浅述数字加网的基本构成

浅述数字加网的基本构成项辉（浙江科技学院轻工学院，杭州 310000 ）摘要综述了近年来数字加网技术的研究现状，阐述了数字加网的基础构成——网点，并对其特点进行了分析。

用数字方法对图像加网时，网点生成方法以及网点的构成形式与传统加网方法有不少区别，笔者将从网点栅格、网目调单元、像素值、加网线数与记录分辨率之间的关系以及数字网点的形成方法几个方面叙述。

在此基础上，指出了数字加网技术应用中存在的主要问题，并展望了数字加网未来的研究方向。

关键词网点栅格；网目调单元；像素值；加网线数；记录分辨率；生长模型法Discussion on digital screening basic componentXiang Hui(Zhejiang University of Science and Technology School of LightIndustry,Hangzhou 310000)Abstract Reviews recent digital screening technology research present situation, elaborated the digital and network -- based network, and analyzes its characteristics. Digital method of image network, network generation method and network forms and traditional screening methods have many differences, the author will from dot raster, halftone unit, pixel values, screen line number and record resolution as well as the relationship between the digital dot forming method several aspects. On this foundation, pointed out that the digital and network technology application in the main problems, and prospects the future research direction of digital screening.Key words dot grid;halftone cell; pixel values; the number of screening line; record resolution; growth model引言网点是印刷的最基本单元，担负着组织图像层次、轮廓及色彩的任务，网点的特性直接影响到复制图像的特性。

印刷加网方式经历了从照相网屏加网、电子加网，到现在的数字加网的过程。

数字加网技术是实现印前数字化的必然要求，可分为：调幅加网技术，调频加网技术，以及包含调幅加网和调频加网两种方式的混合加网技术。

但是，网点是图像的基础，它决定着图像的好坏以及印品的质量。

1.数字网点的组成1.1 网目调单元[1]①记录栅格从数字图像转换为网目调图像通常采用象激光照排机这样的输出设备把网点逐个记录在胶片上，一个网点由有限个激光点曝光组成。

从微观上看，数字化方法产生的网目调网点图像由若干个更小的点组成。

为了获得规定大小的网点，需要将一个网目调单元划分为更细小的单位，即记录设备以固定的坐标将记录平面划分为细小的网格，这个网格称为记录栅格。

图像输出设备在记录网点时按一定的规则把记录平面划分为一个个小方格，这样划分后形成的小方块集合称为记录栅格。

②设备像素记录栅格中的某一个小方块被称为设备像素。

显然，每一个这样的小方块的大小是相同的。

③网目调单元网目调单元是一个用于包含网点的区域，只有100﹪面积率的网点才会与网目调单元一样大。

当照排机的激光束在该网目调单元的一个小方格上曝光时则该网点的网点百分比（面积覆盖率）为1﹪。

如果激光束一个也没有在网目调单元中曝光，其网点百分比为0﹪；若激光束在网目调单元的每一个小方格上均曝光，则该网点为一个100﹪的网点。

图1 网点示例Fig.1 Example of qutlets特注[2]：网目调单元中小方格的多少决定了网点轮廓形状接近理想形状的程度。

对一个同样尺寸的网点，划分的格子越多，该网点的轮廓就越接近理想形状，即该网点的轮廓形状越精细。

如图2：图2 网目调单元的精细程度决定了网点轮廓形状的精细程度示例Fig.2 Example of fine halftone unit determines the shape of the fine points1.2 像素与加网线数[3]（1）像素像素与原稿有紧密的联系,像素有两个基本属性：①位置属性每一个像素均有确定的空间位置，具体数值决定于原稿以及扫描设备如何划分原稿。

