세 가지 색상으로 무지개 그리기: 프린터 방식(HP와 관련)

컴퓨터 장치가 어떻게 작동하는지 살펴보기 시작하면 약간 기적처럼 보이는 몇 가지 작업이 있습니다. 그 중 하나는 이미지를 세밀한 색상으로 인쇄하는 것입니다. 최신 잉크젯 프린터에는 일반적으로 3가지 기본 색상과 검정, 기본 색상을 기반으로 하는 몇 가지 2차 색상만 장착됩니다.

3가지 색상으로 무지개 그리기: 프린터의 작동 방식(HP와 관련)

그러나 이 제한된 빌딩 블록 세트는 거의 무한한 색상 팔레트를 만드는 데 사용할 수 있습니다. 이를 달성하기 위해 여러 프로세스가 사용되지만 주요 프로세스는 디더링이라고 하며 이 기능에서는 작동 방식을 정확히 설명합니다.

디더링의 기본 프로세스는 단일 강도로 색상의 유무를 사용하여 색상의 연속적인 그라디언트를 근사하는 것을 포함합니다. 단색 디더링의 경우 점은 흰색 또는 검은색입니다. 색상 디더링의 경우 점은 사용 가능한 기본 색상이 되며 의도한 음영에 적절한 비율로 혼합됩니다. 점의 영리한 배치는 연속 이미지의 색상 밀도를 모방합니다.

우리가 초당 24개의 스틸 프레임으로 구성된 영화에서 연속적인 움직임을 감지하는 것과 같은 방식으로 뇌가 빈 공간을 채우도록 배선되어 있기 때문에 인간의 눈은 점이 보이더라도 계속해서 색상이 지정된 이미지를 볼 수 있습니다. 25초마다 새로 고쳐지는 TV 사진에서. 현대적인 인쇄물을 사용하면 디더링의 효과가 보이면 자세히 살펴보아야 합니다.

컬러 디스플레이의 픽셀에는 빨강, 녹색 및 파랑의 세 가지 색상만 선택할 수 있으며, 이 세 가지 색상을 결합하여 다른 색상을 만듭니다. 색상은 가산적이므로 빛의 파장이 혼합되어 다른 색조를 만들고 세 가지 기본 음영이 최대 강도로 혼합되면 흰색이 됩니다.

반면에 인쇄는 감산 방식이므로 안료가 일부 파장의 빛을 흡수하고 이들을 결합하면 더 넓은 범위의 파장이 흡수됩니다. 이것이 인쇄가 청록색, 자홍색 및 노란색을 중심으로 회전하는 이유이며 세 가지가 모두 최대 강도로 함께 혼합되면 검정색이 생성되는 이유입니다. 그럼에도 불구하고 일반적으로 검정색 인쇄가 가능한 한 순수한지 확인하기 위해 네 번째 검정색 카트리지가 있습니다.

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그러나 화면에서 각 색상 픽셀은 여러 수준의 강도를 사용할 수 있으며 일반적으로 8비트 디스플레이의 경우 256입니다. 따라서 각 기본 색상의 강도 조합은 수백만 가지 색상(8비트 디스플레이의 경우 16,777,216개)을 제공할 수 있습니다. 원래 잉크젯과 같은 프린터는 잉크 점을 이진 방식으로만 배치할 수 있었습니다. 점이 있거나 없는 경우입니다.

그러나 지난 수십 년 동안 기술은 여러 개의 점을 겹쳐서 밀도를 변경하도록 개발되었습니다. 1994년에 HP의 PhotoREt은 도트당 4방울의 잉크를 떨어뜨리는 기능을 도입하여 48가지 색상을 제공합니다. PhotoREt II는 이를 16으로 늘려 650가지 색상을 허용했으며 1999년 말까지 PhotoREt III는 5pl에서 최대 29방울의 잉크를 생산할 수 있었습니다. 즉, 점당 3,500가지 이상의 색상을 생산할 수 있었습니다. 최신 PhotoREt IV는 6가지 잉크 색상과 최대 32개의 도트를 사용하여 120만 가지 이상의 다양한 음영을 생성합니다.

이것은 여전히 ​​화면의 1670만 색상과는 거리가 멀기 때문에 점의 빈도는 기본 색상의 강도를 혼합하여 파생된 기본이 아닌 색상을 사용하여 기본 색상의 전체 강도 범위를 모방하는 데 여전히 사용해야 합니다. . 프린터 RIP(래스터 이미지 프로세서) 소프트웨어의 디더링 알고리즘은 지정된 색상 강도를 생성하는 데 필요한 도트 수와 배열을 계산합니다. 이 점들을 배열하는 데에는 여러 가지 방법이 사용되어 톤의 미묘한 눈금이 최대한 유지됩니다.

패턴 디더

이러한 점에 대한 가장 간단한 배열은 8비트 색상 값의 256개 레벨에 해당하는 각 픽셀 값에 대해 서로 다른 고정 패턴이 사용되는 패턴 디더링입니다. 일반적으로 4 x ​​4 또는 8 x 8 매트릭스가 사용되며 하프토닝, Bayer 및 void-and-cluster를 포함한 다양한 패턴 옵션을 사용할 수 있습니다.

더 복잡한 시스템을 오류 확산이라고 합니다. 가장 단순한 형태로, 픽셀이 켜짐 또는 꺼짐일 수 있는 경우 집계 값이 전체 켜짐 상태에 충분할 때까지 실제 강도 값과 전체 켜짐 상태 간의 차이가 오류 값으로 다음 픽셀에 전달됩니다. 그런 다음 프로세스가 다시 시작됩니다. 그러나 이 시스템은 상당한 디테일 손실과 몇 가지 특이한 패턴을 초래합니다.

다행스럽게도 오류 확산에는 더 정교한 방식이 많이 있습니다. Floyd & Steinberg는 가장 오래되고 가장 일반적으로 사용되는 것 중 하나입니다. 이 시스템에서 위에서 설명한 오류는 하나가 아닌 4개의 인접 픽셀로 분산되며 각 픽셀은 가중치 비율을 받습니다. 이것은 훨씬 더 명확하고 더 균일한 디더링을 만듭니다.

그러나 부동 소수점 계산이 필요하기 때문에 처리 오버헤드가 있습니다. 따라서 Stucki, Burkes 및 Sierra Filter Lite와 같이 더 나은 처리 속도를 위해 Floyd & Steinberg의 우수한 품질을 희생하는 수많은 다른 디더링 알고리즘이 있습니다. 프린터 드라이버는 잉크 및 용지 종류에 따라 다를 수 있으며 사용자에게 선택할 수 있는 옵션을 제공할 수도 있습니다.

디더링 옵션

잉크젯은 디더링 프로세스에 더 많은 문제를 야기합니다. 처음에는 대부분의 잉크젯이 종종 양방향인 다중 패스를 사용합니다. 이로 인해 도트 행 간의 정렬이 잘못되어 디더링 패턴의 정확도가 떨어지고 밴딩이 발생할 수 있습니다. 입자 크기는 색상에 따라 다를 수 있으므로 조정된 알고리즘을 사용해야 합니다. 노즐이 막히면 품질도 저하됩니다.

기본 색상의 밝은 보조 버전이 있는 포토 프린터는 이를 사용하여 보다 미묘한 디더링을 제공할 수 있습니다. 밝은 마젠타색과 밝은 시안색을 추가합니다. 위에서 언급한 것처럼 HP의 PhotoREt IV는 4가지 색상이 아닌 6가지 색상을 사용합니다. 그러나 잉크젯이 더 작은 도트를 생성할 수 있게 되고 이를 PhotoREt에서와 같이 강도를 다양하게 하기 위해 쌓을 수 있게 됨에 따라 2차 음영의 필요성이 줄어들 것입니다. 다중 패스 문제는 단일 패스에서 전체 페이지 너비를 인쇄하는 HP의 PageWide 기술로도 극복됩니다.

모니터 화면의 이미지보다 멋진 인쇄물을 만드는 데 훨씬 더 많은 정교함이 필요합니다. 잉크젯은 전체 범위의 색상을 제공하고 페이지 전체에서 색상 사이에 부드러운 그라데이션을 생성하기 위해 전체 범위의 기술을 사용해야 합니다. 그러나 이러한 기술은 실제로 매우 잘 작동하여 현대 잉크젯이 생산에 들어간 영리한 기술의 흔적이 전혀 없는 인쇄물을 만들 수 있도록 합니다.

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