Растровые процессоры Delta

Размещено на http://www.allbest.ru

Растровые Процессоры Delta

Введение

Компания Linotype-Hell (теперь Heidelberg PrePress) изначально в качестве растровых процессоров для своих фотовыводных устройств предлагала специализированные вычислители с закрытой архитектурой и построенные на специальной аппаратной базе. Такая концепция была достаточно долгое время оправдана, так как вычислительные ресурсы обычных персональных компьютеров были не очень большими. Но в начале 90-х годов ситуация стала стремительно меняться. Стала очевидной высокая динамика роста мощности персональных вычислительных средств и компания Linotype-Hell одной из первых на рынке фотовыводной техники воспользовалась этим. Был создан растровый процессор, использующий в качестве аппаратной базы стандартную компьютерную платформу с открытой программной и аппаратной архитектурой.

Используя стандартную компьютерную платформу было очень легко и сравнительно дешево поднимать производительность растрового процессора. Это стало неоспоримым пользовательским преимуществом Delta Technology. Все ресурсоёмкие операции выполнялись на рабочей станции, в то время, как собственно растрирование велось на аппаратном вычислителе-ускорителе Delta Tower.

Соединение преимуществ аппаратной и программной реализации растрового процессора дали очень хороший результат по гибкости и вычислительной мощности.

В момент, когда начала поставляться версия Delta Technology 3.0, компания Linotype-Hell пошла еще дальше. Была выпущена чисто программная реализация - Delta Software RIP. В этой версии растрирование было перенесено из Delta Tower на рабочую станцию, а аппаратное соединение выводного устройства и растрового процессора было выполнено через интерфейсную карту PCI-SpeedWay (интерфейс SpeedWay - это патентованная разработка компании Linotype-Hell для связи растровых процессоров и выводных устройств). Delta Software RIP, обладая большинством преимуществ Delta Technology, стоил значительно дешевле и позволял пользователям при небольших капиталовложениях перейти с устаревших растровых процессоров (таких как RIP 40 или RIP 50) к более современной технологии.

1. Принципы построения растровых процессоров Delta

Как уже было сказано, растровые процессоры Delta делятся на две категории: программно-аппаратная версия (Delta Technology) и чисто программная версия (Delta Software RIP).

Программно-аппаратная версия включает три компоненты, схема взаимодействия которых показана на рис. 1. К ним относятся:

- рабочая станция платформы Intel;

- программное обеспечение Delta Tech Software;

- аппаратный растеризатор Delta Tower.

Рис. 1. Компоненты растрового процессора Delta Technology

Рабочая станция функционирует под управлением Microsoft Windows NT Server, обеспечивая пользовательский графический интерфейс и поддержку мультипроцессорной конфигурации.

Использование именно платформы PC-Windows NT обеспечило наибольшую универсальность применения растровых процессоров Delta. Операционная система выполняет поддержку всех используемых сетевых протоколов, пользовательский интерфейс нагляден и достаточно прост для обучения. Аппаратное обеспечение станции PC сравнительно недорого и можно за небольшие деньги собрать мощную конфигурацию даже при использовании компьютеров от именитых производителей (Brand Name).

Под управлением Windows NT работает программное обеспечение Delta Tech Software. Оно реализует поддержку входных очередей по приему PostScript-заданий, приоритетную передачу этих заданий для интерпретации или перенаправления на другие PostScript-устройства, выполнение предварительной обработки и получения промежуточного формата Delta List. Более подробно о формате Delta List будет рассказано ниже. Данные в формате Delta List могут быть визуально просмотрены и направлены на вывод. Если вывод выполняется на фотонабор или систему прямого экспонирования пластин, то Delta List передается на аппаратный растеризатор Delta Tower, в котором производится физическое растрирование данных в соответствии с выбранным алгоритмом, разрешением и углами наклона растровых решеток Delta Tower соединяется с фотовыводным аппаратом через высокоскоростной последовательный интерфейс SpeedWay.

