Amplitudenmodulierte Raster

Periodisches Verfahren, autotypisch: Die Fläche wird in eine feste Zahl von Rasterzellen aufgeteilt (z. B. 60er-Raster: 60×60 Zellen pro cm²). Die Variation von Helligkeit und Farbeindruck erfolgt hauptsächlich über die Größe eines Punktes in dieser Zelle (die Amplitude). Mit der Größe der Punkte ändert sich auch deren Form, z. B. von einem positiven Kreispunkt über die Tonnenform bis zu einem Quadrat („Kreuzlage“, Tonwert 50 %), darüber kehrt sich die Form als Negativpunkte um, bis eine völlige Deckung (Vollton) erreicht ist. Durch elliptisch-kettenförmige statt kreisförmig-quadratische Rasterstrukturen wird der schlagartige Punktschluss bei 50 % auf zwei auseinander liegende Tonwerte (beispielsweise 40 % und 60 %) verteilt, sodass die Tonwertsprünge und -abrisse bei Punktschluss gedämpft werden. Eine weitere Möglichkeit der Dämpfung ist das Herauslösen einzelner Pixel aus dem Rasterpunkt, um sie an anderer Stelle zu platzieren (Dithering). Hierzu muss auch die Umgebung des Rasterpunktes in die Berechnung einbezogen werden (Superzelle).

Die Abbildung rechts zeigt zwei Beispiele mit anderen Punktformen. Das Halbtonbild oben wird in Quadrate zerlegt, deren Größe sich am Grauwert orientiert. Der Rasterwinkel, das ist die Richtung der kleinsten Abstände der Quadrate relativ zur Leserichtung, beträgt im oberen Teilbild 0°. Ein Rasterwinkel von 45° liefert im Allgemeinen ansprechendere Ergebnisse, siehe Teilbild darunter.

Damit sich aus vier oder mehr Farben gedruckte Bilder erzeugen lassen, sind die einzelnen Farbauszüge (Farbseparationen) in verschiedenen Rasterwinkeln zueinander angeordnet (siehe oben). Dadurch bilden die Rasterpunkte im Zusammenwirken ein so genanntes Rosettenmuster, das bei groben Rastern störend wirken kann und bei Überlagerung mit ebenfalls periodisch strukturierten Bildmotiven (etwa bei Textilstoffen) zu einer Verstärkung führt. Dieser zeigt sich in einem störenden Interferenzmuster (Moiré). Deshalb werden AM-Raster bei problematischen Motiven durch frequenzmodulierte Raster ersetzt.

Frequenzmodulierte Raster

Nichtperiodisches Verfahren

Die Fläche wird in Punkte gleichen Flächeninhalts aufgeteilt. Die Variation von Helligkeit und Farbeindruck erfolgt über die Anzahl der Punkte in der Fläche (die Frequenz). Um Musterbildung (Moirés) zu vermeiden, werden die Punkte stochastisch angeordnet, siehe Teilbild unten rechts. Diese Rastertechnik ermöglicht darüber hinaus eine größere Feinheit der Auflösung und dadurch genauere Korrektur des Tonwertzuwachses, wodurch der Farbraum im Offsetdruck um circa sieben Prozent erweitert werden kann. Außerdem kann die Farbmenge bei gleicher Farbwirkung reduziert werden, was Vorteile beim Trocknungsvorgang und beim Farbverbrauch mit sich bringt.

Frequenzmodulierte Raster 1. Ordnung

Diese Technologie hat sich erst mit der Einführung der Computer-to-plate-Technik, also der Direktbebilderung des digitalen Datenbestandes auf die Offsetdruckplatte, in der Praxis durchgesetzt. Vorher war aufgrund der Feinheit der Rasterpunkte (zwischen 10 und 30 Mikrometer) eine Übertragung vom Film auf die Druckplatte nicht zuverlässig möglich. Außerdem konnten die RIP-Rechner den erhöhten Rechenaufwand noch nicht in einem wirtschaftlichen Zeitrahmen bewältigen. FM-Raster 1. Ordnung sind durch eine absolut chaotische, also zu 100 Prozent stochastische (zufällige) Verteilung der Rasterelemente gekennzeichnet. Dadurch kann es zu ungewollten Schwankungen (Häufungen oder Ausfälle) kommen, die im Bild die Homogenität stören können.

Frequenzmodulierte Raster 2. Ordnung

Diese neuere FM-Raster-Generation nutzt wieder mehr Ordnung in der Rasterstruktur. Hier übernimmt die Anordnung der Rasterelemente nicht mehr ein Zufallsgenerator, vielmehr ist die Struktur mit der Verteilung des Silberkorns in fotografischen Aufnahmen vergleichbar. Durch ihre strukturelle Nähe zur Fotografie werden diese FM-Raster zunehmend eingesetzt, um fotografische Halbtöne im Druck umzusetzen.

Crossmodulierte Raster

Hybridraster: Diese Rasterverfahren vereinigen in sich Methoden der AM- und FM-Rasterung. Sie haben ihren Ursprung im Flexodruckverfahren, bei dessen fotopolymeren Hochdruckformen frei stehende AM-Rasterpunkte in den hellen Tonwerten (Lichtern) nicht beliebig klein gestaltet werden können, ohne wegzubrechen. Deshalb wird dort eine bestimmte Rasterpunktgröße nicht unterschritten und dafür die Anzahl der Rasterpunkte in den Lichtern verringert (ausgedünnt). Diese Methode stellt einen stufenlosen Übergang von der AM-Rasterung (überwiegend in den Mitteltönen) zur FM-Rasterung (in Lichtern und Tiefen) dar und wurde inzwischen auch für den Offsetdruck adaptiert.

Eine andere Methode besteht darin, in allen Tonwertbereichen Rasterpunkte gleicher Größe und Form (die sich an der Form eines 50 %-AM-Rasterpunktes orientiert) in stochastisch ermittelten Positionen und mit zunehmender Häufigkeit zu platzieren. Die Helligkeitsabstufungen ergeben sich dann von der Ausdünnung bis zur vollständigen Überlappung. In der Offsetdruckpraxis sind Lösungen zu finden, die sich zwischen diesen beiden extremen Methoden bewegen, so dass auch die Rasterpunktform gezielt verändert wird.

Die Fehlerdiffusion, eine Mischung aus letzterer Methode und Dithering, kommt bei Tintenstrahldruckern zur Anwendung. Ihnen ist es nicht möglich, Druckpunkte mit verschiedenen Kreisdurchmessern zu erzeugen; sie sind technologiebedingt nur in der Lage, zwar winzig kleine, aber immer nur gleich große Druckpunkte zu setzen. Daher ordnen sie auch nicht verschieden große Druckpunkte in einem geordneten Raster an, sondern verteilen gleich große Druckpunkte nach dem Zufallsprinzip auf dem zu bedruckenden Medium. Anmerkung: Einige Tintenstrahler sind in der Lage, unterschiedlich große Tintentropfen und somit Druckpunkte mit verschiedenen Kreisdurchmessern zu drucken. Beispielsweise können Epson-Drucker dank Piezo-Technologie 2–8 Pikoliter große Tintentropfen über die Düse ausgeben. Der Piezo-Kristall steuert die Menge der Tintenflüssigkeit, die in die Druckkammer einfließt. Je größer die Tintenmenge, desto größer der Tintentropfen.

Tiefdruckraster

Wegen der Topografie der Druckform verlangt das Tiefdruckverfahren einige Kompromisse in der Rastertechnologie. Grundsätzlich weist eine Tiefdruckform (bestehend aus einem Kupferzylinder mit verchromter Oberfläche) als Rasterelemente so genannte Näpfchen oder Zellen auf. Sie werden mit dünnflüssiger Farbe gefüllt und entleeren sich im direkten Kontakt mit dem Papier. Um ein flüssigkeitsdichtes Näpfchen zu bilden, muss eine vollständig geschlossene Wandung (Stege) aufgebaut werden. Aus diesem Grund ist auch die Schrift im Tiefdruck gerastert, was in allen anderen Druckverfahren ein „Kunstfehler“ wäre. Die Modulation, d. h. die Steuerung der Farbmenge, erfolgt über die Variation des Näpfchenvolumens. Hierfür stehen drei klassische Methoden zur Auswahl:

flächenvariable Volumenänderung (amplitudenmoduliert, autotypisch)

Bei gleich bleibender Näpfchentiefe ändert sich nur das Steg-Näpfchen-Verhältnis, d. h. bei breiteren Stegen werden die Näpfchen schmaler. Wegen der Kapillarität in den Lichtern ist dieses Methode industriell nicht sinnvoll.

tiefenvariable Volumenänderung (amplitudenmoduliert, autotypisch)

Bei gleich bleibendem Steg-Näpfchen-Verhältnis ändert sich nur die Näpfchentiefe. Dies ist verbunden mit einem Absinken des U-förmigen Näpfchenbodens (Kalottenform) bei Ausbildung steiler Seitenwände, wodurch sich das Entleerungsverhalten der Näpfchen ändern kann (Restfarbvolumen bleibt zurück).

flächentiefenvariable Volumenänderung (amplitudenmoduliert, halbautotypisch)

Es ändern sich sowohl Näpfchentiefe als auch Steg-Näpfchen-Verhältnis: In den Lichtern schmale, flache Näpfchen, in den Tiefen breite, tiefe Näpfchen. Auf Grund der Druckformbelichtung mit Laser und anschließender Ätzung (Think-Verfahren) oder vor allem der Lasergravur (Verfahren von Dätwyler und Hell) ist es heute möglich, die auf amplitudenmodulierte Strukturen beschränkte mechanische Gravur (Stichelgravur) zu ersetzen. Damit stehen zugleich drei neue Modulationsmethoden zur Verfügung:

kantenoptimierte flächentiefenvariable Volumenänderung (amplitudenmoduliert, halbautotypisch)

Die zu Näpfchen aufgelösten Kanten von Bildern, Linien und Schrift erhalten begradigte Stege, die der Motivstruktur folgen.

frequenzmodulierte flächentiefenvariable Volumenänderung

Es können nahezu beliebige FM-Raster graviert werden.

crossmodulierte flächentiefenvariable Volumenänderung

stufenloser Übergang zur Näpfchenausdünnung in den Lichtern und Tiefen.

In der Praxis werden die drei letztgenannten Methoden kombiniert.