От оттенков серого - к печати с переменным объемом чернильной капли
Термин «grayscale», который на русский язык переводится как «серая шкала», «шкала градаций серого» или «шкала полутонов», появился много десятилетий назад, в эпоху черно-белой (или монохромной) печати. Этим понятием обозначали возможность создавать зрительно различимые оттенки серого цвета (от белого до черного) с помощью только черного или белого цвета. Путем применения этого же подхода в полноцветной печати можно получать различные по интенсивности оттенки каждого из цветов CMYK, используемых в струйной печати, комбинировать их с полутонами других цветов и тем самым расширять спектр воспроизводимых с помощью чернил оттенков. Очевидно, что сегодня в технической литературе о широкоформатной цифровой полноцветной печати в качестве русскоязычного аналога термину «grayscale» уместнее использовать термин «технология полутоновой печати», а не «серая шкала» или «технология печати шкалы уровней серого», поскольку метод, позволяющий варьировать при печати тона по интенсивности окраски, распространяется на чернила всех цветов, используемые в принтере, а не только на чернила черного цвета. Что же представляет собой технология grayscale, встречающаяся в современных широкоформатных принтерах?
Ответ на данный вопрос проще, чем можно было бы предположить. По сути, ведущие зарубежные производители оборудования для широкоформатной цифровой печати термином «grayscale» называют технологию печати с переменным объемом капли чернил, которая поддерживается печатающими головками, установленными в том или ином принтере. К таким устройствам относятся печатающие головки Xaar 1001, Epson DX-5 и Epson DX-7, Ricoh Gen4, Fujifilm Dimatix (Spectra) Saphire и Fujifilm Dimatix (Spectra) Emerald. Они различаются между собой по точности позиционирования чернильных капель на материале и по количеству поддерживаемых полутоновых градаций. Так, некоторые из них могут генерировать чернильные капли только трех различных размеров, другие же способны на генерацию 16 различных по объему капель чернил.
Однако в данном случае необходимо сделать оговорку: считается, что печатающая головка поддерживает технологию полутоновой печати, если она способна генерировать различные по объему капли чернил в ходе выполнения одного задания по печати (вывода на печать одного графического файла). Если же печатающая головка может печатать мелкими каплями чернил при работе принтера в режиме высококачественного вывода графики и более крупными каплями чернил – в режиме скоростной печати, но не способна печатать и мелкими, и крупными каплями чернил одновременно, технологию grayscale она не поддерживает.
Зачем вообще нужна печать «градаций серого»?
Начиная с середины 1990-х годов, когда стали появляться первые широкоформатные принтеры для производства наружной рекламы, построенные на основе пьезоэлектрической струйной печати, печатающие головки были способны генерировать капли только одного определенного объема. К плакатам крупного формата (от 6 х 3 м и более), которые размещались на билбордах, ограждениях и стенах зданий, жестких требований по качеству не предъявлялось: разрешение печати в 180 dpi вполне удовлетворяло заказчиков. Однако, поскольку зачастую в рекламных макетах использовались фотографии людей, достоверно воспроизвести тона человеческой кожи чернилами палитры CMYK при печати чернильными каплями фиксированного объема было крайне сложно. Так же непросто было и «попасть» в фирменный цвет, то есть передать на виниле или бумаге сольвентными чернилами в конфигурации CMYK корпоративные цвета клиента. Со временем грубая, а порой и неверная передача привычных человеческому глазу тонов, зернистость и искажение критически важных оттенков рекламируемых брендов, товаров и услуг стали вызывать все больше нареканий со стороны клиентов. Одним из способов решения данной проблемы стало появление чернил дополнительных, так называемых «лайтовых» (осветленных), цветов – Light Cyan (Lc), Light Magenta (Lm), Light Yellow и Light Black. По качеству печать в восьмицветной конфигурации СMYK+LcLmLyLk превосходила результаты работы принтера в шестицветной конфигурации (СMYK+LcLm), которая, в свою очередь, давала визуально лучшие результаты, чем традиционная четырехцветная печать (CMYK). Использование расширенной палитры чернил обеспечивало более точное попадание в цвет при воспроизведении макетов, смягчало зернистость при отображении полутонов и стало особенно востребованным при печати коммерческой графики для интерьеров. Суть такого подхода заключалась в том, что в каждой из разновидности чернил дополнительных «светлых» цветов красящего вещества (пигмента) содержалось меньше, а растворителя (сольвента), который, разъедая верхний слой материала и внедряя в него пигмент, испарялся, больше, чем в чернилах четырех базовых цветов. Поскольку в «легких» версиях чернил использовались те же самые пигменты и те же самые растворители, что и в обычных чернилах, только в другой пропорции, возможность выполнения шести- и восьмицветной печати предполагала наличие более сложного и более дорогостоящего оборудования (в частности, за счет большего числа печатающих головок), увеличенный расход чернил и в итоге более высокие расценки на печать для клиентов. Между тем теоретически таких же результатов по качественному уровню можно было добиться и с помощью печати в четырехцветной конфигурации, если бы только печатающие головки могли выдавать капли чернил не одного фиксированного объема, а хотя бы двух — к примеру, номинального и вдвое меньшего, чем номинальный. Это и положило начало исследованиям и разработкам в области дальнейшего совершенствования технологии пьезоэлектрической струйной печати и привело к появлению активно распространяющейся сегодня технологии grayscale.
