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Auf dem Weg zur nächsten Generation des Verpackungsdrucks?

Raster-Art, -Feinheit, -Winkelung, Tonwert-Zuwachs, Lichtertöne, Druckauflagen-Stabilität, (Gelb-) Moiré, Raster-Rosetten, Farbdrift, Farbprofil, Druck-zu-Proof-Match, 7-Farben-Druck, Digitale Wasserzeichen, Datentiefe …. Was hat das alles miteinand

 

 

Fachartikel

Auf dem Weg zur nächsten Generation des Verpackungsdrucks?

Raster-Art, -Feinheit, -Winkelung, Tonwert-Zuwachs, Lichtertöne, Druckauflagen-Stabilität, (Gelb-) Moiré, Raster-Rosetten, Farbdrift, Farbprofil, Druck-zu-Proof-Match, 7-Farben-Druck, Digitale Wasserzeichen, Datentiefe .... Was hat das alles miteinander zu tun, wie hängt das zusammen? 
Auf dem Weg zu einer möglicherweise wegweisenden neuen Generation von Bildrastern sind im DFTA Technologiezentrum dazu einige Zusammenhänge entdeckt worden, die für alle Mitwirkende im Verpackungsdruck von Interesse sind.

Mysteriös!

In den vergangenen Monaten hat uns am DFTA Technologiezentrum im Rahmen unserer internen Druckversuche bei Schulungen und Praktika immer wieder ein Phänomen begleitet, dass wir zwar auch heute noch nicht schlüssig erklären können, dennoch aber einen wertvollen Anstoß für Erkenntnisse geliefert hat. Wie in Abb. 1 zu sehen ist erhielten wir in einem Testmotiv immer wieder eine graduelle, verlaufsartige Verdunkelung, die in der Grafik so nicht angelegt gewesen war. Bei näherer Betrachtung stellte es sich als „schleichende" Farbdrift heraus.

Abbildung 1: "schleichende" Farbdrift

In dem betreffenden Motivteil drucken wir absichtlich mehrere Farben mit einem amplitudenmodulierten (AM) Raster übereinander, ohne die sonst übliche Winkelung zu praktizieren. Dies sollte zeigen, wie stark sich eine Abweichung von der durch die Originalgrafik definierten Passersituation auf das farbliche Erscheinungsbild auswirken würde, aber wir waren selbst davon überrascht, wie deutlich das Ergebnis ausgefallen ist.

Die Abbildungen 2, 3 und 4 zeigen vergrößerte Ausschnitte aus dem kritischen Bereich oberhalb und innerhalb der Zone der schleichenden Farbdrift. Für eine bessere Übersichtlichkeit wurde hier ein anderes Farbfeld als im Abb. 1 gewählt, sodass wir es nur mit Cyan und Magenta zu tun bekommen. Während man ein paar Millimeter weiter oben (Abb. 3) nahezu genau aufeinander liegende Rasterpunkte sieht, zeigt sich im unteren Teil der Farbdrift eine durchaus nennenswerte gegenseitige Verschiebung, die wir hier als Deplatzierung bezeichnen wollen. Nach Begutachtung weiterer solcher Bereiche mit verschiedenen Farbkombinationen konnte dann auch die Frage geklärt werden, welche der beiden Teildruckfarben hier sozusagen verrutscht. Das scheint in der Tat das Magenta zu sein. Wie gesagt können wir allerdings nach wie vor nicht erklären, warum das passiert. Das Ergebnis ist jedoch reproduzierbar.

Abbildung 2: Violetter Farbton, absichtlich ohne Rasterwinkelung

Abbildung 3: Vergrößerung aus Abb. 2, oberer Teil

Abbildung 4: Vergrößerung aus Abb.2, unterer Teil, kritischer Bereich

Zusammenhänge und Folgerungen

Aber auch ohne die „schleichende" Farbdrift konnte dieser Teil der Untersuchungen bereits deutlich zeigen, wie groß der farbliche Unterschied zwischen den Passersituationen ist, ob also Rasterpunkte beim autotypischen Druck übereinander oder nebeneinander liegen. Prinzipiell war das zwar auch vorher schon bekannt, jedoch hat uns wie gesagt das Ausmaß durchaus noch einmal die Augen geöffnet.

Im Sinne der aktuell laufenden Entwicklung eines neuen Bildrasters für den Flexodruck war diese Bestätigung jedoch sogar überaus willkommen, zeigte sie doch, dass autotypische Raster durchaus empfindlich auf solche Deplatzierungen der Rasterpunkte reagieren, selbst wenn die übliche Rasterwinkelung korrekt praktiziert wird. Das hat uns darin bestärkt, diesem Aspekt in unserer Entwicklung entsprechend hohes Gewicht zu geben.

Bekanntermaßen entwickeln wir im DFTA Technologiezentrum seit einigen Jahren eigene Bildraster speziell für den Flexodruck. Wir wollen damit zeigen, wie viel Potenzial gerade diesbezüglich noch im Flexodruck steckt, um sowohl die Druckqualität als auch die Stabilität und Zielgenauigkeit noch weiter zu verbessern.

Die hier beschriebenen Erkenntnisse haben wir insofern umgesetzt als wir damit darin bestätigt wurden, eine neuartige Idee für einen Bildraster umzusetzen, die nun möglicherweise sogar eine ganz neue Rasterungs-Generation eröffnen kann.

Der besagte neue DFTA Bildraster „DFTA Screen V14 SuperFM 5Gen" (DFTA Screen V14) hat inzwischen einige Entwicklungsstufen durchlaufen und seine ersten Feuertaufen bestanden. Im Zuge der zahlreichen Experimente sind uns dabei aber einige interessante Zusammenhänge aufgefallen, die eine Reihe von aktuellen Themen miteinander verknüpfen. Wir möchten diese Zusammenhänge hier der Fachwelt schildern und zur Diskussion einladen.

Bekannte Zusammenhänge - bestätigt, aber teilweise geschärft!

