Linien im Lenticulardruck

Machen Sie ein Flip-Interlacing mit z. B. 16 Frames. Laden Sie 8-mal ein rein rotes und 8-mal ein rein grünes Bild. 8+8 ist ein guter Standardwert für ein Flip-Bild. Sie können aber auch 10+10 oder jede andere 1:1-Frame-Anzahl nehmen. Achten Sie unbedingt darauf, dass Sie vorher den Pitch exakt ermittelt haben, damit sich der im Folgenden beschriebene Fehler nicht mit ähnlichen Fehlbildern aus anderen Ursachen ununterscheidbar vermischt. Drucken Sie das Rot/Grün-Interlacing mit höchstmöglicher Auflösung direkt auf die Linse oder verkleben Sie Druck und Linse passgenau miteinander. Wenn Sie ein Resultat erhalten, das grundsätzlich zwar perfekt funktioniert, aber im Übergang von einer Farbe zur anderen eine Störung zeigt, die dem folgenden Bild ähnelt, ist dieser Artikel für Sie von Interesse.

Sie haben es hier mit Skalierungsproblemen zu tun. Kurz gesagt ist die Auflösung Ihres Druckers oder Workflows zu gering.

Modell
Ein 10-Frames-Interlacing für eine exakt 60-LPI-Folie hat eine Datenauflösung von 60 LPI × 10 Frames = 600 PPI (Pixel per Inch). Wenn Sie ein solches Interlacing auf einem 600-PPI-Drucker ausgeben, kann es ohne jede Skalierung mit einer ganzzahligen Positionierungsgenauigkeit von 1 Pixel = 1 Frame per Inch umgesetzt werden. Daten- und Druckerauflösung stimmen 1:1 überein. (Gleiches gilt für andere 600-PPI-Interlacings, z. B. 40 LPI / 15 Frames oder 25 LPI / 24 Frames.) Das wäre der Idealzustand. Alle Pixel des Interlacings hätten die perfekte Position unter der Linse. Das Ergebnis wäre völlig fehlerfrei.

(Nicht skaliertes Interlacing)

In der Praxis
Da der Pitch von Lenticularlinsen aus vielerlei Gründen nicht (bzw. nur äußerst selten) ganzzahlig zur Druckerauflösung passend, sondern in irgendeiner Weise immer gebrochen und damit "unpassend" ist (z. B. 60,12 LPI optischer Pitch bei einer nominellen 60-LPI-Folie), haben wir diesen Idealzustand in aller Regel nicht. Interlacings müssen zum Druck folglich zur RIP-/Belichter-/Druckerauflösung skaliert werden.

Beispiel: 60,12 LPI × 10 Frames = 601,2 PPI Datenauflösung ---> zu skalieren auf 600 PPI Druckerauflösung.

Konsequenz 1
Bei nicht ganzzahligen Skalierungen kommt es innerhalb des mathematischen Prozesses unausweichlich zu gebrochenen Pixeln. Da Pixel kleiner als 1 aber nicht darstellbar sind, machen alle interpolierenden Algorithmen an diesen Stellen eine sogenannte Subpixel-Skalierung. Das heißt, es werden Farben anteilig auf die unmittelbar angrenzenden Pixel verschoben, die sich im Fall unseres Rot/Grün-Interlacings als braune Streifen ("Kratzer") bemerkbar machen. Alle Pixel mit Werten größer als 0 und kleiner als 1 werden so behandelt.

Ergänzung 03.12.2019
Wenn man nur eine der Farben berücksichtigt, ergibt sich daraus eine erweiterte Stellgröße von 1/256 Pixel. Das ist gut für "normale" Bilder. Die Konsequenz für den Lenticulardruck ist aber: In z. B. einem Wechselbild werden die Farben der einen Phase je nach "mathematischem Bedarf" mehr oder weniger stark auf die Farben der danebenliegenden Phase übertragen, was letztlich stärkeres Ghosting oder Unschärfe in der Tiefe von 3D-Bildern zur Folge hat.