Теперь более подробно о каждом этапе технологического процесса прохождения данных в Delta Technology. Прием PostScript-файла от рабочей станции осуществляет модуль PrintManager. При помощи PrintManager создают входные очереди, каждая из которых имеет ассоциируемый с ней набор параметров: формат, разрешение, линиатуру, алгоритм растрирования, углы наклона растров, устройство назначения, приоритет и пр. Кроме того, имеется возможность задания шаблона для выполнения простейшего спуска полос прямо в растровом процессоре (Visual Auto Page Position).

Вся информация о заданиях, проходящих через PrintManager, отображается в статусном окне Delta Control. После прохождения PrintManager задание интерпретируется. В качестве интерпретатора используется оригинальный алгоритм от компании Adobe - Adobe CPSI level 2. Далее, данные передаются на модуль создания промежуточного формата Delta List - Delta List Generator.

Промежуточный формат является простым одноплановым графическим форматом, не содержащим перекрывающихся объектов. Delta List является аппаратно-независимым, что позволяет выводить его с различными линиатурами и с использованием различных алгоритмов растрирования. Данные в формате Delta List также можно просмотреть и визуально. Это позволяет избежать траты пленки при возникновении ошибок формирования PostScript-файла. Наличие промежуточной стадии значительно экономит время растрирования, так как происходит распараллеливание (конвейеризация) обработки заданий и не требуется дополнительное перерастрирование при возникновении ошибок или при повторном выводе.

Заключительная стадия обработки данных выполняется в Delta Tower. Этот модуль является аппаратно-зависимым и выполняет физическое растрирование данных из Delta List в набор битовых полней для соответствующих базовых цветов (например, CMYK). Растрированные данные передаются в фотовыводное устройство, где с их помощью создается фотоформа или офсетная пластина (в случае CtP). Delta Tower поставляются в двух вариантах (Delta Tower HQS и Delta Tower I.S.), различающихся наборами алгоритмов растрирования. Про алгоритмы растрирования будет подробно рассказано ниже.

Рис. 2. Техпроцесс работы Delta Technology

Таким образом данные могут обрабатываются в одном из трех модулей, что допускает троекратное распараллеливание задания и, следовательно, троекратное повышение производительности по сравнению с последовательной схемой обработки.

На рис. 2 представлена схема работы программно-аппаратной версии растрового процессора Delta Technology.

Второй тип реализации растрового процессора Delta - чисто программная версия. Характерные отличия Delta Software RIP от Delta Technology - это отсутствие промежуточной фазы Delta List и, как следствие, отсутствие аппаратного растеризатора Delta Tower. Подключение фотовыводного аппарата производиться через интерфейсную карту PCI-SpeedWay. Delta Software RIP имеет меньше возможностей по расширению и не имеет режима предварительного просмотра данных.

Основное преимущество Delta Software RIP в значительно более низкой стоимости. Если при работе возникнет потребность в большей производительности растрового процессора, то Delta Software RIP легко модернизируется в полную версию - Delta Technology.

2. Концепция R.O.O.M.

Аббревиатуру R.O.O.M. (RIP Once Output Many) можно перевести как «растрирование выполняется один раз, печать выполняется много раз». Смысл данной концепции - уход от дополнительной интерпретации исходного PostScript файла при его перевыводе или выводе на другом устройстве.

Такой подход позволяет значительно экономить время. Кроме того, при выводе на другие устройства (например, при выводе на цифровую цветопробу), пользователь получает отпечаток идентичный фотоформам.

В основе концепции R.O.O.M. лежит технология использования Delta List - промежуточного документа, получаемого после этапа интерпретации данных PostScript файла. Такой Delta List можно сравнить с цифровой фотоформой. С такой «фотоформы» можно получить сколько угодно отпечатков на разном оборудовании (цветопробе, фотовыводном аппарате, системе прямого экспонирования пластин). Ее можно сохранять для будущего использования. Кроме того, имеется возможность совершать дополнительные манипуляции с данными в формате Delta List - выполнять операции треппинга, спуска полос.