Dass AM-Raster im mehrfarbigen Druck eine Winkelung benötigen ist natürlich nicht neu. Im Zusammenspiel mit den oben geschilderten Beobachtungen rund um Farbdrift und dem Wissen, dass die aktuell kommerziell verfügbaren AM Raster jeweils lediglich 3 „echte" Winkelungen mit einem idealen Delta von 30° erlauben, rückt die Sache mit dem unvermeidbaren Gelb-Moiré unweigerlich nach recht weit oben auf unserer Pflichtenliste für eine alternative Rasterung. Wir mussten uns folglich vornehmen, mehr als drei echte Winkel zu gestatten, falls unsere Neuentwicklung einen deutlichen AM-Charakter aufweisen sollte. Denkt man aber in dieser Beziehung noch etwas weiter in die mögliche Zukunft, dann muss man die zu erfüllende Hürde sogar noch deutlich höher legen, weil der gegenwärtig häufig diskutierte Druck mit einer festen Farbpalette aus 7 Grundfarben (7C) in Zukunft durchaus mehr Bedeutung gewinnen könnte.

FM-Raster lösen dieses Problem mit Bravour, weisen jedoch andere Nachteile auf, sodass sie sich zumindest nicht auf breiter Front in der Drucktechnik, geschweige denn im Flexodruck, etablieren konnten. Mit dem sogenannten digital modulierten Raster „Bellissima" von Hamillroad könnte sich das ändern, was aber im Moment noch nicht abzusehen ist. Der Gedanke, unser „Heil" in einer Frequenzmodulation zu suchen, erschien uns im DFTA Technologiezentrum jedoch trotzdem so spannend, dass wir ihn weiterverfolgt haben. Der besagte „DFTA Screen V14 SuperFM 5Gen" wurde denn auch auf den ersten Blick ein FM Raster, wenn auch kein gewöhnlicher (siehe Abbildung 7).

Hinlänglich bekannt ist der Fachwelt natürlich auch, dass im „Reich" der AM-Raster eine höhere Feinheit gleichbedeutend mit größeren Herausforderungen im Druck, aber auch mit besserer Detailzeichnung des darzustellenden Motivs ist. Neu dazugekommen ist bei uns nun aber die Erkenntnis, dass auch die feinen AM-Raster noch immer eine signifikante Glättung von Details im Bild mit sich bringen. Wir alle haben uns hieran gewöhnt und manchmal ist diese Glättung sogar vorteilhaft, um ein Motiv nicht allzu unruhig aussehen zu lassen. Im Bestreben nach einer möglichst perfekten Umsetzung von der Vorlage bis ins fertige Druckbild müsste man jedoch auch hier andere Wege gehen, um zumindest in der Lage zu sein, jedes noch so kleine Detail aus dem Original auch bis in den Druck transportieren zu können. Auch dabei sind FM Raster deutlich im Vorteil.

Abbildung 5: Beispielfoto, hier mit Offset-Rasterung gedruckt

Abbildung 6: Ausschnitt aus Abb. 5, Raster Hybrid, 60 L/cm

Abbildung 7: Ausschnitt aus Abb. 5, Raster DFTA SuperFM 5Gen, 3x3

Tonwertzuwachs ist ein weiteres - in jedem Druckverfahren - bekanntes Phänomen, nur über dessen Quantifizierung in der Messung gedruckter Rastertöne bestand bis zur Veröffentlichung der ISO 20654 noch komplette Verwirrung (die nach Meinung des Autors bis heute noch nicht vollends behoben ist). Dem Tonwertzuwachs wird bekanntermaßen durch Kompensationskurven entgegengewirkt, aber Kurven können leider in den Lichtertönen nichts ausrichten. Die hellen Töne sind aber für die Umsetzung von Druckmotiven überaus wichtig, denn sie kommen nicht nur am Ende von Verläufen vor, sondern auch in zahlreichen Mischfarbtönen in den fotografischen Bildern. Ist ein Druckverfahren nicht in der Lage, zarte Tonstufen eines Farbauszugs auch mit entsprechend zarten Rastertönen im Druck umzusetzen, dann entstehen farbliche Verschiebungen und harte Abrisskanten. Je ausgeprägter dieses Phänomen vorliegt, desto weniger gut und präzise wird das Farbmanagement funktionieren, womit wiederum der Druck-zu-Proof-Match fraglich ist bzw. einen nennenswerten „Zufalls- bzw. Glücks-Faktor" bekommt.

Der Flexodruck war lange Zeit für genau dieses Phänomen der leider mangelhaften Umsetzung heller Tonwerte im Druck bekannt und dieser Ruf lastet zum Teil auch heute noch auf dem Verfahren. Eine der wichtigsten Erkenntnisse aus den genannten Beobachtungen und Überlegungen lautete für den Autor daher, dass die notwendige Umsetzung sehr heller Daten-Tonwerte in ebenso helle Druck-Rastertöne nur in der Rasterung selbst herbeigeführt werden kann. Damit war eine weitere Rahmenbedingung für die Entwicklung des neuen Rasters die, hierfür Sorge zu tragen. 

Dies wurde auch bei anderen DFTA Screens vorher bereits als eines der obersten Ziele gesetzt und berücksichtigt. Wir verfügten also schon über die entsprechenden Kenntnisse und Erfahrungen. Der DFTA Screen V14 SuperFM 5Gen bietet hierzu die Möglichkeit, einen Rastertonwert von lediglich 0,025 % Flächendeckung erfolgreich auf die Druckform zu übertragen, der dann trotz des unvermeidlichen Zuwachses - entsprechende Druckbedingungen vorausgesetzt - mit einem echten Tonwert zwischen 1% und 2 % dauerstabil gedruckt werden kann (auch ohne die allerfeinsten Rasterwalzen, kostspieligsten Druckformen etc.). Die Funktion der Farbprofile für das Farbmanagement wird damit endlich - auch ohne Zufall oder Glück - gewährleistet und das Drucken von Verläufen zum Weiß kann ohne Repro-Tricks in Angriff genommen werden. Die Verwendung „ganz normaler Offset-Farbseparationen" ist damit ganz nahe gerückt - ein wichtiger Kostenfaktor!

