Шесть нот цветной печати

Всеволод Киселев, 

Обзор технологии шестицветной печати. Часть первая: краткая история цветной печати, пьезоэлектрическая технология.

Pixel Audit

Давным-давно, когда доступные принтеры были матричными и с громким скрипом выбивали иголочками на бумаге текст и незамысловатую графику, мало кто всерьез задумывался о цветной печати в домашних условиях. Но ничто не стоит на месте, и с прошествием небольшого количества времени на полках магазинов появились цветные струйные принтеры для домашнего использования, вызвавшие большой к себе интерес. В своей работе они использовали 4 цвета стандартной цветовой системы CMYK, но сегодня пользователь имеет возможность приобрести модели с 6-ти красочной палитрой. В статье мы рассмотрим, какие преимущества несет обывателю расширенные цветовые наборы.

Прежде всего, подробно разберемся в исторических хрониках. Следует отметить, что принтеры, которые трудятся в офисах и домах пользователей никогда не были технологическими лидерами в области печати, особенно цветной. Сегодня у них есть более функциональные собратья – плоттеры. Ранее между ними была принципиальная разница: плоттеры были перьевыми устройствами и рисовали изображение (чертежи, схемы), а принтеры – его печатали. Но в 1993-94 годах в секторе плоттеров свершилась революция, и они стали растровыми печатающими устройствами, т.е. струйными. Спустя некоторое время новая технология внедрилась и в принтеры, после чего принципиальная разница между двумя типами аппаратных средств была потеряна, и плоттеры, по сути, стали большими принтерами (или принтеры – маленькими плоттерами, кому как больше нравится). Примерно в 96 году плоттеры и принтеры стали лазерными (или устройствами, использующими твердотельные красители), но до сих пор из-за относительной дороговизны технологии цветные лазерные принтеры и плоттеры распространены весьма ограничено.

Каждый из нас с детства знаком с образцами цветной печатной продукции и, скорее всего, они были созданы не с помощью плоттеров или принтеров, а на профессиональном типографском оборудовании. Благодаря своей многовековой истории полиграфия может предложить отпечатки очень высокого качества (фотореалистичные насколько это возможно), которое на сегодняшний день недостижимо для других типов устройств. Но, как всегда, есть одно но: печать типографским способом окупается только при тиражах в сотни и тысячи экземпляров, а при малом количестве отпечатков – очень дорога. Принтеры и плоттеры не могут меряться качеством печати с многовековой классикой, но зато многократно опережают ее по соотношению цена/качество, притом, что они предназначены для создания отпечатков малыми тиражами (5 – 10 или чуть больше экземпляров).

Итак, в 1993 году плоттеры стали цветными, они использовали стандартную цветовую схему CMYK: Cyan (голубой), Magenta (пурпурный), Yellow (желтый) и Black (черный), и могли печатать в достаточно низком разрешении 180 dpi. Именно разрешение и цветовой охват плоттера определяют качество отпечатка и его восприятие пользователем. Но, т.к. основная продукция широкоформатных принтеров – это плакаты, которые рассматривают с расстояния в несколько метров, такое, невысокое по сегодняшним меркам качество печати, могло быть вполне удовлетворительным в ряде случаев, но никак не могло подойти для отпечатков, которые будут рассматривать с близкого расстояния. С течением времени печатающие головки плоттеров могли позиционировать капельки чернил все точнее, и разрешение получаемых отпечатков выросло до значений 1440 dpi и выше. В принципе, таких величин вполне достаточно для получения “фотореалистичных” отпечатков, но качество картинки определяет не только кучность застывших чернильных капелек, но и плавность цветовых переходов. А вот здесь у схемы CMYK есть серьезные проблемы. Ограниченный цветовой охват не позволяет точно передавать многие полутона и оттенки. Изображение получается не только некорректным с точки зрения воспроизведения цветов, но и зернистым. Способом решения этой проблемы является применение более полных цветовых схем. На смену 4-х цветным пришли 6-ти цветные модели. Разные производители разошлись во мнении, какие цвета добавлять: одни предпочли в качестве дополнительных Light Cyan (светло голубой) и Light Magenta (светло пурпурный), другие – Orange (оранжевый) и Green (зеленый), что позволило увеличить цветовой охват с относительно приемлемых 50% до 90%. Стоит отметить, что инженеры производящих плоттеры компаний этим не ограничились, и сегодня на рынке присутствуют модели, которые могут печатать 8-ми цветные изображения и даже “монстры”, использующие 12-ти цветовые схемы.

Так называемая струйная печать имеет 2 разновидности: она бывает термической (электротермической) и пьезоэлектрической.

