|
Творческий союз "Фотоискусство"
-
Российский союз научной и прикладной фотографии
|
Главный
редактор: |
Александр
Евтеев |
|
Верстка и дизайн: |
Александр
Евтеев |
|
Составители номера: |
кхн
О.В.Пясецкая, кхн И.А.Малахова, ктн А.В.Старичков |
|
ТРАДИЦИОННАЯ И
ЦИФРОВАЯ ФОТОГРАФИЯ |
 ТВЕРДОТЕЛЬНЫЕ
СЕНСОРЫ ИЗОБРАЖЕНИЯ: КАК ПОЛУЧАЕТСЯ ЦВЕТ//И. Бесхлебный AKA BIM,
29.06.2004 г.
«Классические» ФПЗС и КМОП-сенсоры
cами по себе не способны различать цвета:
разница в длинах волн (а именно длиной волны и определяется цвет) падающих
на них фотонов воспринимается как разница в энергиях (E ~ hv). Вариации
как энергии фотона, так и их числа за время экспозиции приводят к
изменению всего лишь одной величины – заряда в ячейке для ФПЗС или
напряжения для КМОП. Поэтому на выходе мы имеем монохромное изображение,
т.е. градации серого.
Для обеспечения сенсору возможности различать цвета нужны дополнительные
приспособления. А что же такое «цвет»? В физике у света есть спектр –
набор длин волн излучения. Этим спектром однозначно определяется цвет –
психофизиологическое ощущение. Обратное утверждение, кстати, неверно –
несколько различных спектров могут давать одно и то же ощущение цвета.
Т.к. с точки зрения колориметрии цвет – трехмерная векторная величина, то
нужно неким образом выделить из падающего на сенсор светового потока три
[2] составляющих. Возможность трехмерного описания цвета [3] объясняется
не физическими свойствами самого света, а механизмами цветовосприятия
глаза.
Суть «классического» сенсора: в одном пикселе за время экспозиции мы можем
сделать только одно спектральное измерение (исключения – см. ниже).
 В
настоящее время существуют следующие подходы:
1. Расщеплять свет после объектива (например, системой призм) на три
области – красную, зеленую и синюю, и подавать на три отдельных
монохромных сенсора.
Такой подход часто используется в
профессиональных фото и видеокамерах и называется 3CCD.
Он обеспечивает отличную разрешающую способность как цветовую, так и
пространственную («резкость») без увеличения времени получения
изображения. Время получения кадра, пожалуй, самое малое из всех подходов,
т.к. нет необходимости производить цветовую интерполяцию (см. ниже).
 Появляется
возможность «тюнинга» каждого сенсора под свой диапазон, например,
введением специальной примесной добавки в кремний изменить спектральную
чувствительность сенсора. Баланс белого на итоговом изображении сводится к
регулировке усиления и уровней черного каждого из трех сенсоров.
Однако такой подход требует сложной юстировки всей системы и часто –
особой оптики (из-за появления перед сенсором довольно большого блока
призм). При этом широкоугольным объективам не повезло больше всех.
Добавьте сюда тройной комплект сенсоров и их электронной обвязки. Все это
в итоге повышает стоимость, габариты системы и ее энергопотребление
(особенно, если сенсоры - ФПЗС).
Технология производства ФПЗС-сенсоров отлично отлажена, равно как и
приспособлений для расщепления света, поэтому по качеству и скорости
рассматриваемому подходу пока нет равных.
2. Установить светофильтры перед сенсором.
Если время получения изображения не критично, можно использовать
последовательное экспонирование сенсора через барабан со светофильтрами.
Минус – требуется в три раза больше времени. Поэтому для съемки движущихся
объектов такой метод не подходит. Однако сохраняются все остальные плюсы
предыдущего подхода, да и трех матриц с призмой не нужно.
3. Установить светофильтры непосредственно над каждым пикселем сенсора.
Если в сенсоре используются микролинзы [4], то светофильтры
устанавливаются между микролинзой и ячейкой. Распределение таких
светофильтров по поверхности сенсора – массив цветных фильтров (CFA =
Color Filter Array) может быть различным.
3.1. Например, линейный (используется в некоторых планшетных сканерах –
там как раз всего три строки для каждого из цветов):
R R R R R
G G G G G
B B B B B
3.2. Наиболее популярный – байеровский, по цветовой
модели Байера (B. Bayer [5]), предложенной в начале 70-х годов прошлого
века. Иначе – RGBG-фильтр. Все массивы, построенные по принципу Байера
называют мозаиками.
 Пример
сенсора – Sony ICX252AQ.
Элементарный узор массива получается из
четырех ячеек с тремя типами светофильтров. В основе байеровского фильтра
и большинства других лежит принцип дискретизации яркостного канала на
большей частоте, нежели двух оставшихся цветовых. За яркостной канал был
принят зеленый, т.к. кривая яркостной чувствительности глаза человека
имеет максимум около точки 550нм, что соответствует зеленому цвету. Да и
число зеленочувствительных рецепторов на сетчатке в два раза больше, чем
красных или синих.