Современные печатающие головки, способные в ходе выполнения одного задания по печати генерировать капли чернил различного объема и, как уже говорилось, поддерживающие таким образом технологию полутоновой печати, могут создавать капли не только двух, но и пяти, и восьми, и большего количества вариантов по размеру, в диапазоне от 6 пл до 200 пл. Теоретически это устраняет необходимость в использовании чернил «светлых» цветов и оборудования в более сложной конфигурации. Однако нельзя не заметить, что у разработчиков широкоформатных принтеров за прошедшие годы накопилось гораздо больше опыта в интеграции печатающих головок с фиксированным объемом чернильной капли в системы для печати, но пока еще у них недостаточно глубоких исследований и разработок в сфере grayscale. Этим, в частности, можно объяснить тот факт, что отпечатки, полученные при печати в шестицветной конфигурации, порой выглядят более презентабельными, чем результаты работы четырехцветного принтера, поддерживающего технологию полутоновой печати. Одним из критически важных факторов для достижения высокого качества струйной печати является программное обеспечение, которое определяет размер, цвет и месторасположение чернильных капель, необходимых для воспроизведения на материале каждого из пикселей исходного файла с макетом. Как отмечает Марк Александер, директор по маркетингу компании Xaar plc., именно программа определяет, как делятся (разбиваются) цвета на точки (капли) чернил основных четырех цветов. Вдобавок, по его словам, такое программное обеспечение должно быть достаточно прогрессивным и содержать в себе немало сложных алгоритмов, которые бы предотвращали образование на отпечатке зернистости и объединение точек в кластеры, ясно различимые человеческим глазом. И в этой области интеграторам технологии grayscale предстоит еще немало работы.
Полутоновая печать: и качество, и скорость
Как же влияет на качество использование технологии grayscale? Как свидетельствуют специалисты компании Xaar, визуально результаты полутоновой печати с поддержкой восьми градаций интенсивности цвета и разрешением 360 dpi воспринимаются как изображение, напечатанное с разрешением 1080 dpi с фиксированным объемом капли. Таким образом, важна не столько гонка за количеством пикселей, которые можно уместить в одну линию длиной один дюйм (2,54 см), сколько возможность воспроизводить различные по интенсивности полутона, то есть использовать в печати технологию grayscale.
Принцип работы современной печатающей головки, поддерживающей технологию полутоновой печати, заключается в формировании чернильной капли требуемого объема, предшествующем ее нанесению на запечатываемый материал. К примеру, каждое сопло высокоскоростной печатающей головки Fujifilm Dimatix VersaDrop может по умолчанию генерировать чернильную каплю объемом 6 пл. Если же требуется увеличить этот объем, сопло «выстреливает» еще одну такую же каплю, которая соединяется с предыдущей прежде, чем та достигнет поверхности материала, и т. д., вплоть до создания (по мере необходимости) капли объемом 200 пл. Это дает возможность с помощью одной печатающей головки в ходе выполнения печати одного файла получать однородные, цельные заливки однотонных элементов макета и с высокой четкостью воспроизводить текст, набранный шрифтом всего 4 пт. Примечательно, что интеграторы печатающих головок могут при желании уменьшить номинальный объем чернильной капли, что, в свою очередь, позволит еще более повысить детализацию при воспроизведении мелких деталей. Что же касается «попадания в цвет», то очевидно, что в области цветопередачи у технологии grayscale несравненно больший потенциал, чем у печати в шести- или восьмицветной конфигурации.