Bisher unbekannte Zusammenhänge gefunden

Das Jahr 2019 wurde im Verpackungsdruck hauptsächlich durch die plötzlich über uns „hereinbrechende Welle" des digitalen Wasserzeichens im Druckbild (u.a. Digimarc Barcode) geprägt. Das DFTA Technologiezentrum hat sich in kürzester Zeit sehr intensiv in diese neue Technik eingearbeitet, darüber sogar Schulungskurse erarbeitet und sehr viele Erfahrungen gesammelt. Eine dieser Erfahrungen besagt, dass die Lesbarkeit dieses digitalen Wasserzeichens in der Tat von der im Druck verwendeten Rasterung abhängig ist. Wie man es vielleicht erwarten würde sind dabei feinere AM-Raster gegenüber den gröberen im Vorteil. Aber wir konnten darüber hinaus noch feststellen, dass es innerhalb der gleich feinen AM-Raster noch deutliche Unterschiede gab, je nachdem, welche der möglichen Rasterungen verwendet wurde (zum Beispiel Circular, Round, SambaFlex, DFTA V6 etc.).

Im Lichte der aktuellen Entwicklungen, zum Beispiel der Weiterführung des Holy Grail Projekts (Förderung des Recycling) und der bereits erfolgten Selbstverpflichtung eines großen Markenartikelunternehmens, sollte man nach Meinung des Autors sicherheitshalber davon ausgehen, dass sich solche digitalen Wasserzeichen im Verpackungsdruck mittelfristig etablieren werden. Allerdings kann ich mir nicht vorstellen, dass dies mit den vom ursprünglichen Treiber NETTO etablierten Regeln (nur zwei Enhancer, NETTO bestimmt die Aufteilung) weitergehen wird. Insbesondere glaube ich nicht, dass die aktuell assoziierten Mehrkosten dauerhaft auf die zu verpackenden Produkte umgelegt werden, sondern letztenendes wieder in der Herstellungskette der Verpackung landen. Soll heißen, wir Verpackungsdrucker müssen uns schließlich überlegen, wie wir die Kosten dieser Technik minimieren. 

Eine Möglichkeit, die der Autor von Anfang an in seinen zahlreichen Versuchen evaluiert hat, ist die flächige Überlagerung eines kompletten Motivs mit dem Digimarc Barcode Muster (im Gegensatz zur aktuell praktizierten, sehr aufwändigen Methode der „selektiven Aussparung"). Damit das aber den ästhetischen Minimalvorstellungen der Drucksacheneinkäufer genügen kann muss man zwingend einen nadelspitzen Lichterton dauerhaft stabil drucken können. Der Offsetdruck ist dabei unser Vorbild. Eine ganze Reihe von AM-Rastern scheitern dann aber bereits genau an dieser Hürde. Der kleinste Rasterpunkt, den man mit ihnen drucken kann, fällt einfach zu groß aus und damit ist der „Schleier", den der Digimarc Barcode über das Motiv zieht, einfach viel zu dominant. Die Realisierung eines sehr feinen kleinsten Drucktonwerts war für den DFTA Screen V14 oberste Bedingung (und wurde wie oben geschildert auch erreicht).

Abbildung 8: DFTA Testfoto ohne Überlagerung mit Digmarc Barcode

Abbildung 9: DFTA Testfoto mit flächiger Überlagerung mit Digimarc Barcode (freundlicherweise überlassen durch SCHAWK Jülich)

Rastergenerationen gegenübergestellt

Die nachfolgende Tabelle hat der Autor erstellt, um sich und den Lesern klarzumachen, welche Bewertungskriterien es für autotypische Raster geben kann und wie die fünf bestehenden Generationen diesbezüglich abschneiden. Sie liefert Hinweise darauf, wo die im gegenseitigen Vergleich auftretenden Stärken und Schwächen liegen. Der Leser kann das dann insofern verwerten, als er die Auswahl „seiner" bevorzugten Rasterung kompetenter treffen bzw. diese präziser an die Aufgabenstellung anpassen kann. Als Resümee kann man nämlich hier bereits ziehen, dass es keine ideale autotypische Rasterung gibt, die alle Kriterien gleichermaßen gut erfüllt. Die Suche nach dem besten Raster bleibt also nach wie vor die Suche nach dem besten Kompromiss, aber mit der neuen Generation 5 sind wir dem Ideal sicher wieder ein Stück näher gekommen.

Für die Interpretation der einzelnen Stichworte kann dem Leser der Volltext hilfreich sein. Dieser Volltext war für den vorliegenden Fachbeitrag jedoch zu umfangreich und wird daher gewissermaßen in den Anhang verlagert. Interessenten wenden sich hierfür bitte an das Team des DFTA Technologiezentrums in Stuttgart.