3. Расширение Delta и особенности техпроцесса

Наиболее полные возможности по расширению растрового процессора имеет программно-аппаратная версия Delta Technology. В первую очередь к таким расширениям относятся модули по организации на базе растрового процессора полноценного Workflow-сервера. В рамках такого сервера реализуются функции файлового и OPI-серверов.

Файловый сервер выполняется стандартными средствами операционной системы (Windows NT Server). Реализация технологии OPI выполняется с использованием модуля Delta ImageManager. Совмещение растрового процессора и OPI-сервера на одной рабочей станции обеспечивает радикальное снижение загрузки сети и повышение производительности при выводе фотоформ.

Это происходит по тому, что файлы иллюстраций, имеющие, как правило, большой размер, передаются через сеть только один раз - на OPI сервер. Далее при выводе они автоматически подставляются в PostScript-задание, пришедшее на растрирование.

Модуль Delta ImageManager может быть установлен как на программно-аппаратную версию растрового процессора, так и на чисто программную. Работа OPI-сервера проиллюстрирована на рис 3.

Модуль Delta Trapper обеспечивает выполнение операции автоматического треппинга. Как и применение технологии OPI, треппинг, выполняющийся автоматически на станции растрирования значительно повышает производительность и избавляет операторов от рутинной работы. Треппинг выполняется над данными в формате Delta List. Это позволяет значительно сократить объем данных (в случае с данными в формате PostScript файл был бы гораздо объемнее) и избежать ошибок, так как Delta List - уже интерпретированные данные. Кроме того, оригинальный Delta List может быть сохранен для повторного треппинга с другими параметрами. Модуль Delta Trapper может быть установлен только на Delta Technology.

Рис. 3. OPI сервер на базе растрового процессора Delta

Система Delta Proof Open обеспечивает совместимость растрового процессора Delta практически с любым цифровым цветопробным оборудованием. При этом в полной мере используется концепция R.O.O.M., что гарантирует соответствие цветопробного отпечатка полученным фотоформам.

Единственное требование к устройству цифровой цветопробы - оно должно иметь характеризующий ICC-профиль. В основе работы Delta Proof Open лежит создание TIFF IT/CT-CMYK файла в соответствии с профилем выводного устройства. Автоматически выполняется понижение разрешения до 300dpi (разрешения, достаточного для выполнения цветопробы). Для подстройки цвета используется встроенная в Delta Technology система управления цветом.

Если требуется получение пробного отпечатка большого формата (например, 74-ого или 102-ого), то используют опцию Delta Formproof. Эта опция позволяет выводить всю собранную полосу на широкоформатный цветной струйный принтер - например, ENCAD NovaJet Pro. Здесь также применяется концепция R.O.O.M.

Довольно часто при выпуске периодической журнальной продукции возникает потребность печати небольшого количества пилотных экземпляров номера. Пилотные экземпляры используются для выявления ошибок на последней стадии подготовки или для согласования информации, приведенной в номере. Печать офсетным способом пилотных номеров экономически очень не выгодна - особенно если в последствии что-то поменяется. В этом случае требуется перевывод фотоформ, изготовление новых офсетных пластин. И мы не говорим уже о себестоимости собственно печати маленького тиража. Для растрового процессора Delta Technology имеется уникальное решение, позволяющее избежать всех вышеперечисленных проблем. Это модуль ColorFlash, используемый для подключения стандартного цветного копировального аппарата CANON CLC 700/800 к Delta Technology. Полученный в соответствии с концепцией R.O.O.M. Delta List используется для печати на копировальном аппарате и если все в порядке, то тот же самый Delta List используется при выводе фотоформ. Если возникают изменения, то соответствующие страницы растрируют заново, в то время, как остальной Delta List выводится на фотонабор. При этом пользователь полностью избегает издержек, связанных с офсетной пилотной печатью и значительно экономит время при выводе.

