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Die Erfindung betrifft das vierfarbige Halbtondrucken und bezieht sich insbesondere auf
ein Druckverfahren, wobei der Zweifarben-Moireeffekt verringert ist.
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Im Vierfarbendruck (Cyanblau, Magentarot, Gelb, Schwarz) unterscheiden sich die
Achsen der cyanblauen-, magentaroten- und schwarzen Halbtonbilder bzw.
Separationen um 30 Grad (15, 45 und 75 Grad) voneinander, und für die gelbe Farbe wird ein
hexagonales Halbtonbild mit Winkeln zwischen den Achsen von 0, +60 und -60 Grad
verwendet, um das Moiremuster zu überlagern, das im Stand der Technik durch die
gelbe Farbtönung erzeugt wird.
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Im typischen herkömmlichen Vierfarbendrucken werden vier quadratische
Halbtonbilder bzw. Farbseparationen erzeugt, die jeweils Winkel von 0, 15, 45 und 75 Grad
aufweisen. Typischerweise unterscheiden sich die drei dominierenden Färbungen
(Cyanblau, Magentarot und Schwarz) um 30 Grad voneinander, was den optimalen
Unterschied zur Erreichung eines minimalen Moireeffekts darstellt, und die letzte Farbe (das
am wenigstens sichtbare Gelb) wird auf 0 Grad festgelegt. Dies ergibt typischerweise
einen Winkel von 15 Grad zwischen der gelben Farbe und den anderen Farben,
üblicherweise Cyanblau und Magentarot. Es sei hierbei auf US-A-3 742 125 verwiesen.
Dies ergibt in den meisten Fällen ein gutes Druckergebnis, da der Farb-Moireeffekt
(Wiederholungsmuster in eigentlich vollständig farbgefüllten Bereichen), der durch
ungenaue Ausrichtung der verschiedenen Halbtonpunkte beim Drucken erzeugt wird,
minimal ist; in Fällen, in denen eine hohe Druckqualität erforderlich ist, zeigt eine
genaue Betrachtung allerdings, dass die auf Null Grad festgelegte gelbe Farbe sich mit
dem 15 Grad entfernten Cyanblau und Magentarot überlagert, um eine beobachtbare
Moirestruktur mit geringer räumlicher Frequenz zu erzeugen. Diese Zweifarben-
Moiremuster sind dann in rosa, orangen, braunen und grünen Bereichen am stärksten
sichtbar. Ferner ist das gelbe Bild um 45 Grad von dem schwarzen Bild entfernt und
unter diesem Winkel kann ebenfalls ein Moiremuster erzeugt werden. Es wird daher ein
Verfahren benötigt, um dieses Zweifarben-Moiremuster aufzubrechen, um die Qualität
von Vierfarben-Halbtonbildern zu verbessern.
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Die Achsen der Bildbereiche bzw. Separationen werden durch Verbindungslinien
zwischen jedem Punkt und seinem nächsten Nachbam bestimmt. Der Bildwinkel einer
Bildbereichsachse wird bezüglich zur Horizontalen gemessen.
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Es gibt daher einen Bedarf für ein Druckverfahren, das die oben genannten
unerwünschten Wirkungen vermeidet.
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Die vorliegende Erfindung liefert einen Prozess zum Drucken eines in einem Speicher
gespeicherten Bildes auf ein Medium, wobei jedes Bild mehrere Pixel und jedes Pixel
vier Farben aufweist, wobei jede Farbe durch eine Zahl, die die Dichte einer einzelnen
Farbe dieses Pixels beschreibt, definiert ist, und einen die Position des Pixels in dem
Bild beschreibenden X- und Y-Wert umfasst, wobei das gesamte Bild in jeder Farbe
gedruckt wird, bevor die nächste Farbe an der Reihe ist; wobei das Verfahren die
Schritte aufweist: Erzeugen eines Halbton-Referenzpegels aus den X- und Y-Werten
jedes zu druckenden Pixels, Vergleichen der Dichtezahl mit dem
Halbton-Referenzpegel, um ein Ausgabebit zu erzeugen, und Verwenden des Druckers, in Reaktion auf
das Ausgabebit, um ein Pixel auf das Medium zu drucken, wobei für drei Farben des
Bildes die Halbton-Referenzpegel Werte sind, die notwendig sind, um ein
Halbtonteilbild zu erzeugen, das zwei Achsen mit einem rechten Winkel zueinander für jede Farbe
besitzt, wobei jede der resultierenden sechs Achsen um 30 Grad von ihren nächsten
Nachbarn verschieden ist und wobei für die vierte Farbe des Bildes die Halbton-
Referenzpegel Werte sind, die notwendig sind, um ein Halbtonteilbild zu erzeugen, das
drei Achsen mit jeweils Winkeln von 60 Grad zueinander besitzt, wobei jede der
resultierenden drei Achsen um 15 Grad von der nächsten der besagten sechs Achsen der
besagten drei Farben getrennt ist.
