光栅图像处理器

       RIP，全称光栅图像处理器。在彩色桌面出版系统中的作用是十分重要的，它关系到输出的质量和速

度，甚至整个系统的运行环境，可以说是彩色桌面出版系统的核心。RIP的主要作用是将计算机制作版面

中的各种图像、图形和文字解释成打印机或照排机能够记录的点阵信息，然后控制打印机或照排机将图像

点阵信息记录在纸上或胶片上。

　　RIP也是直接体现系统开放性的关键，因此RIP是否符合PostScript标准，关系到是否能对各种应用软

件生成的PS文件进行解释，是否能够支持汉字，是否支持各种硬件平台。图像的加网也是在输出过程中由

RIP完成的，加网有很多不同的算法，各RIP生产厂家都有自己的加网算法，如连诺.海尔公司的HQS加网、

爱克发公司的平衡加网、Adobe公司的精确加网等。但不同的算法会产生不同的效果，加网速度有很大差

别，生成的网点玫瑰斑形状也不一样，这主要是由于加网线数和网角以及点形的微小差别造成的。这些加

网线数及输出设备的分辩力，图像的分辨力及输出产品的层次间有紧密的关系。要想加网角度准确，加网

线数接近标称数值，往往要花费很大的计算代价，解释速度也就相应降低。因此RIP的加网算法直接影响

到图像的质量和输出的速度。

RIP的主要技术指标

　　①PostScript兼容性。因为PostScript页面描述语言已经成为印刷行业的通用语言，各种桌面系统应

用软件都以此为标准，因此兼容性的好坏直接关系到RIP是否能解释各种软件制作的版面，输出中是否会

出现错误。

　　②解释速度。解释速度是用户最关心的问题之一，因为它直接关系到生产的效率。但输出的整体速度

还取决于照排机的记录速度和网络传递速度，所以最好应该综合地考查系统的速度。

　　③加网质量。加网是RIP的重要功能，加网质量直接影响印刷品的质量，在制作彩色印刷品时非常重

要。有些印刷品在某些颜色的层次上网点显得很粗，视觉效果不好，而在另一些层次上则不明显，这就是

RIP加网算法造成的。加网质量与解释速度是一对矛盾，精细的加网算法计算量增加很多，速度降低也很

大。

　　④汉字的支持。支持汉字对于我国来说是一个起码的必要条件，目前的RIP已经不成问题，但有些老

系统的RIP可能还确实存在这种困难。

　　⑤操作界面和功能。各种RIP的功能各不相同，可能有些差别还很大。

　　⑥支持网络打印功能，可以令使用非常方便，更重要的是，可以在不同的硬件平台之间使用，也就是

现在常说的跨平台系统。

　　⑦预视功能，可以用来检查解释后的版面情况，避免出现错误和减少浪费，因此现在大部分情况下都

要先预视检查，预视功能也就成为了一项必不可少的功能。

　　⑧拼版输出功能，可以更有效地利用胶片，提高工作效率。因为照排机的胶片宽度是固定的，而输出

的版面却是千变万化的，往往会遇到用很宽的胶片来输出很小版面的情况，尤其是大幅面照排机更容易遇

到这种情况，造成胶片的浪费，而使用具有拼版输出功能的RIP就可以使这种问题迎刃而解。但目前具有

拼版输出功能的RIP还不普遍，只有较新版本的产品才有这种功能低。因此RIP的加网算法直接影响到图像

的质量和输出的速度。　

硬件RIP和软件RIP的比较

　　RIP通常分为硬件RIP和软件RIP两种，也有软硬结合的RIP。硬件RIP实际上是一台专用的计算机，专

门用来解释页面的信息。由于页面解释和加网的计算量非常大，因此过去通常采用硬件RIP来提高运算速

度。软件RIP包括软件主体和各种设备驱动程序。软件主体实现光栅化，形成的图像文件有特定的设备驱

动程序送到相应的外部设备进行输出。软件RIP是通过软件来进行页面的计算，将解释好的记录信息通过

特定的接口卡传送给照徘机，因此软件RIP要安装在一台计算机上。目前计算机的计算速度已经有了明显

的提高，RIP的解释算法和加网算法也不断改进，所以软件RIP的解释速度已不再落后于硬件RIP，甚至超

过了硬件RIP。加上软件RIP升级容易，可以随着计算机运算速度的提高而提高，因此越来越受到用户的欢

