Rastriranje vektorskih elemenata u tipografiji
sigurnosnog tiska

Maja Rudolf, Nikolina Stanić Loknar, Jana Žiljak Vujić

Sažetak

Programiranjem kroz Postscript i korištenjem matematičkog programa Mathematica dizajnirani su novi oblici rasterskih elemenata. U radu se objavljuje novi rasterski oblik s imenom R74 koji ima svojstva mutiranja od točkastog oblika do oblika s linijskom strukturom. Dat je njegov algoritam, izvedbena PostScript prezentacija te primjeri u ekstremnom dizajnu. Za vektorsku grafiku su date pseudoslučajne interpretacije biranja kuta, linijature i zacrnjenja. U radu su prikazane primjene na ostale tipografske oblike kao što su piktogrami. Testirani su piktogrami iz naše baze podataka i stvorena su dizajnerska rješenja koja mogu naći svoju primjenu u praksi. U eksperimentalnom dijelu su dati rezultati ispitivanja proširenja rasterskog elementa R74 u sustavu dotgaina za digitalni tisak s tonerom te uspoređena s vrijednostima nastalim elektroničkim rastriranjem. Za isti rasterski element je izveden proračun opsega za kontinuirano zacrnjenje sve do maksimalnih vrijednosti. Dati su prijedlozi primjene u individualiziranoj grafici te u zaštitnom tisku. Primjena novog rasterskog oblika predviđena je za višebojnu reprodukciju.

Ključne riječi: piktogrami, rasterski elementi, zaštita od krivotvorenja, R74

Abstract

Using PostScript programming language and application Mathematica new forms of rastering elements have been designed. In this paper we described a new rastering element R74. this element has mutating characteristics, from dot to line. We presented it's algorithm, PostScript presentation and examples in extreme design with vector graphics, in particular with typographical elements such as pictograms. In experimental part of the paper, results are given for expansion of the rastering element R74 in dotgain system, for digital printing and compared with results of electronic rastering. We measured circumference of the rastering element for continuous color coverage up to maximal values. Some proposals are given for use of this rastering element in individualized graphics and securities printing. The use of  the new rastering element is intended for color reproduction.

Keywords: piktograms, rastering elements, securities printing, R74

Uvod

U radu objavljujemo novi rasterski oblik R74, njegovu matematičku definiciju, te izvedbu u Postscript okruženju. Raster R74 ima svojstva mutiranja oblika od točkastog oblika do linijskog. Parametar «deformacija» određuje oblik rastera. Vrijednost deformacije 1 određuje točkasti oblik rastera, dok padanjem vrijednosti prema nuli, uzrokuje linijski izgled rastera.
Izmjeren je opseg rasterskog elementa unutar rasterske ćelije i uspoređen sa opsegom konvencionalnog točkastog rasterskog elementa. Takodjer je ispitano proširenje rasterskog elementa u tisku, te uspoređeno sa elektroničkim rastriranjem.

Rasterski mutant r74

Rasterski mutant r74 u višestrukim deformacijama. Deformacija se može zadati i stohastičkim algoritmom. Vrijednosti parametra «deformacija» može biti od nule do jedan. U program za izbor slučajnih veličina može se dodati novi parametar raznolikosti. Može se stohastički zadati: kut, linijatura, i deformacija uz zadano zacrnjenje.

Matematička definicija je:
z=1-Abs[(Abs[x])-(x^2+y^2)]

Postscript definicija:

/deformacija 1 def % deformacija u r74 s vrijednostima od 0 do 1
/r74 {deformacija mul dup dup mul 3 2 roll dup mul add neg exch abs add abs} bind def

Slika 1. trodimenzionalan prikaz rasterskog elementa R74

Slika 2. dvodimenzionalno popunjavanje bez deformacije

Test program je:

20 2 translate /kor 10 def
/deformacija 1 def
/r74 {deformacija mul dup dup mul 3 2 roll dup mul add neg exch abs add abs
} bind def
/pokrivenost {gsave /tekst 3 string def /Helvetica findfont 10 scalefont setfont
5  5 95 { /x exch def 488 x 5.0 mul sub 25 moveto x tekst cvs show } for grestore } def
0 setgray
pokrivenost
clear
25 setlinewidth 0 14 translate
11{
/lin 3 def /kut 45 def
/sivo 0.05 def
-5 5 translate
lin kut {r74} bind setscreen
19 {sivo setgray 10 30 moveto 25 0 rlineto stroke
/sivo sivo 0.05 add def 
25 0 translate } repeat
/deformacija deformacija 0.1 sub  def
/Helvetica findfont
12 scalefont setfont 0 setgray
16 25 moveto kor tekst cvs show /kor kor 1 sub def
-470 19 translate  } repeat
showpage

