Принтеры — 2001
Разрешающая способность — факты и мифы
Hewlett-Packard DesignJet 5000
Принтер «ваяет» объемные изображения
В КомпьютерПресс стало традицией помещать специальный обзор по принтерам в тематическом выпуске, посвященном аппаратному обеспечению. Не пристало ее нарушать, даже несмотря на некоторое несоответствие этой темы названию, вынесенному на обложку данного номера. Тем более что прямого противоречия с темой здесь нет, поскольку даже внутри компьютера найдется немало таких узлов и деталей, которые служат единственной цели — обеспечить взаимодействие остальных компонентов с периферийными устройствами. Если же говорить об операционной системе, без которой любой компьютер становится не более чем затейливым набором электронных деталей и схем, то в ней обеспечение такого взаимодействия относится к числу наиболее важных задач.
Кто главный?
Взглянем на связку компьютер—принтер так, словно видим ее впервые и термин «периферийное устройство» нам незнаком. Кто в этой связке главный? Если на заре компьютерной техники ответ был однозначным, то сейчас ситуация в корне изменилась. Раньше за пультом компьютера работали профессионалы, получавшие необходимую подготовку. Даже если прикладной смысл их работы заключался в печати бесчисленных сводок и напрямую был связан с функционированием принтера, все равно — это безмозглое механическое устройство с самой примитивной электроникой не могло идти ни в какое сравнение с компьютером, воплощавшим в себе чуть ли не весь наличествовавший на тот момент потенциал научной и технической мысли.
Что же мы видим теперь? Подавляющее большинство пользователей имеет весьма приблизительное представление о работе компьютера, как правило, ограничивающееся самыми необходимыми знаниями об интерфейсе операционной системы. Замена версии ОС для них практически равна смене компьютера, при виде нового экрана они говорят: «На этом компьютере я не умею работать». Компьютер для таких пользователей — не самостоятельная вещь, а инструмент для решения конкретной задачи (иногда — одной и той же изо дня в день). Если это решение связано с необходимостью получить тексты или изображения в виде «твердой копии», принтер предстает как исполнительный механизм последнего этапа работы, как средство получения результата. Смещение акцента в ответе на вопрос «кто главный?» происходит вполне естественно.
А профессионалы? Они оперируют другими категориями, но в конце концов и для них принтер уже не тот примитивный раб компьютера, каким он был на начальном этапе компьютеризации. Теперь это сложное электронное устройство, со своим процессором и памятью, а иногда — и со встроенным жестким диском. Его производство требует не меньшего технологического уровня, чем производство самого компьютера, а при работе он, вне всякого сомнения, демонстрирует больше различных технических совершенств, чем его извечный напарник. Вот и получается, что вопрос о старшинстве в нашей связке сегодня решается не столь однозначно. Нужно ли доказывать, что производство принтера, как минимум, не уступает в сложности производству компьютера? Вспомните все известные вам российские бренды ПК. Сколько у вас получилось? А теперь сосчитайте, сколько вы знаете отечественных производителей принтеров. Или хотя бы сборщиков…
Лет десять назад я в последний раз имел дело с российским принтером. Это был матричный агрегат производства смоленского завода. Он был вполне функционален, соответствовал самой популярной в то время модели Epson и грамотно русифицирован. Он даже был ненамного тяжелее своего прототипа — всего раза в два, но «лишняя» половина его веса приходилась на чудовищный чугунный радиатор, накрывавший блок питания. Этот прорыв технической мысли компенсировал отсутствие подходящего вентилятора. Он скромно прятался под крышкой в самом углу прибора, и у человека, впервые бравшего перекашивающийся принтер в руки, на лице появлялось непередаваемое выражение.
