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dpi, lpi, ppi – Le basi
Dipendenze delle risoluzioni nell’industria della stampa.
Ogni giorno ci confrontiamo con unità come dpi, lpi, ppi ecc. Queste unità vengono spesso utilizzate in modo fuorviante, già nella documentazione tecnica. A volte si usano le stesse abbreviazioni, ma con significati diversi. Per aumentare ulteriormente la confusione, si mescolano liberamente sistemi di misura imperiali e metrici e persino le lingue (tedesco – inglese).
Obiettivo di questa documentazione:
Fornire una panoramica delle unità di misura più comuni per i dispositivi e le retinature nell’industria della stampa e delle loro dipendenze matematiche.Fondamenti della visione umana In uno studio risalente agli anni Settanta sono stati analizzati i limiti del sistema visivo umano. Le affermazioni riportate qui rappresentano una media ricavata da centinaia di persone che hanno eseguito test della vista standardizzati. Ovviamente ogni individuo è diverso, quindi questi valori non sono assoluti. Tuttavia, nessun essere umano vede il doppio meglio della media.
Le affermazioni importanti per noi sono le seguenti:
- Il sistema visivo umano non riesce a distinguere più di 200 livelli di grigio. (Il grigio = il nero presenta il massimo contrasto possibile. Per le sfumature di colore all’interno di una stessa tonalità, dal chiaro allo scuro, i livelli sono quindi in genere meno di 200.)
- Il sistema visivo umano non può distinguere più di 250 coppie di linee per pollice.
- Il sistema visivo umano non può distinguere punti più piccoli di 30 µm.
- Il sistema visivo umano non è in grado di percepire contemporaneamente un basso contrasto e dettagli molto fini.
Unità utilizzate in questo contesto:
| Lpi | Lines per inch, indica il numero di punti di retino per pollice. 1 inch = 2,54 cm. Qui si utilizzano le «linee» per distinguerle dai dots (punti) espressi in dpi. I retini tradizionali dispongono i punti sempre lungo linee, per questo si specifica qui il numero di linee. |
| L/cm | Linee per centimetro, indica il numero di punti di retino per centimetro. Gli altri principi sono analoghi all’«lpi». Cambia solo il sistema di misura, da imperiale a metrico. |
| Dpi | Dots per inch, indica la risoluzione di un dispositivo tecnico in uscita. |
| Ppi | Pixel per inch, indica il numero di pixel di un’immagine digitale. Da ciò deriva un fattore che determina quanto grande verrà visualizzata l’immagine oppure fino a che punto potrà essere ingrandita senza perdita di qualità. |
| Profondità di bit | La profondità di bit, indica il numero di bit che possono essere indirizzati per un singolo punto (dot). Con una profondità di bit pari a 2¹ un punto può assumere solo lo stato 0 (off) o 1 (on). Con una profondità di bit di 2⁸ lo stesso punto può rappresentare 256 diversi livelli tonali. Nell’illustrazione seguente vediamo il confronto tra una profondità di bit di 2¹ e di 2³. |
Profondità di bit 2¹ vs. 2³
Principi di un sistema CtP.
Computer to Plate (CtP) significa che i dati digitali vengono trasferiti direttamente su una forma di stampa (lastra). Ciò avviene non solo nella stampa offset, ma anche in altri procedimenti come la flessografia o la rotocalco. In sostanza, questo significa che viene eliminato il passaggio intermedio del film e che, in un’unica fase, dai dati digitali si ottiene una forma di stampa materiale. Qui ci limitiamo all’offset, ma la tecnica di base è identica anche negli altri procedimenti di stampa.Il supporto, ossia lo strato sensibile sulla lastra offset, richiede per l’esposizione un’elevata energia, che si genera nel modo più semplice mediante laser. Inoltre, i laser presentano le caratteristiche migliori per raggiungere in modo riproducibile la precisione richiesta. La lastra offset è un supporto binario e può distinguere solo tra aree stampanti e non stampanti. L’esposizione avviene all’interno di una matrice virtuale. Questa matrice è strutturata orizzontalmente e verticalmente e consente di creare una griglia sull’intera forma di stampa. In un primo passo, nel RIP (Raster Image Processor) le informazioni dell’immagine di stampa vengono trasferite su questa griglia, generando una bitmap a 1 bit. In un secondo passo, il laser viene comandato in base a questa bitmap a 1 bit. Se nella bitmap si trova uno 0, nessuna energia viene trasferita sulla lastra; se si trova un 1, l’energia viene applicata sulla lastra.
