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3色で虹を描く:プリンターがそれをどのように行うか(HPに関連して)

コンピューティングデバイスがどのように機能するかを調べ始めると、少し奇跡的に見えることがいくつかあります。これらの1つは、画像を細かく詳細な色で印刷することです。最新のインクジェットプリンタは通常、3つの原色に加えて黒、そしておそらく原色に基づいた2つの二次色を備えています。

3色で虹を描く:プリンターがそれをどのように行うか(HPに関連して)

しかし、この限られたビルディングブロックのセットを使用して、ほぼ無限の色のパレットを作成できます。これを実現するためにいくつかのプロセスが採用されていますが、主なプロセスはディザリングと呼ばれ、この機能ではそれがどのように機能するかを正確に説明します。

ディザリングの基本的なプロセスでは、単一の強度で色の有無を使用して、色の連続的なグラデーションを近似します。単色ディザリングの場合、ドットは白または黒のいずれかです。カラーディザリングの場合、ドットが使用可能な原色になり、目的の色合いに適した比率でブレンドされます。ドットの巧妙な配置は、連続画像の色濃度を模倣します。

人間の目は、ドットが表示されていても、連続して色付けされた画像を見ることができます。これは、1秒あたり24の静止フレームで構成されるフィルムからの連続的な動きを知覚するのと同じように、脳がギャップを埋めるように配線されているためです。 25分の1秒ごとにのみ更新されるテレビ画像から。最新のプリントでは、ディザリングの影響が見られる場合は、それを見つけるために注意深く調べる必要があります。

カラーディスプレイのピクセルには、赤、緑、青の3つの色の選択肢しかなく、これらを組み合わせて他の色を作成します。色は加法であるため、光の波長が混ざり合って異なる色相が作成され、3つの主要な色合いすべてが完全な強度で混ざり合うと白になります。

一方、印刷は減法混色であるため、顔料は一部の波長の光を吸収し、それらを組み合わせると、より広い範囲の波長が吸収されます。これが、印刷がシアン、マゼンタ、イエローを中心に展開する理由であり、3つすべてを完全な強度で混合すると黒が作成される理由です。それにもかかわらず、通常、黒の印刷が可能な限り純粋であることを保証するために、4番目の黒のカートリッジがあります。

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ただし、画面では、各カラーピクセルに複数のレベルの強度があり、通常は8ビットディスプレイの場合は256です。したがって、各原色の強度の組み合わせにより、数百万色(8ビットディスプレイの場合は16,777,216色)が得られます。もともと、インクジェットなどのプリンタは、インクのドットをバイナリ形式でしか配置できませんでした。ドットがあるか、ないかのどちらかです。

ただし、過去20年間で、複数のドットを重ねることで密度を変化させる技術が開発されました。 1994年、HPのPhotoREtは、ドットごとに4滴のインクを配置する機能を導入し、48色を提供しました。 PhotoREt IIはこれを16に増やし、650の異なる色を可能にし、1999年の終わりまでに、PhotoREt IIIは5plで最大29滴のインクを生成できました。つまり、ドットあたり3,500以上の色を生成できました。最新のPhotoREtIVは、6つのインクカラーと最大32のドットを使用して、120万を超えるさまざまな色合いを生成します。

これはまだ画面の1670万色から少し離れているため、ドットの頻度を使用して、原色の強度をブレンドすることによって得られる非原色を使用して、原色の強度の全範囲を模倣する必要があります。 。プリンターラスターイメージプロセッサー(RIP)ソフトウェアのディザリングアルゴリズムは、指定された色の強度を作成するために必要なドットの数と配置を計算します。これらのドットを配置するために使用される多くの方法があり、トーンの微妙な目盛りが可能な限り維持されるようになっています。

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これらのドットの最も単純な配置はパターンディザであり、8ビットカラー値の256レベルに対応して、ピクセル値ごとに異なる固定パターンが使用されます。通常、4 x4または8x 8のマトリックスが使用され、ハーフトーン、バイエル、ボイドアンドクラスターなど、さまざまなパターンオプションを使用できます。

より複雑なシステムは、誤差拡散と呼ばれます。最も単純な形式では、ピクセルがオンまたはオフのいずれかになると、真の強度値と完全なオン状態の差が、集計値が完全なオン状態に十分になるまで、エラー値として次のピクセルに渡されます。その後、プロセスが再開されます。ただし、このシステムでは、詳細が大幅に失われ、いくつかの異常なパターンが発生します。

幸いなことに、誤差拡散にはもっと洗練されたフレーバーがたくさんあります。フロイド&スタインバーグは、最も古く、最も一般的に使用されているものの1つです。このシステムでは、上記のエラーは1つだけではなく、4つの隣接するピクセルに分散され、各ピクセルは加重比率を受け取ります。これにより、ディザリングがより明確になり、さらに均一になります。

ただし、浮動小数点計算が必要になるため、処理のオーバーヘッドがあります。そのため、Stucki、Burkes、Sierra Filter Liteなど、処理速度を向上させるためにFloyd&Steinbergの高品質を犠牲にする他の多くのディザリングアルゴリズムがあります。プリンタドライバは、インクと用紙の種類に応じてこれらの間で異なる場合があります。また、ユーザーに選択オプションを提供する場合もあります。

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インクジェットは、ディザリングプロセスをさらに複雑にします。まず、ほとんどのインクジェットは複数のパスを使用しますが、これは多くの場合双方向です。これにより、ドットの行間で不整合が発生し、ディザリングパターンの精度が低下し、バンディングが発生する可能性があります。ドロップサイズは色によっても異なる可能性があるため、調整されたアルゴリズムを使用する必要があります。ノズルが詰まっていると品質も低下します。

原色の二次的で明るいバージョンを備えたフォトプリンターは、これらを使用して、より微妙なディザリングを提供できます。これらは、ライトマゼンタとライトシアンを追加します。 HPのPhotoREtIVは、前述のように、4色ではなく6色を使用しています。ただし、インクジェットがより小さなドットを生成し、PhotoREtの場合と同様にこれらを積み重ねて強度を変化させることができるようになると、2次シェードの必要性が減少します。複数のパスに関する問題は、1回のパスで全ページ幅を印刷するHPのPageWideテクノロジーによっても克服されます。

モニター画面の画像よりもはるかに洗練された見栄えの良いプリントを作成できます。インクジェットは、あらゆる色を提供し、ページ全体でそれらの間に滑らかなグラデーションを生成するために、あらゆる技術を採用する必要があります。しかし、これらのテクノロジーは確かに非常にうまく機能し、最新のインクジェットで、生産に取り入れられた巧妙なテクノロジーの兆候を示さないプリントを作成することができます。

ビジネスの変革に関するその他のアドバイスについては、HPBusinessNowにアクセスしてください。

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