調頻加網技術及其應用
發布時間：2024-06-28 點擊：94
調頻網點（frequency modulated halftonedot，簡稱fm網點）的出現及它在解像力、無龜紋及圖文合一處理等方面的優勢，受到印刷界的普遍重視。隨著材料和配套工藝的完善，將成為一種優于傳統調幅網點（amplitudemodulatedhalftone dot，簡稱am網點）的主要加網方式。常規加網技術用改變網點大小的方法來再現連續調原稿的顏色和層次變化，對照無線電技術中的含義，改變網點的大小相應于無線電技術中的幅度調制，由于這一原因，調頻加網技術出現后人們將常規加網技術產生的網點稱為調幅網點。
調頻網點技術與調幅網點技術的不同，是在于它不是通過改變網點大小的方法，而是由計算機按數字圖像的像素值產生大小相同的點，這些點的最小直徑可取得與設備的記錄精度相等。一個半色調單元中有限個點群的集合構成了形式上很特殊的網點，但它沒有固定的形狀，因為這些點出現的位置是隨機的，有時又被稱為“隨機網點”，例如兩個數值上完全相等的像素在采用調頻加網技術形成網點時，雖然記錄點的數量相同，但它們出現的位置卻不同。構成一個調頻記錄點面積的總和等于一個常規網點的大小，它的面積率也與常規網點相等。調幅網點是以網點的大小來表示圖像的色調效果，網點在空間出現的頻率和單位面積上網點的數量恒定不變，通過改變網點面積來表現圖像色調，即亮調部位網點小，暗調部位網點大；調頻網點面積固定不變，靠改變網點在空間的分布密度（密集程度）來表現圖像色調。
調頻網點與調幅網點相比較具有很多優點，主要表現在：
1.消除了“龜紋”的產生“龜紋”是周期性結構相互作用的結果。彩色印刷通常是利用四種獨立的加網圖像準確套印而完成的，這些圖像分別使用青、品紅、黃和黑四色油墨印刷，采用調幅加網技術，規則的有序排列的網點和網點的單一化，必然產生網線角度，在套印過程中不可避免地產生“龜紋”。而調頻加網技術，網點出現的概率是隨機的，網點排列是無規律的，不再有規則的空間網點狀結構，所以幾塊色版疊合后不會出現被稱作“龜紋”的干涉條紋，它同樣可以消除由于圖像本身某些規則條紋（如柵欄的木條或鯊魚的牙齒）與加網網屏發生干涉而產生“龜紋”的可能性。
2. 可提高色彩復制能力由于調頻網點分布不規則，不存在網線角度問題，解決了“龜紋”問題，因此可以采用青、品紅、黃、黑以外的顏色來擴大色彩的色域范圍，即采用超過四個以上的顏色，增加專色油墨印刷，實現高保真（hifi）色彩印刷，把印刷品和原稿的色彩差距減小，提高色彩的復制能力。這對于印刷商用市場提高利潤極有幫助。另外，由于調頻網點作不規則分布，可避免網點相互重疊，油墨也可盡量直接印在承印物上，故可使用較大的墨量，也可起到增加色彩效果的作用。
3.解像力高在調幅網點技術中，常用網點線數表示網點圖像的精細程度，其表現細微層次的最基本單元由其網線數所決定，根據公式：
灰度級數=（輸出分辨率dpi/網線數lpi）2+1
而網線數遠遠低于系統的最終分辨率，顯然，調幅網點為獲取足夠的層次表現力必須犧牲它應有的解像力。而這一弱點不存在于調頻網點技術，因調頻網點技術是用網點的密集程度，即單位長度內網點的數量（dpl）表示網點圖像的精細程度，構成fm網點的黑化點即是形成圖像色調的“元素”，同時也是表現細微層次的最基本單元。因此可以說，在系統分辨率相同的條件下，調頻網點比調幅網點具有更高的解像力。
