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Diskussion - Raster und Bildauflösung im Offsetdruck

Zur richtigen Datenaufbereitung im Lenticular Offsetdruck gibt es scheinbar ebensoviele Meinungen, wie es Druckereien und diese Druckereien beratende Spezialisten gibt. Folgende Gedanken möchte ich deshalb zur Diskussion stellen. Wenn ich im Text Bezug auf Offsetdruck nehme, gilt das gesagte sinngemäß auch für Tintenstrahler und Laserdrucker. Umgekehrt ebenfalls.

Eckpunkte meiner plakativen und zur Veranschaulichung gedachten Betrachtung sollen sein:
- ein Interlacing mit 8 Frames
- eine 75 LPI Folie
- ein 2400 dpi Belichter
- ein 60 lpcm Raster

Achtung:
Ich will niemanden ermutigen, tatsächlich mit einem 60er Raster Lenticular zu drucken.
"60" ist eine willkürliche und beliebig austauschbare Annahme für diese Diskussion.

Fertig:
Nein, noch nicht. Unser Raster springt aus der Reihe, weil es sich auf cm und nicht - wie alle anderen Komponenten unserer Annahme - auf Inch bezieht.

Los:
Wir rechnen und stellen fest, dass ein 60 lpcm Raster 60 * 2.54 = 152,4 Rasterzellen pro Inch erzeugt. Grafisch vereinfacht dargestellt, begegnen sich die Komponenten unserer Annahme also maßstäblich so:



Fangen wir unten an und betrachten zuerst eine Rasterzelle genauer (Abb unten, rot eingerahmt) .
Es ist wichtig sich zu vergegenwärtigen, dass im Druck die kleinste uns zur Darstellung eines Bild-Details zur Verfügung stehende Einheit, diese Rasterzelle ist. Bei einer Bitmap ist es ein Pixel. Eine Rasterzelle ist also quasi das Pixel des Drucks.



Eine Rasterzelle ist kein singuläres Objekt, wie ein Bildpixel, sondern eine vom Belichter aus einer Vielzahl von Laserpunkten aufgebaute komplexe Struktur. Während ein einzelnes Bildpixel unterschiedliche Eigenschaften annehmen kann (Farbe, Helligkeit), transportiert eine Rasterzelle diese Information durch das Zusammenspiel mit anderen Rasterzellen und durch die Form und Anordnung der Teile aus der sie aufgebaut ist.



Bei unserem angenommenen 2400 dpi Belichter (er ist in der Lage 2400 Laserpunkte pro Inch zu platzieren) stehen für jede der 152 Rasterzellen pro Inch (die sich aus dem angenommenen 60 lpcm Raster ergeben) 16x16 Laserpunkte (2400 / 152) zur Verfügung. Die Auflösung in x und y Richtung wird dabei als gleich vorausgesetzt.

Durch diese Matrix von 16x16 Punkten kann unsere Rasterzelle eine Tonwerttiefe von 256 Abstufungen + Weiss darstellen. Weiss, wenn kein Punkt gesetzt wird. Schwarz, wenn alle Punkte gesetzt werden. Halbtöne werden durch entsprechende Verteilung der Punkte erzeugt. Ein grosser Teil der ursprünglichen (2400 dpi) Belichterauflösung wird also für die Darstellung der Tonwertigkeit "verbraucht". Es stehen somit bei weitem nicht alle 2400 Laserdots für den Aufbau der Bilddetails zur Verfügung.

Extrem und zur Veranschaulichung:
angenommen Sie würden mit einem 2400 dpi Belichter eine 2400 ppi Bildvorlage im Verhältnis 1:1 umsetzen wollen, dann entspräche jedem Pixel der Vorlage genau ein Laserpunkt des Belichters. Da die einzelnen Laserpunkte aber nur gesetzt oder nicht gesetzt werden können (es gibt keine, oder nur sehr begrenzte Möglichkeiten zu Abstufung eines einzelnen Laser Dots) hätte ein solches Bild praktisch keine Tonwerte. So könnten Sie z.B. eine reine SW Grafik drucken aber keine differenzierte bildliche Halbtonvorlage. Differenzierte Tonwertigkeit ergibt sich erst im Zusammenspiel vieler Laserpunkte in der Matrix der Rasterzelle.