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In diesem Falle sind die drei dominierenden Farben auf Winkel von 15, 45 und 75 Grad
festgelegt, während die gelbe Farbe als Halbtonmuster mit einem hexagonalen Muster
dargestellt wird, das Winkel 0, +60 und +60 Grad ergibt. Somit befindet sich die gelbe
Farbe an ungeraden Winkeln und Frequenzen bezüglich zu den anderen drei Farben,
und der Zweifarben-Moireeffekt wird verringert.
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Das vorgeschlagene Verfahren, um diese Farben-Moiremuster aufzubrechen, besteht
darin, den gewöhnlichen 0-Grad-Gelbbildanteil bzw. Gelbseparation mit einem nicht
quadratischen periodischen Bildbereich, beispielsweise einem hexagonalen
Gelbbildbereich, zu ersetzen. Sowohl in digitalen wie auch in optischen Halbtonverfahren sind
die Bildpunkte normalerweise quadratisch. Das heißt, die Punkte sind in einem Gitter
mit zwei zueinander senkrechten Achsen angeordnet. Jeder Punkt ist von vier
Nachbarpunkte mit gleichem Abstand umgeben, wodurch sich zwei Achsen und eine
vierfache Symmetrie ergibt. Der Bildbereichwinkel wird von der Horizontalen zur am
nächsten gelegenen Achse gemessen. Zum Vergleich, in einem hexagonalen Bildbereich ist
jeder Punkt von sechs Nachbarpunkten mit gleichem Abstand umgeben, wodurch drei
um 60 Grad zueinander gedrehte Achsen und eine sechsfache Symmetrie entstehen.
Die Punkte sind stärker in dreieckigen Gruppierungen angehäuft.
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Die Verwendung eines hexagonalen Bildbereichs für die gelbe Farbe hat zur Folge,
dass die gelbe Farbe für jeden der anderen Bildbereiche unter dem gleichen Winkel
erscheint. Da die neuen gelben Punktachsen sich nunmehr um 15 Grad von jeder der
anderen Farben unterscheiden, sind die gelben Punkte dichter gepackt und
offensichtlich weniger dem Moireeffekt unterworfen. Der Moireeffekt wird nicht vermieden, es
werden tatsächlich neue Moirekomponenten eingeführt, die resultierenden Moiremuster
sind jedoch weniger sichtbar. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass der 45-Grad-
Winkel der schwarzen Farbe vermieden wird.
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Wenn das herkömmliche Magentarot-, Cyanblau- und Schwarz-Schema von 15, 75
und 45 Grad beibehalten wird, kann das hexagonale Gelb entweder mit einer Achse
von 0 oder von 90 Grad eingeführt werden. Dieses Schema ist auch möglich, wenn
Magentarot, Cyanblau oder Schwarz untereinander ausgetauscht werden, und auch,
wenn die gesamte Bildbereichsanordnung zusammen um einen beliebigen Winkel
gedreht wird.
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In tatsächlichen Druckausgaben ist die Verbesserung des Zweifarben-Moireeffekts am
deutlichsten in den roten und grünen Bereichen sichtbar und zu einem geringeren
Anteil in fleischfarbenen Farben und in den drei- und viermal durchgelaufenen schwarzen
Bereichen.
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Im Folgenden werden anhand von Beispielen Ausführungsformen der Erfindung
beschrieben, wobei Bezug auf die begleitenden Zeichnungen genommen wird. Es zeigen:
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Fig. 1 eine Blockdarstellung eines Farbdrucksystems;
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Fig. 2 ein Beispiel einer einfachen quadratischen Halbtonzelle mit Achsen bei 0 und 90
Grad mit einem einzelnen Punkt (die Schwellwertzahlen in der Matrix bilden die
Einschalt-Sequenz);
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Fig. 3 ein Beispiel einer quadratischen Zelle mit vier Punkten und mit Achsen bei 0 und
90 Grad;
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Fig. 4 ein Beispiel einer nicht quadratischen Zelle;
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Fig. 5 eine 8 · 7-Pixel-Halbtonzelle mit vier Punkten und Winkeln von 0, +60 und -60
Grad;
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Fig. 6 eine 14 · 8-Pixel-Halbtonzelle mit vier Punkten und Winkeln von 0, +60 und -60
Grad;
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Fig. 7 eine 28 · 8-Pixel-Halbtonzelle mit vier Punkten und Winkeln von 90, +30 und -30
Grad;
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Fig. 8 eine 10 · 6-Pixel-Halbtonzelle mit vier Punkten und Winkeln von 90, +30 und -30
Grad; und
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Fig. 9 eine 21 · 6-Pixel-Halbtonzelle mit vier Punkten und Winkeln von 90, +30 und -30
Grad.
