К вопросу об оптимальном разрешении струйной печати: Epson 3800

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

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:

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

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

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

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

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).

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.

Comments

Занимаюсь печатью 5й год, а

Занимаюсь печатью 5й год, а фотографией - 4й. После таких статей начинаешь понимать, что занимался как любитель. :( Ну а за статью - спасибо, теперь буду экспериментировать со своим Epson R270.

А не проще спросить у

А не проще спросить у производителя, чем проводить такие исследования?
Разрешение файла под печать оптимально должно быть кратно собственному разрешению печатающей головы и количеству дюз.
Для всех Epson этот параметр - 180 dpi. Соответственно, оптимальные разрешения файла - 180 и 360 dpi. Можно и 720, но тут есть тонкость - принтер с разрешением 2440 dpi может неточно растеризовать цвета в таком количестве. Кроме того, человек такое разрешение уже не воспримет, он, в среднем, видит максимум 500 dpi без лупы с минимального расстояния фокусировки глаза.
Всё.

Если у эпсон "этот параметр

Если у эпсон "этот параметр 180dpi" то почему
- драйвер отдает приложению другое разрешение
- переход от 180 к 360 ощутимо улучшает картинку (а от 360 к 720 - тоже улучшает, но это видно только в лупу)

>>а от 360 к 720 - тоже

>>а от 360 к 720 - тоже улучшает, но это видно только в лупу

Вопрос улучшения - спорный. Для монотонно залитых областей - возможно. Однако, при максимальном разрешении 2880*1440 (то самое Finest Detail), которое используется для растеризации цветного пикселя, получаем, что на одну цветную точку принтер напечатает (2880/720)*(1440/720)=4*2=8 одноцветных. Оно, конечно, вариативность у 8-цветника составит 8^8 степени, однако не забываем - пиксели не печатаются независимо. LUT у Epson выстраивает растеризацию каждой точки в координации с соседними - это обеспечивает плавность переходов. Кроме того, многие комбинации взаимозаменяемы.

>> драйвер отдает приложению другое разрешение
Не понял, куда драйвер и что отдает.

Как раз для монотонно залитых

Как раз для монотонно залитых областей никакой видимой разницы не будет (ну, если мы не наткнулись на особенности драйвера по ресайзу, см. статью).

Считая вариативность, не забывайте про разный размер пикселов.

Что касается координации пикселов с соседями - интересно было бы это подтвердить в эксперименте. Особенности ресамплера драйвера заставляют меня предполагать, что там и все остальное столь же прямолинейное.

Драйвер сообщает приложению разрешение печати (в Windows, API позволяет). И это не 180dpi.

-Я говорю о том, что для

-Я говорю о том, что для картинки в сильно различающимися по цвету пикселями, есть риск потери качества цветопередачи при увеличении разрешения исходника. Возьмите в пределе цветной исходник 2880*1440 dpi и попробуйте напечатать 1:1.

-Возможно, мы немного разошлись в терминологии. Есть пиксель исходного изображения, цветной. Есть одноцветная капля, которую ставит принтер, отрисовывая цветной пиксель. Размер капли принтер варьирует, размеры всех цветных пикселей - одинаковы.

-Разрешение, в котором печатает струйный принтер, определяется, по сути, двумя параметрами - разрешением печатающей головы и её шагом.

-Я полагаю, разрешение входного изображения определяется минимальной матрицей одноцветных капель, которой принтер может пиксель растеризовать.

Если я возьму что-то "в

Если я возьму что-то "в пределе", то задача драйвера - смасштабировать его правильно. Если смасштабирует - проблем не будет.

Вообще, исследование довольно сильно мутировало в процессе его выполнения. Я в страшном сне не мог себе представить, что при масштабировании цвет может кардинально уехать.

Соответственно, рекомендации тоже изменились, я предполагал вывод вроде "720 лучше/не лучше 360", а получилось "категорически не доверяйте масштабирование драйверу, никакой печати в размер...".

Драйвер действительно

Драйвер действительно масштабирует не очень.
Поэтому, файл под печать желательно готовить сразу с оптимальным разрешением.
Ну, либо можно печатать не через драйвер.

И, кстати, раз уж речь зашла о печати не через драйвер. Я не нашел в тесте, а кто управляет цветом в Ваших экспериментах - драйвер или внешняя CMS (тот же Фотошоп)?

Тут же целая масса выводов,

Тут же целая масса выводов, например что нужно выключать увеличение размера при печати без полей, а то будут эффекты....

Что касается управления цветом - его просто нет, выключено везде (ну, исходному файлу я сделал convert to profile принтера, но однократно).

И, да, не проще. спросите

И, да, не проще.

спросите производителя про "реальную чувствительность" цифровой камеры, например, посмейтесь.

При этом у производителя

При этом у производителя можно спросить про модель матрицы, которая установлена в камере. А на матрицу - совсем другая документация :)

В случае Canon, авторы

В случае Canon, авторы матрицы и авторы камеры - одна компания.

Вообще, спросить производителя - не всегда лучшая идея, как производитель вам говорю.

Вот и встретились два

Вот и встретились два производителя :)
Я в Epson работаю :)

Сейчас ответить на этот

Сейчас ответить на этот вопрос не смогу.
У меня есть одно предположение, и, скорее всего, оно верно.
Но я проверю сначала, ок?

Провел эксперимент со своим

Провел эксперимент со своим epson stylus r1900. Привык печатать на нем на 300 ppi. Оказалось, что данное разрешение выдает крайне неприглядный результат. Понравились результаты на 240 и на 250. В первом случае получал выбитые светлые полосы, во втором выбитые темные полосы. Решил подобрать удачное промежуточное значение, в результате разрешение 246 оказалось идеальным. Ни намека на полосы, высокая четкость. Неожиданное число.

Печать в лайтруме

Если печатать в лайтруме то он делает следующее: подгоняет картинку под размер бумаги и, вероятно, пересчитывает пиксели сам. В итоге, при печати с профилем (ColorMunki) картинка выходит всегда одинаковая для данного типа носителя. Попробовал печать из лайтрума с 300ppi и 360ppi на бумаге А4 и А5- идентичны. В обоих случаях лайтрум масштабирует мишень под размер носителя. Я так думаю, лучше печатать в лайтруме? Или я не поймал очевидных граблей?