Производство принтеров выделилось в целую подотрасль, в которой не так уж много производителей и еще меньше обладателей ноу-хау. И лазерные, и струйные печатающие механизмы поставляются многим фирмам по комплектации, широко распространены институты лицензирования и ОЕМ. Помимо корпуса и таблички на нем, индивидуальность изделия определяют в этих случаях вспомогательные узлы, электроника и драйверы. Все это тоже требует большого умения, а потому появилось несколько специализированных принтерных компаний, громкая известность которых находится в парадоксальном, на первый взгляд, несоответствии с численностью персонала. Помню, как поразил меня представитель компании QMS (еще до объединения с Minolta, о чем речь пойдет дальше), сообщивший, что в проектных и производственных службах у них занято около 100 человек, в том числе непосредственно на сборке — человек 10-12. В то время компания выпускала две параллельные линейки — монохромные и цветные сетевые принтеры, и по каждому из этих направлений занимала очень высокое место в мировой иерархии. При запуске моделей Magicolor ставилась задача перейти со второго-третьего места на первое, с долей рынка не менее 35%.
 |
|
Основные «игроки»
Крупная исключительно принтерная компания в мире сегодня всего одна — это Lexmark. Лет 12 назад она выделилась из IBM, сосредоточив в себе почти весь принтерный бизнес материнской корпорации. Компания имеет производства на разных континентах и несколько тысяч человек персонала. Мощные принтерные производства всегда были также у Hewlett-Packard, Canon и Seiko Epson Corporation. Сейчас в ряды лидеров ворвался Xerox, а еще несколько компаний (Kyocera, Minolta, OKI) — на подходе.
Во всех случаях, за исключением OKI, это связано с падением производства аналоговых копиров, которые вытесняются цифровыми копирами и принтерами. Изготовители аналоговой техники долгое время имели неплохой дополнительный бизнес, поставляя лазерные печатающие механизмы фирмам, производящим принтеры. Наиболее гибкую позицию занимал здесь Canon. Он и выпускал принтеры, и продавал печатающие узлы. В производстве у него были главным образом струйные принтеры, но сам он называл их «пузырьковыми» — bubble jet, чтобы подчеркнуть скорее сам факт обладания собственным ноу-хау, чем его принципиальное отличие. Сказать «your ink jet» представителю Canon — примерно то же самое, что сказать «на Украине» в неподходящей аудитории. Потом у Canon появились цифровые копиры — от маленьких, которые вполне можно считать лазерными принтерами, оснащенными блоком сканирования, до больших, достойных называться цифровыми печатными машинами. Сейчас Canon производит практически весь спектр принтерного оборудования, не забывая и об аналоговых копирах.
Более резкие движения совершает Xerox, совсем забросивший производство аналоговой техники (где Canon с уходом одного из главных конкурентов жирует вовсю). При этом ставилась задача сразу занять лидирующие позиции в производстве принтеров разных классов, как сетевых, так и персональных. С одной стороны, налицо успехи — в 2000 году Xerox был назван «принтерной компанией года», с другой — финансовые проблемы. Потратив уйму денег на исследования и разработки, а также на приобретение новых бизнесов (прежде всего Tektronix), Xerox, видимо, не получил столь быстрой отдачи, на которую рассчитывал. В этом смысле ближайшие год-два для компании будут очень важны.
Minolta решила выйти на принтерный рынок путем приобретения компании QMS, которой до этого поставляла печатающие механизмы. На подразделение, созданное на базе QMS, возложены функции центра по проектированию принтеров и разработке новых технологий. При этом численность персонала значительно возрастает.
|
|
Перспективность технологий
Вычислительной мощности современных ПК более чем достаточно для обработки неподвижных двухмерных изображений, печать которых — главная функция принтера. Критичным в этом смысле с точки зрения компьютера становится не процессор, а интерфейс между компьютером и принтером, а также распределение функций между ними в процессе печати.
Оценивая принтер с разных сторон, мы обращаем внимание на следующие его характеристики:
- Принципиальная возможность решить ту или иную задачу (формат, способность работать с нужным носителем, возможность печати в цвете и качество цветопередачи, быстродействие, надежность).
- Экономические факторы (стоимость принтера и расходных материалов, ресурс работы, стоимость обслуживания).
- Эргономические и прочие факторы (в основном с позиций отрицания — этот принтер слишком велик, чересчур шумен или недопустимо агрессивен своими химическими воздействиями).
Попробуем кратко рассмотреть имеющиеся технологии печати с точки зрения их перспективности.
