[摘要]： 在二值輸出設(shè)備中（如：打印機(jī)、激光機(jī)）網(wǎng)點一直被視為構(gòu)成圖象的基礎(chǔ)，是表現(xiàn)圖象階調(diào)的基本單元，是表現(xiàn)圖象不同層次的重要環(huán)節(jié)。本文介紹了一種以印刷加網(wǎng)工藝?yán)碚摓榛A(chǔ)，以計算機(jī)數(shù)字處理為手段，將彩色圖片轉(zhuǎn)化為網(wǎng)點圖并在激光加工設(shè)備中輸出的數(shù)字加網(wǎng)方案。 [關(guān)鍵詞]：網(wǎng)點、加網(wǎng)、調(diào)幅加網(wǎng)、調(diào)頻加網(wǎng)、二值化、網(wǎng)目調(diào)。 1 引言 在數(shù)字化的時代，圖象輸出前圖文信息處理是古老的印刷技術(shù)當(dāng)中發(fā)展迅速的領(lǐng)域之一。特別是近20年內(nèi)，數(shù)字圖象的信息采集、處理、輸出和傳播都發(fā)生了廣泛而深刻的變化，但以網(wǎng)點大小或疏密來體現(xiàn)圖象的層次變化的理念貫穿始終。長期以來，圖象加網(wǎng)的實現(xiàn)手段從手工、照相、電子演變到全數(shù)字化處理。在加網(wǎng)技術(shù)數(shù)字化以后，各類加網(wǎng)算法不斷推陳出新，除對調(diào)幅加網(wǎng)和調(diào)頻加網(wǎng)技術(shù)進(jìn)一步完善以外，還出現(xiàn)了調(diào)幅和調(diào)頻混合加網(wǎng)技術(shù)。這些技術(shù)進(jìn)展不僅提高了圖象復(fù)制的品質(zhì)，而且促進(jìn)了柵格圖象處理工作（Ripping）的高效運行。隨著激光設(shè)備的出現(xiàn)與運用，近年來以激光機(jī)為輸出媒體對彩色圖象進(jìn)行灰度輸出開始應(yīng)用于工藝品加工領(lǐng)域。如何再現(xiàn)原稿的層次和階調(diào)特性成為激光灰度雕刻的核心。 [b] 2 基本原理[/b] 激光機(jī)是二值輸出設(shè)備（開光、關(guān)光），因此彩色位圖也需要轉(zhuǎn)化為二值圖后，才能通過激光機(jī)輸出。圖象的二值化過程也就是給位圖掛網(wǎng)的過程。 在對位圖掛網(wǎng)之前，首先需要將彩色位圖轉(zhuǎn)化為灰度圖，并在計算機(jī)中以彩色位圖的格式保存為灰度圖。以彩色位圖的格式保存灰度圖雖然會占用大量的內(nèi)存空間，卻大大方便了掛網(wǎng)過程中的坐標(biāo)轉(zhuǎn)化。 灰度圖數(shù)字圖象在顯示器上顯示時，由大量的象素點按照整數(shù)行、整數(shù)列對齊排列。激光機(jī)作為我們的輸出設(shè)備，輸出的圖象在其記錄平面上同樣由大量的記錄點（脈沖點）按照整數(shù)行、整數(shù)列對齊排列組成。 假設(shè)我們需要通過激光機(jī)輸出一幅分辨率為100×100的數(shù)字圖象，輸出尺寸定為10×10（mm）；再設(shè)激光機(jī)的分辨率為50（脈沖/毫米）。那么可算得激光機(jī)在輸出平面內(nèi)輸出的圖象實際上是由500×500（脈沖）的脈沖矩陣構(gòu)成的。則數(shù)字圖象的每一個象素點對應(yīng)脈沖矩陣中一個5×5的脈沖單元?，F(xiàn)在只要根據(jù)象素值的大小控制脈沖矩陣中每個脈沖點是否開光，便能完成掛網(wǎng)，形成不同大小的網(wǎng)點和加網(wǎng)角度。 通過上面的分析，實際上我們可以將上述過程看成是：將數(shù)字圖象在x、y方向上同時放大了5倍，也就是說灰度圖的一個灰度值為a的象素點放大成了一個5×5的象素點陣，并且該象素點陣的每個象素點的象素值都為a。那么對放大后的數(shù)字圖象進(jìn)行二值化處理后，數(shù)字圖象的每個象素點的象素值只有1或0兩種狀態(tài)，也就對應(yīng)了構(gòu)成輸出圖象的每個脈沖點開光或關(guān)光兩種狀態(tài)。 [b] 3 不同大小網(wǎng)點的生成方法[/b] （為說明方便，假設(shè)加網(wǎng)角度為0度） 網(wǎng)點大小受圖像灰度值的調(diào)制，若該區(qū)域的平均象素值越高，映射生成的網(wǎng)點越小，反之，生成的網(wǎng)點就越大。 