(Artefakte der Subpixel-Skalierung)

Konsequenz 2
Da sich in der fortlaufenden Skalierung (vorstellbar von z. B. links nach rechts) zum ersten gebrochen auftauchenden Pixel weitere gebrochene Pixel hinzuaddieren, füllt sich die Höhe des Fehlerbetrags Schritt für Schritt auf. Sobald er den Wert 0,5 erreicht, wird nach oben aufgerundet und ein volles Pixel physikalisch gesetzt. Das Interlacing macht an dieser Stelle einen sägezahnartigen Sprung nach rechts, was sich bei unserem Rot/Grün-Interlacing in einem Bruch der Farbe, d. h. in einer Störung der homogenen Funktion des Flip-Effekts, zeigt.

(Periodischer Pixelfehler bei nicht ganzzahliger Skalierung)

(Praxisbeispiel - sollte "eigentlich" ein Flip zwischen vollflächig Schwarz und Weiß sein)

Details
Die Länge der Periode zwischen zwei Brüchen ist abhängig vom Verhältnis zwischen Quell- und Zielauflösung. Je kleiner der Wert des dabei entstehenden gebrochenen Pixels ist, umso mehr Linsen braucht es, um den Wert 0,5 – und damit das Ende der laufenden und den Beginn der nächsten Periode – zu erreichen.

Lösung
Die einzige Möglichkeit, diesen Fehler zu vermeiden (bzw. seine Sichtbarkeit zu vermindern), ist es, die Auflösung des Drucks oder Workflows zu erhöhen. Drucken Sie mit mindestens doppelt so hoher Auflösung, wie Ihr Interlacing hat. Wenn Sie es so machen, bleibt natürlich immer noch ein ganzes Pixel die geringste Positionierungsgenauigkeit und es gibt weiterhin die oben beschriebenen Probleme im Subpixel-Bereich; ein Pixel repräsentiert dann aber nur noch ein halbes Frame, was insgesamt zu deutlich besseren / homogeneren Ergebnissen führt.

Beispiel
Wir bedrucken auf diese Weise 75,53-LPI-Folien (15-Frame-Interlacings) mit einem 1200-PPI-Inkjetdrucker (Input-Auflösung) mit 2400 DPI (Output-Auflösung) fehlerfrei. Mit 600 PPI und 1200 DPI gelingt das nicht; hier sind die Ergebnisse extrem streifig.

Hinweis
Das hier empfohlene Rot/Grün-Interlacing macht den beschriebenen Skalierungsfehler besonders deutlich sichtbar. Bei Flips mit homogeneren Farben, geringen Kontrasten oder strukturiert texturierten Inhalten mag der Fehler – obwohl vorhanden – weniger stark auffallen. Experimentieren Sie mit unterschiedlichen Frame-Zahlen. Machen Sie Interlacings mit z. B. 10 + 10, 11 + 11 ... Frames. Mit jeder Steigerung der Anzahl der Frames würden Sie auch einen höher auflösenden Drucker brauchen.

Hilfen
Die Auflösung des Interlacings berechnet sich so: LPI × Anzahl_der_Frames = Auflösung der Daten. Beim Drucker sind nicht die DPI wichtig, sondern die PPI. DPI = Anzahl der Tintentröpfchen, die pro Inch gesetzt werden. PPI = Anzahl der Pixel, die per Inch dargestellt werden können. DPI und PPI sind nicht identisch!

Ergänzung
Im Text oben wird die Auflösung eines Ausgabegeräts mit einer guten Druckqualität gleichgesetzt. Das ist richtig und zugleich auch wieder nicht ganz, weil – mit wenigen Ausnahmen – alle Druckdaten gerastert werden. Nur eine hohe Ausgabeauflösung ermöglicht es, auch ein feines Raster zu verwenden. Darauf kommt es im Grunde an. Es geht darum, die Pixel des Interlacings möglichst verlustfrei ins Raster zu kodieren. Eine hohe Ausgabeauflösung ist dafür die Voraussetzung.