Старая добрая матричная технология ни на что особенное не претендует — ей хватает и того, что у нее есть сегодня. Пока она вне конкуренции в смысле экономичности, поскольку довольствуется дешевой красящей лентой и дешевой бумагой. Другие достоинства — способность печатать на картоне или многослойной самокопирующей бумаге (только матричная технология способна создать 5-6 копий документа за один проход). Линейные принтеры, у которых вместо подвижной печатающей головки имеется блок с множеством иголочек во всю ширину листа, сняли вопрос производительности — они печатают не только очень дешево, но и очень быстро. Однако цветность у них крайне ограниченна, да и вообще возможности печати графики минимальны. Простора для дальнейшего развития здесь не видно, и можно смело предположить, что матричная технология будет постепенно сдавать свои позиции, хотя этот процесс займет еще немало времени.
Развитие лазерной технологии будет продолжаться. Залог тому — ее достаточная универсальность и хорошие экономические показатели в целом. Для офисной деятельности, коммерческой печати определенных видов документов и некоторых других приложений эта технология вполне хороша. Вместе с тем перспектива завоевания новых просторов ограничена следующими врожденными недостатками:
- плохой масштабируемостью (трудно представить себе лазерный принтер большего формата, чем А3);
- резким усложнением конструкции и увеличением стоимости принтера при переходе от монохромных к цветным решениям;
- существенными ограничениями по материальным свойствам носителя и высокими требованиями к его качеству.
Итак, две старейшие технологии не будут проявлять захватнические тенденции, их задача — сохранять завоеванное ранее. Рассмотрим теперь более молодые технологии. Наиболее популярная из них — струйная. Ни один из недостатков лазерной технологии, указанных выше, ей не свойственен. Свою главную роль — создание доступного по цене цветного принтера для дома и офиса — она уже выполнила и теперь ищет себе новые приложения. Для начала она стала теснить лазерную технологию в многофункциональных устройствах (принтер–факс–копир).
Многие специалисты считают именно струйную печать технологией будущего. Поиск происходит в основном в тех областях, где экономические показатели не имеют решающего значения, поскольку основной недостаток струйной технологии заключается как раз в дороговизне расходных материалов. Не случайно одним из наиболее быстро развивающихся направлений стала широкоформатная печать, где основные заказчики — дизайн-бюро, рекламные агентства, государственные и коммерческие структуры. Достижения в широкой печати впечатляют — максимальная ширина носителя 5 м (Vutek), 12-красочная печать с возможностью использования цветов RGB (ColorSpan), скорость печати свыше 50 м2/ч (Hewlett-Packard). Из новейших применений струйной печати отметим следующие:
- создание принтеров плоской струйной печати, способных потеснить типографские машины трафаретной печати;
- создание принтеров ThermoJet, «печатающих» объемные изображения при помощи быстрозастывающей пластмассы.
Эти интересные возможности приложения подробнее описаны во врезках, а сейчас бегло рассмотрим перспективность других технологий. Печать посредством термопереноса вначале использовалась очень ограниченно (портативные принтеры, цифровые факсимильные аппараты), но с появлением у этой технологии разновидности, названной MicroDry, здесь открылись новые перспективы. Создание принтеров с технологией MicroDry — заслуга компании Alps, которая долгое время пыталась решить задачи производства и сервиса путем привлечения других компаний. Сначала союзником Alps была компания Citizen, потом — OKI. Кончилось все тем, что компания OKI перекупила ирландский завод по производству принтеров и связанный с этим бизнес. У технологии MicroDry есть ограничения по скорости; размер изображения может быть большим, но до последнего времени принтеры формата больше А4 не выпускались. Новый принтер DP-7000 был первым целиком созданным под маркой OKI и первым — формата А3, что существенно расширяет область его практического применения.
Печать твердыми чернилами (Solid Ink) — разработка Tektronix, привлекшая пристальное внимание Xerox. В результате компания Tektronix получила предложение, от которого было невозможно отказаться. Она продала Xerox’у свой принтерный бизнес, оставив себе производство электронных приборов. Выпускающиеся в настоящее время модели Tektronix/Xerox Phaser 850 — второе поколение принтеров Solid Ink. Наряду с тем, что эти принтеры впечатляют сами по себе, они еще и демонстрируют перспективность технологии, у которой пока не видно недостатков и ограничений. Однако Xerox, похоже, ведет главное наступление на рынке офисной печати, где, в связи с массовым переходом на цветные документы, можно быстро заработать, а модель Phaser 850 для офиса дороговата — ее нужно продвигать на рынке издательских технологий и коммерческой печати, где объем продаж на порядок меньше. Эта модель пользуется большим успехом, производство быстро растет, но вытеснение других технологий пока не наблюдается.
