Данная статья является кратким описанием ряда экспериментов, поставленных под влиянием написанного Rags Gardner текста пятилетней давности: Inkjet Printer Resolution Epson Stylus Photo 2200.

Исходной задачей было удостовериться, что для моего Epson 3800 оптимальным разрешением тоже являются 288dpi, и, собственно, успокоиться на этом. Готовую тестовую мишень от автора упомянутой статьи я брать не стал, решил сделать свою, пока делал решил сделать ее не только черно-белой, но и цветной, отчего в процессе исследования ОТКРЫЛИСЬ БЕЗДНЫ, которые и описаны в статье.

Постановка задачи

Задача, собственно, ставится очень просто:

Допустим, что мы можем сделать масштабирование нашего изображение в любое разумное разрешение (в точках на дюйм результирующего отпечатка). Как надо масштабировать для получения оптимального результата?

Впрочем, что такое оптимальный результат, в данной постановке задачи не сказано, давайте сначала просто посмотрим, что меняется при печати одной и той же (довольно специальной) мишени просто при смене ее разрешения.

Методика, приборы, материалы

Фрагмент тестовой мишени (увеличен) Фрагмент тестовой мишени (элементы 2x2) На картинках показаны два фрагмента используемой мишени. Она состоит из 4-х больших полей: черно-белая сетка с размером белого элемента 1 пиксель, цветная сетка с размером 1 пиксель, черно-белая сетка с элементами 2x2 пиксела, цветная сетка с элементами 2x2 пиксела. На левой картинке показана граница первых двух плашек, на правой последних двух плашек.

Все картинки в статье кликабельны, по клику открывается увеличенный вариант в отдельном окне.

Файл мишени можно скачать по ссылкам ниже:

• Горизонтальная ориентация (1200x300, 7kb)
• Вертикальная ориентация (300x1200, 7kb)

Необходимо отметить, что выбранная мишень необычайно плохо масштабируется, простые алгоритмы ресэмплинга порождают разнообразные артефакты.

Методика исследования очень проста: фиксируем настройки принтера, берем Adobe Photoshop и в нем:

• Присваиваем мишени разрешение (без пересчета самих пикселов: галка 'Resample Image' снята).
• Печатаем, как печатли бы реальную фотографию с теми же параметрами печати.
• Сушим, смотрим что получилось.

Многообразие настроек драйвера принтера Epson 3800 весьма велико, поэтому в своих тестах я изучил только три варианта, которые реально использую в жизни:

1. Бумага Epson Archival Matte:
   • Print Quality: 5 (максимум), High-Speed: on, Finest Detail: off, цвет No Color Adjustments (печать с профилем принтера, конверсию делает фотошоп).
   • Print Quality: 5, High-Speed: off, Finest Detail: on, все остальное то же самое.
2. Бумага Epson Premium Semigloss: Print Quality: 5, High-Speed: off, Fines Detail: off

Все прочие настройки стандартные для драйвера.

Драйвер принтера версии 6.50, Windows Vista x64 SP2, Adobe Photoshop CS4.

Реально результат оценивался при рассматривании невооруженным глазом и в 6-кратную лупу. Визуализация результатов для данной статьи производилась путем сканирования на сканере Epson V750. Четвертая картинка в данном тексте (мелкомасштабная) отсканирована на разрешении 266dpi с включенным descreening (для подавления муара стадии сканирования), все остальные отсканированы на 3200dpi.

Изучавшиеся разрешения печати

Диапазон разрешений печати бесконечен, причем мы вправе ожидать, что результат печати с разрешением 250dpi (здесь и далее общепринятое слово dpi используется вместо более корректного ppi) может отличаться от результата с 250.001dpi. Пришлось себя ограничивать, печатались:

1. Круглые разрешения: 150, 200, 250, 300, 450, 500, 900dpi.
2. Простое число: 257dpi
3. Кратные 720/360dpi: 180, 240, 360, 480, 720dpi.
4. Кратные 288dpi (по следам статьи, ссылка на которую приведена во введении): 144, 288, 432, 576 dpi.

Результаты эксперимента

Все настройки и бумаги: муар

Муар при печати 300dpi-мишени

Результаты, общие для всех рассмотренных вариантов настроек и бумаг таковы:

• Круглые разрешения при подаче их на принтер дают крупномасштабную полосатость (муар)
• Простое число дает крупномасштабную полосатость (муар)

Из чего можно с уверенностью заключить, что любое произвольное (не кратное разрешению принтера) приведет к муару. На картинке слева показан пример такого муара, это фрагмент однопиксельной цветной части мишени, отпечатанный с присвоенным разрешением 300dpi и отсканированный затем с разрешением 2400dpi (более высокое разрешение сканирования не дает существенной разницы).

Матовая бумага, Finest Detail: off

Матовая бумага, finest detail: off

Помимо описанного выше муара, при печати с настройкой 'Finest Detail: off' на многих интересных разрешениях наблюдается сильный уход цвета.

На картинке слева он есть на всех тестах, кроме 360dpi , причем на тесте с 720dpi уход необычайно сильный: создается впечатление, что в соответствующих половинках цветной однопиксельной плашки были просто выкинуты непреобладающие цвета (синий-красный и синий-зеленый для двух половинок).

Помимо 360dpi, ухода цвета нет и на 180dpi (тест с данным разрешением на картинке не показан).

Результат печати мишени при печати 360dpi содержит детали в однопиксельных полях (плохо видимые глазом, но отлично различимые в лупу), следовательно печать на таком разрешении вполне осмысленна.

