50 sfumature di grigio... nel tuo computer to plate (CTP)

 

50 sfumature di grigio... si, ma solo usando un dispositivo a 2400 dpi e retinando a 343 lpi.

Sfrutto questa citazione per spiegarvi come sono arrivato a calcolare quei numeri.
La domanda di base è:

"Quanti livelli di grigio è in grado di esprimere il retino che sto utilizzando sulla mia  macchina da stampa ?"

Chiariamo subito che il "mito" dei livelli di grigio è stato risolto già tempo addietro sia nei RIP del passato (dal PostScript Level 2 in poi) che in quelli odierni (APPE); ma giusto per vostra cultura di base.

I punti di retino, vengono creati all'interno di "celle". Queste celle sono composte da griglie di pixels che vengono accesi per dare forma al punto di retino.

questi sono i punti di retino

queste sono le celle del retino 

(in alto a sinistra viene indicato il diametro del laser che scrive i pixels)

Per semplificare al massimo immaginiamo una cella larga 2 x 2 pixels (per un totale di 4 pixels).
In questo caso quanti livelli di grigio potremo esprimere ?

0% = tutti i pixel spenti
25% = 1 pixel acceso
50% = 2 pixels accesi
75% = 3 pixels accesi
100% = tutti i pixels accesi.

Con una cella di retino di 2x2 possiamo esprimere 5 livelli di grigio (da 0 a 100%).
Trasportando questo concetto in una formula matematica avremo 2x2=4+1=5. Ossia il numero di grigi esprimibili è uguale al numero di pixel presenti nella cella più uno. +1 in quanto anche il bianco (0%) viene contato come livello di grigio possibile.

Se il numero di pixels (ossia la risoluzione del dispositivo di uscita) aumenta, aumenteranno di conseguenza anche i livelli di grigio. Facciamo un esempio pratico. I CTP odierni stampano a 2400dpi (dots per inch). Vale a dire 2400 punti per pollice, ossia il CTP è in grado di indirizzare 2400 punti ogni pollice.

Ora, come facciamo a sapere da quanti pixels saranno formate le celle del nostro CTP ?  Niente di più facile, questo dipende dalla lineatura di stampa da voi scelta. La lineatura (espressa in lpi = lines per inch) definisce quante celle ci saranno in ogni pollice stampato. Quindi dividendo la risoluzione del dispositivo per il numero di celle avremo:

(Risoluzione dispositivo / Lineatura) = Numero di pixel del lato della cella 

Facendo un esempio reale avremo:

2400 dpi / 150 lpi = 16 pixels

La geometria di base ci ricorda che con un semplice lato x lato otterremo il numero di pixel presenti nella cella.

16^2 = 256 pixels

La formula completa per calcolare i livelli di grigio quindi sarà:

Livelli di grigio = ((Risoluzione dispositivo / Lineatura)^2)+1 

257 nell'esempio di cui sopra.

257 livelli di grigio sono sufficienti per esprimere una sfumatura di grigio (o di colori, ricordatevi che il vostro CTP scrive un colore alla volta) ad 8 bit. Ma cosa succede se variamo la lineatura ? Considerando che la risoluzione (dpi) del dispositivo è una costante, diversamente da come potremmo pensare, all'aumentare delle lineatura diminuiscono i pixels contenuti in ogni cella.
I pixel disponibili per pollice sono sempre gli stessi (definiti dalla risoluzione), se aumentiamo le celle (lineatura), avremo meno pixels disponibili per ogni cella. Se provate infatti a ripetere il calcolo con lineature diverse otterrete quanto segue:

120 lpi = 401 livelli di grigio
133 lpi = 327 livelli di grigio
150 lpi = 257 livelli di grigio
170 lpi = 200 livelli di grigio
200 lpi = 145 livelli di grigio

Oops, avrete sicuramente notato il problema; se superiamo la soglia di 150lpi, miglioriamo sì il dettaglio di stampa, ma nel contempo diminuiamo drasticamente i livelli di grigio esprimibili dal retino. Quando il lato della cella è inferiore a 16 pixels, i livelli di grigio esprimibili sono inferiori a 256 (che sono le sfumature possibili per ogni colore indicizzato ad 8 bit). Questo produrrà dei salti tonali, ossia delle barrature, nel lavoro stampato !

Considerato quanto sopra, sembrerebbe che l'unica soluzione per ottenere più grigi ad alte lineature consista nell'aumento della risoluzione del CTP, questo ci consentirebbe di avere più pixel per cella. Ma, come abbiamo già detto, la risoluzione del CTP è immodificabile in quanto parte integrante della tecnologia usata. Allora cosa possiamo fare ? Siamo obbligati a sostituire il CTP con uno avente risoluzione maggiore ?!?? Per essere poi obbligati ad elaborare immagini a 4800 dpi ?!?? Pensate al rallentamento conseguente al fatto di dover gestire risoluzioni così elevate. Un TIFF 1bit in formato A4 a 2400dpi pesa 66Mb, lo stesso A4 a 4800dpi pesa 265Mb (salvo compressioni), 4 volte tanto.

Tranquilli ! La formula sopra indicata per il calcolo dei livelli di grigio, è valida solo se applicata ad una singola cella di retino; una condizione che non accade praticamente mai nella produzione reale. Per risolvere questo problema, verso il 1990 (con l'introduzione del PostScript Level 2), venne ideato un nuovo approccio, secondo il quale non aveva alcuna importanza preoccuparsi di una singola cella di retino, si doveva tenere in considerazione la copertura di retino in un'area di stampa più ampia.

Venne introdotto il concetto di "supercella". La supercella è il raggruppamento di 2x2 o più celle di retino. L'uso delle supercelle permette di esprimere più livelli di grigio anche quando il lato della singola cella di retino è inferiore ai 16 pixels. Si, ma come ?!??

La logica è abbastanza semplice, quando la cella non permette di esprimere i livelli di grigio necessari, si ricorre al "dithering".

Vi faccio un esempio pratico. Immaginiamo che la cella sia così piccola da poter contenere un solo pixel. In questa condizione il RIP applicherà il dithering su un'area più ampia (quindi su più celle di retino), e diraderà i punti di retino fra loro per simulare la copertura percentuale richiesta.

Nelle immagini qui sotto vedete come oltre ad una certa soglia, si debba ricorrere al "dithering", e come questo aumenti all'aumentare della lineatura. Ognuna di queste lineature esprime una copertura del 5%:

Attualmente tutti i produttori di RIP applicano degli algoritmi di retinatura a supercella.
I risultati ottenibili grazie alle supercelle fanno sì che oggi la risoluzione di 2400 dpi sia uno standard de facto, che ci permette di stampare lineature anche superiori a 200 lpi senza limitazioni. Dispositivi di stampa con risoluzioni più alte non offrono una qualità migliore, e soffrono delle penalizzazioni derivanti dal dover gestire files di grosse dimensioni.

Buona stampa.


p.s. grazie alle supercelle le 50 sfumature di grigio citate ad inizio post, bhè ... oggi non sono più ottenibili. Anche se voi spingete l'acceleratore della lineatura al massimo, il vostro RIP aggiusterà il tiro e creerà (grazie al dithering) i livelli di grigio necessari ad ottenere la qualità che vi aspettate; il tutto senza chiedere il vostro permesso !