Светодиодные принтеры — «вотчина» OKI. Они очень похожи на лазерные с точки зрения процесса собственно печати, только вместо лазерного излучателя и сложной оптической системы для наведения заряда в них применяется неподвижная линейка светодиодов. Эти принтеры в общем дешевле, чем лазерные, хотя нужно сказать, что принципиальной разницы в ценах здесь не видно. Им присущи примерно те же изначальные недостатки, что и лазерным, кроме, пожалуй, ограниченности формата — появление светодиодной линейки под печать листа А2 вполне реально. Зато лазерное качество печати для них — идеал, достижение которого затруднено ввиду дополнительного ограничения на разрешающую способность, накладываемого физическими размерами светодиодов.
Время от времени появляются новые модели сублимационных принтеров. Эта технология очень близка к термопереносу. В некоторых моделях принтеров Alps/OKI даже реализован принцип двойного действия: меняя температурный режим головки и используя соответствующие картриджи и носители, можно печатать то в режиме MicroDry, то в режиме сублимации. При этом получаются очень хорошие и достоверные фотографические изображения. Однако тексты и тонкая штриховая графика получаются гораздо хуже — из-за низкой разрешающей способности таких принтеров, повышать которую не имеет смысла — краска, заполняя поры в поверхности специальной бумаги, формирует «точки» такого размера, что реально разрешение свыше 300-360 dpi ничего, кроме грязи, не даст. Перспектива у этих принтеров есть, поскольку сама область печати фотоизображений будет и далее расширяться: это не только любительская и профессиональная фотография, но и коммерческое экспресс-фото, а также мода, визаж, медицина и масса других возможностей приложения.
|
|
Разрешающая способность — факты и мифы
Один из распространенных мифов гласит, что качество печати напрямую зависит от разрешающей способности принтера. Связь здесь, конечно, есть, но не столь прямая, как иногда думают.
Разрешающая способность определяется как минимальное расстояние между двумя точками, которые принтер «понимает» как разные. Обычно она измеряется в количестве точек на дюйм (dots per inch, dpi). У матричных принтеров в каждой точке принтер принимал только одно решение — «бить или не бить», и при ударе на этом месте действительно появлялась точка. Лазерные принтеры вначале вели себя примерно так же — ставили или не ставили точку. Однако постепенно в них для улучшения качества изображения ввели управление размером точки. Рассмотрим такую ситуацию. Нужно передать на отпечатке серый цвет с интенсивностью 25%. Матричные и первые лазерные принтеры решают задачу путем заполнения соответствующей области более редкими точками — например в квадрате 10×10 точек наносятся только 25 точек из 100 возможных, то есть 5×5. Следовательно, расстояние между двумя нанесенными точками будет вдвое больше того, которое определяется разрешающей способностью принтера. Но при этом точечная (растровая) структура изображения становится более заметной и ровного серого цвета не получается. Если же размер точек переменный, можно нанести больше точек, но одновременно уменьшить их размер, что позволит значительно улучшить изображение. Точно так же обрабатываются края линий и буквы текста. Таким образом, возможность управления действием принтера в точке влияет на качество печати подобно увеличению разрешающей способности.
Этот принцип в полной мере реализован в цветных струйных принтерах. В каждой точке изображения принтер выполняет заданные действия — например, выбрасывает от 1 до 16 капель разного цвета и разного размера в определенной последовательности, диктуемой технологией. Отметим, что при этом общее количество выброшенных капель измеряется десятками тысяч в секунду. Таковы средства, необходимые для получения хорошей цветной печати.
Человеческий глаз в состоянии различить точки размером 40-50 микрон. Это соответствует разрешающей способности 600 dpi. В современных принтерах достигнута разрешающая способность 2400-2880 dpi. Не является ли она чрезмерной?
Если бы изображение включало только насыщенные цветом области, такого разрешения было бы более чем достаточно. Однако, как мы видели, слабо окрашенные участки изображения трудно передать без разрежения точек, из которых оно формируется. А раз так, определенное повышение разрешающей способности сверх 600 dpi необходимо для качественной печати. С другой стороны, удвоение разрешающей способности вчетверо увеличивает объем данных, выводимых на печать, перегружая интерфейс и замедляя работу. Поэтому 2400-2880 dpi — разумный предел, по крайней мере в случае наиболее типичных задач.
