第4章图象的半影调和抖动技术 在介绍本章内容之前,先提出一个问题?普通的黑白针式打印机能打出灰度图来吗?如果说 能,从针式打印机的打印原理来分析,似乎是不可能的。因为针打是靠撞针击打色带在纸上 形成黑点的,不可能打出灰色的点来:如果说不能,可是我们的确见过用针式打印机打印出 来的灰色图象。到底是怎么回事呢? 你再仔细看看那些打印出来的所谓的灰色图象,最好用放大镜看。你会发现,原来这些灰色 图象都是由一些黑点组成的,黑点多一些,图象就暗一些;黑点少一些,图案就亮一些。下 面这几张图就很能说明这一点。 图41用黑白两种颜色打印出灰度效果 图41中最左边的是原图,是一幅真正的灰度图,另外三张图都是黑白二值图。容易看出, 最左的那幅和原图最接近 由二值图象显示出灰度效果的方法,就是我们今天要讲的半影调 Halftone)技术,它的一个主 要用途就是在只有二值输出的打印机上打印图象。我们介绍两种方法:图案法和抖动法。 41图案法 图案法( patterning)是指灰度可以用一定比例的黑白点组成的区域表示,从而达到整体图象的 灰度感。黑白点的位置选择称为图案化 在具体介绍图案法之前,先介绍一下分辨率的概念。计算机显示器,打印机,扫描仪等设备 的一个重要指标就是分辨率,单位是dpi( dot per inch),即每英寸点数,点数越多,分辨率就 越高,图象就越清晰。让我们来计算一下,计算机显示器的分辨率有多高。设显示器为15 英寸(指对角线长度),最多显示1280×1024个点。因为宽高比为4:3,所以宽有12英寸, 高有9英寸,则该显示器的水平分辨率为106dpi,垂直分辨率为1138dpi。一般的激光打印 机的分辨率有300dpi×30odpi,600dpi×600dpi,720dpi×720dpi。所以打出来的图象要比计 算机显示出来的清晰的多。扫描仪的分辨率要高一些,数码相机的分辨率更高。 言归正传,前面讲了,图案化使用图案来表示象素的灰度,那么我们来做一道计算题。假设 有一幅240×180×8bit的灰度图,当用分辨率为300dpi×300dpi的激光打印机将其打印到 128×9.6英寸的纸上时,每个象素的图案有多大? 这道题很简单,这张纸最多可以打(300×12.8)×(300×96=3840×2880个点,所以每个象 素可以用(3840/240)×(2880180)=16×16个点大小的图案来表示,即一个象素256个点。如 果这16×16的方块中一个黑点也没有,就可以表示灰度256:有一个黑点,就表示灰度255: 依次类推,当都是黑点时,表示灰度0。这样,16×16的方块可以表示257级灰度,比要求 的8b共256级灰度还多了一个。所以上面的那幅图的灰度级别完全能够打印出来第 4 章 图象的半影调和抖动技术 在介绍本章内容之前，先提出一个问题？普通的黑白针式打印机能打出灰度图来吗？如果说 能，从针式打印机的打印原理来分析，似乎是不可能的。因为针打是靠撞针击打色带在纸上 形成黑点的，不可能打出灰色的点来；如果说不能，可是我们的确见过用针式打印机打印出 来的灰色图象。到底是怎么回事呢？ 你再仔细看看那些打印出来的所谓的灰色图象，最好用放大镜看。你会发现，原来这些灰色 图象都是由一些黑点组成的，黑点多一些，图象就暗一些；黑点少一些，图案就亮一些。下 面这几张图就很能说明这一点。 图 4.1 用黑白两种颜色打印出灰度效果 图 4.1 中最左边的是原图，是一幅真正的灰度图，另外三张图都是黑白二值图。容易看出， 最左的那幅和原图最接近。 由二值图象显示出灰度效果的方法，就是我们今天要讲的半影调(halftone)技术，它的一个主 要用途就是在只有二值输出的打印机上打印图象。我们介绍两种方法：图案法和抖动法。 4.1 图案法 图案法(patterning)是指灰度可以用一定比例的黑白点组成的区域表示，从而达到整体图象的 灰度感。黑白点的位置选择称为图案化。 在具体介绍图案法之前，先介绍一下分辨率的概念。计算机显示器，打印机，扫描仪等设备 的一个重要指标就是分辨率，单位是 dpi(dot per inch)，即每英寸点数，点数越多，分辨率就 越高，图象就越清晰。让我们来计算一下，计算机显示器的分辨率有多高。设显示器为 15 英寸(指对角线长度)，最多显示 1280×1024 个点。因为宽高比为 4：3，所以宽有 12 英寸， 高有 9 英寸，则该显示器的水平分辨率为 106dpi，垂直分辨率为 113.8dpi。一般的激光打印 机的分辨率有 300dpi×300dpi，600dpi×600dpi，720dpi×720dpi。所以打出来的图象要比计 算机显示出来的清晰的多。扫描仪的分辨率要高一些，数码相机的分辨率更高。 言归正传，前面讲了，图案化使用图案来表示象素的灰度，那么我们来做一道计算题。假设 有一幅 240×180×8bit 的灰度图，当用分辨率为 300dpi×300dpi 的激光打印机将其打印到 12.8×9.6 英寸的纸上时，每个象素的图案有多大？ 这道题很简单，这张纸最多可以打(300×12.8) ×(300×9.6)=3840×2880 个点，所以每个象 素可以用(3840/240)×(2880/180)=16×16 个点大小的图案来表示，即一个象素 256 个点。如 果这 16×16 的方块中一个黑点也没有，就可以表示灰度 256；有一个黑点，就表示灰度 255； 依次类推，当都是黑点时，表示灰度 0。这样，16×16 的方块可以表示 257 级灰度，比要求 的 8bit 共 256 级灰度还多了一个。所以上面的那幅图的灰度级别完全能够打印出来