Выполнение цифровых цветопроб и изготовление пилотных отпечатков при помощи соответствующих расширений Delta Technology показано на рис. 4.

Еще одним интересным вариантом расширения возможностей растрового процессора Delta Technology является цифровой спуск полос. Если у пользователя имеется фотовыводной аппарат большого формата, то наибольшая производительность такого комплекса достигается при экспонировании пленки максимального формата.

Рис. 4. Цифровая цветопроба и оперативная полиграфия на базе Delta Technology

Но зачастую формат отдельной выводимой страницы намного меньше максимального формата. В этом случае на одном листе фотопленки можно разместить несколько фотоформ страниц. В последствии эти страницы можно либо вырезать (для дальнейшего ручного монтажа спускового макета), либо, если формат фотонабора точно соответствует формату печатного пресса - целиком использовать для изготовления офсетной пластины. После печати с такой пластины, полученный лист останется сфальцевать (сделать тетрадку) и обрезать лишние края. Процесс размещения отдельных страниц по большому формату с учетом последующей фальцовки, размещение обрезных и технологических меток носит название «спуск полос». Для автоматического создания таких спусковых макетов из пришедших PostScript заданий и служит специальная станция - Heidelberg Prepress SignaStation. При помощи этой станции пользователь в визуальном интерактивном редакторе создает шаблоны спусковых макетов и правила из заполнения входными страницами. Шаблоны могут содержать как одноформатные страницы, так и разноформатные. Последние могут быть, например, этикетками, выкройками картонной тары и пр.

Станция SignaStation в стандартной комплектации работает с любыми PostScript-данными, выдавая на выход также PostScript данные, но уже большого формата и с необходимой информацией. В случае использования SignaStation совместно с растровым процессором Delta Technology процесс можно упростить. В качестве входных и выходных данных будут данные в формате Delta List. Это исключает возникновение PostScript ошибок и значительно повышает скорость работы (не требуется тройная интерпретация данных). Особенно производительность повышается в случае множества однотипных заданий (например, при выполнении операции Step&Repeat для одинаковых этикеток).

Интерпретируется только одна этикетка, а не весь их огромный массив! Мост между растровым процессором и SignaStation называется Delta Signa Extension и является опцией к растровым процессорам Delta Technology. Технология взаимодействия SignaStation и Delta Technology показана на рис. 5. Цифрами показана очередность взаимодействия компонент.

Рис. 5. Цифровой спуск полос в Delta Technology с применением SignaStation

Довольно часто при фотовыводе случается ситуация, когда выводное устройство простаивает, так как входное задание достаточно сложное и объемное. Иными словами недостаточно мощности растрового процессора чтобы полностью загрузить ФНА. В этом случае можно пойти двумя путями. Большинство ФНА производства Heidelberg PrePress имеет два входных интерфейса.

Это позволяет подключить два растровых процессора к одному ФНА так, что один из них будет выводить одну собранную полосу, а другой в этот момент подготавливать следующую. Но как показывает практика, большинство времени тратится не на растрирование, а на интерпретацию PostScript-задания. В этом случае вовсе не обязательно иметь два равноценных растровых процессора.

Концепция Delta List позволяет в Delta Technology создавать промежуточный формат - Delta Document, и экспортировать его на станцию имеющую Delta Tower и подключенную к ФНА. Delta document включает в себя интерпретированные данные задания в формате Delta List и информацию о ФНА: формат, разрешение, линиатуру, тип растра и пр. Станция для подготовки Delta Document носит название Delta Prep Station. Таких станций в технологической цепочке может быть столько, сколько требуется для полной загрузки ФНА. Техпроцесс с использованием станции предварительной обработки задания показан на рис. 6.

Рис. 6. Техпроцесс с использованием Delta Prep Station

Еще одной опцией является модуль формирования данных в формате CIP3. Формат CIP3 используется для передачи данных задания? связанных с печатной и послепечатной частью создания публикации на технологическое оборудование, используемое на этих этапах. Такая информация может передаваться через последовательный интерфейс или в виде файла через сменный носитель.