数字图像其实是一个有序排列的二维数组，像素在这样的二维数组中也有确定的位置。

当数字图像在屏幕上显示时，每一像素对应于屏幕上的一个显示点。

②数值属性数值实际上代表的是某一位置上一个小区域（小方块）上的平均亮度。

因此，像素的数值属性说明它具有确定的物理意义，不是抽象的数字。

（2）像素值与分辨率①像素值数字图像的像素值是原稿某一小方块的平均亮度信息，或者说是该小方块的平均密度信息。

在将数字图像转化为网目调图像时，网点面积率与数字图像的像素值（灰度值）有直接的关系，即网点以其大小表示原稿某一小方块的平均亮度信息。

流行的图像处理软件通常用8位表示一个像素，像素值在0～255间，每个等级代表不同的亮度。

②分辨率单位长度内包含的像素数，单位为DPI（每英寸点数）或PPI（每英寸像素数）。

﹡图像分辨率与图像输出设备（或输入设备）分辨率有区别。

（3）加网线数[4]与加网质量因子①加网线数（频率）如果没有特殊的情况，数字图像的每一个像素均应该输出到胶片上，即加网线数应该等于数字图像的分辨率。

比如，当数字图像的分辨率为133DPI时，加网线数应该等于133LPI。

②图像加网质量因子由于四色印刷的四个印版采用不同的网线角度，加网线数等于数字图像的分辨率是不够的，在多数情况下还得提高图像分辨率。

﹡加网线数等于图像分辨率这一规则仅适合于沿水平和垂直方向加网的情况。

﹡当网线角度为45°时，需将图像的分辨率提高1.414倍，取整数为1.5～2。

这一数值称为加网质量因子。

1.3 记录分辨力与网点层次①记录分辨力输出设备的记录精度，以SPI（Spot Per Inch）或DPI 表示记录设备的分辨力。

﹡照排机的分辨力DPI与扫描仪分辨力不同，扫描仪的每一个像素可用于产生一个Dot，激光照排机的是由有限个激光光点来组成一个数字网点。

因此，从实际尺寸来看，照排机的一个激光光点要远小于数字图像的一个像素所代表的物理尺寸。

②最小网点直径输出设备记录分辨力的倒数（即扫描记录光点的直径）等于加网图像的最小网点直径。

如设输出设备（激光照排机）的记录分辨力为2400 DPI，则记录光点的直径为1/2400英寸。

若设网目调单元由16×16个记录栅格组成，则该网目调单元的宽度（或高度）为16×1/2400英寸，这说明当需要表达出图像中每一像素的全部256个灰度等级时，如果输出设备的记录分辨力为2400SPI，那么该设备可为150LPI的印刷品加网，此时最小网点的面积率（仅一个设备像素曝光）为1/256=0.39﹪，对应的网点直径为0.01058mm。

③记录分辨力与网点形状的关系﹡同一加网线数，输出设备的记录分辨力越高，则表示构成网点的点阵密度可以越大；一个网点能反映的灰度等级增加，网点的轮廓（边缘）将更加细腻和光滑。

﹡可以更方便地改变加网角度﹡激光照排机的记录分辨力只能分成有限的级数。

因此，加网线数的改变只能通过改变网目调单元的密度（大小）来实现。

④记录分辨力与网目调单元的关系﹡记录分辨力与用多少个设备像素来组成一个网目调单元有关﹡原则上，网目调单元越小，加网线数就可以取得越高。

但应注意网点层次的问题。

1.4 记录分辨率与加网线数的关系（1）像素映射为网点传统照相加网：如图3图3 传统照相加网示例Fig.3 Example of traditional photographic screening数字加网[5]：由记录分辨率、加网线数匹配生成网点，如图4过程图4 数字加网过程Fig.4 digital screening process例如，对于256个灰度等级而言，当像素的灰度值为127时，产生的是50％面积率的网点，这是其相对大小。

网点的绝对尺寸还和记录栅格的大小有关。

1.5 调频网点和调幅网点的比较在印刷过程中，连续调和半色调图像都是由网点的疏密来进行调整表现的。

而通过将CMYK四色的网点混合，则可以表现出无穷多的颜色。

目前在印刷工艺[6]中使用的网点主要有两种不同的类型：调幅网点（AM）和调频网点（FM）。

（1）调幅网点调幅网点是目前使用的最为广泛的一种网点。

它的网点密度是固定的，通过调整网点的大小来表现色彩的深浅，从而实现了色调的过渡。

在印刷中，调幅网点的使用主要需要考虑网点大小、网点形状、网点角度、网线精度等因素。

①网点大小网点大小是通过网点的覆盖率决定的,也称着墨率。

一般习惯上喜欢用“成”为衡量单位，比如10％覆盖率的网点就称为“一成网点”、覆盖率20％的网点称为“二成网点”另外，覆盖率0％的网点称为“绝网”，覆盖率100％的网点称为“实地”。

印刷品的阶调一般划分为三个层次：亮调、中间调、暗调。

亮调部分的网点覆盖率为10％～30％左右；中间调部分的网点覆盖率为40％～60％左右；暗调部分则为70％～90％。

绝网和实地部分是另外划分的。

②网点形状印刷中的网点形状不只是大家想象中的单单圆形一种，以50％着墨率情况下网点所表现出的形状来划分，可以分为：方形、圆形、菱形三种。

方形网点在50％覆盖率下，成棋盘状。

它的颗粒比较锐利，对于层次的表现能力很强。

适合线条、图形和一些硬调图像的表现。

圆形网点无论是在亮调还是在中间调的情况下，网点之间都是独立的，只有暗调的情况下才有部分相连。

所以对于的采层次的表现能力不佳，四色印刷中比较少采用。

菱形网点综合了方形网点的硬调和圆形网点的柔调特性，色彩过渡自然，适合一般图像、照片的表现。

③网点角度印刷制版中，网点角度的选择有着至关重要的作用。

选择错误的网点角度，将会出现干涉条纹。

常见的网点角度有90 度、15 度、45 度、75 度几种。