迎。

　　硬件RIP的工作方式一般比较简单，通常采用网络打印方式，没有预视功能；而软件RIP接收页面数据

的方式比较灵活，可以有网络打印方式，也可以直接解释由组版软件形成的PS文件，还可以采用批处理的

方式解释PS文件。

　　所谓网络打印方式是指，将RIP设置成一台网络打印机，在各台工作站上可以按照选择网络打印机的

方法来连接，由组版软件打印的数据直接通过网络送RIP进行解释，然后送照排机输出。这种方式是最简

单方便的输出方式，只要是连接在网络上的工作站，都可以直接进行打印。这种输出方式的缺点是占用工

作站的时间较长，可以采用后台打印的方式加快脱机速度。

　　解释PS文件的方式稍微复杂一些。首先要用组版软件将版面打印成PS文件，通过网络传送给RIP或将

PS文件放到批处理文件夹里，最后由RIP打开PS文件解释输出。很多软件RIP都采用这种输出方式，尤其是

早期的软件RIP，网络打印功能很弱，只能通过这种方式输出。

　　批处理输出方式是将欲输出文件全部打印成PS文件，并放在同一个文件夹里，由RIP按顺序自动输出

。这种方式比较适合相同处理条件时的作业，但这种方式不能预视输出结果，所以要确认版面制作没有问

题。

　　国内使用的彩色桌面出版系统中，进口的RIP仍然占多数，有很多RIP是与照排机捆绑在一起销售的。

如爱克发公司的照排机与爱克发的Viper软件RIP或Star 800硬件RIP配套，连诺.海尔公司(现在属海得堡

公司)的照彩排机与该公司的RIP 50，硬件RIP或软硬混合型的Delta RIP配套等。在各种软件RIP中，

Harlequin RIP以其优秀的性能、非常高的解释速度和适应多种照排机等特点，占据了软件RIP的绝对优势

，占领了软件RIP的大部分份额。值得一提的是，Delta RIP以其非常好的性能和独特的设计思路，成为很

有代表性的RIP。这种RIP采用了列表技术。由软件对页面进行解释，利用硬件进行加网和输出，提高了输

出的速度，而且还可以实现一次解释，多次输出。

　　相对于照排机等硬件设备来说，我国对RIP的研究和开发与国外的差距要小得多。目前，国内已经开

发出了商品化的软件RIP，其中比较有影响的是北大方正的世纪RIP、华光集团在PowerPC平台上开发的软

件RIP和北京印刷学院开发的佳盟软件RIP。

RIP的功能

　　现在，随着大幅面图文照排机和CTP(computer-To-Plate)的推出，RIP的功能在不断在加强；如拼大

版、大版打样、最后一分钟修改、预视、预检、光栅化、成像等的处理，现已包括在RIP之中。有的RIP还

涉及到印后装订，少数RIP还能把涉及到网点、油墨的一些印刷数据传送给印刷机。由于RIP的速度跟不上

图像输出机的处理速度，出现了Multi-RIP，用于多个RIP并行上作。现在，RIP用于处理更多的输出任务

，RIP变的举足轻重，成为执行各项输出功能的智能服务中心。因此，在建立一个出版系统时，选择合适

的RIP是十分关键的。

　　DTP对RIP的要求越来越高，特别是CTP的出现，更使RIP变的举足轻重，要求RIP有如下功能：

　　①补漏白(Trapping)；RIP与相应的补漏白软件配合一起，可解决彩色印刷中套色不准的问题。

　　②拼大板(Imposition)；根据出版物排版及装订要求把单个页面组拼成书帖大版。

　　③自动分色(Separations)；

　　④最后一分钟修改；有时在制作印版前需对某一个页面修改，为避免重新RIP处理整张大版，要求RIP

只对这个页面做修改后的处理。

　　⑤RIP一次，输出多次；即经RIP处理后的同一数据，可同时供给印前打样与最后成品输出使用，并要

求RIP能根据不同输出设备输出不同分辨率。使数字式印前打样与最后成品输出使用同一RIP，保证打样样

张与最终成品的一致。

　　⑥广泛的设备支持能力；支持当地市场的主流输出设备，为用户提供更多的配置系统的灵活性和选择