Questo esempio mostra una bitmap a 1 bit con ca. 3 P/cm o ca. 8 dpi.
Nei sistemi CtP più diffusi attualmente il valore è di 2400 dpi (orizzontale / verticale).
Se ingrandiamo una bitmap a 2400 dpi di circa il 1400%, risulta nuovamente evidente che la struttura è formata da punti singoli e che esistono solo due stati, 0/1 oppure on/off.
Se ingrandiamo una bitmap a 2400 dpi di circa il 1400%, risulta nuovamente evidente che la struttura è formata da punti singoli e che esistono solo due stati, 0/1 oppure on/off.
Il punto di retino
Fondamenti del punto di retino digitale, la cella di retino (quadrato unitario). Dal punto di vista geometrico, un punto di retino è una superficie bidimensionale, larghezza / altezza. Sebbene la frequenza di retino sia indicata in linee (monodimensionali), un punto di retino occupa sempre una superficie (bidimensionale).
Un punto di retino ha una superficie chiaramente definita all’interno della quale può crescere dallo 0 al 100%. Se la copertura della cella di retino è del 100%, l’intera superficie della carta è coperta di inchiostro. Al contrario, una copertura dello 0% corrisponde a una cella di retino che non presenta alcuna copertura d’inchiostro sulla carta.
La frequenza di retino
Un retino 60 indica una linea di punti di retino che presenta 60 punti per centimetro di lunghezza. Con un retino 80, su un centimetro di lunghezza si trovano 80 punti. Il retino 120 presenta quindi 120 punti su un centimetro di lunghezza.
Per questo motivo i retini vengono indicati come 60, 80, 120, oppure più precisamente come 60 – 80 – 120 L/cm. Nell’illustrazione si vede che i punti diventano sempre più piccoli e che le linee di retino sono impostate con un angolo di 45°. In linea di principio vale la regola che più punti di retino sono presenti su un centimetro, meno i singoli punti sono visibili e più si genera la percezione di un grigio omogeneo.
Vediamo ora come possiamo sfruttare questo fatto. Nella stampa a colori, la scala nero presenta il contrasto più elevato (stampata su carta molto bianca). Per questo motivo, il retino di questo colore è ruotato a 45°. Il giallo, che ha il contrasto più basso, viene in genere retinato a 0°. Per le linee l’occhio umano è particolarmente sensibile, ma il basso contrasto in questo caso gioca nuovamente a nostro favore.
Per questo motivo i retini vengono indicati come 60, 80, 120, oppure più precisamente come 60 – 80 – 120 L/cm. Nell’illustrazione si vede che i punti diventano sempre più piccoli e che le linee di retino sono impostate con un angolo di 45°. In linea di principio vale la regola che più punti di retino sono presenti su un centimetro, meno i singoli punti sono visibili e più si genera la percezione di un grigio omogeneo.
Vediamo ora come possiamo sfruttare questo fatto. Nella stampa a colori, la scala nero presenta il contrasto più elevato (stampata su carta molto bianca). Per questo motivo, il retino di questo colore è ruotato a 45°. Il giallo, che ha il contrasto più basso, viene in genere retinato a 0°. Per le linee l’occhio umano è particolarmente sensibile, ma il basso contrasto in questo caso gioca nuovamente a nostro favore.
Facciamo i calcoli
Quanto può essere grande la superficie massima di un punto di retino (copertura al 100%) se vogliamo collocare X punti di retino su una lunghezza di un pollice o di un centimetro?Superficie massima di un punto di retino con copertura al 100%:
| L/inch | L/cm | mm | mm² | µm² |
| 60 (63.5) | 25 L/cm | 0.4 mm | 0.16 mm² | 160.0 µm² |
| 120 (121.9) | 48 L/cm | 0.208 mm | 0.0432 mm² | 43.20 µm² |
| 150 (152.4) | 60 L/cm | 0.167 mm | 0.0278 mm² | 27.80 µm² |
| 175 (177.8) | 70 L/cm | 0.143 mm | 0.02 mm² | 20.00 µm² |
| 200 (203.2) | 80 L/cm | 0.125 mm | 0.0156 mm² | 15.60 µm² |
| 300 (304.8) | 120 L/cm | 0.083 mm | 0.0069 mm² | 6.800 µm² |
| 500 (508.0) | 200 L/cm | 0.05 mm | 0.003 mm² | 3.000 µm² |
1 inch = 2,54 cm – La conversione da L/cm a L/inch non fornisce valori interi. Per questo motivo, nelle regioni che adottano il sistema metrico o quello imperiale, la frequenza di retino viene sempre espressa con numeri interi. Come si vede nell’esempio, un retino da 80 L/cm corrisponde matematicamente a un retino da 203,2 L/inch. Negli Stati Uniti, ad esempio, si utilizza però il valore arrotondato di 200 L/inch. Nella pratica questa piccola differenza di ± 2 punti non è percepibile.