Raster- Generationen >>>	AM-Raster	FM Raster	Hybridraster, „XM Screening"	„DM-Screening" (Bellissima)	SuperFM 5Gen
Ausführlichere Bedeutung bzw. Beschreibung	Amplitudenmoduliert	Frequenzmoduliert	AM im Bereich ca. >10%, darunter FM	Digitally Modulated, sieht aus wie FM	FM, aber mit Tendenz zur AM-Orientierung
Varianten/Feinheiten verfügbar?	Zahlreiche verschiedene (10 bis >120 L/cm)	Sehr eingeschränkt, Punktgröße muss <20 µm sein, nur mit Flat-Top möglich	Zahlreiche Kombinationen aus AM-Feinheiten und FM-Punktgrößen, aber nur mit Flat-Top möglich	Einheitliche, hohe Feinheit	Einheitliche, hohe Feinheit
Bild-Definition, „Zeichnung"	Flach, gedämpfte Zeichnung	Sehr gute Bild-Zeichnung, feine Details	Flach, gedämpfte Zeichnung	Sehr gute Bild-Zeichnung, feine Details	Sehr gute Bild-Zeichnung, feine Details
Rosetten	Ja, zeigen Körnigkeit	Nein, nicht vorhanden	Ja, zeigen Körnigkeit	Nein, nicht vorhanden	Nein, nicht vorhanden
Farbdrift	Ja, recht stark möglich	Nein, nicht möglich	Ja, relativ stark möglich	Nein, nicht möglich	Nein, nicht möglich
Moiré	Mindestens sog. Gelb-Moiré immer vorhanden	Nein, nicht möglich	Mindestens sog. Gelb-Moiré immer vorhanden	Nein, nicht möglich	Nein, nicht möglich
Rasterwinkel	3x „echt", 1x „falsch", verursachen Moiré	Nein, nicht notwendig	3x „echt", 1x „falsch", verursachen Moiré	Nein, nicht notwendig	Mindestens 8 „echte Winkelungen" vorhanden
Technische Rastertöne	Sehr gut, glattes Aussehen	Mittel bis schlecht, körniges Aussehen	Sehr gut, glattes Aussehen wenn > ca. 10%	Sehr gut, glattes Aussehen	Sehr gut, glattes Aussehen
Fade-Out	Mittel bis schlecht, harte Kante	Sehr gut, nahtlos zum Papierweiß	Sehr gut, nahtlos zum Papierweiß	Sehr gut, nahtlos zum Papierweiß	Sehr gut, nahtlos zum Papierweiß
Hoher Aufwand in der Druckformherstellung, Kosten?	Abhängig von Bebilderungs-Auflösung und Laserstrahl-Konfiguration, normal bis hoch	Normal bis hoch (bei hoher Auflösung)	Abhängig von Bebilderungs-Auflösung und Laserstrahl-Konfiguration, normal bis hoch	Hoch, funktioniert nur mit hoher Auflösung	Normal, konzipiert für Standard-Auflösung 2540 dpi, unabhängig von Laserstrahl-Konfiguration
Kopplungen?	Nein	Nein	Nein	Nur in Verbindung mit APEX-Rasterwalzen	Voraussichtlich nur für DFTA Mitglieder
Problematisch im Fortdruck?	Harte Kante am Auslauf, sonst gut	Sehr problematisch	Recht unproblematisch	Gut, nach bisherigen begrenzten Erfahrungen	Gut, nach bisherigen begrenzten Erfahrungen
Verbrauch/Kosten an Druckfarbe	Bekannt	Etwa wie AM	Wie AM	Angeblich geringer	(noch unbekannt)
Eignung für Digimarc Barcode	+ bis +++ (je nach verwendeter Rasterfeinheit)	++++	+ bis +++ (je nach verwendeter Rasterfeinheit)	++++	++++

Tabelle1: Die 5 Generationen autotypischer Bildraster und ihre Charakteristiken (meist speziell für den Einsatz im Flexodruck beurteilt)

Sogar schon für die Zukunft gerüstet

Als letztes der in der Einleitung genannten Stichworte, die hier miteinander verknüpft werden sollen, bleibt noch die „Datentiefe" übrig. Dazu ist zu sagen, dass wir heute in der Druckvorstufe mit einer Datentiefe von 8 Bit arbeiten. Digitales Bildmaterial ist demnach so aufgebaut, dass jedes Pixel pro Farbkanal 256 (= 2 hoch 8) Abstufungen erhalten kann. Auf unsere „Bandbreite" der Tonwerte des Drucks von insgesamt 100 % umgesetzt bedeutet das, dass die „Höhe der Stufen" ca. 0,4 % beträgt (100 %/256 = ca. 0,4 %).

Das mag dem oberflächlichen Betrachter als durchaus fein detaillierte Quantelung erscheinen, limitiert aber tatsächlich die Möglichkeit zur farblichen Abstufung insbesondere im Lichterbereich. Und weil dieser Bereich für den Flexodruck besonders kritisch ist, könnte man sich hier in der Tat eine noch feinere Abstufung wünschen.

Die digitale Fotografie ist über diese Grenze von 8 Bit Datentiefe schon sehr lange hinaus. Professionelle digitale Fotografien werden heute durchweg mit einer Datentiefe von 16 Bit aufgenommen. Damit können Abstufungen in Schritten von 0,0015 % (100 %/65536 = 0,0015 %) adressiert werden, was natürlich zugegebenermaßen ein absoluter Overkill ist, denn kein menschliches Auge kann so feine Stufen voneinander unterscheiden. Das notwendige Maß, um die digitale Technik perfekt an das menschliche Auge anzupassen wäre eine Datentiefe von etwa 10 Bit (1024 Stufen), aber die ist in der EDV nun einmal völlig unüblich, weil dort mit Vielfachen von 8 Bit gearbeitet wird.

Solche mit 16 Bit Datentiefe ausgerüsteten digitalen Fotografien werden uns heute bereits häufig für die Repro-Bearbeitung eines Verpackungsdruckmotivs zur Verfügung gestellt, aber die Repro muss die Datentiefe dann gleich herabsetzen, weil die aktuelle PrePress-Software leider nur 8 Bit gestattet (siehe beispielsweise Adobe Illustrator).

Auch wenn der Autor im Moment noch keine Anstrengungen in diese Richtung beobachtet hat wäre es doch denkbar, dass in Zukunft PrePress Software verfügbar sein wird, die eine Datentiefe von 16 Bit verarbeiten kann. Spätestens von da an ist es natürlich auch vorteilhaft, wenn die für den Druck eingesetzte Rasterung entsprechend feine Abstufungen darstellen kann. Auch dafür ist der DFTA Screen V14 bereits gerüstet. Es muss aber eingeräumt werden, dass dies auch für andere, bereits seit längerer Zeit verfügbare AM- und Hybrid-Rasterungen zutrifft.