Выигрыш по скорости и стоимости варианта с массивом цветных фильтров,
«компенсируется» проигрышем по пространственному и цветовому разрешению.
Данные одного пикселя итогового изображения «размазываются» по нескольким
ячейкам. Для того, чтобы получить RGB-значения каждого пикселя необходимо
произвести цветовую интерполяцию.
 Наиболее
заметные артефакты от такой цветовой интерполяции появляются при быстром
изменении цвета относительно пространственных координат изображения (некий
контрастный, ритмический рисунок в мелких деталях) – возникают искажения
цветов и контуров, исчезновение мелких деталей, муар. Например, в сюжете
есть небольшая белая точка на черном фоне. Она может попасть только на
одну синюю ячейку. В таком случае на изображении она будет представлена
синим пикселем.
Описанный эффект называется алиайсингом. Устранить его можно только
размытием изображения: посредством анти-алиайсинг фильтра или
расфокусировкой. Анти-алиайсинг фильтрация (по сути, размытие наподобие
blur-эффекта) дополнительно уменьшает пространственное разрешение.
Поэтому сенсоры с CFA для профессиональной техники мало подходят, т.к. сам
сенсор не может обеспечить разрешения, которое дает качественный объектив:
в худшем варианте один итоговый пиксель интерполируется из 9 пикселей
сенсора. Если мы будем увеличивать число пикселей сенсора, уменьшая их
размеры, то упремся в собственные шумы сенсора, а если увеличивая размер
сенсора – в технологический передел размера пластин или стоимости
системы.
3.3. Вариацией на тему фильтра Байера является RGBE -фильтр от компании
Sony Corporation. Т.е. к RGB-светофильтрам добавлен Emerald — изумрудный.
Теоретически, четвертый компонент для определения цвета уже лишний. Однако
на практике он немного приближает цветовую гамму изображения к натуральной
(для человеческого глаза), улучшая передачу сине-зеленых и красных
оттенков. Вообще говоря, изумрудный светофильтр пропускает всю
коротковолновую часть видимого спектра, так что правильнее было бы его
назвать голубым.
 Пример
сенсора с подобной организацией фильтров – Sony ICX456, а камера на его
основе - Sony Cybershot DSC-F828
3.4. Выше были рассмотрены мозаики в основу которых положена модель
аддитивного цветового синтеза (RGB), однако выпускаются сенсоры с
мозаиками на основе субстрактивного синтеза (CYM=Cyan Yellow Magenta).
Sony также выпускает матрицы с CYMG-фильтром. Основные компоненты в нем –
CYM (голубой, желтый, пурпурный) и один, дополнительный, аддитивный – G
(зеленый). Решение может казаться спорным, тем более, что типичная
проблемой сенсоров с такой мозаикой – регистрация света с длинной волны в
450 нм в синем и красном канале.
 Пример
сенсора – Sony ICX 282AK, а камера на его основе - Nikon Coolpix 5700.
Последние буквы в названии сенсора и определяют используемую систему
фильтров AK - CYMG, AQ - GRGB (Minolta 7 , 7i , 7Hi и A1 ).
Краткий итог: при одинаковых числе пикселей и их размере у сенсора с
массивом цветных светофильтров пространственное разрешение примерно в 2
раза ниже, чем у монохромного. Если быть точным, то величина эта зависит
от метода интерполяции, типа мозаики и направления: для фильтра Байера по
горизонтали снижение разрешения составляет около 65%, а по вертикали
примерно 80%.
По мере роста вычислительной мощности графических процессоров фотокамер
линейная интерполяция заменялась кубической, а та - кубическими сплайнами.
Во многих современных камерах предпочтение отдается специальным
алгоритмам, оптимизированным под работу с цветом и под конкретный сенсор.
Естественно эти алгоритмы являются коммерческой тайной
фирм-производителей. Например, существуют:
- интерполяция с постоянным тоном (одна из первых в массовых образцах
камер);
- интерполяция по медиане (двухпроходная: линейная интерполяция, медианная
фильтрация цветовых различий);
- интерполяция по градиенту (трехпроходная: сначала G, а затем R-G и B-G
каналы; используется в Kodak DCS 200).
Все эти алгоритмы направлены на устранение артефактов: «лесенки» - на
краях контрастных объектов и «конфетти» вокруг ярких пикселей на темном
фоне.
Лучшими являются итерационные (многопроходные) алгоритмы и алгоритмы на
основе нейронных сетей, но они требуют большой вычислительной мощности и
пока реализованы в полной мере только в программных RAW-конверторах
(например, в SharpRaw).
Ниже показан пример работы цветовой интерполяции кубическими сплайнами с
RGBG-сенсора (под картинкой ссылка на увеличенное в 3 раза
PNG-изображение):
 Слева
– изображение непосредственно с сенсора, монохромное. В середине –
наложение на него массива байеровских фильтров. Справа – изображение после
цветовой интерполяции.
4. Использование технологии пиксельного сдвига сенсора.
Этот подход заключается в использовании «обычного» сенсора с фильтром
Байера, снабженного механизмом попиксельного сдвига в плоскости
изображения с помощью пьезо-элементов. Снимаем один кадр, сдвигаем сенсор
вправо на один пиксель, снимаем второй кадр, сдвигаем сенсор вниз на один
пиксель. Таким образом в трех кадрах имеем все три цветных составляющих
индивидуально для каждого пикселя.