圖一為原稿轉(zhuǎn)化為灰度圖并放大后的一片象素點陣區(qū)域，每個小方格表示數(shù)字圖象的一個象素點，設(shè)得該區(qū)域的象素平均值為a。圖二為設(shè)計好的網(wǎng)點模版，其大小與分割出的矩形區(qū)域完全一致，每個小方格中的數(shù)字代表了網(wǎng)點的生長順序，由圖可知該網(wǎng)點模版能夠反映13+1個灰度等級。 如果a值滿足7級灰度值，那么該區(qū)域映射成的網(wǎng)點形狀為： 即是，對應(yīng)網(wǎng)點模板中相應(yīng)位置，凡是小于等于原始圖像灰度值的位置都暴光。根據(jù)這種網(wǎng)點生長規(guī)律，便能生成不同大小的網(wǎng)點。 [b] 4 加網(wǎng)角度對視覺效果的影響[/b] 我們先來看一下單一網(wǎng)點排列和當(dāng)它足夠粗糙時對人眼的視覺效果。當(dāng)加網(wǎng)角度為0時，人眼能看清每一個網(wǎng)點排成行；當(dāng)加網(wǎng)角度為15度時可能會看得更清晰；當(dāng)加網(wǎng)角度為45度時，人腦引起的混亂使人眼對行的印象變得模糊，點還能看得見，但線看不出來，這就是為什么黑白圖像的網(wǎng)點總是設(shè)在45度的原因。通常認(rèn)為，45度的加網(wǎng)角度對視覺最舒服，表現(xiàn)穩(wěn)定而不呆板，是最佳的表現(xiàn)角度；15度和75度次之，它們雖不夠穩(wěn)定，但不呆板；0度和90度的視覺效果最差，雖然也穩(wěn)定，但也最呆板。 5 45度加網(wǎng) 為達(dá)到好的視覺效果，必須以一定角度對放大后的圖象進(jìn)行加網(wǎng)，網(wǎng)點模板所能反映的灰度等級也不能過低，否則在輸出圖象上就會出現(xiàn)灰度等高線。 45度加網(wǎng)算法的實現(xiàn)步驟： （從圖象的左上角開始計算） 坐標(biāo)定義如下： 實現(xiàn)步驟： Step_1:設(shè)計網(wǎng)點模板； 為了實現(xiàn)網(wǎng)點模板的歸一化，我們將模板設(shè)計成一個半徑為R的圓，如圖（五）所示，在加網(wǎng)坐標(biāo)XOY中定義，得其數(shù)學(xué)方程為 該方程的函數(shù)值表示了當(dāng)前坐標(biāo)（x,y）距離圓心的長度。由于灰度圖像由256個等級構(gòu)成，我們將模板圓的半徑R等分為256級，那么函數(shù)F（x,y）的值就間接反映了坐標(biāo)（x,y）處的灰度等級； Step_2:確定象素縱坐標(biāo)U，初始化為0； Step_3:如果縱坐標(biāo)U超出圖象下邊界，轉(zhuǎn)Step_10； Step_4:確定象素橫坐標(biāo)V，初始化為0； Step_5:如果橫坐標(biāo)V超出圖象右邊界，轉(zhuǎn)Step_9； Step_6:將象素坐標(biāo)（U,V）以圖象左上角為原點，逆時針旋轉(zhuǎn)45度得到新坐標(biāo)（X,Y）； 坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)公式：X = U×cos45 + V×sin45; Y = V×cos45 - U×sin45; 將新坐標(biāo)（X,Y）代入Step_1中的歸一化網(wǎng)點函數(shù)F（x,y），并根據(jù)函數(shù)值求出在坐標(biāo)XOY中象素坐標(biāo)（U,V）處的灰度等級Grade； Step_7:用象素坐標(biāo)（U,V）處的原稿實際灰度值與Grade進(jìn)行比較，如果原稿實際灰度值大于等于Grade，那么該處置為白，否則置為黑； Step_8:V++，轉(zhuǎn)Step_5； Step_9:U++，轉(zhuǎn)Step_3； Step_10:加網(wǎng)完成。 Step_11:加網(wǎng)后的圖象為二值圖，圖象每個象素點的象素值為1或0，對應(yīng)運動控制卡的雕刻掃描數(shù)據(jù)。 6結(jié)論 該方案能方便的實現(xiàn)激光雕刻機(jī)對彩圖的直接輸出，無需對原稿進(jìn)行細(xì)節(jié)休整，如使用PhotoShop對原稿進(jìn)行勾邊、去色、局部亮度調(diào)整等復(fù)雜的處理。加網(wǎng)后的效果繼承了傳統(tǒng)網(wǎng)點的特點，網(wǎng)點圖的輸出方式確保了圖象的輸出質(zhì)量。