Die Grenzen der Detail-Auflösung liegen also nicht im dpi Wert des Belichters, sondern im Zusammenspiel dieses Wertes mit der Grösse der Rasterzelle. Bei gegebener Belichterauflösung sind Rasterweite und Tonwertumfang Gegenspieler. Je grösser die Rasterzelle ist, umso geringer ist die Detail-Auflösung ... umso detailreicher aber auch der darstellbare Tonwertumfang. Umgekehrt: je kleiner die Rasterzelle ist, umso höher ist die Auflösung und umso geringer wird der darstellbare Tonwertumfang.

Streng betrachtet kann ein 152 lpi Raster auch nur 152 Pixel pro Inch einer Bildquelle verarbeiten. Durch Schrägstellung des Rasters ergibt sich allerdings ein Wert, der um das 1,7 bis 2 fache darüber liegt - maximal also 300 ppi. Hier teilen sich aber schon mehrere Pixel eine Rasterzelle. Bei "normalen" Bildern kein Problem und geradezu erwünscht, um das Druckbild zu verfeinern und zudem notwendig, weil die 1:1 Umsetzung einer geraden Pixelstruktur in ein (notwendiger-weise) gewinkeltes Raster noch nachteiliger wäre. Im Lenticulardruck ergibt sich hieraus aber bereits ein Problem, weil die eindeutige physikalische Trennung einzelner Phasen (z.B. eines Wechselbildes) nicht mehr gegeben ist. Je nach Art des Rasters werden benachbarte Pixel, die eigentlich streng voneinander getrennt gedruckt werden müssten, in umliegende Rasterzelle und dort bereits repräsentierte Pixel "hinein gestreut".

Richtige Problem bekommen wir aber erst, wenn wir ganz konkret unser angenommenes 8 Frame Lenticularbild (für eine 75 LPI Folie) betrachten. Wir haben hier eine unverzichtbar minimale Bildgrösse von => 8 Frames x 75 LPI = 600 ppi. Also 8 Pixel (von jedem Quellbild eins) unter jeder Linse.

Bei einem 152 lpi Raster können wir, wie oben gezeigt, jedoch maximal 300 ppi - und das auch nur mit den aufgezeigten Einschränkungen - darstellen. Was passiert? ...


Ich beschreibe es ein wenig plakativ:

1 - Sie beginnen mit dem 75 LPI, 8 Frames = 600 ppi Bild.

2 - Sie wählen ein 60er Raster.

3 - Ihr RIP rechnet und verteilt die zur Verfügung stehenden Laserdots (hier 2400) auf die gewählte Menge der Rasterzellen (hier 152 per Inch). Raus kommt, dass eine Rasterzelle aus 16x16 Laserdots besteht. Damit liegt der darstellbare Tonwertumfang fest.

4 - Jetzt macht das Programm zur internen Weiterverarbeitung aus Ihrem 600 ppi Quellbild ein Bild, das zum 60 lpcm Raster in einem Verhältnis von 1,7 bis 2 steht. Also 259 - 305 ppi. Dabei werden (in diesem konkreten Fall der 600 ppi Quelle) jeweils ca 2 benachbarte Pixel zu einem einzigen verrechnet, um dann in auf Sub-Pixelebene überlappenden Gruppen in die 16x16 Dot Matrix der schräg darüber liegenden Rasterzelle übertragen zu werden. Dieses Bild wird auf die Druckplatte belichtet.

5 - Jetzt geht es in die Produktion und Sie drucken ein ursprünglich notwendigerweise mit 600 ppi aufgelöstes Bild mit 300 ppi über ein 152 lpi Raster auf eine 75 lpi Folie ... und hoffen, dass die Linien Ihres Interlacings immer noch exakt und scharf voneinander getrennt unter die Linsen der Folie passen, die - zu allem Überfluss - in Wirklichkeit z.B. 75,53 lpi hat (was zynisch ist, ich gebe es zu ... doch das haben wir bereits bei der Herstellung unseres 8 Frame Interlacings berücksichtigt, das dadurch nicht die bisher immer angenommenen glatten 600 ppi, sondern in Wirklichkeit 604,24 ppi hat :-).

