数字印刷专用RIP软件:光栅图像处理器

RIP(Raster Image Processor)即光栅图像处理器或称栅格图像处理器,它的主要作用是通过色彩管理程序将在计算机中制作完成的数字页面中的各种图形、图像和文字信息(印刷文件, 即PostScript、PDF、XPS等格式的文档或其它精度各异的位图文档)解释成数字印刷机、照排机或其它输出设备能够记录和使用的点阵信息(即光栅图像raster image, 又称位图bitmaps), 然后再将此点阵信息文档转化为打印机所需要的驱动数据文档, 是便于印刷输出设备识别和使用的印刷文件版面信息解释器,是印刷输出设备驱动软件的加强版。RIP软件是所有DTG、DTF、UV打印机、碳粉打印机等都需要的印刷软件。RIP软件主要功能是光栅化处理图像文件进行打印输出, 但许多RIP软件解决方案提供了大量的其他功能和特性, 可以用来控制印刷输出的精度、 色彩、 速度、 幅面等。

RIP处理印刷页面图文的工作原理,本质是把复杂的页面生成过程分解成页面描述和页面输出两个相对独立的步骤完成, 即页面描述(PostScript, PDF, XPS格式文件)到页面解释(点阵文件、TIFF、 PDF格式文件), 最后完成印刷输出。

数字印刷专用RIP软件:光栅图像处理器

01对印刷页面的描述

在印刷和电子出版物中,信息并非无序地出现,而是依照设计人员设计,按页面有序地被组织起来。要将页面完整无误地构建起来,必须对页面元素的特点及其在页面中的状态进行准确地描述。这样的语言就称为“页面描述语言”。可以将页面描述语言定义为:关于页面再现的、在某种坐标下对文字、图形、图像的特征和相互关系进行说明的计算机语言。

页面上的图文信息需要有一种统一的方式(语言)来描述,这样就可以在不同的计算机硬件平台上,甚至在不同软件中产生的文件既能相互交换,也能使照排机和RIP软件的制造商有共同的标准可循。目前,常用的页面描述语言为PostScript语言,利用它可以高质量地描述页面内容,包括图像和图形的描述、图像与文字的轮廓处理、色彩填充、图文的点阵还原和图像的加网处理等。

页面描述可分解为图文准备与图文合成两个步骤。图文准备包括图像输入与处理、图形设计与制作、文字输入与编辑等过程,这些过程由图像处理、图形制作和文字录入程序实现;图文合成操作指用排版软件对准备好的“原材料”作图文合一处理,定义成符合客户要求的页面。除图像外,页面上所有其他对象的描述用抽取图形实体的方法进行,它们是与设备无关的。

需要对页面进行描述的内容包括:页面元素在页面中的位置;页面元素自身的状态及特征;页面元素之间的相互关系,具体如下:

  • 对文字的描述与定义:PostScript对字体的描述也是高质量的,文字的轮廓由Bezier三次曲线描述,可无级缩放,即无论缩放到何种比例,其轮廓总是光滑的。它是Windows的两种可缩放字体之一,但使用时需要装载Adobe Type Manager。与Windows的另一种可缩放字体True Type相比,它的质量要更高些。
  • 对文字需要定义的有:字体,由此选择不同的字库、文字代码;字号,由此决定缩放比例;文字的起始点,确定文字在版面上的位置;文字的方向,也就是文字旋转的角度。

  • 对图形的描述与定义:直线或曲线的类别、宽度、大小与方向,以及几何图形在版面上的起始点位置,由此生成一些简单的图形。
  • 对图像的描述与定义:采样图像起始点在版面上的位置、比例,以及图像的方向等。
  • 桌面系统使用PostScript语言描述页面的最大优点在于,操作者不必自己用页面描述语言编程,也不必直接通过编程来定义页面及页面内容。桌面系统的操作人员在相应的页面排版软件下实施图像处理、设计图形和排版时就已经利用鼠标和键盘完成操作。但操作人员并没有感觉到自己正在进行PostScript语言编程,这是由于用户的鼠标和键盘操作由软件捕获后变成PostScript代码,这一过程由软件实时、自动地完成。因此,桌面系统的操作人员即使不懂页面描述语言,也能“做”复杂的编程工作。

