Raster

Warum wird gerastert?
Würde der Drucker echte Farben und Graustufen drucken, so müßte er 256 graue und fast 17 Millionen Farbeimer ständig bereithalten. Beim Druck muß daher jeder Bildpunkt der eine Graustufe darstellt (pixel) durch eine Anzahl kleinerer Druckpunkte (dots) simuliert werden. Für die Darstellung auf dem Monitor ist das nicht notwendig, da der Bildschirm in der Lage ist einen Bildpunkt mehr oder weniger hell aufscheinen zu lassen.
Den Vorgang des Umsetzens echter Graustufen in mehrere schwarze Punkte nennt man Rastern. Auf einer bestimmten Fläche, der Rasterzelle, werden je nach Tonwert ein oder mehrere dots gedruckt. Ein einziger Bildpunkt mit einem Tonwert von 50% Grau könnte wie folgt in einer Rasterzelle dargestellt werden:

 

Wer rastert?
Mit der traditionellen Technik, die unten beschrieben ist, wird heute kaum noch gearbeitet. Heute übernimmt das Rastern der RIP (Raster Image Prozessor), der Bestandteil jedes Druckers und Belichters ist. Einige Bildbearbeitungsprogramme erlauben auch das „manuelle“ Rastern, in dem man verschiedene Parameter des Vorgangs selbst beeinflussen kann.

 

Mit der Verbreitung der Fotografie kam für die Drucktechnik die Herausforderung auf, auch fotografische Aufnahmen reproduzieren zu können. Fotografien sind Halbtonbilder. Wenn man ein Halbtonbild ohne irgendeine Änderung auf eine Druckform übertragen würde, könnte man die feinen Tonwertunterschiede nicht drucken, da die Druckverfahren lediglich zwei Tonwerte darstellen können, nämlich bedruckte und unbedruckte Bildstellen.

Eine Druckmaschine kann an den einzelnen Bildstellen nicht »viel Farbe« oder »wenig Farbe« drucken,  sondern lediglich »Farbe« oder »keine Farbe«. Wenn man Halbtonabstufungen, also Zwischenwerte reproduzieren will, bedarf es daher einer Manipulation der Tonwerte des Ausgangsbildes. Diese Manipulation besteht im so genannten »Rastern«.

 

Traditionelle Rasterung (Technik)

Bei der traditionellen Rastertechnik wurde die Vorlage mit einen Rasterfolie übereinanderkopiert und das Ergebnis dann erneut auf einen Reprofilm, der eine nahezu binäre Charakteristik hat, umkopiert. Ergebnis war ein Bild aus – je nach Tonwert – verschieden großen schwarzen Punkten.

 

Elektronische Rasterung:

AM-Raster (Amplitudenmoduliertes Raster)

  • Bei der AM-Rasterung sind die einzelnen Rasterpunkte unterschiedlich groß, stehen von  Rastermittelpunkt zu Rastermittelpunkt aber im gleichen Abstand (Rasterweite)
  • Das heißt, die Fläche wird in eine feste Anzahl von Rasterpunkten geteilt.
  • Farbton und Helligkeit werden über die Größe des Rasterpunktes (Amplitude) bestimmt.
  • Bei der  Rasterung werden die Rasterpunkte der Farben in festgesetzten  Winkeln angeordnet.
  • Der Winkel von gelb ist 0°, die anderen Farben sind um 15° (Cyan), um 75° (Magenta) und um 45° (schwarz) im Uhrzeigersinn gedreht.
  • Sie bilden sichtbare Rosetten. Dadurch kann es gerade bei detailreichen Abbildungen wie z.B.  Uhren, Mode, Landschaften, Landkarten, etc. zu einer ungewollten Moirébildung kommen.
  • Das AM-Raster gibt es in zwei verschiedenen Ausführungen, die runde und die elliptische Punktform.
Vorteile des AM-Raster
  •   Bei nicht optimalen Bilddaten kann in der Druckmaschine farblich gegengesteuert werden
  •   Seit Jahrzehnten bewährtes Rastersystem
  •   Prozess wird beherrscht, ist in Druckmaschine einfacher steuerbar als FM-Raster
  •   Technische Rasterflächen sind im Druck ruhiger als bei FM-Raster
  •   Sehr feine Rasterweiten möglich, ist dann vergleichbar mit dem FM-Raster in Punkt Detailgenauigkeit
Nachteile des AM-Raster
  •   Durch regelmäßiges Rastermuster ist Moiré mit kritischen Bildern wie Stoffen, Gitter usw. möglich
  •   Wegen Rasterabstand von 30 Grad sind eigentlich nur drei Farben möglich; weitere Farben ergeben zwangsläufig ein Moiré