Slika 3. prikaz test programa za R74 u Postscript okruženju

Slika 4 Pokrivenost R74 sa deformacijom 1 i pokrivenošću od 5% do 95%

Pojedininačni izgled R74 (kut 00) dat je na slici 5. za pokrivenost od 5% do 95%:

Slika 5. prikaz R74 s centriranim zacrnjenjem unutar rasterske ćelije  

Mjerenje opsega rasterskog mutanta R74

Opseg rasterskog elementa R74 kompariran je s opsegom konvencionalnog točkastog RE u tablici br.1.

Opseg je dat u jedinicama dužine rasterske čelije
Mjerenja opsega su izvedena s rezolucijom od 600 dpi na linijaturi od 5 lpi. Opseg je u realnom tisku povezan s dotgain-om. Slike 4 i 3 su izvedene s ripanjem (bit mapa) bez rasipanja koje će se pojaviti u tisku. 

Mjerenje dotgaina rasterskog mutanta R74 za digitalni tisak

Tablica br. 2 prikazuje razliku pokrivenosti površine kod mjerenja bit mapa i tiskanog materijala. Raster je otisnut digitalnim tiskom, zatim skeniran, te je ponovljeno mjerenje zacrnjenja na otisku.

Primjena rasterskog mutanta na vektorske oblike

Dano je nekoliko primjera upotrebe rastera R74 u dizajnu sa tipografskim oblicima.
U primjeru na slici 6. R74 je primjenjen na font koji sadrži piktograme. Na svaki tipografski znak primjenjen je raster kojemu je slučajnim odabirom zadan kut,  linijatura i boja, odn. razina sive. Deformacija rastera R74 postavljena je fiksno na 0,5.

Slika 6. primjena rastera R74 na tipografske oblike (piktograme) u vektorskoj grafici

Postscript rješenje:

12334 srand
/m{2 31 exp 1 sub} def
/rn { rand m div} def
/k1 {rn 360 mul} def
/l1 { rn 10 mul 5 add} def

/deformacija 0.5 def
/r74 {deformacija mul dup dup mul 3 2 roll dup mul add neg exch abs add abs} bind def

0 100 translate
/piktogram findfont 200 scalefont setfont
/Znakovi {       dup 16 (    ) cvrs 1 index 8 (    ) cvrs   2 index (    ) cvs ( ) dup 6 -1 roll 0 exch put} def
/b 0 def
67 1 72 {/y exch def
rn setgray
l1 k1 {r74} bind setscreen
b 50 moveto /b b 100 add def
y Znakovi
false charpath gsave 0 setgray stroke grestore fill } for

Na slici 7. prikazana je primjena rastera R74 na tipografske elemente u boji. Rasteru se mijenja linijatura i boja u RGB sustavu, a kut se zadaje slučajnim brojevima.

Slika 7. Primjena rastera R74 na tipografske oblike sa promjenom boje

Postscript rješenje:
/l 5 def
/k {rn 100 mul 20 add } def
5466778 srand
/m { 2 31 exp 1 sub } def
/rn {rand m div} def
/deformacija 1 def
/r74 {1 mul dup dup mul 3 2 roll dup mul add neg exch abs add abs} bind def
100 300 translate
1 setlinejoin
70 -20 1 {/b exch def /c b 60 div def
/l l 2 add def   /k k 20 add def
l k {r74} bind setscreen
0 0 moveto
/piktogram findfont 250  scalefont setfont (AF) false charpath  0 c 0.9 0 setcmykcolor b setlinewidth stroke} for

Zaključak

Novi rasterski oblik R74 svojom definicijom ujedinjuje svojstva točkastih i linijskih rastera.
U radu su objavljena mjerenja opsega i zacrnjenosti rastera, te njegova povećanja u sustavu dotgaina za digitalni tisak. Prednost ovog rasterskog oblika vidi se u području velikih zacrnjenja površine, gdje je izmjereni opseg rasterskog elementa unutar rasterske ćelije manji od konvencionalnog točkastog rastera, a shodno tome izmjereno je manje povećanje rasterskog elementa (dotgain). Na kraju, dana su dizajnerska rješenja u kojima je raster R74 primjenjen na tipografske elemente (piktograme) u vektorskoj grafici, te su priložena i njihova programska rješenja u Postscriptu. Raster je testiran sa parametrima linijature i kuta kojima su zadane pseudoslučajne vrijednosti.