Почему же в сканерах стремятся еще больше повысить разрешающую способность? Дело в том, что сканер решает обратную задачу — синтез изображения на основе выхваченных из него деталей. Не случайно многие специалисты предпочитают определять меру разрешения сканеров пикселами на дюйм — ppi — с целью подчеркнуть различие выполняемых действий. Кроме того, сканер одновременно решает задачу увеличения изображения, если источником служит, например, 35-миллиметровый слайд. Чтобы увеличить кадр 24×36 мм до размера 9×12 см, нужно обеспечить примерно 12-кратное увеличение разрешающей способности, то есть качество результата, отвечающее 600 ppi, достигается при 7200 ppi. Безлимитное увеличение и здесь ничего не дает, поскольку в результате обнаружится лишь зернистость пленки (типичный размер зерна — 3-10 микрон).
|
|
Носители
При оценке качества цветной печати человек невольно сравнивает отпечаток с тем, что ему давно знакомо, — с цветной фотографией. При этом различают два уровня требований к отпечатку. Первый, относительно легкий, достигается, если отпечаток выглядит правдоподобно и близок (визуально, на ощупь и т.д.) к фотографии. Второй, более трудный для достижения, дополнительно требует максимального соответствия цветов отпечатка и оригинала.
Наиболее распространенные сегодня цветные принтеры основаны на струйной технологии. В домашних условиях цветная струйная печать изображений производится на специальной бумаге, которая по внешнему виду близка к фотографической — она такая же плотная, точно так же различается по характеру отделки поверхности (глянцевая или матовая), разница лишь в отсутствии светочувствительного слоя. Свойства поверхности бумаги (способность воспринимать и впитывать краску) столь же важны для результата печати, как и свойства самой краски (скорость высыхания, вязкость, взаимодействие между красками разного цвета и т.д.) и действия принтера в процессе печати. Струйная печать — это комплексная технология, приводящая к успеху только при соблюдении целого ряда условий. Другие технологии цветной печати в этом смысле менее требовательны (кроме сублимационной, где хватает своих тонкостей).
И все же сам принцип струйной печати — набрызгивание краски на поверхность — делает ее очень удобной для реализации. Поэтому появилось множество вариантов и сочетаний носителей и красок для самых разнообразных применений. Помимо бумаги в качестве носителя могут выступать различные пленки, ткани, металлы, пластики.
Для печати на ровных твердых поверхностях (металлический лист) с успехом применяется также термоперенос.
|
|
Цветность
Получение различных цветов на принтере происходит, как и на мониторе, путем смешивания базовых цветов в разных пропорциях. Различие в том, что на мониторе мы видим изображение в проходящем свете, оно образуется из красного, зеленого и синего базовых цветов (RGB — red, green, blue); на отпечатке изображение видно в отраженном свете и формируется из цветов, которые получаются из белого (понимаемого как сумма трех основных цветов) путем вычитания цветов RGB. Базовые цвета для печати на принтере те же, что и в полиграфии; их триада называется CMY (cyan, magenta, yellow — голубой, пурпурный и желтый). Для лучшей передачи серых оттенков, получения глубокого черного цвета и четкой печати текстов к этой триаде добавляют чистый черный цвет, обозначаемый как K (blacK). Четырехкрасочная печать цветами CMYK — самая распространенная и в полиграфии, и в цветных принтерах. Одним из способов улучшения качества отпечатка является повышение цветности. В системе Hexachrom к цветам CMYK добавляют еще два цвета — c и m ( light cyan и light magenta), являющиеся более светлыми оттенками голубого и пурпурного. В струйных принтерах это позволяет увеличивать количество капель краски на единицу запечатываемой поверхности, что дает, как и в случае управляемого размера точек, более ровный цветовой тон и улучшает печать цветовых переходов. Шестицветная печать встречается довольно часто в принтерах, обеспечивающих высокое (фотографическое) качество печати.