4. Типы растров

Одним из наиболее значимых факторов успеха растровых процессоров Delta являются библиотеки высококачественных растров. Под растрами в данном случае понимаются алгоритмы передачи оттенков серого цвета каждой цветовой плашки путем вывода групп элементарных точек на фотовыводном устройстве. Сделаем небольшое отступление и раскроем несколько понятий, связанных с передачей цвета путем растрирования.

Для хорошего качества передачи оттенков цветов требуется, чтобы одна ячейка цветоделённой плашки могла бы передавать один из 256 оттенков от черного до белого. Так как в фотовыводном аппарате имеется всего два значения яркости элементарной точки (точки, соответствующей диаметру засветки лазерным лучом), то передача оттенков возможна при группировке таких элементарных точек в т.н. растровые ячейки. Для передачи 256 оттенков стандартным полутоновым методом требуется ячейка размером 16х16 элементарных точек. Периодичность следования таких ячеек носит название линиатура.

При печати требуется, чтобы такие ячейки из разных цветовых слоев не накладывались друг на друга. В теории это достигается путем наклона растровых решеток различных цветовых слоёв на определенные углы друг относительно друга. На практике невозможно точно выдержать углы из-за сложности математических вычислений и из-за ограничений самой фотовыводной техники. По этой причине возникают два неприятных эффекта: муар (интерференция наложенных друг на друга растровых решеток) и розетка (кольцевая фигура, получаемая из-за визуального объединения соседних ячеек в кольца). Чтобы избежать этих эффектов, а также достичь некоторого субъективного улучшения качества последующего отпечатка применяют различные хитрости, реализованные в алгоритмах растрирования.

Алгоритмы растрирования делятся на два больших класса: амплитудно-модулированные и частотно модулированные. В амплитудно-модулированных растрах яркость ячейки обратно пропорциональна ее размеру. При этом бывает несколько форм таких ячеек: круглые, овальные, ромбовидные, линейчатые и пр. В частотно-модулированном растре элементарные точки в определенном проценте заполняют площадь ячейки по случайному закону. Для растровых процессоров Delta имеются следующие разновидности растров:

RT (Rational Screening)

HQS (High Quality Screening)

I.S. (Irrational Screening)

Gravure Dot

D.S. (Diamond Screening)

Mega DOT

Семейство растров RT представляет собой традиционные растры, используемые в аппаратных цветоделителях Hell. Растровые ячейки имеют постоянную структуру, идеальная периодичность линий, углы наклона решеток соответственно: 0°, 12°, 45°, 71.6°. Традиционные углы для растров RT (15°, 75°, 0°, 45°) не используются. Более новым и технологичным является семейство HQS.

Эти растры основаны на технологии «суперячейки», в которую входит большое число растровых ячеек и эта конструкция используется для расчета углов наклона, близких к идеальным. Это приводит практически к полному отсутствию муара при печати. В растрах HQS возможно сдвигать угол наклона на 7.5°, что позволяет создавать формы для флексо-печати и для высокой печати. Другим интересным набором растров является семейство I.S. В растре I.S. изменяется форма точки в зависимости от ее положения - эллиптическая точка как будто вращается вокруг своей оси. Это обеспечивает высокое качество передачи растяжек (градиентных заливок). Для растров I.S. имеется большое число конфигураций углов наклона/линиатур. Кроме того, используя растр I.S. можно задавать различные значения разрешения фотовыводного устройства по горизонтали (вдоль оси барабана) и по вертикали (по сканирующему пути). Это позволяет без видимого ухудшения качества изображения в два-три раза поднять скорость вывода.