Se utilizziamo 16 elementi in orizzontale / verticale per generare un punto di retino e desideriamo 150 punti di retino per inch (150 lpi), ciò corrisponde a 150 × 16 punti sulla lunghezza di 1 inch. 150 × 16 = 2400 dpi.
La formula per calcolare i livelli di grigio è: livelli di grigio = n × n + 1.
Se utilizziamo 16 elementi in orizzontale / verticale per generare un punto di retino e desideriamo 150 punti di retino per inch (150 lpi), ciò corrisponde a 150 × 16 punti sulla lunghezza di 1 inch. 150 × 16 = 2400 dpi.
La formula per calcolare i livelli di grigio è: livelli di grigio = n × n + 1.
| Matrice | Livelli di grigio | Passo 0 – 100% |
| 2x2 | 5 | 25% |
| 4x4 | 17 | 6.25% |
| 6x6 | 37 | 2.8% |
| 8x8 | 65 | 1.56% |
| 10x10 | 101 | 1% |
| 12x12 | 145 | 0.69% |
| 14x14 | 197 | 0.51% |
| 16x16 | 257 | 0.39% |
Ora sappiamo perché un comune CtP lavora a 2400 dpi. Il dispositivo può rappresentare un retino da 60 l/cm / 150 lpi con 256 livelli di grigio e soddisfa così i requisiti.
Teoricamente basterebbe una matrice 15x15 = 225 livelli di grigio e il sistema CtP dovrebbe quindi avere 2250 dpi. Poiché nel trasferimento dal bitmap alla lastra e da questa, tramite il caucciù, alla carta si verifica sempre una perdita di livelli di grigio, è stata scelta la matrice 16x16. In buone condizioni, in questo modo arrivano sulla carta più di 200 livelli di grigio.
I sistemi CtP con 2540 dpi provengono per lo più da produttori di paesi che usano il sistema metrico (ad esempio la Germania). Dalla conversione da inch a centimetri risulta che 2540 dpi = 1000 P/cm (punti per centimetro). A 2400 dpi corrispondono 944,8 punti per centimetro.
Con un retino 60 abbiamo quindi 60 punti di retino generati da 1000 punti per centimetro. Il calcolo è 1000 / 60 = 16,66. Poiché in un CtP non è possibile esporre 0,66 punti (profondità di bit 2¹), alla fine si arrotonda a una matrice di 16x16 o 17x17. A seconda del caso, ne risulta una frequenza di retino effettiva di circa 62,5 – 58,8 L/cm.
Anche qui si prende come riferimento il retino 60 (150 lpi). Su una superficie di 1 Inch² si ottengono quindi 150x150 punti di retino. In generale, nel mondo digitale vale la regola empirica seguente: ridurre senza perdita, ingrandire con perdita o generazione di artefatti.
Se abbiamo un file immagine di 300x300 dpi e da esso calcoliamo un retino di 150x150 lpi, il RIP può combinare 2x2 pixel dell’immagine in un punto di retino. Da questi 4 pixel si può calcolare un valore medio. Sulla base di queste informazioni, il RIP può riconoscere bruschi passaggi di contrasto e trasferirli correttamente nell’immagine retinata.
Se l’immagine viene ingrandita al 150%, 1,5x1,5 pixel dell’immagine corrispondono a un punto di retino. Con un ingrandimento del 200%, a un punto di retino corrisponde un pixel dell’immagine. Fino a questo limite il RIP può utilizzare sempre dati reali esistenti. Se l’ingrandimento supera il 200%, il RIP deve generare punti di retino che non hanno più un pixel completo come valore di partenza.
Il RIP deve quindi «inventare» valori intermedi che non sono più presenti come informazione nell’immagine originale. Ciò influisce in modo evidente sulla qualità dell’immagine stampata. Come regola generale, un’immagine dovrebbe sempre avere una risoluzione pari ad almeno 1,5 volte la frequenza di retino di stampa (in scala 1:1 o inferiore).
