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Il y a certaines choses que les appareils informatiques peuvent faire qui semblent un peu miraculeuses lorsque vous commencez à examiner leur fonctionnement. L'une d'entre elles consiste à imprimer des images en couleurs finement détaillées. Une imprimante à jet d'encre moderne sera généralement équipée de seulement trois teintes primaires, plus le noir, et peut-être quelques couleurs secondaires basées sur les couleurs primaires.

Pourtant, cet ensemble limité de blocs de construction peut être utilisé pour créer une palette de couleurs presque infinie. Un certain nombre de processus sont utilisés pour y parvenir, mais le principal s'appelle le dithering, et dans cette fonctionnalité, nous expliquerons exactement comment cela fonctionne.

Le processus de base du tramage consiste à approximer un gradient de couleur continu en utilisant la présence ou l'absence de couleur avec une seule intensité. Pour un tramage monochromatique, les points sont soit blancs, soit noirs. Pour le tramage des couleurs, les points seront les couleurs primaires disponibles, mélangées dans la proportion appropriée pour la nuance souhaitée. Le placement intelligent des points imitent la densité de couleur de l'image continue.

L'œil humain verra toujours l'image colorée en continu même si les points sont visibles, car le cerveau est câblé pour combler les lacunes, de la même manière que nous percevons le mouvement continu d'un film composé de 24 images fixes par seconde, ou à partir d'une image télévisée qui n'est rafraîchie que tous les 25 secondes. Avec les impressions modernes, vous devrez regarder de près pour repérer les effets du tramage, s'il est visible du tout.

Un pixel sur un écran couleur n'aura que trois choix de couleurs, rouge, vert et bleu, et ceux-ci seront combinés pour créer d'autres couleurs. La couleur est additive, de sorte que les longueurs d'onde de la lumière se mélangent pour créer différentes teintes et seront blanches si les trois nuances primaires sont mélangées à pleine intensité.

L'impression, en revanche, est soustractive, de sorte que les pigments absorbent certaines longueurs d'onde de la lumière, et les combiner signifie qu'une plus large gamme de longueurs d'onde est absorbée. C'est pourquoi l'impression tourne autour du cyan, du magenta et du jaune, et pourquoi le noir sera créé si les trois sont mélangés à pleine intensité. Malgré cela, il existe généralement une quatrième cartouche noire pour garantir une impression noire aussi pure que possible.

Cependant, avec un écran, chaque pixel de couleur aura plusieurs niveaux d'intensité disponibles, généralement 256 pour un affichage 8 bits. Ainsi, les combinaisons d'intensité de chaque couleur primaire peuvent vous donner des millions de couleurs – 16 777 216 pour un affichage 8 bits. À l'origine, une imprimante telle qu'une imprimante à jet d'encre ne pouvait placer des points d'encre que de manière binaire - soit vous aviez un point, soit vous n'en aviez pas.

Cependant, au cours des deux dernières décennies, la technologie s'est développée pour faire varier la densité en superposant plusieurs points. En 1994, PhotoREt de HP a introduit la possibilité de déposer quatre gouttes d'encre par point, donnant 48 couleurs. PhotoREt II a augmenté ce nombre à 16, permettant 650 couleurs différentes, et à la fin de 1999, PhotoREt III pouvait produire jusqu'à 29 gouttes d'encre à 5 pl chacune, ce qui signifiait qu'il pouvait produire plus de 3 500 couleurs par point. Le dernier PhotoREt IV utilise six couleurs d'encre et jusqu'à 32 points pour produire plus de 1,2 million de nuances différentes.

C'est encore loin des 16,7 millions de couleurs d'un écran, donc la fréquence des points devra toujours être utilisée pour imiter toute la gamme d'intensité d'une couleur primaire, avec des couleurs non primaires dérivées en mélangeant les intensités des couleurs primaires . Les algorithmes de tramage du logiciel du processeur d'image raster (RIP) de l'imprimante calculent le nombre et la disposition des points qui seront nécessaires pour créer l'intensité de couleur spécifiée. Il existe de nombreuses méthodes utilisées pour disposer ces points, de sorte que les graduations subtiles des tons soient préservées autant que possible.

L'agencement le plus simple pour ces points est un tramage de motifs, où différents motifs fixes sont utilisés pour chaque valeur de pixel, correspondant aux 256 niveaux d'une valeur de couleur de 8 bits. Une matrice 4 x 4 ou 8 x 8 sera généralement utilisée, et un certain nombre d'options de motifs sont disponibles, notamment la demi-teinte, Bayer et void-and-cluster.

Un système plus complexe s'appelle la diffusion d'erreurs. Dans sa forme la plus simple, lorsqu'un pixel peut être activé ou désactivé, la différence entre la valeur d'intensité réelle et l'état plein est transmise au pixel suivant en tant que valeur d'erreur, jusqu'à ce que la valeur globale soit suffisante pour un état plein. Puis le processus recommence. Cependant, ce système entraîne une perte considérable de détails et des motifs inhabituels.

Heureusement, il existe de nombreuses variantes plus sophistiquées de diffusion d'erreurs. Floyd & Steinberg est l'un des plus anciens et des plus utilisés. Dans ce système, l'erreur décrite ci-dessus est répartie sur quatre pixels voisins au lieu d'un seul, chacun recevant une proportion pondérée. Cela permet un tramage beaucoup plus clair et plus uniforme.

Cependant, il a une surcharge de traitement car des calculs en virgule flottante seront nécessaires. Il existe donc de nombreux autres algorithmes de tramage qui sacrifient la qualité fine de Floyd & Steinberg pour une meilleure vitesse de traitement, tels que Stucki, Burkes et Sierra Filter Lite. Le pilote d'imprimante peut varier entre ceux-ci en fonction du type d'encre et de papier, ou même donner à l'utilisateur la possibilité de choisir.

Les jets d'encre introduisent des complications supplémentaires dans le processus de tramage. Pour commencer, la plupart des jets d'encre utilisent plusieurs passes, qui sont souvent bidirectionnelles. Cela peut entraîner un désalignement entre les rangées de points, ce qui réduit la précision du motif de tramage et peut entraîner des bandes. La taille des gouttes peut également varier pour différentes couleurs, ce qui nécessitera l'utilisation d'algorithmes ajustés. Il y aura également une réduction de la qualité s'il y a des buses bloquées.

Les imprimantes photo qui ont des versions secondaires plus claires des couleurs primaires peuvent les utiliser pour fournir un tramage plus subtil. Ceux-ci ajoutent du magenta clair et du cyan clair. Comme mentionné ci-dessus, PhotoREt IV de HP utilise six couleurs au lieu de quatre. Cependant, à mesure que les jets d'encre deviennent capables de produire des points plus petits et de les empiler pour varier l'intensité comme avec PhotoREt, le besoin de teintes secondaires sera réduit. Le problème des passages multiples est également surmonté par la technologie PageWide de HP, qui imprime une largeur de page entière en un seul passage.

Il faut beaucoup plus de sophistication pour produire de superbes impressions qu'une image sur un écran de moniteur. Un jet d'encre doit utiliser toute une gamme de technologies pour fournir la gamme complète de couleurs et produire des gradations douces entre elles sur toute la page. Mais ces technologies fonctionnent très bien, permettant aux jets d'encre modernes de créer des impressions qui ne montrent aucun signe de la technologie intelligente qui est entrée dans leur production.

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