Выделенный пиксель в левом верхнем углу последовательно получает все три
цветовых компонента:
 Минус
– увеличенное в три раза время экспозиции и стоимость устройства. Конечно,
для репортажной съемки такая технология не подходит. Поэтому применяется
преимущественно в цифровых задниках для студийной съемки, где возможно
обеспечить неподвижность объекта съемки на время порядка 1-2 секунд.
Кроме увеличения цветового, увеличивается и пространственное разрешение.
Оба примерно в 2,5 раза по сравнению с таким же сенсором, но без сдвига.
Пример: цифровые задники FlexFrame 4040 от Imacon и Sinarback 44 HR
от Sinar.Foveon X3
Новый тип КМОП-сенсора калифорнийской компании Foveon - Foveon X3
[6] был представлен на рынке в начале 2002 года.
В основу разработки положена идея о поглощении фотонов различных длин волн
на различных глубинах в полупроводнике. Это дает возможность для каждого
пикселя сенсора получать свои собственные RGB-компоненты, в одном пикселе
совмещены детекторы всех трех цветовых компонент. Весьма изящная идея:
можно сразу избавиться от цветовой интерполяции, сглаживания и разницы фаз
между RGB-компонентами, присущих классическим сенсорам с CFA. Также, не
требуется и трех сенсоров вместе с устройством расщепления света.
 Эксперименты
[7] по стандарту ISO12233 [8] показывают 2,4-кратное превосходство Foveon
X3 в пространственной разрешающей способности над сенсорами с фильтром
Байера. А на границе раздела синий-красный до 5 крат. Байеровский фильтр
содержит синих и красных светофильтров в 2 раза меньше, чем зеленых,
отсюда такой скачок.
 Упрощенная
схема строения сенсора Foveon X3:
Ключевой особенностью сенсора является порядок и глубина залегания
p-n-переходов. Коэффициент поглощения кремния почти линейно уменьшается с
увеличением длины полны света видимого диапазона. Первыми поглощаются
«синие» фотоны, затем «зеленые» и «красные».
Можно считать, что это «электронная цветная фотопленка», т.к. из всех
сенсоров Foveon X3 наиболее близок к цветной фотопленке, которая включает
в себя три зональных светочувствительных слоя для каждого из основных
цветов, расположенных один над другим.
Foveon X3 применен в цифровых камерах Sigma SD9, SD10 и Polaroid x530.
TFA В настоящее время разрабатывается
технология TFA (Thin Film on ASIC). Коммерческих образцов пока нет, так
что сказать что-то окончательно нельзя. TFA представляет собой интеграцию
слоя детектора из аморфного гидрогенизированного кремния (a-Si:H) на
кристалл ASIC (Application Specific Integrated Circuit, по-сути,
КМОП-микросхема).
 Толщина
слоя детектора менее 1 микрона и работает он как мультиспектральный
фотодиод. Пик спектральной чувствительности может сдвигаться в границах
видимого света в зависимости от напряжения между p- и n- областями. Можно
считывать три цветовых составляющих последовательно (быстро меняя
напряжение). Кроме этого a-Si:H обладает высоким квантовым выходом и тремя
линейно-независимыми пиками чувствительности в зоне видимого света. TFA
является сенсором с коэффициентом заполнения 100%: вся поверхность
является светочувствительной.
Возможно, TFA-сенсоры смогут увеличить динамический диапазон (для TFA
заявлено 120dB, тогда как человеческий глаз имеет 200dB) и увеличить
цветовое разрешение.
Следует отметить, что полученный с любого сенсора RGB-триплет сам по себе,
вообще говоря, информации о цвете не несет. Например, для сенсора с
массивом цветных светофильтров, зеленый сигнал определяется числом
«зеленых» фотонов достигших ячейки, относительным коэффициентом
пропускания зеленого светофильтра и относительной
спектральной чувствительностью полупроводника к «зеленым» фотонам.
Максимум и форма кривой спектральной чувствительности систем
фильтр-полупроводник для трех цветов может отличаться (а вернее сказать,
всегда отличается) от таковых как для человеческого глаза, так и для
опорных стимулов системы RGB. Поэтому и необходимо преобразование цвета из
цветового пространства сенсора в какое-либо аппаратно-независимое,
например в sRGB.
* [1]ФПЗС – Фоточувствительный Прибор с Зарядовой Связью; в англоязычной
терминологии: CCD – Charge Coupled
КМОП - Комплементарный Металл-Оксид-Полупроводник; в англоязычной
терминологии: — CMOS - Complementary Metal Oxide Semiconductor.
Вместо слова «сенсор» иногда используют «матрица» или «датчик».
* [2]Обычно выделяют RGB-компоненты: красную, зеленую и синюю, но возможно
выделение и субстрактивных компонент CMY: голубую, пурпурную и желтую,
либо четырех и более компонент для улучшения цветовой интерполяции. См.
далее по статье.
* [3] