"Немного теории и рассуждений"
Говорить о высококачественной печати можно для всех видов документов кроме цветных фотографий. Полноцветная печать фотографий на цифровых принтерах по состоянию на 2006 год значительно уступает по качеству фотографиям, полученным с цифровых или аналоговых(фотопленка) носителей, на цветной фотобумаге фотохимическими методами. По цене фотографии на цветной фотобумаге дешевле, полученных на цифровых принтерах. Сравнивать по качеству можно фотографии на цветной фотобумаге с фотографиями, напечатанными на сублимационных цифровых принтерах, но по цене и размеру сублимационные фотографии пока значительно уступают аналоговым. Методы растрирования, различные способы модуляции, методы уменьшения размеров и увеличение количества элементов печати улучшают качество цифровой печати фотографий. Для бытовых и многих других применений качество цифровой печати фотографий хорошее.
Частично избавиться от основных недостатков струйной и лазерной цветной печати: зернистости получаемого изображения и растровой методики воспроизведения, позволяет технология сублимационной термопечати. Чтобы на фотографии не было видно зернистости, необходимо перекрытие соседних точек (пиксел) красителей - разрешения (линиатуры) 500 – 1000 dpi (lpi) достаточно. Линиатура (lpi) - полиграфический термин, означающий количество линий, состоящих из точек, соответствующих исходным, на единицу длины, как правило, дюйм.
Главная проблема цифровых принтеров струйной и лазерной цветной печати в нерешенности задачи разбавить до малых плотностей красители трех базовых цветов. В струйных принтерах пытаются решить эту задачу растрированием и введением красителей 2-4 дополнительных цветов – светлый голубой, светлый пурпурный, светлый серый (черный) и т.д. В лазерных принтерах пытаются решить эту задачу растрированием методами модуляции луча лазера. Сублимационная технология термопечати относится к классу полноцветных (continuous tone), потому что позволяет получать «любой» цвет смешиванием красителей базовых цветов при осаждении красителя на носитель из пара. Именно пар малого количества красителей трех базовых цветов позволяет получить «разбавление» цвета до малых плотностей. Количество нагревов каждого «термоэлемента» пропорционально насыщенности соответствующей цветовой составляющей, для полного соответствия возможностям зрения человека нужно от 0 до 256 циклов (8 Бит) нагрева на каждый пиксел каждого субтрактивного цвета. Микро облачко красителя позволяет даже малые его количества распределять равномерно в пространстве, что формирует динамический диапазон цветопередачи каждого пиксела каждого субтрактивного слоя и определяет качество полноцветности всей фотографии. Такая термотехнология требует 1-3 минуты для печати каждой фотографии 10х15см.
В аналоговой цветной печати фотографическая широта цветопередачи (динамический диапазон до 20 Бит) обеспечивается наиболее естественным путем за счет динамического диапазона до 100 градаций (6,7 Бит) в каждом из трех слоев цветной бумаги. Смешивание цвета в любых пропорциях, в том числе самых малых, происходит естественно. Малая экспозиция базового цвета дает равномерную малую плотность этого цвета в данном месте слоя. Накладываясь три прозрачные составляющие базовых цветов воспроизводят всю гамму.
С физической точки зрения, то, что мы воспринимаем как цвет, - это набор электромагнитных волн определенного диапазона частот (различаемого человеческим глазом). Сумма световых волн всего видимого диапазона вызывает ощущение белого цвета, отсутствие света - черного. Такая аддитивная схема образования цветов используется во всех светоизлучающих (монитор, телевизор) и светопринимающих (сканер, видеокамера и т. д.) приборах. Наиболее распространенная цветовая модель, построенная по этой схеме, называется RGB по названиям трех базовых цветов (Red - красный, Green - зеленый, Blue - синий), используемых в ней для образования всех прочих. В сумме красный, синий и зеленый дают белый. Однако RGB неприемлема для печати, поскольку обыкновенные краски не излучают. Когда мы смотрим на бумагу, информацию о ее цвете мы получаем из отраженного света. Следовательно, единственным способом окрашивания в данном случае является нанесение на поверхность бумаги покрытия, которое бы задерживало световые волны, соответствующие одному цвету, и пропускало другие. Этот процесс лежит в основе субтрактивной цветовой модели, именуемой CMY (Cyan - голубой, Magenta - пурпурный, Yellow - желтый). Если нанести на бумагу краски этих трех цветов, то вместе они будут задерживать свет во всем видимом диапазоне, что соответствует в нашем представлении черному. Однако эта идеальная математически точная картина не учитывает существующих проблем с чистотой оттенков красителей. В результате хорошего черного цвета не получается, и приходится использовать дополнительный черный краситель. Отсюда появилась 4-ая буква - K (blacK - черный) в названии самой распространенной субтрактивной цветовой модели CMYK.