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Fig. 1 ist eine vereinfachte Blockdarstellung eines typischen Farbdrucksystems. Die
CPU 11 eines Computers 10 kann Grafiken oder Hintergründe erzeugen, die in Farbe
zu drucken sind, und lädt diese in einen Seiten- oder Bandpuffer 12. Alternativ erzeugt
ein Scanner 13 die Bilddaten. Die gespeicherten Daten liegen in Form von Pixeln vor
und setzen sich aus mehreren Farben zusammen. Beispielsweise können vier Farben
vorhanden sein. Jede Farbkomponente jedes Pixels besitzt eine Anzahl von Bits.
Beispielsweise können acht Bits pro Pixel für jede Farbe vorhanden sein. Diese Bitzahl
wird verwendet, um die Dichte der damit verknüpften Farbtönungen zu beschreiben.
Eine Dichte von 0000 0000 ist somit weiß, während 1111 1111 die dichteste Farbe ist,
die die Farbtönung erzeugen kann. Um das Bild zu drucken, wird das gesamte Bild
jeweils in einer Farbe gedruckt. Das heißt, ein Farbbereich wird in den Drucker 17
eingeladen und dieser tastet das gesamte Bild ab, bevor mit dem nächsten Farbbereich
begonnen wird.
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Die Umwandlung der Daten aus dem Bandpuffer in Halbtonpunkte auf dem Drucker
wird mittels des Halbtongenerators 14 erreicht. Zu jeder Zeit wird die x/y-Position des
momentanen Pixels dem Referenzgenerator 16, der als eine Nachschlagtabelle oder
ähnliches implementiert sein kann, zugeführt und es wird ein digitaler Wert erzeugt. Ein
einfaches Beispiel für die Schwellenwerte, die den x/y-Werten entsprechen, ist in Fig. 2
gezeigt. Der Komparator vergleicht den Referenzwert und den vom Computer 10
empfangenen digitalen Wert und erzeugt eine "1" oder eine "0", die der Drucker
wiederum verwendet, um ein Pixel der aktuellen Farbe entweder zu drucken oder nicht zu
drucken. Bei Verwendung des Musters aus Fig. 2 und bei Vorgabe identischer Muster
über- und unterhalb des gezeigten Musters ist es offensichtlich, dass die sichtbaren
Achsen, die sich bei der Verbindung der Punkte ergeben, bei 0 Grad und 90 Grad
liegen.
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Zellen mit mehreren Zentren werden ebenfalls verwendet. Fig. 3 ist ein Halbtonmuster,
das vier Zentren oder Punkte bei Winkeln unter 0 und 90 Grad in sich selbst erzeugt.
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Wie zuvor erläutert wurde, werden für Vierfarbensysteme neben dem 0-Grad-Winkel
auch Winkel von 15, 45 und 75 Grad benötigt. Fig. 4, die detailliert im Holladay-Patent
beschrieben ist, ist ein Beispiel, wie Achsen unter diversen Winkeln erzeugt werden
können.
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Diese Erfindung ist eine spezielle Kombination dreier dieser Muster gemäß dem Stand
der Technik für die drei dominierenden Farben und eines neuen Musters für die gelbe
Farbe mit vier Zentren und drei Winkeln von 0, +60 und -60 Grad. Ein Beispiel dieses
neuen Punktmusters, wenn es in der Terminologie von Holladay beschrieben wird,
besteht aus 46 Pegeln in einer rechtwinkligen Anordnung mit 8 · 7 Pixel mit der folgenden
Einschaltsequenz:
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55, 43, 20, 49, 53, 41, 18, 51,
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19, 32, 36, 30, 17, 33, 35, 29,
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3, 11, 40, 21, 1, 9, 38, 23,
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7, 15, 48, 25, 5, 13, 46, 27,
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34, 52, 56, 44, 31, 50, 54, 42,
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39, 24, 4, 12, 37, 22, 2, 10,
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47, 28, 8, 16, 45, 26, 6, 14.