Fazit

In der Arbeit an der neuesten Version der DFTA Screens (Bildraster), die sich letztlich als Begründer einer ganz neuen Generation von Rasterungen erwiesen hat, streifte der Autor eine ganze Reihe von „Randthemen", die durch teils bekannte, aber dann präzisierte, teils neue Erkenntnisse nun miteinander verknüpft werden konnten. Kenntnisse hierüber sollten den Leser in die Lage versetzen, die Zukunft des  Verpackungsdrucks besser gewappnet zu betreten.

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit und bitte fühlen Sie sich gerne zur Diskussion der vorgestellten Beobachtungen und Zusammenhänge eingeladen: martin.dreher@dfta.de

 

 

Erläuterungen für das Verständnis der vorstehenden Tabelle

Teil 1

Raster- Generationen >>>	AM-Raster	FM Raster	Hybridraster, „XM Screening"	„DM-Screening" (Bellissima)	SuperFM 5Gen
Ausführlichere Bedeutung bzw. Beschreibung	Amplitudenmoduliert	Frequenzmoduliert	AM im Bereich ca. >10%, darunter FM	Digitally Modulated, sieht aus wie FM	FM, aber mit Tendenz zur AM-Orientierung
Varianten/Feinheiten verfügbar?	Zahlreiche verschiedene (10 bis >120 L/cm)	Sehr eingeschränkt, Punktgröße muss <20 µm sein, nur mit Flat-Top möglich	Zahlreiche Kombinationen aus AM-Feinheiten und FM-Punktgrößen, aber nur mit Flat-Top möglich	Einheitliche, hohe Feinheit	Einheitliche, hohe Feinheit
Bild-Definition, „Zeichnung"	Flach, gedämpfte Zeichnung	Sehr gute Bild-Zeichnung, feine Details	Flach, gedämpfte Zeichnung	Sehr gute Bild-Zeichnung, feine Details	Sehr gute Bild-Zeichnung, feine Details
Rosetten	Ja, zeigen Körnigkeit	Nein, nicht vorhanden	Ja, zeigen Körnigkeit	Nein, nicht vorhanden	Nein, nicht vorhanden
Farbdrift	Ja, recht stark möglich	Nein, nicht möglich	Ja, relativ stark möglich	Nein, nicht möglich	Nein, nicht möglich

 

Wenn man sich die Evolution der Rasterung bis zum heutigen Tag näher ansieht, dann entdeckt man fünf verschiedene Generationen dieser Technik. Historisch gesehen, und auch heute am weitesten verbreitet, ist der Amplitudenmodulierte Raster, meistens und auch hier abgekürzt als AM. Es gibt ihn in zahlreichen verschiedenen Varianten der Form der Rasterpunkte, deren Wachstumsstrategie, aber vor allem der Feinheit. Er folgt dem Prinzip, die Rasterpunkte auf einem festen Gitter anzuordnen und die Größe zu variieren. Die Feinheit wird typischerweise entsprechend des Bedruckstoffs und einiger Parameter des Druckverfahrens ausgewählt.

Die hierbei erziehbare Qualität in fotorealistischen Bildern ist in der Spitze sehr hoch, wenn mit hohen Feinheiten gearbeitet werden kann, aber selbst dann muss man im objektiven Vergleich feststellen, dass die Überlagerung eines Fotos mit diesem festen Gitter von Rasterpunkten variabler Größe dazu führt, dass Bild etwas zu glätten und Details sozusagen zu verschleiern. In punkto Detailwiedergabe schneidet dieser Raster demnach leider nicht immer „on Top" ab. Seine unvermeidbaren Rosetten bilden darüber hinaus noch teilweise störende Muster im Druckbild, die mit dem eigentlich darzustellenden Motiv nichts zu tun haben. Der AM-Raster gestattet darüber hinaus prinzipiell eine ziemlich starke Farbdrift, wenn auch diese meistens nicht störend wird, wenn der Betrachter nicht sehr genau hinsieht und verschiedene Druckmuster einer Auflage genauestens miteinander vergleicht.

Die zweite Generation der Rasterung ist der Frequenzmodulierte Raster, hier und andernorts üblicherweise mit FM abgekürzt. Er stellt quasi die Umkehrung des AM-Rasters dar und verwendet Rasterpunkte einheitlicher Größe, die scheinbar zufällig entsprechend der darzustellenden Bildstelle verschieden dicht beieinander gedruckt werden. Dieses Prinzip der Zufälligkeit führt jedoch nicht selten für den Betrachter zu dem Eindruck einer Körnigkeit oder eines Rauschens im Bild. Damit dies minimiert wird müssen solche Raster typischerweise mit sehr kleinen Rasterpunkten gedruckt werden, meist kleiner als 20 µm im Durchmesser. Das ist in allen Druckverfahren, die diese Rasterung anwenden (Offsetdruck, Flexodruck und Digitaldruck) eine technische Herausforderung in vielerlei Hinsicht.

Wenn man diese Herausforderung jedoch meistern kann, dann wird man mit sehr ansprechenden fotografischen Bildern belohnt, die unvergleichlich genaue Details abbilden. Dabei können prinzipiell keine Rosetten und auch keine Farbdrift entstehen, was zu den größten Vorteilen dieser Rasterung gehört.

Die Vorteile und Nachteile der beiden ersten Rastergenerationen sind gewissermaßen spiegelbildlich zueinander (das wird erst durch Betrachtung der restlichen Zeilen dieser Tabelle vollständig aufgeklärt). Deswegen bot es sich für die Anbieter der digitalen PrePress-Systeme an, in einer dritten Generation eines hybriden Rasters zu versuchen, das Beste aus den beiden vorgenannten zusammenzubringen. Solche Raster sind heute insbesondere im Flexodruck als Stand der Technik zu bezeichnen und funktionieren sehr gut. Sie kombinieren einen scheinbar gewöhnlichen AM-Raster für alle Tonwerte oberhalb von ca. 10 % Flächendeckung (das ist allerdings abhängig von der gewählten Feinheit) mit einem milden FM-Raster im darunterliegenden Bereich. Der größte Vorteil, den der Flexodruck hieraus beziehen kann, ist der später zu würdigende nahtlose Auslauf von Verläufen und hellen Tonwerten zum Weiß des Bedruckstoffs. Ansonsten haben diese Raster leider ähnliche Einschränkungen und Nachteile wie der AM-Raster.