RGB и CMYK не являются эквивалентными, поэтому проблема соответствия цветов на экране монитора и на листе бумаги и по сей день окончательно не решена.
При струйном, лазерном и матричном способах печати линиатура зависит от разрешающей способности устройства и количества получаемых полутонов (следовательно, от размера матрицы), и ее значение меньше (50 - 80 lpi), но и они позволяют получать качественный текст. Термосублимационная технология, где можно говорить о линиатуре в 270 - 300 lpi наиболее массовое применение находит в видео- и фотопринтерах для выполнения дигитальных цветопроб. Правда разрешение фотоизображений невысокое, но поскольку при термосублимационной печати растр как таковой отсутствует, то качество фотографий хорошее. Отсутствие растра объясняется наложением апертур термоэлементов матрицы. Расчетный цвет получается в центре термоэлемента, а затем плотность пятна краски и температуры падает по экспоненте. Применение масок ослабляет данный конструктивный дефект, но, соседние пикселы перекрываясь сглаживают растр, уменьшают разрешение и искажают цветовую гамму.
Для сравнения.
Сублимационная печать дает разрешение около 300 dpi, что эквивалентно 4800 dpi струйной печати. Фирмы - производители пишут о фотографической широте цвета в 24 Бита, что больше желаемое, чем действительное.
На цветной аналоговой фотобумаге в каждом из 3 субтрактивных слоев: разрешение до 1000 dpi, фотографическая широта до 6,7 Бит, т.е. фотография, сделанная на цветной аналоговой фотобумаге, может содержать до 1 123 839 цветов (20,1 Бит) с плавными, реальными полутонами.
Человек не вооруженным глазом может оценить улучшение изображения фотографии в пересчете на каждый из трех субтрактивных базовых цветов - до разрешения 500 dpi и фотографической широты до 8 Бит (256 раз), т.е. фотографии содержащей до 16 777 216 цветов с плавными, реальными полутонами.
В заключении можно говорить о том, что технология цифровой полноцветной печати по состоянию на 2006г. находится в стадии поиска технического решения. Для полного понимания современного состояния цифровой полноцветной печати пофантазируем. Нам представляется, что это решение может быть в объединении сублимационной, лазерной и струйной технологий.
Спроектируем принтер типа квазиструйный и квазисублимацинный. Возьмем 4 линейки – CMYК. Линейка каждого цвета должна иметь в 2 - 3 рядах 4000 – 8000 сопел диаметром примерно 5- 2,5 микрон каждое, зазор между бумагой и линейкой 2 - 1 микрон для облачка пара тонера. Если иметь подвижную печатающую головку, то количество сопел можно уменьшить. (Считаем. А4 – 200мм, 500-1000dpi – это примерно 20-40 сопел на мм, 4000 – 8000 сопел на ширину листа, каждое сопло 5 - 2,5 микрон плюс перекрытие для выравнивания зернистости изображения 40% (2 - 1 микрон), получаем пиксел на бумаге 7- 3,5 микрон.) Дозатор красителя делаем так – в емкости с тонером каждого цвета создадим избыточное давление до 5 атмосфер. На каждое сопло поставим пьезоэлектрический клапан. Открывая клапан на время от 1 до 256 микросекунд, будем впрыскивать в рабочую зону каждого пиксела требуемую дозу сублимационного красителя с ультрафиолетовыми и пластиковыми присадками. Линейка каждого цвета должна быть нагрета до температуры возгонки сублимационного красителя с ультрафиолетовыми и пластиковыми присадками. Впрочем, нагрев линейки и сублимацию можно заменить на закрепление красителя, как в лазерных принтерах. Тонер должен иметь дисперсность, каждой фракции до 1 микрона.
Спроектируем квазилазерный принтер. В существующих моделях лазерного принтера (однопроходных или четырехпроходных) изменим метод формирования скрытого изображения на барабане и устройство самого барабана. Сделаем барабан без светочувствительного слоя. На барабан нанесем продольную и поперечные прозрачные токопроводные сетки. По вертикали 4000 - 8000 линий, по горизонтали 6000 – 12000 линий толщиной 3 - 1 микрон. Между сетками и сверху нанесем слой диэлектрика толщиной 5 микрон. Создавая электростатический заряд над каждым узлом сетки, пропорциональный плотности изображения с шагом по плотности 0 - 256, получим скрытое полное изображение для каждого базового цвета. Технология работы с матрицами из сеток хорошо отработана в жидкокристаллических LCD мониторах и телевизорах.
Источник