4. 高清晰度在調幅加網技術中，網點線數決定清晰度，網線數越高，輸出的網點面積越小，清晰度越好。但通常網線數過大，復制技術難度較大，所以調幅加網技術產生的輸出圖像都要做細微層次強調，即usm。由于調頻加網采用的網點面積特別小，圖像復制清晰度高，復制效果接近連續調的攝影稿，特別是亮調和暗調部位細微層次得到了很好的再現。在低分辨率的照排機上采用調頻網點技術也可獲得高質量的圖像，而調幅網點技術則對照排機的分辨率要求較高。調頻加網技術是一種嶄新的加網技術，具有很多優點，既可用于精細印刷品，也可用于低精度的報業印刷，受到印刷界人士的廣泛關注，具有很大的發展前景。（大中華印藝網）
當前，調頻加網技術在工藝、設備和材料等有關方面存在著一些技術問題：
1. 網點擴大問題。網點擴大是指當用油墨印刷時半色調網點擴散的現象。使用調頻網點的圖像會出現特別大的網點擴大，在涂布紙上印刷時為25%～35%，在非涂布紙上印刷時竟高達50%，嚴重影響了圖像的再現。
2.質量控制難。由于網點擴大問題的存在，印刷圖像會發暗，中間調向暗調偏移，在印刷工藝中，中間調及暗調部分的表現不易掌握。
3.對曬版、印刷等后式序的材料、機器有較高的要求。目前國產的材料和工藝難以滿足調頻網點對印刷適性的要求，目前高檔彩色印刷常用175lpi或200lpi的調幅網點，網點范圍一般在2%～98%，從某種意義上講，這已是現有材料（印版、橡皮布、油墨、紙張等）在傳統工藝上能達到的極限值。而調頻網點圖像由相當于是200lpi調幅網點的2%或更小的網點聚集而成，所以用現有的材料和工藝實現調頻網點再現還有一定的困難。
雖然調頻加網技術還存在一些未能解決的問題，但是在許多圖像處理的應用中利用這一技術有許多好處。在下面幾個項目中你可以決定是否可以使用調頻加網技術：
1.直接制版或直接印刷。調頻加網要求格外注意環境質量，以保證對網點擴大的控制。使用直接制版機或直接印刷系統可以減少過程中影響質量的步驟，因而有助于保持網點尺寸不變。
2. 高位彩色。調頻加網技術在表現精細的色調過渡方面（特別是高光區和暗調區）是非常出色的。為了保留高位彩色圖像的色調細節，最好從輸入到輸出過程中都要使用fm網點技術。
3.含有復雜細節的圖像。在印刷中用調幅網點常常不能很好的表現出具有很微小的細節圖像。使用調頻網點可以獲得極小的網點尺寸，有助于保留最復雜的細節。
4.hifi高保真色彩和專色印刷。hifi色彩是通過使用四種以上顏色的印版來改善印刷品色域。正如我們介紹過的，使用四種以上顏色的印刷、用調幅網點印刷時會增加套印不準和產生龜紋的危險。調頻加網會消除龜紋，最適合hifi色彩和cmyk基礎上再增加金屬色、熒光色或上光的印版。
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調頻網點技術與調幅網點技術的不同，是在于它不是通過改變網點大小的方法，而是由計算機按數字圖像的像素值產生大小相同的點，這些點的最小直徑可取得與設備的記錄精度相等。一個半色調單元中有限個點群的集合構成了形式上很特殊的網點，但它沒有固定的形狀，因為這些點出現的位置是隨機的，有時又被稱為“隨機網點”，例如兩個數值上完全相等的像素在采用調頻加網技術形成網點時，雖然記錄點的數量相同，但它們出現的位置卻不同。構成一個調頻記錄點面積的總和等于一個常規網點的大小，它的面積率也與常規網點相等。調幅網點是以網點的大小來表示圖像的色調效果，網點在空間出現的頻率和單位面積上網點的數量恒定不變，通過改變網點面積來表現圖像色調，即亮調部位網點小，暗調部位網點大；調頻網點面積固定不變，靠改變網點在空間的分布密度（密集程度）來表現圖像色調。
調頻網點與調幅網點相比較具有很多優點，主要表現在：
