喷墨打印色彩原理

喷墨打印色彩原理从计算机到纸面
　　彩色喷墨打印机的作用是将计算机产生的彩色图像或来自扫描仪的彩色图像高质量地打印出来。在计算机里，图象上每一个点的色彩一般需要用一个24位的RGB（红／绿／蓝）信息存储起来，其中８位表示红色，８位表示绿色，８位表示蓝色。屏幕上的RGB颜色并不能直接打印出来，这是因为发光设备（例如计算机显示器）是通过一个使用红、绿、蓝三原色的附加过程产生色彩的，而色彩显示过程则是把各种波长的色彩以不同的比例迭加起来，进而产生各种不同的颜色，例如，没有光就产生黑屏，所有波长迭加在一起就产生白色。与此相反，反射设备（例如一张纸）通过负过程产生色彩，一张没有打印过的纸将反射所有波长组成的光，从而呈现出白色，彩色打印过程使用了青色／品红／黄色模式（CMY），吸收波长产生不同的色彩。
　　青色墨水吸收红色波长，使打印出来的图像呈蓝绿色；类似地，品红墨水吸收绿色波长，使打印出来的图象呈蓝红色。 计算机用RGB模式显示的页面必须用CMY模式打印，这就需要把色彩从RGB模式转换到CMY模式。此外，喷墨打印机上的每一个喷嘴都是二进位的，这也就是说，它只能够被打开或关闭。所以，除了从RGB模式到CMY模式的图像转换以外，图像信息还必须进一步转换成送到打印头的一系列开／关命令，其中包括青色开／关命令、品红色开／关命令和黄色开／关命令。对于双喷墨头（一个黑色打印墨盒+一个彩色打印墨盒）的打印机来说，还必须把一系列的黑色开／关的命令传送给打印机。当在CMY模式中增加了黑色时，这种模式就叫作CMYK模式，其中“K”就是指黑色。 软件驱动程序通过 “色彩转换”和“半色调转换” 两个步骤把计算机图象从24位RGB表示转换成单色和彩色打印头所使用的4位CMYK命令。
色彩转换
　　软件驱动程序首先把计算机的RGB表示转换成打印机所使用的CMY表示，这个转换过程确定了打印所要得到的颜色时每一种原色墨水的相对使用量。软件驱动程序首先把计算机的RGB表示转换成打印机所使用的CMY表示，这个转换过程确定了打印所要得到的颜色时每一种原色墨水的相对使用量。
半色调（Halftoning）
　　随后，软件驱动程序使用一个叫做半色调的过程，把CMY表示转换成一系列彩色打印头喷嘴的开／关命令（每一种颜色有一组喷嘴），它还为单色（通常是黑色）打印头喷嘴打印文本及图象产生一系列开／关命令。
色彩生成过程
　　把RGB表示转换成CMY表示的**个过程是一个简单的、逐像素的表格查对过程，这个过程控制着色彩的表现，它指定了每一种颜色平面打印所需墨水的相对数量。然而，产生转换查对表并不是一个简单的一对一映射过程，还需要大量的主观判断。例如，理论上一份青色加上一份品红就应该产生蓝色，但事实并非如此，人们甚至往往不能得到RGB和CMY表示的精确颜色匹配。色彩转换中的另一个重要问题是仅使用三种CMY颜色产生黑色，从理论上讲，混合青色、品红和黄色应该能够得到纯净的黑色，这被称做“加工黑色”。
半色调过程
　　色彩转换过程确定了需要打印的点数，半色调过程确定了在纸张的什么位置打印。下面，让我们现在来看看半色调过程，打印机通过这一过程，仅使用三种颜色的墨水就在纸张上产生了数百万种颜色。
传统的单色半色调
　　单色二进位打印机（例如单色喷墨打印机或激光打印机）的点只能是开或关两种状态，不能打印一个点的一部分，或降低点的强度。在纸上的每一个点的位置（像素），要么打印点，要么“无点”。对于纯黑色的文本打印来说，这就足够了。但是要打印有不同深浅的黑白图像时，软件驱动程序必须使用一种叫作半色调的技术。这种技术与印照片所用的技术是相同，印出来的图象虽然是一些深浅不同的黑点，但它们能够按照人的视觉能力，自动地用这些点构成具有整体感、层次感的现实图象。 为了打印半色调，软件驱动程序需要把页分割成单元。一个像素就是一个点位置，一个单元就是一个矩形的像素矩阵。在一个单元中打印黑色时，该单元中所有的点位置都以黑色打印。要打印一个白色空间时，所有点位置都不打印。打印不同深浅颜色时，该单元中只有一些点位置被打印。颜色越浅，单元中被打印的点数就越少。例如，25%的灰度时，单元中只有四分之一的点被打印成黑色，而50%的灰度时，将有一半的点被打印成黑色。然后在纸上平铺这些单元，这就能够产生所要的图像，单元中像素的数量决定了在这个单元中能够打印的灰度级别的多少。一个4*4的单元可以有16 + 1级灰度，8*8的矩阵可以有64 + 1级不同的灰度。 正如单色半色调能够仅用黑色墨水再现具有几种不同深浅的图象一样，彩色半色调能够仅用三种颜色的墨水再现丰富的色彩。彩色半色调与单色半色调类似，但彩色半色调不是用单一黑点模式创建的，而是用三个不同的层或颜色平面创建的：一个是青色点平面，一个是品红点平面，一个是黄色点平面。把这三种平面放在纸上，外加上黑色，就可以再现几乎无限的色彩。彩色半色调与彩色胶印所使用的色彩分离过程有些类似。 彩色半色调需要很复杂的软件算法，对图形质量影响极大，因此，不同品牌的彩色喷墨打印机打印质量有很大差别。
半色调技术
　　半色调把页面分成了四个彩色平面，接下来的问题是，如果在处理半色调过程中不仔细的话，人眼睛就能够看出图象中点的模式，而不是一个平滑、真实的图像。为了避免这种情况，软件驱动程序必须尽可能地“随机化”各颜色平面中的点的模式。现在有两种半色调处理技术：规则抖动和图像扩散。大多数彩色喷墨打印机制造厂商选择图像扩散技术作为首选半色调方法，因为这种技术能够产生更均一的模式；而Lexmark打印机采用了规则抖动和误差扩散算法两种办法，允许用户为需要打印的作业选择更适合的算法。为了帮助您更好地理解图象扩散技术，下面，我们先讨论规则抖动技术，为方便理解起见，让我们考察一下单色打印机的规则抖动，同样的原理也适合于彩色打印机的四个彩色平面。