Una risoluzione superiore al doppio della frequenza di retino non migliora né peggiora la qualità, ma aumenta inutilmente la dimensione del file. Il doppio della frequenza di retino è quindi un buon valore, che in pratica consente un ingrandimento dell’immagine fino a circa il 130% senza perdite di qualità visibili.
Teoricamente basterebbe una matrice 15x15 = 225 livelli di grigio e il sistema CtP dovrebbe quindi avere 2250 dpi. Poiché nel trasferimento dal bitmap alla lastra e da questa, tramite il caucciù, alla carta si verifica sempre una perdita di livelli di grigio, è stata scelta la matrice 16x16. In buone condizioni, in questo modo arrivano sulla carta più di 200 livelli di grigio.
I sistemi CtP con 2540 dpi provengono per lo più da produttori di paesi che usano il sistema metrico (ad esempio la Germania). Dalla conversione da inch a centimetri risulta che 2540 dpi = 1000 P/cm (punti per centimetro). A 2400 dpi corrispondono 944,8 punti per centimetro.
Con un retino 60 abbiamo quindi 60 punti di retino generati da 1000 punti per centimetro. Il calcolo è 1000 / 60 = 16,66. Poiché in un CtP non è possibile esporre 0,66 punti (profondità di bit 2¹), alla fine si arrotonda a una matrice di 16x16 o 17x17. A seconda del caso, ne risulta una frequenza di retino effettiva di circa 62,5 – 58,8 L/cm.
Risoluzione dell’immagine:
Anche qui si prende come riferimento il retino 60 (150 lpi). Su una superficie di 1 Inch² si ottengono quindi 150x150 punti di retino. In generale, nel mondo digitale vale la regola empirica seguente: ridurre senza perdita, ingrandire con perdita o generazione di artefatti.Se abbiamo un file immagine di 300x300 dpi e da esso calcoliamo un retino di 150x150 lpi, il RIP può combinare 2x2 pixel dell’immagine in un punto di retino. Da questi 4 pixel si può calcolare un valore medio. Sulla base di queste informazioni, il RIP può riconoscere bruschi passaggi di contrasto e trasferirli correttamente nell’immagine retinata.
Se l’immagine viene ingrandita al 150%, 1,5x1,5 pixel dell’immagine corrispondono a un punto di retino. Con un ingrandimento del 200%, a un punto di retino corrisponde un pixel dell’immagine. Fino a questo limite il RIP può utilizzare sempre dati reali esistenti. Se l’ingrandimento supera il 200%, il RIP deve generare punti di retino che non hanno più un pixel completo come valore di partenza.
Il RIP deve quindi «inventare» valori intermedi che non sono più presenti come informazione nell’immagine originale. Ciò influisce in modo evidente sulla qualità dell’immagine stampata. Come regola generale, un’immagine dovrebbe sempre avere una risoluzione pari ad almeno 1,5 volte la frequenza di retino di stampa (in scala 1:1 o inferiore).
Una risoluzione superiore al doppio della frequenza di retino non migliora né peggiora la qualità, ma aumenta inutilmente la dimensione del file. Il doppio della frequenza di retino è quindi un buon valore, che in pratica consente un ingrandimento dell’immagine fino a circa il 130% senza perdite di qualità visibili.
| Retino | Scala 100% | Scala 200% | Scala 300% |
| 60 lpi | Minimo 90 ppi | Minimo 180 ppi | Minimo 270 ppi |
| 120 lpi | Minimo 180 ppi | Minimo 360 ppi | Minimo 540 ppi |
| 150 lpi | Minimo 225 ppi | Minimo 450 ppi | Minimo 675 ppi |
| 200 lpi | Minimo 300 ppi | Minimo 600 ppi | Minimo 900 ppi |
| 300 lpi | Minimo 450 ppi | Minimo 900 ppi | Minimo 1'350 ppi |
Si prega di notare che il valore ppi di un’immagine è solo un’informazione collegata alle voci contenute nei metadati. Se la risoluzione fisica è ad esempio di 300 ppi e le dimensioni sono 10x7 cm, ma nei metadati è indicato «visualizza a 72 ppi», l’immagine verrà mostrata a 72 ppi e quindi ingrandita al 416%. Se questa immagine viene inserita in un box immagine con dimensioni 10x7 cm in un programma di impaginazione, il software mostrerà una riduzione al 24%. In tal modo la risoluzione effettiva torna a 300 ppi e la qualità di stampa sarà corretta.