    02 对印刷页面的输出

    数字印刷专用RIP软件:光栅图像处理器

    将页面图文信息再现出来是页面描述的主要目的,记录并再现图文信息必须借助于激光照排机、计算机直接制版系统或者是数码印刷机等记录设备。当需要把页面内容输出到某种介质上时,这种操作就是与设备有关的了,不管是图像、图形还是文字。图像、图形还是文字在实际页面上的还原过程与定义页面相比要复杂得多,需要页面描述语言解释器即RIP软件来实现。

    这些输出设备都是通过像素点阵的记录把页面信息重新组建起来。也就是说,图文信息记录设备通常是点阵记录成像设备。在这类设备上,任何信息都由像素点阵组成,一个页面或整个记录幅面实际上可以按行和列分割成栅格阵列,每个栅格内可以记录一个像素。栅格排列的疏密程度决定于设备的记录分辨率。记录分辨率越高,则栅格线排列越紧密,记录的像素点的面积越小,图文的再现精细程度越高。

    栅格图像处理器是采用映像方法生成整版面图文,并控制激光曝光的方法,此方法把版面划分为无数个小方格像素,方格越小,分辨率越高,它采用二进制, “0”位表示存贮块为空缺“白”, “1”位表示存贮块已占用“黑”。光栅图像处理器有足够的空间容量容纳整页面的图文信息。

    无论使用何种页面描述语言,为了驱动记录设备(印刷输出设备)将页面记录出来,最终都必须将页面描述转换成设备可记录的像素点阵信息,这个过程就是“图像栅格化(Image rastering process)”的过程。也就是说,RIP软件处理页面的过程就是页面栅格化的过程。按照具体记录设备的分辨率和页面尺寸等特征,对路径进行转换处理,对需要加网的图文信息进行加网处理,最终获得可记录的数字像素阵列,再将其传送到设备进行记录输出。

    RIP软件处理过程经历了三个阶段:

  • 解释阶段(Interpreting)。在这个阶段, RIP软件将支持的页面描述语言(PDLs, Page Description Languages)翻译成每个页面的私有内部表达(private internal represntation)。大多数 RIP软件串行处理页面,一次一个页面,所以当前的机器状态只针对当前页面。在一个页面输出完成后,页面状态被丢弃,以便为下一个页面做准备。
  • 渲染阶段(Rendering)。在这个阶段, 会将私有内部表达变成一个连续色调的位图(continuous-tone bitmap)。在实际的RIP过程中,解释和渲染经常是一起进行的。简单的语言设计在最小的硬件上工作,以便 “直接驱动 “渲染器。
  • 加网阶段(Screening)。为了进行印刷,连续色调的图像被转换成半色调(halftone即网点图案)。有两种加网方法即调幅加网(AM, amplitude modulation screening)和调频加网(FM, frequency modulation screening)。在调幅加网中,网点的大小根据物体的密度-色调值而变化;网点被放在一个固定的网格中。在调频加网中,网点的大小保持不变,网点以随机顺序放置,以创造图像的深色或浅色区域;网点的放置是由复杂的数学算法精确控制。
  • 页面输出时对页面要素的处理方式是不同的, 具体如下:

  • 对图像的输出:由于图像类型的不同, RIP软件对图像的加网处理也采用不同的方法。对二值图像,考虑到每个像素的取值只有两种情况,此类图像的分辨率应该足够高,输出时一个像素对应记录设备的一个激光点或一个墨点。对灰度图像和彩色图像,RIP要完成的主要任务是把像素转换成网点。为此,首先需根据指定的加网线数和输出设备的记录精度确定网目调单元的大小,并将固定大小的网目调单元沿加网角度方向放置到输出设备的记录平面上,然后按像素值和指定的网点形状调用网点函数在每一网目调单元内控制输出设备成像,得到需要的网点。对网点本身而言,要求输出成像的网点边缘光滑,与理想形状越接近越好,在图像各色版的实地区域,输出结果应该有足够高的密度,对于输出设备的非线性效应还需要用传递函数补偿,得到合乎要求的网点。
  • 对图形的输出:图形输出的主要问题是完成光栅化操作需要把用数学方法定义的图形轮廓转换成点阵表示。这种转换按输出设备的分辨率进行,它不同于图像的网点化操作。对于轮廓范围内的填充,需要根据指定的填充内容进行。如果填充的是实地颜色,则问题比较好办,只需指令输出设备将轮廓内全部涂色即可,如果填充的不是实地颜色,则需要按颜色的深浅填入相应面积的网点,其特点是所有网点的大小相同;对颜色的渐变填充,处理方法与图像的加网基本相同,需要用大小不同的网点来表现颜色的变化。
  • 对文字的输出:文字输出时,轮廓的转换和内部填充与图形输出相似。特殊的地方是对字符笔画的控制,需要按字体的控制信息在栅格化时调整笔画的粗细,得到基本一致的线宽。尤其是对小字,要求不出现断笔和笔画重合的现象。
  • 同时,将页面要素还原成可记录信息的过程中,必须按照设备的实际记录分辨率和像素点阵排列等特征,把对页面要素的描述与记录设备具体的像素联系起来。这个过程被称作是“扫描转换”。对常见的二值输出设备来说,它的每个像素只有“需要记录(为1)”、“不需要记录(为0)”两种状态,在扫描转换中,对于页面上“需要记录”的像素才能将页面要素还原出来。通常情况下,分辨率在1000dpi时,栅格化后的文字看起来才不错,因此,在目前的记录分辨率2400-3600dpi的条件下,无论是文字、图形轮廓还是图像的剪裁轮廓边界,应该能够达到再现精度要求,而没有明显的锯齿状边界。

    03RIP软件的技术指标和输出页面要素的质量要求

  • PostScript兼容性:因为PostScript页面描述语言是目前印刷、喷绘、与真、数字印花等通用语言,各种桌面系统应用软件都以此为标准,因此,对其兼容性好坏直接关系到RIP软件能否解释各种软件制作的版面,以及输出中是否会出现错误。
  • 解释速度:解释速度直接关系到生产效率,是用户最关心的问题之一。但系统整体输出速度还取决于印刷输出设备的速度,所以应该综合考察输出速度。
  • 加网质量:加网是RIP软件的重要功能,加网质量直接影响印刷产品输出的质量和速度。加网有很多不同的算法,各RIP生产厂家都有自己的加网算法, 而算法不同,产生的效果也不同。加网速度不同,生成的网点玫瑰斑形状也不一样,这主要是由加网线数和网角以及点形的微小差别造成的。要想加网角度准确,加网线数接近标准数值,往往要花费很大的计算代价,解释速度也就相应降低, 因此说,加网质量与解释速度是矛盾的,精细的加网算法计算量很大,速度就很慢。
  • ICC特性曲线和RIP的色彩管哩:RIP软件的色彩管理主要是通过嵌入ICC特性曲线(ICC Profile)来实现的。ICC特性曲线文件为色彩管理系统提供将某一设备的本地色彩数据(如一个设备能够产生或获得的色域)转换到与设备无关的色彩空间中所需的必要信息。一般RIP软件厂家在自己的软件中都预置了一些ICC特性曲线文件,并由色彩管理模块对其进行色彩管理。有些用户为了能打印出满意的效果,会制作特定的ICC特性曲线,并加入到打印机驱动程序中, 确保色彩和印刷质量的一致性。
  • 印刷工作流程:RIP软件可以在同一时间处理和印刷多个打印文件, 实现自动化生产排程。
  • 多级台联合作业:使用同一个RIP软件可以同时控制多个印刷输出设备, 可以为每一台印刷输出设备处理、印刷和准备各种所需的印刷文件进而最大化提高生产效率。
  • 编辑排版输出功能:利用该功能可以对图形、图像插入、重置位置并编辑, 更有效地利用材料,提高工作效率。
  • 预览功能:利用该功能可以检查解释后的版面情况,避免出现错误。有些RIP软件可以根据用墨量估算成本。
  • 操作界面和功能:各种RIP软件的操作界面及功能都不相同,有时差别还很大。
  • 由RIP根据页面描述数据生成的网点质量和算法效率是输出高质量图像的关键,在解释整个版面的图文数据时要求有很高的执行速度。对于页面上的图像,要求输出的灰度或色彩能忠实反映原稿的阶调和层次变化,各个色版在叠印后无龟纹,网点轮廓清晰、光滑;对于页面上的图形,要求RIP软件按输出设备的分辨率进行正确的转换,图形轮廓光滑,笔画粗细一致,实地填充有足够的密度,颜色还原准确;对于页面上的文字,要求通过转换后,轮廓清晰,大字轮廓无刀割现象,小字输出时无断笔和模糊现象。