Die vierte Generation wurde quasi nach eigener Aussage von der Firma Hamillroad durch deren Rasterung „Bellissima" geschaffen. Hamillroad sagt dazu, es handele sich nicht um einen reinrassigen FM Raster und auch keinen Hybridraster. Dem Aussehen nach handelt es sich jedoch in der Tat praktisch um einen FM Raster, wobei jedoch eventuell die Anordnung der Pünktchen speziell berechnet wird. Ich habe daher vorsorglich dieser Technik sozusagen die vierte Generation reserviert.

Der digital modulierte „Bellissima" Raster bietet sehr gute Details in fotografischen Bildern und liefert damit eine sehr schöne Druckbildqualität. Wie die anderen FM-Raster ist er frei von Rosetten und auch nicht empfindlich gegen Farbdrift. Diesem Vorteil steht allerdings der Nachteil gegenüber, dass dieser Raster nur mit einer hohen Auflösung in der Bebilderung der Druckformen funktioniert, was in der Folge einen zusätzlichen produktionstechnischen Aufwand nach sich zieht und damit auch die Kosten negativ beeinflusst.

Die 5. und damit aktuell neueste Generation der Rasterung wurde von uns selbst, dem Team des DFTA Technologiezentrums, zuletzt entwickelt. Diese Entwicklung ist teilweise noch nicht ganz beendet, aber folgendes kann man schon einmal zu dieser neuen Rasterung sagen. Auch hier steht zunächst der vermeintliche Nachteil im Raum, dass nur eine einheitliche Feinheit verfügbar ist. Im Gegensatz zu Bellissima handelt es sich hierbei allerdings um eine vergleichsweise niedere Feinheit, die keine Nachteile in der Bebilderung und den diesbezüglichen Kosten der Druckformen nach sich zieht. Man kann also sozusagen mit den gewohnten Bordmitteln weiterarbeiten.

Auf der Seite der Vorteile hat diese fünfte Generation - sie trägt den Arbeitstitel „SuperFM 5Gen" - ebenso die sehr gute Darstellung von Bildern mit hervorragenden Details, die Absenz jeglicher Rosetten und die Vermeidung von Farbdrift. Dies erklärt sich aus der Tatsache, dass es sich hier um einen größtenteils frequenzmoduliert agierenden Raster handelt, was auch der Name schon andeutet. Allerdings ordnen sich die Pünktchen dieses Rasters bei höheren darzustellenden Tonwerten dann doch zu regelmäßigen Strukturen, die an einen AM Raster erinnern. Dies erfolgt jedoch auf gänzlich andere Art und Weise wie bei den Hybridrastern, sodass die Einordnung in eine neue Generation, nunmehr die fünfte, angebracht ist.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Teil 2

Moiré	Mindestens sog. Gelb-Moiré immer vorhanden	Nein, nicht möglich	Mindestens sog. Gelb-Moiré immer vorhanden	Nein, nicht möglich	Nein, nicht möglich
Rasterwinkel	3x „echt", 1x „falsch", verursachen Moiré	Nein, nicht notwendig	3x „echt", 1x „falsch", verursachen Moiré	Nein, nicht notwendig	Mindestens 8 „echte Winkelungen" vorhanden
Technische Rastertöne	Sehr gut, glattes Aussehen	Mittel bis schlecht, körniges Aussehen	Sehr gut, glattes Aussehen wenn > ca. 10%	Sehr gut, glattes Aussehen	Sehr gut, glattes Aussehen
Fade-Out	Mittel bis schlecht, harte Kante	Sehr gut, nahtlos zum Papierweiß	Sehr gut, nahtlos zum Papierweiß	Sehr gut, nahtlos zum Papierweiß	Sehr gut, nahtlos zum Papierweiß
Hoher Aufwand in der Druckformherstellung, Kosten?	Abhängig von Bebilderungs-Auflösung und Laserstrahl-Konfiguration, normal bis hoch	Normal bis hoch (bei hoher Auflösung)	Abhängig von Bebilderungs-Auflösung und Laserstrahl-Konfiguration, normal bis hoch	Hoch, funktioniert nur mit hoher Auflösung	Normal, konzipiert für Standard-Auflösung 2540 dpi, unabhängig von Laserstrahl-Konfiguration

 

Es gibt allerdings noch einige weitere Kriterien, nach denen die verschiedenen Rasterungen beurteilt werden können. Ohne Anspruch auf Vollständigkeit geht die entsprechende Liste hier also weiter.

Eine große Bedrohung der Druckqualität wären gegebenenfalls die möglichen Moiré-Erscheinungen, die sich bei den AM-Rastern ausprägen können. Das betrifft natürlich die erste Generation der AM Raster und die in unserer Tabelle als dritte Generation angeordneten hybriden Raster. Dieser Interferenzerscheinung kann durch korrekte Wahl der Rasterwinkelungen zwar zuverlässig Einhalt geboten werden, aber hierin steckt eine gewisse Fehlerquelle, indem der Bediener in der Druckvorstufe eine falsche Auswahl treffen kann. Darüber hinaus verbleibt auch dann noch das Risiko des sog. Gelb-Moiré, das mit der gegenwärtigen Technik der AM-Raster, wie sie kommerziell verfügbar sind, leider nicht vermieden werden kann. Eine kleine Ausnahme stellen hier lediglich einige Varianten der DFTA Screens (Versionen V4, V5, V6 und V12) dar, bei denen mit anderen Drehungen als 30° zwischen den zeichnenden Teildruckfarben gearbeitet werden kann.