Матовая бумага, Finest Detail: on

Матовая бумага, 360dpi, 1-пиксельные детали Матовая бумага, 720dpi, 1-пиксельные детали

В отличие от предыдущего случая, при данных настройках драйвера нет ухода цвета на 240 и 720dpi. Все остальные эффекты аналогичны: муар на круглых и простом разрешении, уход цвета на 480dpi и на разрешениях, кратных 144dpi.

Растискивание (растекание чернил) на матовой бумаге весьма велико, как следствие:

• 240 dpi печатаются совершенно нормально, 1-пиксельные детали видны невооруженным глазом с дистанции 10-15 сантиметров.
• 360 dpi: черная однопиксельная плашка пропечатана на пределе - регулярная структура дырок практически замазана и видна только в лупу и на сканере (картинка слева).
• 720dpi: черное однопиксельное поле полностью залито, на цветном однопиксельном остается видимость деталей: видно, что раньше тут была структура (картинка справа). Двухпиксельные картинки полностью аналогичны однопиксельным на 360dpi: черное поле практически залито, на цветном поле в лупу видны отчетливые полоски.

Вопрос о разумности печати 720dpi на матовой бумаге открыт: хуже от этого не становится, а лучшесть (для однопиксельных деталей) весьма условна.

Полуглянцевая бумага, Finest Detail: on

Полуглянцевая бумага, 1-пиксельные детали, 720dpi

Все цветовые эффекты полностью аналогичны предыдущему случаю (матовая бумага, те же настройки драйвера): ухода цвета нет на 180, 240, 360 и 720dpi.

Ситуация с растискиванием чуть лучше: черная однопиксельная плашка продолжает быть залитой практически полностью, цветная однопиксельная плашка несколько более полосатая (картинка справа).

Таким образом, печать с разрешением 720dpi на полуглянцевой бумаге с точки зрения воспроизведения каких-то деталей вполне разумно, а вот нужна ли такая детальность зрителю вопрос открытый.

Обсуждение результатов

Особенности ухода цвета, особенно первый рассмотренный вариант с выключенной опцией Finest Detail, где для 720dpi часть цветных пикселов исходника была просто утеряна , позволяют предположить, что виноват в этом интерполятор программно-аппаратного комплекса принтер+драйвер (разделить их в данном эксперименте не представляется возможным). Мишень, перемасштабированная в Photoshop (Nearest Neighbor)

Если взять использованный файл мишени и попробовать поменять его пиксельные размеры в Adobe Photoshop методом Nearest Neighbor (скажем уменьшить в целое число раз или увеличить в 1.5 раза), то мы получим цветовые эффекты примерно той же силы (хотя и другие):

• Увеличение в 1.5 раза приводит к искажению цвета цветной однопиксельной плашки (уход в синюю сторону, как в примере '480 dpi' выше).
• Уменьшение вдвое приводит к катастрофической потере информации в однопиксельных полях: черное становится белым, зелено-красное поле синим (см. картинку).

Полученные в фотошопе цветовые эффекты позволяют предположить (без уверенности), что столь же простой алгоритм масштабирования используется и в комплексе драйвер+принтер (сложно предположить даже, что еще могло бы привести к столь разрушительным эффектам в примере '720dpi' с выключенными Finest Detail).

То же самое можно сказать и о муаре: его столько, что винить можно только алгоритмы интерполяции в комплексе драйвер+принтер.

Жизненность проблемы

Возникает резонный вопрос, а реально ли столкнуться с подобными эффектами на практике? Ответ прост, для возникновения муара и/или ухода цвета необходимо сочетание двух условий:

• наличие на снимке регулярных структур с размером элемента 1-2-3 пиксела;
• неоптимальное разрешение печати.

Оба условия легко достижимы на практике, достаточно иметь на картинке в резкости что-то вроде мужского пиджака (с фактурой ткани) и печатать ее не задумываясь о разрешении (например, выбрать опцию fit to page).

Кроме того, всякие неприятные эффекты имеют свойство возникать на каемках от шарпенинга.

В то же время, нет никакой необходимости в точном воспроизведении однопиксельных деталей: при рассматривании невооруженным глазом с минимального расстояния они видны, в лучшем случае, как что-то есть . Необходимо только сохранение общего тона и отсутствие макро-муара.

Выводы

Вернемся к исходной постановке задачи про оптимальный результат . Мы совершенно точно знаем, что оптимальный результат это без муара и без ухода цвета, независимо от того, что было на исходном изображении.

Данному условию удовлетворяют:

• 180 и 360 dpi при печати с выключенной опцией Finest Detail
• 180, 240, 360 и 720 dpi при печати, когда вышеуказанная опция включена.

При этом, наивысшие разрешения в каждом ряду честно выдаются драйвером принтера, если подавать данные драйверу в этом разрешении, не доверяя ему масштабирование, то все будет хорошо (так делает, например, Qimage).

Правда так много пикселей на дюйм обычно не нужно, скажем 21-мегапиксельная картинка размера А3 имеет разрешение порядка 360 dpi, увеличивать ее вдвое, чтобы получить 720 нет никакого смысла, деталей не прибавится. Поэтому рекомендацию принтерного драйвера можно уточнить: правильно использовать либо разрешение, выдаваемое драйвером, либо уменьшать его в целое число раз.

Муар при ресайзе

Конечно, муар на регулярных структурах может возникать и при масштабировании изображения в размер печати Фотошопом, алгоритмы масштабирования там далеки от идеала. Человечество к этому давно привыкло и имеет в своем арсенале многочисленные методы борьбы, от использования специализированных плагинов и внешних программ, до размытия проблемных участков перед масштабированием.

Применимость результатов

Полученные результаты должны быри применимы для всей серии Epson x800. Для других серий, равно как и для принтеров других производителей, целесообразным является повторение вышеописанного эксперимента, на это достаточно листа бумаги и получаса времени.