1.消除了“龜紋”的產生“龜紋”是周期性結構相互作用的結果。彩色印刷通常是利用四種獨立的加網圖像準確套印而完成的，這些圖像分別使用青、品紅、黃和黑四色油墨印刷，采用調幅加網技術，規則的有序排列的網點和網點的單一化，必然產生網線角度，在套印過程中不可避免地產生“龜紋”。而調頻加網技術，網點出現的概率是隨機的，網點排列是無規律的，不再有規則的空間網點狀結構，所以幾塊色版疊合后不會出現被稱作“龜紋”的干涉條紋，它同樣可以消除由于圖像本身某些規則條紋（如柵欄的木條或鯊魚的牙齒）與加網網屏發生干涉而產生“龜紋”的可能性。
2. 可提高色彩復制能力由于調頻網點分布不規則，不存在網線角度問題，解決了“龜紋”問題，因此可以采用青、品紅、黃、黑以外的顏色來擴大色彩的色域范圍，即采用超過四個以上的顏色，增加專色油墨印刷，實現高保真（hifi）色彩印刷，把印刷品和原稿的色彩差距減小，提高色彩的復制能力。這對于印刷商用市場提高利潤極有幫助。另外，由于調頻網點作不規則分布，可避免網點相互重疊，油墨也可盡量直接印在承印物上，故可使用較大的墨量，也可起到增加色彩效果的作用。
3.解像力高在調幅網點技術中，常用網點線數表示網點圖像的精細程度，其表現細微層次的最基本單元由其網線數所決定，根據公式：
灰度級數=（輸出分辨率dpi/網線數lpi）2+1
而網線數遠遠低于系統的最終分辨率，顯然，調幅網點為獲取足夠的層次表現力必須犧牲它應有的解像力。而這一弱點不存在于調頻網點技術，因調頻網點技術是用網點的密集程度，即單位長度內網點的數量（dpl）表示網點圖像的精細程度，構成fm網點的黑化點即是形成圖像色調的“元素”，同時也是表現細微層次的最基本單元。因此可以說，在系統分辨率相同的條件下，調頻網點比調幅網點具有更高的解像力。
4. 高清晰度在調幅加網技術中，網點線數決定清晰度，網線數越高，輸出的網點面積越小，清晰度越好。但通常網線數過大，復制技術難度較大，所以調幅加網技術產生的輸出圖像都要做細微層次強調，即usm。由于調頻加網采用的網點面積特別小，圖像復制清晰度高，復制效果接近連續調的攝影稿，特別是亮調和暗調部位細微層次得到了很好的再現。在低分辨率的照排機上采用調頻網點技術也可獲得高質量的圖像，而調幅網點技術則對照排機的分辨率要求較高。調頻加網技術是一種嶄新的加網技術，具有很多優點，既可用于精細印刷品，也可用于低精度的報業印刷，受到印刷界人士的廣泛關注，具有很大的發展前景。（大中華印藝網）
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1. 網點擴大問題。網點擴大是指當用油墨印刷時半色調網點擴散的現象。使用調頻網點的圖像會出現特別大的網點擴大，在涂布紙上印刷時為25%～35%，在非涂布紙上印刷時竟高達50%，嚴重影響了圖像的再現。
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1.直接制版或直接印刷。調頻加網要求格外注意環境質量，以保證對網點擴大的控制。使用直接制版機或直接印刷系統可以減少過程中影響質量的步驟，因而有助于保持網點尺寸不變。
2. 高位彩色。調頻加網技術在表現精細的色調過渡方面（特別是高光區和暗調區）是非常出色的。為了保留高位彩色圖像的色調細節，最好從輸入到輸出過程中都要使用fm網點技術。
3.含有復雜細節的圖像。在印刷中用調幅網點常常不能很好的表現出具有很微小的細節圖像。使用調頻網點可以獲得極小的網點尺寸，有助于保留最復雜的細節。
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