Die begrenzten Verfügbarkeiten von Rasterwinkeln sind demnach auch ein gewisser Nachteil bei den AM-Rastern. Einen deutlichen Vorteil haben sie dann aber auf der anderen Seite bei allen sogenannten technischen Rastertönen, die aus einer Konstruktion im DTP System entstehen, also Vektorgrafiken darstellen. Das glatte Aussehen wird vom menschlichen Auge hier deutlich bevorzugt gegenüber anderen Darstellungen.

Dem folgt dann allerdings gleich ein sehr großer Nachteil der AM Raster, nämlich die begrenzte Möglichkeit, einen nahtlosen Auslauf eines Verlaufs zum Weiß des Bedruckstoffes zu erreichen. Zumindest gilt diese Einschränkung für große Teile des Flexodrucks.

Regelmäßige Muster zu verarbeiten stellt die entsprechenden Geräte in der Druckvorstufe zum Teil vor nicht unerhebliche Herausforderungen, weil hierbei dann auch wieder Interferenz mit den Werkzeugen, überwiegend Laserstrahlen-Bündel, auftreten kann. So ist es dann leider auch zu erklären, dass manchmal Muster auf den Druckformen erscheinen, die in der steuernden Bilddatei überhaupt nicht vorhanden waren. Hiervon sind die AM-Raster und die hybriden Raster relativ stark bedroht. Fairerweise muss man hier aber erwähnen, dass die Hersteller der Platesetter dieses Problem wirksam zu bekämpfen gelernt haben, indem sie die Laserstrahlen-Bündel in entsprechenden Strahlkombinationen einsetzen, was dann aber wieder oft zu Lasten der Produktivität der Maschinen geht.

Wie bereits vorher geschildert sind FM-Raster gar nicht in der Lage, ein regelrechtes Moiré auszubilden, eben weil sie keine regelmäßigen Strukturen aufweisen, die hierfür eine Bedingung wären. Und weil es prinzipiell nahezu unendlich viele Möglichkeiten gibt, Pixel in einer Matrix zufällig anzuordnen, gibt es sinngemäß auch ebenso viele Varianten, die man in diesem Fall den Drehungen der Rastergitter beim AM-Raster gleichsetzen könnte. FM-Raster haben hierin einen unschätzbar großen Vorteil.

Jedoch sind sie dann wiederum darin benachteiligt, technische Rastertöne ansprechend glatt und störungsfrei für das menschliche Auge darzustellen. Das war bis dato deren größtes Problem! Vorteilhaft dagegen ist auf deren Seite dann der mögliche nahtlose Verlauf im Lichterbereich zum Weiß des Bedruckstoffs zu verbuchen. Zwar kann es in diesem Bereich zeitweise etwas körnig aussehen, aber es gibt hier niemals eine harte sichtbare Kante, wie sie die AM-Raster an dieser Stelle oft aufweisen.

Der in der Tabelle bei den FM-Rastern genannte tendenzielle Nachteil hinsichtlich des Aufwands in der Druckformherstellung ist der Tatsache geschuldet, dass man sie mit sehr kleinen Rasterpunkten anwenden muss, um wenigstens ansatzweise die oben genannte Glätte bei den technischen Tönen zu erhalten, die der AM-Raster sozusagen vorgibt. Oftmals muss hierbei mit erhöhter Auflösung gearbeitet oder eine besondere Sorgfalt angewendet werden, damit die winzigen Pünktchen sauber auf die Druckform übertragen, geschweige denn einwandfrei gedruckt werden.

Beim hybriden Raster in der dritten Spalte gilt vieles wieder ähnlich wie beim AM-Raster. Dies trifft zumindest für die Aspekte der Anfälligkeit gegenüber Interferenz und der Möglichkeit der Rasterwinkelung zu. Vorteile hat diese Rasterung in Bezug auf glatte technische Töne, wenn diese oberhalb der Grenze des Eintretens in den FM-Bereich angesiedelt sind. Unterhalb dieser Grenze bietet sich dann aber der Vorteil eines nahtlosen Verlaufs, weswegen diese Art der Rasterung ja auch geschaffen wurde. Hinsichtlich des Aufwands in der Druckformherstellung stellen diese Raster tendenziell etwas erhöhte Anforderungen, ähnlich wie die AM-Raster.

Die vierte Generation, digital modulierte Raster nach dem Vorbild von Bellissima, schneiden auf dieser Ansicht der Vergleichstabelle zunächst sehr gut ab. Sie bilden keine Interferenz und bieten sehr viele verschiedene logische Rasterwinkel, im Gegensatz zum konventionellen FM-Raster gelingt hier sogar der Druck von technischen Rastertönen in genügender Glätte recht gut und sie bieten einen sehr guten Auslauf zum Weiß. Der einzige bedeutende Nachteil liegt hier im technischen Aufwand für die Herstellung der Druckformen. Konzeptionell benötigen diese Raster nämlich die hohe Auflösung von 4000 dpi für die Bebilderung der Druckform, was erhöhte Anforderungen an die Produktionszeit und die Feinheit der eingesetzten Werkzeuge stellt. Für Letzteres müssen die entsprechenden Platesetter oft mit einer speziellen Optik ausgerüstet werden, was zusätzliche Kosten verursacht.

Die neue fünfte Generation der Rasterungen, entwickelt vom Team der DFTA, bietet auf dieser Seite ausschließlich Vorteile. Zumal es sich hier um einen größtenteils FM-lastigen Raster handelt, entstehen keine Interferenzen. Zwar bietet der Raster DFTA Screen V14 SuperFM 5Gen nicht ganz so viele Versionen wie ein reiner FM Raster, aber es stehen mindestens 8 signifikant verschiedene Versionen zur Auswahl, was auch für einen Druck mit sieben festen Farben mehr als ausreichend ist. Technische Rastertöne werden sehr glatt dargestellt und der Auslauf zum Weiß ist mindestens so gut wie bei den normalen FM-Rastern oder den Hybridrastern. Jedoch bietet diese neue Rastergeneration in punkto Aufwand und Kosten bei der Herstellung der Druckformen große Vorteile, weil hier mit konventionellen Bordmitteln, beispielsweise einer moderaten Auflösung von 2540 dpi, gearbeitet werden kann.