Пожалуй, одним из главных достоинств использования технологии полутоновой печати является тот факт, что высокое качество печати обеспечивается не в ущерб производительности широкоформатного принтера, с чем в последние годы многим печатникам приходилось мириться. За счет того, что и мельчайшие, и средние по размеру, и крупные капли чернил «выстреливаются» в одном и том же режиме, отпадает необходимость в выполнении многочисленных проходов с целью обеспечения плотного и равномерного запечатывания материала: требуемые для покрытия конкретного участка носителя объемы чернил формируются в доли секунды и наносятся на заготовку в процессе выполнения ощутимо меньшего количества проходов. Вдобавок возможность подстраивать объем чернильных капель под требования того или иного носителя (известно, что, к примеру, на глянцевой бумаге и на текстиле точки, полученные с помощью двух чернильных капель одного и того же размера, будут выглядеть по-разному) позволяет разработчикам оборудования для широкоформатной печати предлагать печатникам комплексные решения, которые способны демонстрировать отличные результаты вне зависимости от особенностей исходного файла с изображением и особенностей материала.
Радужные перспективы «серой шкалы»
Как уже отмечалось, полностью реализовать потенциал полутоновой печати возможно только при наличии мощного программного процессора растровых изображений, с помощью которого можно будет максимально эффективно расходовать чернила и использовать время работы принтера. Как заявляют инженеры компании Oce N.V., уже представленные на рынке принтеры, поддерживающие технологию grayscale, позволяют сокращать расход чернил на 30% - 50% по сравнению с аппаратами, печатающими в шесть цветов чернильными каплями фиксированного объема, при выводе на печать одного и того же изображения.
Станет ли по умолчанию поддерживать технологию полутоновой печати любой новый широкоформатный принтер в будущем? По мнению Эдварда Красшила, директора по маркетингу компании Fujifilm Dimatix, Inc., в этом вряд ли существует необходимость. «Сомневаюсь, что плакаты для билбордов выиграют от того, что их начнут печатать по технологии grayscale: она гораздо более востребована в других сферах, к примеру, в производстве кредитных карточек, - подчеркивает он. – Полагаю, что в широкоформатных принтерах с шириной печати более 2 м вполне уместно использование печатающих головок, объем капли в которых (мелкий или крупный) выбирается каждый раз в зависимости от особенностей выводимого на печать изображения». Схожего мнения придерживается и Марк Александер: «Компания Xaar в последние годы активно продвигает технологию grayscale для использования в высококачественной печати с высоким разрешением, к примеру, применяемой в производстве интерьерной графики и P.O.S.-материалов. Что же касается наружной рекламы, где разрешение печати не столь важно, технология струйной печати с фиксированным размером капли остается высокопроизводительным и относительно простым решением».
«По всему миру в научно-исследовательских центрах компаний, выпускающих широкоформатные принтеры, ведутся философские дебаты на тему массового распространения технологии grayscale в ближайшем будущем, - отмечает Джозеф Райан, менеджер по развитию бизнеса подразделения технологии струйной печати компании Ricoh Printing Systems America, Inc. – Некоторые группы инженеров полагают, что в широкоформатных принтерах не требуется поддержка полутоновой печати. Для достижения высокого уровня качества печати они предпочитают использовать высокочастотные печатающие головки с мелким размером чернильной капли. Другие же склонны думать, что grayscale необходима для высококачественной печати и стремятся разрабатывать дополнительные программы и устройства для внедрения этой технологии в печатающие системы. Если же не касаться технологических компромиссов, думаю, что поддержку технологии полутоновой печати в ближайшем будущем потенциальные покупатели широкоформатных принтеров включат в свой список обязательных характеристик и параметров, которыми должно обладать интересующее их оборудование, даже если им эта технология не будет нужна».