Технологии цветной печати-1

Первой в начале 90-х годов появилась термическая, основной ее принцип заключается в следующем: струя чернил формируется под воздействием их нагревания, вызванного подачей электрического тока на специальный нагревательный элемент эжекционной камеры. По мере испарения чернил в камере нарастает избыточное давление, и через прецизионное сопло выбрасывается капля чернил. Пьезоэлектрическая технология увидела свет примерно на 3 года позже термической. В ее основе лежит свойство некоторых минералов изменять свою форму (размеры) под действием электротока.

Печатающая головка

Печатающая головка принтера содержит многочисленные, очень небольшие пьезокристаллы, размещенные у оснований сопел головки. Находясь под напряжением кристалл может изменять форму с высокой скоростью, создавая механическое давление в сопле и тем самым, заставляя чернила выстреливать на поверхность бумаги. Деформация пьезокристалла определяет давление в эжекционной камере, поэтому меняя величину электрического тока можно варьировать размеры выбрасываемых капель.

Каждая технология обладает своими преимуществами и недостатками. Например, при термоструйной печати трудно изменять размер капли, печатающая головка имеет меньшие размеры и стоимость, но в большинстве моделей принтеров ее надо заменять каждый раз, когда заканчиваются чернила. Такие головки проще электромеханических и могут с меньшим риском засорения работать с пигментными чернилами, а благодаря меньшим размерам их качество однопроходной печати несколько выше. Т.к. термические головки проще в изготовлении и их производство сходно с производством полупроводников, цены на струйные принтеры непрерывно снижаются и они все больше захватывают рынок принтеров начального уровня, то для пьезосистем остается рынок продукции среднего и высшего класса.

Бесспорно, что график, напечатанный в цвете, воспринимается намного легче, чем исполненный в черно-белой гамме. Тем более что популярность цветной фотографии постоянно растет и пользователям нужно распечатывать свои снимки на бумагу. Пионером в области цветной струйной печати для домашних пользователей стала компания EPSON, которая смогла импортировать плоттерную технологию печати в относительно недорогие принтеры. Новый модельный ряд печатающих с помощью уникальной пьезоструйной технологии устройств получил название Stylus Color, которое на сегодняшний день знакомо каждому пользователю, интересующемуся цветной печатью и цифровой фотографией в частности. Но отпечатки созданные с помощью 4-х цветов при всех своих преимуществах относительно черно-белых все-таки весьма далеки от совершенства. Рассмотрим характерный пример. Одно из основных направлений любительской фотографии – это запечатление на долгую память себя, своих друзей, родственников, знакомых, т.е. людей. А это автоматически означает (по крайней мере, для нашей страны), что очень важно воспроизведение розового цвета  – доминирующего оттенка кожи среднестатистического европейца (при всем уважении к представителям других рас). Если печатать снимки, используя схему CMYK, то люди будут казаться здоровыми, только при условии просмотра фотографии с большого расстояния.  Изображение будет зернистым, вместо светло розового цвета на отпечатке будет белая поверхность с редкими вкраплениями пурпурных капель, человек на такой фотографии будет напоминать больного оспой, что производит весьма негативное впечатление. Компания EPSON направила усилия своих инженеров на преодоление этой и подобной ей проблем, результатом чего явилось появление на свет 6-ти цветных принтеров для домашнего использования. К стандартным четырем цветам были добавлены еще два: Light Cyan и Light Magenta, т.е. новые печатающие устройства создают изображения, используя схему CMYKLcLm. Новый модельный ряд принтеров получил название Stylus Photo, из которого следует, что данные устройства предназначены, прежде всего, для любителей цифровой фотографии. Увеличение цветового охвата увеличивает качество отпечатков и делает старые проблемы неактуальными. Принтеры этой серии могут варьировать объем капель создающих изображение: для однотонных участков используются большие, а для тонких деталей – маленькие. Технология Ultra Micro Dot (точка сверхмалого размера) позволяет печатать каплями объемом всего 4 пиколитра,  в результате чего пользователь может наслаждаться изображением с разрешением до 720х1440 dpi. В дополнение к этому функция PhotoEnhance автоматически проводит регулировку цветов, яркости и контрастности, оптимизируя отпечатки, полученные различными способами - фотографии, фото CD-ROMы, цифровые камеры и сканеры. Главное преимущество всех этих технологий заключается в том, что при их использовании люди на отпечатках не имеют проблем с кожей, а небо выглядит действительно лазурно голубым. Т.е. пользователю становится доступно фотореалистичное качество.

Что ж, прогресс неумолим, и то, что раньше было доступно только профессиональным системам сегодня можно приобрести в обычном магазине компьютерной техники. Уже сегодня в домашних условиях можно получить фотореалистичные отпечатки, главное, чтобы в жизни было побольше моментов, которые бы хотелось запечатлеть.


Автор
Всеволод Киселев

Комментарии