Teil 3

Kopplungen?	Nein	Nein	Nein	Nur in Verbindung mit APEX-Rasterwalzen	Voraussichtlich nur für DFTA Mitglieder
Problematisch im Fortdruck?	Harte Kante am Auslauf, sonst gut	Sehr problematisch	Recht unproblematisch	Gut, nach bisherigen begrenzten Erfahrungen	Gut, nach bisherigen begrenzten Erfahrungen
Verbrauch/Kosten an Druckfarbe	Bekannt	Etwa wie AM	Wie AM	Angeblich geringer	(noch unbekannt)
Eignung für Digimarc Barcode	+ bis +++ (je nach verwendeter Rasterfeinheit)	++++	+ bis +++ (je nach verwendeter Rasterfeinheit)	++++	++++

 

Zwar erhebt diese Tabelle wie gesagt keinen Anspruch auf Vollständigkeit, aber mindestens diese dritte Seite hat sie dennoch schon mal für uns parat. Hier werden noch ein paar wichtige weitere Aspekte beleuchtet.

Mit dem Stichwort „Kopplungen" ist hier gemeint, ob eventuell Verknüpfungen bestehen, sodass man gegebenenfalls die betreffende Rasterung nur in einer bestimmten Kombination einsetzen oder erwerben kann. Dies trifft bei den beiden neuesten Generationen zumindest teilweise zu, während die Generationen 1-3 von verschiedenen Quellen zu beziehen ist, sodass entsprechende Konkurrenz besteht und der Anwender zwischen verschiedenen Anbietern auswählen kann. Beim DFTA Screen ist das nicht ganz so offen, denn er wird aller Voraussicht nach nur den Mitgliedern des Verbands zur Verfügung gestellt werden. Noch eingeschränkter ist hierin allerdings der digital modulierte Bellissima. Er wird offiziell nur den Anwendern zugänglich gemacht, die mit Rasterwalzen der Firma APEX ausgestattet sind. Dies bezieht sich selbstverständlich auf den Flexodruck.

Wie bereits vorher angedeutet ist der AM-Raster gerade im Flexodruck dann als kritisch zu betrachten, wenn er Ausläufe zu Weiß, also helle Tonwerte, darstellen soll. Hierbei entstehen oftmals sichtbare Abrisse, die die Wirkung eines Bildes bzw. Druckmotivs stark einschränken können. Im Hinblick auf die im Druck benötigte Menge an Druckfarbe stellt der AM-Raster gewissermaßen die Referenz dar. Auch im Kriterium der Eignung für digitale Wasserzeichen nach dem Vorbild von Digimarc Barcode ist er der Masstab, wobei konstatiert werden muss, dass seine Eignung hier von der verwendeten Feinheit abhängig ist. Genügend fein gedruckt kann der AM-Raster den Digimarc Barcode ohne erkennbare Einschränkung transportieren, in den gröberen Versionen wird die Lesbarkeit dann allerdings eingeschränkt.

Ebenfalls problematisch im Druck kann sich der FM-Raster gestalten, allerdings aus ganz anderen Gründen als der AM-Raster. Beim FM-Raster ist das Kritische, diese verstreuten minimal kleinen Pünktchen verlässlich und sauber ohne bemerkbare Veränderung über eine reale Auflage intakt halten zu können. Das ist eine Herausforderung für jede Druckerei. Beim Verbrauch der Druckfarbe liegt man in etwa auf gleicher Höhe mit dem AM-Raster. Für Digimarc Barcode und dergleichen Wasserzeichen sind FM-Raster jedoch dank ihrer notwendigen hohen Feinheit allgemein besser geeignet als zumindest die groben AM-Raster.

Der hybride Raster in der dritten Spalte kann im großen Ganzen mit dem AM-Raster in der ersten Spalte gleichgesetzt werden. Einzige Ausnahme ist das Kriterium der problemlosen Verarbeitung im Druck, wo hybride Raster deutliche Vorteile genießen. Sie sind so ausgeprägt, dass die Stabilität der kleinen Rasterpunkte im Lichterbereich nicht so kritisch wird wie beim FM-Raster und im restlichen Tonwertbereich haben sie ohnehin einen AM-Raster.

Die leider bisher begrenzten Erfahrungen mit dem digital modulierten Bellissima attestieren diesem eine recht gute Verarbeitung im Druck. Allerdings wird diese Rasterung momentan fast ausschließlich im Etikettendruck mit UV Farben auf kleinformatigen Druckmaschinen eingesetzt. Dennoch bestehen hierfür positive Vermutungen auch für den größerformatigen Flexodruck. Etwas überraschend für die Fachwelt kommt hier allerdings die Ankündigung des Herstellers, dass man mit dieser Rasterung Druckfarbe einsparen könnte. Das muss im Laufe der Zeit in der Praxis verifiziert werden. Hinsichtlich der Umsetzung digitaler Wasserzeichen sollte dieser Raster jedoch sehr gute Karten besitzen.

Noch weniger Erfahrungen als mit dem vorgenannten Raster bestehen leider momentan noch mit dem SuperFM 5Gen der DFTA. Deswegen kann weder hinsichtlich der Verarbeitung im Druck, wo immerhin bisher ausschließlich positive Erfahrungen gemacht werden konnten, noch des Verbrauchs an Druckfarbe eine definitive Aussage gemacht werden. Jedoch hinsichtlich der Eignung für digitale Wasserzeichen besteht hier das gleiche Niveau wie beim FM Raster und ähnlichen.

 

 

Stuttgart, März 2020

 

Prof. Dr. Martin Dreher

Wissenschaftlicher Leiter DFTA-Technologiezentrum

 

 

 

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