余地，最大限度地利用系统所提供的功能；

　　⑦RIP与CTP系统整体解决方案无缝连接：支持数字打样系统、支持色彩管理系统、支持自动流程管理

系统等；

　　⑧开发多功能RIP，从低端黑白校样设备、彩色数字打样设备到高精度直接制版设备都能同时驱动，

充分发挥RIP性能；同时保证系统内各种输出结果的高度一致性，减少差错机会；开发新的网点技术，用

低分辨率输出高网线，节约输出时间；支持更加友好的人机界面和远程监控RIP能力等等。

　　 ⑨支持系统分级权限管理等，提高可靠性。

RIP的解释方法

　　RIP的解释方法可分为两种：NORM方法及ROOM方法。

　　（1）NORM－－Normalise Once Render Many（解释一次，着色多次）。指的是对于文件中

PostScript语言命令所描述的全部数据，先全部解释完，再一个页面一个页面着色。这种方法可解释PDF

格式或其它格式的文件，可为以后的操作（比如定义陷印、OPI、拼版等）打下基础。Agfa公司是这种方

法的倡导者，开友了Adobe Normaliser技术的一个版本，可为Agfa的Apogee数字化工作流程生成PDF文件

。

　　Harlequim及Barco Graphic公司所采用的方法，与NORM方法有些差异。他们的图文数据被解释完后，

并不马上着色。例如， Harlequin RIP可生成一个解释好的文件，然后可被加上其他模块（如陷印、色彩

管理等）。最好地应用这项技术的是Purup-Eslofot公司的New Age RIP，用来驱动他们的照排机及直接制

版机。

　　（2）ROOM－－Render Once Out Many（着色一次、输出多次）是由Scitex公司首先提出的。指的是

对于文件中PostScript语言命令所描述的全部数据，先全部解释并着色完，再一个页面一个页面地输出。

达也是海德堡公司Delta RIP所采用的方法，解释文件，并生成一小压缩的连续调光栅化文件。ROOM最主

要的优点是在不同的输出设备上可保证输出的一致性，因为文件已经被着色过了。

　　但是因为ROOM方法用的都是解释过且着色过的文件（虽然还没有加网），文件较大，不利于网络传输

。而且在打样时需压缩数据，很难保持数据一致性。尽管RIP的实现方法有些不同，大家都认为RIP还应具

有以下功能，如用工作票拼版，OPI（显示时使用低分辨率图片，而在输出时替换为高分辨率图片的一种

处理方法）及陷印等。

计算机加网技术

　　作为RIP中的一项重要技术,计算机加网算法的好坏直接影响着印刷复制质量,本文主要对计算机随机

加网、调幅加网及混合加网算法详细介绍。

　　（一）随机加网

　　随机加网一直是倍受关注的加网技术,其主要特点是层次再现好,图像细腻,分辨率高,特别适用于彩色

喷绘、彩色预打样等直接转印设备。但是,由于生成的点子小不易控制,这种加网在常规平版印刷中推广有

一定难度。随机加网的基本算法如下所述：

　　设原始图像分辨率为m,二值输出设备分辨率为n, f(x, y)为原始图像坐标空间中(x, y)坐标处的图像

采样点值,g(x, y)为设备坐标空间中(x, y)坐标处的曝光点值。Rand (t)为时刻t的随机数,则有:

　　g(x, y)=1,　如果 f (x×m÷n, y×m÷n) ≥rand (t)＝0，如果f (x×m÷n, y×m÷n)

　　式中,rand (t)为平均分布的伪随机函数,取值范围[0,1];f(x, y)取值范围[0,1]。因此,其加网结果

表现为曝光点间的平均点距与图像采样值成正比,故又称为调频加网。

　　然而,用这种简单的算法并不能达到满意的效果。在该种算法中,伪随机数的产生是其关键。虽然曾分

别使用过平方取中法,乘法取中法,线性同余法等多种算法,却都未能取得满意的效果。其原因在于：无论

怎样产生随机数,但由于最大点距和最小点距不受控制,使所生成的图像都存在网点不规则聚集现象(如下图)：

渐变网在随机加网中出现的网点

 