Семейство растров Gravure Dot используется исключительно для выполнения фотоформ, с которых в последствии методом травления будет изготавливаться барабан для высокой печати. Частотно-модулированный класс растров в растровых процессорах Delta представлен семейством D.S. (Diamond Screening). Основное преимущество частотно-модулированного растра - это фантастически высокая детализация изображения и отсутствие каких бы то ни было паразитных явлений (муары, розетки). Также ЧМ-растры нечувствительны к небольшим несовмещениям цветовых слоев. Размер ячейки для семейства D.S. составляет от 15 до 30 мкм.

Наиболее современным алгоритмом растрирования, созданным для Delta, является семейство Mega Dot. Растровые решетки для Cyan и Magenta наклонены под углом 90° и ячейки имеют линейчатую структуру. Ячейки слоев Yellow и Black наклонены под 45°, но Yellow имеет линейчатую форму, в то время, как слой Black имеет круглую форму точки. При этом не возникает перекрытия слоев Black и Yellow из-за разных форм точек. Основное достоинство растра Mega Dot, это отсутствие эффекта розеток, даже на низких линиатурах. Так же повышается визуальная детализация изображения и обеспечивается большая плавность градиентных заливок.

5. Совместимость с выводными устройствами

Растровые процессоры Delta предназначены, прежде всего, для фотовыводной техники производства Heidelberg PrePress (бывшей Linotype-Hell). В качестве сервера, процессоры Delta могут использоваться и отдельно. В этом случае можно выполнять цифровой спуск полос, организовывать файловый, принтерный и OPI-сервера. Но все же наиболее интересно совмещение этих двух функций.

В новой версии растрового процессора Delta Technology реализуется концепция Post Script Extreme, которая позволяет использовать одновременно несколько интерпретаторов для обработки одного задания. Это приводит к радикальному повышению производительности.

Рис. 7.

При этом для вывода на различные плоттеры нужен только один РИП. Просто для каждого плоттера РИП готовит изображение в формате, понимаемом плоттером.

Вывод на плоттер с использованием РИПа ничем не отличается от вывода на любой принтер. Выбираете плоттер, на который хотите печатать, и вызываете команду Print/Печать. Программы, выводящие на печать, называются драйверами. РИП - это драйвер, управляющий плоттером.

РИП - это единое решение сразу для всех плоттеров.

6. Преимущества РИПа

растровый процессор выводной печать

Сверхбыстрая печать.

Особенно при выводе сложных графических изображений. Одной из главных задач РИПа является скорость, скорость и скорость. Наряду с быстрыми алгоритмами растеризации скорость достигается и одновременной работой РИПа и плоттера - подготовленную часть изображения РИП сразу же отправляет плоттеру, и тот может начинать печать не дожидаясь завершения растеризации всего изображения.

Улучшенное качество печати.

Внутри РИПа реализована масса методов улучшения качества изображений: сглаживание фотоизображений при увеличении, чтобы избавиться от кирпичей, тщательная отрисовка шрифтов, разнообразие методов передачи полутоновых оттенков.

Никаких дополнительных требований к памяти плоттера.

РИП позволяет выводить на печать изображение произвольной сложности без дополнительных требований к памяти, установленной в плоттере. Вывод возможен на самом минимальном количестве памяти. Скорость вывода при этом никак не пострадает.

Идеальная цветопередача обеспечивается технологией цветокалибровки плоттера. Печатаемый цвет зависит от множества параметров: бумаги, чернил, разрешающей способности, методов передачи полутоновых оттенков. Изменение любого из этих параметров влечет за собой искажение цвета. Технология цветокалибровки позволяет учесть все эти характеристики и сохранить их в цветовом профиле устройства. При выводе на печать РИП будет использовать цветовой профиль, чтоб обеспечить максимально точное цветовоспроизведение.

Цветовой профиль учитывает расход чернил, обеспечивая, таким образом, и снижение расходов. Сервер печати в архитектуре клиент-сервер.

РИП - это программа, которая может выполняться на любом компьютере, не обязательно с подключенным к нему плоттером. Плоттер может быть подсоединен и к гораздо менее мощному компьютеру.

Размещено на Аllbеst.ru