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Dies ergibt ein hexagonales Punktmuster mit dem in Fig. 5 gezeigten
Einschaltsequenzmuster. Hier sind die ersten 28 Pegel in der Einschaltsequenz hervorgehoben.
Das Ergebnis ist ein Bildbereich, in dem das am stärksten sichtbare
Wiederholungsmuster Winkel von 0 Grad und ±60 Grad und eine Frequenz von 3, 4 Zeilen/mm (86,2
Zeilen/Inch) besitzt, wenn eine Auflösung von 12 Pixel/mm (300 Pixel/Inch) verwendet
wird.
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Ein Punktmuster nach Holladay für ein 12 · 12 Pixel/mm-Muster (300 · 600 Pixel/Inch)
besteht aus 112 Pegeln in einer rechtwinkligen Anordnung von 14 Pixel mal 8 Pixel mit
der folgenden Einschaltsequenz:
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18, 54, 76, 72, 68, 44, 24, 20, 56, 74, 70, 66, 42, 22,
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110, 102, 82, 80, 60, 88, 108, 112, 104, 84, 78, 58, 86, 106,
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98, 90, 37, 25, 29, 49, 96, 100, 92, 39, 27, 31, 51, 94,
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61, 33, 9, 1, 5, 13, 45, 63, 35, 11, 3, 7, 15, 47,
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69, 65, 41, 21, 17, 53, 75, 71, 67, 43, 23, 19, 55, 73,
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77, 57, 105, 109, 101, 85, 81, 79, 59, 107, 111, 103, 87, 83,
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30, 50, 93, 97, 89, 40, 28, 32, 52, 95, 99, 91, 38, 26,
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6, 14, 46, 64, 36, 12, 4, 8, 16, 48, 62, 34, 10, 2.
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Dies ergibt ein hexagonales Punktmuster mit dem in Fig. 6 gezeigten
Einschaltsequenzmuster. Die ersten 56 Pegel in dieser Einschaltsequenz sind hervorgehoben.
Das Ergebnis ist ein Bildbereich, in dem das am besten sichtbare
Wiederholungsmuster Winkel von 0 Grad und ±60 Grad und eine Frequenz von 3,4 Zeilen/mm (86,2
Zeilen/Inch) besitzt, wenn eine Auflösung von 12 · 24 Pixel/mm (300 · 600 Pixel/Inch)
verwendet wird.
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Ein Punktmuster gemäß Holladay mit 12 · 84 Pixel/mm (300 · 1200 Pixel/Inch) beim
digitalen Drucken besteht aus 224 Pegeln in einer rechtwinkligen Anordnung mit 28 Pixel
mal 8 Pixel mit der folgenden Einschaltsequenz:
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129, 159, 163, 151, 140, 124, 100, 84, 60, 36, 44, 72, 88, 108, 128, 168, 156, 148,
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133, 117, 93, 77, 53, 29, 45, 73, 89, 109,
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61, 101, 171, 179, 187, 195, 203, 211, 219, 223, 215, 207, 199, 191, 183, 175, 143,
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113, 65, 49, 25, 17, 9, 1, 5, 13, 21, 37,
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125, 165, 153, 145, 134, 118, 94, 78, 54, 30, 46, 74, 90, 110, 130, 160, 164, 152, 137,
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121, 97, 81, 57, 33, 41, 69, 85, 105,
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184, 176, 144, 114, 66, 50, 26, 18, 10, 2, 6, 14, 22, 38, 62, 102, 172, 180, 188, 196,
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204, 212, 220, 224, 216, 208, 200, 192,
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131, 157, 161, 149, 138, 122, 98, 82, 58, 34, 42, 70, 86, 106, 126, 166, 154, 146, 135,
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119, 95, 79, 55, 31, 47, 75, 91, 111,
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63, 103, 169, 177, 185, 193, 201, 209, 217, 221, 213, 205, 197, 189, 181, 173, 141,
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115, 67, 51, 27, 19, 11, 3, 7, 15, 23, 39,
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127, 167, 155, 147, 136, 120, 96, 80, 56, 32, 48, 76, 92, 112, 132, 158, 162, 150, 139,
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123, 99, 83, 59, 35, 43, 71, 87, 107,
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182, 174, 142, 116, 68, 52, 28, 20, 12, 4, 8, 16, 24, 40, 64, 104, 170, 178, 186, 194, 202,
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210, 218, 222, 214, 206, 198, 190.