图像在随机加网中出现的网点

　　不规则聚集现象不规则聚集现象纯理论上的随机加网算法是行不通的。事实上,所有的随机加网算法,

都采用受控随机加网技术。

　　（二）调幅加网

　　计算机调幅加网与电分机电子加网技术基本相同。由于其使用历史久远,工艺配套好,仍为当前广泛采

用的主流加网技术。调幅加网算法也是最成熟的加网算法,HQS精密有理加网算法和IS无理加网算法依然为

RIP中应用最广的加网算法。但是,由于软件实现的特殊性,计算机调幅加网也有其相应的优缺点。下面仅

就其算法的关键之点进行讨论。

　　(1)15°网角的产生tan15°的值为无理数,因此15°网角的产生有一定难度。现常使用有理加网算法,

通过选取m和n使m/n的值接近tan15°的值,并利用超细胞结构加以实现。当m和n的取值大于页面宽度时,即

为无理加网。

　　(2)网点模型的产生现常使用的方法有两种。其一是固定网点模型法,即先计算好网点模型,将其存于

网点模型库中。该方法可以精细调整网点形状,使其结构最佳。其二是用网形函数产生点形。Adobe公司

PostScript RIP中的基本算法即已采用,首先建立spot function,然后通过set screen等函数设定网点形

状。

　　(3)网点形状的精细调整网点形状调整算法是调幅加网技术中的一个难点,它的作用是调整各阶调的点

形,使网点形状更加圆润。由于采用超细胞结构生成15°网角,而超细胞内各网点的中心位置和大小又不同

,这使得网点形状的精细调整更显重要。

　　(4)摩尔条纹的消除虽然通过计算选取各色版的加网角度和加网线数能消除低频干涉条纹(即龟纹),但

高频干涉条纹(即玫瑰斑)仍然影响着版面加网复制的视觉效果。因此,消除干涉条纹是调幅加网技术的另

一难点。由于玫瑰斑的形成受网点层次、网点形状,加网角度、加网频率,叠印等诸多复杂因素的影响,尚

难以完全用数学方法加以解决。解决它应以实验方法为主,数学分析方法为辅。

　　(5)层次再现与分辨率调幅加网是采用周期函数对原始图像进行调制处理。根据仙农定理,原始图像与

加网频率之间的关系为：

r图像=2×r加网频率

　　但是,并不能简单地用该公式分析这二者之间的关系,因为调幅调制系统中的低通滤波器是人的视觉系

统。人眼并不能滤除网点,故加网对图像的影响就变得很突出。此外,调制函数并不是模拟量,这就使得再

现分辨率受到原始图像振幅的影响。当原始图像为二值图像时,再现的最高分辨率为输出设备分辨率。正

因为层次再现能力受到网点模型大小的限制,进一步导致了设备再现能力的下降。与随机加网相比,调幅加

网印刷品较调频加网印刷品的分辨率低,层次再现能力差。

　　（三）混合加网

　　由随机加网算法可知,随机加网仍然以网点模型为基础。当以调幅网点模型为限定条件时,混合加网的

加网特性便兼具调幅加网和随机加网的双重优点。既具有调幅加网印刷适性好的优点,又具有调频加网层

次再现丰富的优点。由于能较充分地发挥输出设备的功能,成为当前普遍采用的一种加网算法,并且成为

AdobePostScriptLevel3中的标准技术。

RIP的发展趋势

　　支持最新PostScript版本：当前是PostScript 3； PostScript 3在PostScript Level 2基础上增补

了以下内容：陷印（In-RIP Trapping）渐变（Smooth Shading）多种格式字体支持（Font）增强的设备

控制能力（Device Setup）等；

　　符合PostScript 3的RIP将会对陷印、渐变以及高保真色彩提供直接的支持，增强了排版软件描述复

杂版面的能力以及RIP输出复杂渐变版面的速度；

　　支持最新可携带文档格式：PDF｛Portable Document Format｝；

　　支持最新软硬件平台（如64位硬件平台以及Windows NT5.0等），尽可能发挥操作系统平台的性能，

提高RIP输出速度；

　　提供跨平台支持能力，不仅能够处理MAC、PC平台输出任务，同时可以接受来自UNIX等其它平台的输

出请求；

　　支持PDF为核心的自动输出流程管理系统，开发提高系统可靠性、可操作性和生产效率；

　　支持对打印任务的预警（Pre Flight）功能；

　　支持在多个RIP和输出设备之间智能化分配作业，提高系统吞吐率；

　　允许用户查询输出系统（打印任务、RIP和输出设备）状态，

　　支持用户远程对输出系统（打印任务、RIP和输出设备）进行监控；

　　提供报表功能；

　　支持OPI(Open Interface)。