch bei der Graustufen-Wiedergabe.
Eingabe-Auflösung
Graustufen sind bei der Bildverarbeitungs-Technologie äußerst bedeutsam, da für
die Wiedergabe von Halbton-Vorlagen das Eingabegerät jeden Bildpunkt mit einer
gewissen Datentiefe abtasten können muß, um die verschiedenen Graustufen oder
auch Tonwerte einer Vorlage wiedergeben zu können. Ein gutes Eingabegerät sollte
256 Tonwerte oder mehr (8 bis 16 Bit) beziehungsweise Graustufen wiedergeben
können. Warum, wird auf der folgenden Seite erläutert.
Notwendigkeit von mehr als 8 Bit (256 Graustufen)
Bei einer Erweiterung eines verringerten Tonwertumfangs auf 256 Tonwerte
über lediglich 8-Bit-Transformation, kommt es zu Lücken in der Tonwertskala – es
fehlen Graustufen. Es gehen Zeichnung und Schärfe in der Vorlage verloren. Das
kann auch passieren, wenn der Transformations-Algorithmus von 10 auf 8 Bit nicht
optimiert ist. Die Lücken im Histogramm oder auch „Spikes“, sind dann deutlich
sichtbar.
Graustufensimulation über Raster
Um Graustufen drucken zu können, bedient sich die
Drucktechnik der Rastertechnologie. Da es nicht ökonomisch
wäre, viele Graustufen über viele einzelne Farben
zu drucken, werden Graustufen über eine Raster-Zellen-Bildung simuliert.
Rastermatrix
Ein Bildpunkt vom Scanner wird über eine Rastermatrix
(in der Regel eine 16 x 16-Matrix) umgesetzt. Ist ein
Rasterpunkt schwarz, können bis zu 256 Druckerpixel in
der Rasterzelle gesetzt sein. Bei einem Raster mit 152 lpi (lines per inch)
befinden sich 152 Rasterzellen je Zoll nebeneinander. Die Maßangabe lpi wird oftmals mit der Druckerauflösung durcheinandergebracht. Die Druckauflösung
wird in der Regel in dpi angegeben. In Deutschland wird im Druckgewerbe meist lpcm (lines per centimeter) sowohl für die Auflösung des Druckers als auch für die Rasterweite
angegeben.
Berechnung der benötigten Auflösung für Eingabegeräte
Graustufen werden bei Ausgabe auf einem Belichter in eine 16 x 16-Matrix umgesetzt,
das heißt ein Rasterpunkt enthält idealerweise 256 Einzelpixel. Wird nun
eine Halbtonvorlage im 60er-Raster ausgegeben, wird jedes Graustufenpixel in
eine 16 x 16-Matrix umgesetzt. Ein Drucker mit einer Auflösung von 2540 dpi kann
solch einen Rasterpunkt gerade wiedergeben. Ein 60er-Rasterpunkt entspricht ca.
150 dpi – das wäre auch theoretisch die erforderliche Eingabeauflösung.
Die Formel
Da jedoch bei der Analog-Digital-Wandlung Verluste (Abtast-Theorem) auftreten,
wird hier ein zusätzlicher Q-Faktor (Q für Qualität) eingeführt. Dieser Faktor wird in
der Regel mit 1,5 angesetzt, im Extremfall mit 2.
Aus diesen Zusammenhängen ergibt sich die folgende Formel zur Berechnung der
idealen Scanauflösung:
Scan-Auflösung = Rasterweite x 1,5 x Skalierungs-Faktor
Ein Beispiel: Es soll die Scan-Auflösung für ein 60er-Raster bei einem Skalierungs-
Faktor von 1:1 errechnet werden. Da der Wert für das Raster in cm angegeben
wird, kommt noch die Umrechnung von Zentimeter in inch dazu:
Scan-Auflösung = 60 lpcm x 2,54 cm/inch x 1,5 x 1 = 228,6 dpi
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(klicken zum Vergrößern)
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