=>  Mehr als vier Druckfarben rasterwinkelbedingt nicht möglich

 

FM-Raster (Frequenzmoduliertes Raster)

  • Beim frequenzmodulierten Raster (FM-Raster) werden die Rasterpunkte nicht in einer fixen Gitterstruktur angeordnet, sondern per Zufallsprinzip (Algorithmen) verteilt.
  • Es zeichnet sich durch unregelmäßige Anordnung der Punkte, unterschiedliche Abstände zwischen den Punkten sowie insgesamt kleinere Punktgrößen aus.
  • Beim FM-Raster sind die Punkte immer gleich groß und die Helligkeit wird durch die Anzahl der Punkte gesteuert. Je dunkler eine Fläche ist, umso mehr Punkte werden gedruckt
  • Wo viel Farbe gebraucht wird, gibt es viele Punkte und umgekehrt.
  • Dadurch das es beim FM-Raster keine fixe Struktur gibt, fällt der gefürchtete Moiré Effekt¹ weg.
  • Es wird bei gestochen scharfen Darstellungen verwendet. Die Wiedergabe ist fotorealistisch
  • Das Frequenzmodulierter Raster wird hauptsächlich für Kunstdrucke und hochqualitative Printprodukte, wie Stoffdrucke, Tapetendruck, Broschüren für Uhrenhersteller, Automobil-Kataloge etc. verwendet
Vorteile des FM-Raster
  •  hohe fotorealistische Bildwiedergabe
  •   detailreiche Darstellung von Abbildungen
  •   Hohe Detailaufösung
  •   absolute Moiréfreiheit ¹
  •   kein Sägezahneffekt
  •   hohe Stabilität des Fortdrucks
  •   schnellere Trocknung und dadurch kürzere Wartezeit bis zum Beginn der Weiterverarbeitung
Nachteile des FM-Raster
  •   Angelieferte Daten sind in der Regel nicht für FM-Raster aufbereitet (Bildauflösung)
  •   Mangelnde Scanretusche (Flusen, Haare, Kratzer) wird sofort und deutlich sichtbar!
  •   Unruhe in gleichmäßigen Rasterflächen möglich
  •   Bei feinen Mustern können Passerschwankungen zu stärkerem Farbschillern führen
  •   Nachträgliche Farbkorrektur an der Maschine nur bedingt möglich
  •   FM-Raster sind viel empfindlicher gegenüber Belichtungsfehlern.
  •   Wiedergabe größerer gleichmäßiger Farbflächen ist schwierig
  •   Einzelne Proofverfahren können zur Zeit die Qualität der FM-Rasterung nicht optimal ausgeben.
  •   Höhere Tonwertzunahmen

Hybrid-Raster (XM-Raster)

  • Das Hybrid-Raster ist eine Kombination aus konventioneller Rasterung (AM) und frequenzmodulierter Rasterung (FM).
  • Im Mitteltonbereich handelt es sich um ein konventionelles Raster, das sich in den Lichtern und Tiefen fließend zu einem frequenzmodulierten Raster wandelt.
  • Die Hybrid-Raster verbinden somit die Vorteile amplitudenmodulierter und frequenzmodulierter Raster
Vorteile des Hybridrasters
  •  Hohe Detailzeichnung für technische Produkte
  •  Moiré und Rosetteneffekte unter Sichtbarkeitsgrenze
  •  Stabile Produktion von Lichtern und Tiefen durch die Vermeidung von Spitzpunkten
  •  Flächen in Lichtern und Tiefen wirken glatt
Nachteile des Hybridrasters 
  •  Nicht auf allen Bedruckstoffen einsetzbar
  •  Gestrichene Oberflächen notwendig

Links: http://www.docma.info/tutorials/pixel-dots-und-raster/