Специальные требования к цвету характерны для приложений, связанных с рекламой, дизайном, качественной полиграфией. То, что многие принимают за основное назначение полиграфии — печать книжной продукции и периодики, — на самом деле составляет примерно треть общего объема. Еще треть — печать этикеток и упаковок. Последняя треть — коммерческая продукция разного рода, куда входят плакаты, сувенирные изделия и т.д. Прежде чем печатать упаковку или рекламный плакат, их нужно разработать и согласовать; в данном процессе используются отпечатки, полученные на принтере. В упаковках, этикетках, инженерном дизайне широко распространены металлические цвета, передать специфический блеск которых с помощью жидких чернил очень сложно, хотя такие попытки предпринимаются. Еще одним стимулом для увеличения цветности является желание печатать красками RGB. В случае успеха при этом можно получить дополнительные оттенки. Сложность здесь в том, что весь традиционный аппарат формирования цвета при этом не работает. Представьте себе такую задачу: нужно написать нечто, что будет затем читаться при помощи зеркала, и при этом сохранить почерк. Примерно так можно, не вдаваясь в подробности, представить некую аналогию проблемы печати в RGB.
Пока рекорд для струйной печати составляет 12 цветов. Печать специальными цветами облегчается в том случае, если принцип печати основан на термопереносе. Можно даже заранее заготавливать картриджи с красящей лентой любого нужного цвета, и такая услуга, несомненно, будет предоставляться в дальнейшем.
|
|
Персональный принтер
Обзор различных технологий печати не так далеко уводит нас в сторону от проблемы выбора персонального принтера, как может показаться. Лет 10-12 назад лазерный принтер не мог рассматриваться в качестве домашнего из-за его высокой стоимости, а сегодня его можно купить долларов за 300. Не исключено, что очень скоро принтеры, основанные на твердочернильных технологиях, также можно будет рассматривать в качестве домашних. Однако пока реальность такова, что выбор ограничивается принтерами трех видов:
- матричные (если нужно печатать только тексты и если при этом вы согласны, что минимальные эксплуатационные расходы — достаточная компенсация за излишний шум);
- лазерные (если цвет вас совершенно не волнует, но печатать нужно быстро и недорого);
- струйные (если главное — цвет, а цена отпечатка не столь важна).
Выбор матричного принтера — случай особый. Эти принтеры настолько застандартизованы, что самое интересное в них — дополнительные офисные возможности, которые требуются лишь отдельным категориям покупателей. Об этом и следует спрашивать при покупке.
Хорошо, конечно, иметь цветной лазерный принтер, но его минимальная цена пока не спустилась ниже 1000 долл. В качестве домашнего обычно выбирают недорогой монохромный принтер. Стандартное разрешение у принтеров этого класса — 600 dpi; скорость печати 8 стр./мин стала нормой. В 70% случаев люди покупают принтер Hewlett-Packard и остаются довольны, но можно найти свою логику и в остальных 30% покупок. Так, исходя из соображений экономии, следует предпочесть принтеры, в которых картридж с тонером и светочувствительный барабан заменяются порознь. В любом случае пора покупать принтер с интерфейсом USB, а если ваш компьютер не имеет такового, значит, пришло время менять компьютер… При покупке экзотического принтера вы рискуете во многих отношениях. Проблемы будут возникать примерно в таком порядке: во-первых, качество драйверов, во-вторых, расходные материалы, в-третьих, сервис. Еще хуже, если проблема сервиса встанет первой — прежде чем вы сможете насладиться покупкой.
Самое трудное, пожалуй, — покупка цветного струйного принтера. Ведущие производители меняют всю линейку моделей чаще раза в год, потребительские свойства быстро улучшаются. Покупка — это один миг, а работать принтер должен 3-5 лет. Сказанное про USB и «экзотику» остается в силе. Дополнительно можно предложить такое субъективное суждение: тем, кто намерен работать над изображением до того, как его печатать (имеется в виду прежде всего Adobe Photoshop как основная профессиональная программа), имеет смысл купить принтер Epson. Тем, кто собирается печатать «как есть», больше подойдет Hewlett-Packard. Другие варианты нужно рассматривать в том случае, если важнее всего низкая цена отпечатка. Не забывайте — в нее входят и картриджи, и бумага, которая тоже бывает дорогой.
И, конечно, следите за тестированием принтеров в лаборатории «КомпьютерПресс».
КомпьютерПресс 4'2001