    04打印驱动程序VS RIP软件

    打印机制造商尤其是桌面型打印机制造商通常会给打印机提供一个打印驱动程序。当你从应用程序(如Word、Acrobat、InDesign、Photoshop等)的 “文件 “菜单中选择 “打印 “时,就会看到这些驱动程序。它们是一组选择和选项,用来控制打印机和打印过程。打印驱动程序帮助你设置纸张类型和尺寸,以及如何将文件颜色转换成打印机可以输出的颜色。举例来说,从Photoshop中,一个典型的喷墨驱动程序能够将RGB光栅图像转换为打印机的CMYK颜色,而且精度很高。打印机驱动程序的功能相当有限。选择纸张、颜色配置文件和尺寸几乎是可用功能的极限。

    与打印驱动软件相反, RIP软件有更多的内置工具,以实现更好的工作流程。RIP软件允许用户在一张纸上轻松地组合多个图像以节省纸张,编辑, 通过ICC配置文件转换颜色,确定在特定的纸张上使用多少墨水,使用混合颜色替代专色,调整打印质量设置等等。

    如果用翻译来打比方的话, 你只用一个打印驱动程序来打印,就像用英语写一封长长的技术性邮件,然后用百度翻译把它翻译成中文。解读的人可能会破译出日期、时间和相关人员的名字, 然而,许多关键细节可能就模糊的, 不可理解甚至是错误的, 你需要投资于RIP软件进行专业翻译,以准确翻译整个信息。

    05常用RIP软件

    最初,RIP是一个电子硬件架构,它通过某种接口(如RS-232)接收页面描述,并生成 “硬件位图输出”,用于启用或禁用实时输出设备上的每个像素点,如光学胶片记录器(Optical film recorder)、计算机直接制菲林片(Computer to Film)或计算机直接制版(Computer to Plate, CTP)。

    RIP可以作为通用计算机上的一个软件模块来实现,也可以作为一个固件程序在打印机内部的微处理器上执行。对于高端制版,有时会使用独立的硬件RIP。Ghostscript、GhostPCL和ColorBurst Overdrive(用于macOS 系统)是软件RIP的例子。每台基于PostScript语言的打印机都在其固件中包含一个RIP软件。激光打印机中的RIP芯片将其光栅图像输出发送到激光器上。

    早期的RIP软件保留了与照相制版机/照排机的后向兼容性,所以它们支持旧的语言,例如,Linotype RIP软件支持CORA(RIP30)。

    国内外知名的印刷RIP软件:

  • ONYXgfx,
  • 蒙泰(MainTop)
  • EFI Fiery,
  • ColorBurst,
  • Wasatch
  • ColorByte ImagePrint
  • Caldera,
  • ErgoSoft
  • Inèdit neoStampa
  • 锐彩(UltraRip)
  • Photoprint
  • ColorMaster
  • PrintFactory
  • TexPrint
  • 国内外知名的印前RIP软件:

  • HQ RIP, Navigator Harlequin RIP
  • 海德堡印通Prinect Signa Station(PSS)
  • 方正RIP
  • 柯达印能捷Prinergy
  • 网屏汇智Trueflow
  • 爱克发爱普极Apogee
  • 来源:印刷值得被看到

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