Das Ergebnis, kann man sich vorstellen, ist alles andere als optimal. Es ist lediglich das beste, was man (derzeit?) im Offsetdruck machen kann. Oben gesagtes erklärt auch Phänomene wie Ghosting und die Tatsache, dass nicht mehr als 3 Phasen eines Wechselbildes sauber getrennt dargestellt werden können und auch warum Animationen "verwischen". Bei 3D Bildern ist das alles nicht so kritisch, weil hier die saubere Trennung unmittelbar benachbarter Einzelbilder nicht von ausschlaggebender Bedeutung ist.


"Weniger ist mehr" scheint der richtige Gedanke zu sein. Legen Sie Ihre Bilddaten bestmöglich in einer Auflösung an, die das Doppelte des Rasters (in Inch) nicht übersteigt (60er Raster = 60 lpcm = 152 lpi ... also Bilddaten nicht höher als 152 * 2 = ca 300 ppi anlegen). Wenn Sie grössere Bilddaten anlegen und ihr RIP sie anschliessend auf den erforderlichen Wert nach unten skalieren - und ich wette, das tut es, ohne Sie zu informieren - , dann werden Sie durch destruktive Interpolationseffekte Verluste und Streifen erhalten. Das ist garantiert! ... Sie kennen diese Effekte sicher schon und fragen sich schon lange: "wo kommen diese verdammten Streifen nur her?"

Unvermeidbar höher aufgelöste Quelldaten (wie in unserem Beispiel das 8 Frame, 75 LPI Bild) sollten Sie evtl bereits im Vorfeld auf dieses (Raster * 2) Maß skalieren. So haben Sie die höchstmögliche Kontrolle über die Folgen dieses ganz und gar misslichen Eingriffs. Test-Drucken Sie so skalierte Bilder auf einem Tintenstrahldrucker mit mindestens 1200 ppi (normalerweise 4800 dpi bei 4-Farb Drucker). Sie werden sehen - speziell bei Wechselbildern - dass auch Tintenstrahler eine "300 ppi Barriere" - also eine (ca) 8x8 Dot Rasterzellengrösse - haben, die das real zu Papier gebrachte Ergebnis weit unter die theoretische ppi Auflösung beschränkt.

Anders herum argumentiert sähe es so aus:
ignorieren Sie die Auflösung Ihres Belichters und wählen Sie (soweit es technisch möglich ist) ein Raster, das mindestens der halben ppi Auflösung Ihres Lenticularbildes entspricht. Bei einem 600 ppi Bild also ein mindestens 300 lpi (118 lpcm) Raster. Wenn das nicht geht (bei Tintenstrahl- oder Laserdruckern z.B. oder bei unzureichender Belichter-Auflösung - Sie erinnern sich, dass eine Rasterzelle aus vielen Laser Dots besteht) machen Sie eine Testreihe mit Interlacings aus schwarzen und weissen Bildern. 10+10, 9+9, 8+8 ... 3+3, 2+2, 1+1. Drucken Sie diese Bilder mit bestmöglicher Auflösung. Das Bild, das streifenfrei gedruckt wird, entspricht der Auflösung, die Sie zur Norm machen sollten. Alle Lenticularbilder sollten zukünftig in diese Auflösung angelegt werden. Wenn sich z.B. herausstellt, dass 6 Frames zum gewünschten Resultat geführt haben, Sie jetzt aber nur ein 2er Flip Wechselbild machen wollen, dann nehmen Sie 3+3 Frames um diese Bedingung zu erfüllen. Dieses Verfahren des experimentellen Einmessens sollte sinngemäß auch im Offsetdruck zum bestmöglichen Resultat führen. Wenn Sie ein zufriedenstellendes Resultat und einen Weg dorthin gefunden haben, dann halten Sie sich in Zukunft sklavisch daran. ... Würde ich vorschlagen. ...