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Dies erzeugt ein hexagonales Punktmuster mit dem in Fig. 7 gezeigten
Einschaltsequenzmuster. Die ersten 112 Pegel in der Einschaltsequenz sind hervorgehoben. Das
Ergebnis ist ein Bildbereich, in dem das am besten sichtbare Wiederholungsmuster
Winkel von 90 Grad und ±30 Grad und eine Frequenz von 3,4 Zeilen/mm (86,2
Zeilen/Inch) besitzt, wenn eine Auflösung von 12 · 48 Pixel/mm (300 · 1200 Pixel/Inch)
verwendet wird.
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Ein weiteres für digitales Drucken mit 12 · 24 Pixel/mm (300 · 600 Pixel/Inch) geeignetes
Punktmuster besteht aus 60 Pegeln in einem Rechteck aus 10 · 6 Pixel mit der
folgenden Einschaltsequenz:
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59, 51, 34, 10, 2, 6, 18, 38, 47, 55,
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7, 19, 39, 48, 56, 60, 52, 35, 11, 3,
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24, 28, 42, 30, 14, 22, 26, 44, 32, 16,
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57, 49, 36, 12, 4, 8, 20, 40, 45, 53,
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5, 17, 37, 46, 54, 58, 50, 33, 9, 1,
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21, 25, 43, 31, 15, 23, 27, 41, 29, 13.
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Dies erzeugt ein hexagonales Punktmuster mit dem in Fig. 8 gezeigten
Einschaltsequenzmuster. Die ersten 30 Pegel in der Einschaltsequenz sind hervorgehoben. Das
Ergebnis ist ein Bildbereich, in dem das am besten sichtbare Wiederholungsmuster
Winkel von 90 Grad und ±30 Grad und eine Frequenz von 117,7 Zeilen pro 2,5 cm
besitzt, wenn eine Auflösung von 300 · 600 Pixel pro 2,5 cm verwendet wird.
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Ein weiteres, für digitales Drucken mit 12 · 48 Pixel/mm (300 · 1200 Pixel/Inch)
geeignetes Punktmuster besteht aus 126 Pegeln in einem Rechteck von 21 Pixel mal 6 Pixel
mit der folgenden Einschaltsequenz:
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121, 113, 105, 97, 89, 82, 55, 27, 19, 11, 3, 7, 15, 23, 47, 85, 93, 101, 109, 117, 125,
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4, 8, 16, 24, 48, 86, 94, 102, 110, 118, 126, 122, 114, 106, 98, 90, 76, 56, 28, 20, 12,
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32, 36, 44, 60, 68, 77, 69, 61, 49, 37, 29, 33, 41, 57, 65, 73, 80, 72, 64, 52, 40,
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119, 111, 103, 95, 87, 81, 53, 25, 17, 9, 1, 5, 13, 21, 45, 83, 91, 99, 107, 115, 123,
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6, 14, 22, 46, 74, 84, 92, 100, 108, 116, 124, 120, 112, 104, 96, 88, 54, 26, 18, 10, 2,
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34, 42, 58, 66, 79, 75, 71, 63, 51, 39, 31, 35, 43, 59, 67, 78, 70, 62, 50, 38, 30.
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Dies erzeugt ein hexagonales Punktmuster mit dem in Fig. 9 gezeigten
Einschaltsequenzmuster. In dieser Figur sind die ersten 61 Pegel in der Einschaltsequenz
hervorgehoben. Das Ergebnis ist ein Bildbereich, in dem das am besten sichtbare
Wiederholungsmuster Winkel von 90, +30 und -30 Grad und eine Frequenz von 4, 5
Punkten/mm (114,9 Punkte/Inch) besitzt, wenn eine Auflösung von 12 · 48 Pixel/mm
(300 · 1200 Pixel/Inch) verwendet wird.
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Die Muster ergeben ein ausgezeichnetes Ergebnis bei Laserxerografie mit 12
Zeilen/mm (300 Zeilen/Inch); diese sind aber ebenso anwendbar auf andere Auflösungen,
wie etwa 10, 16 und 24 Pixel/mm (240, 400 und 600 Zeilen/Inch) und höher und sind
ebenso mit anderen Druckverfahren, wie etwa Tintenstrahldrucken, Thermodrucken
und standardmäßiger Lithografie verwendbar.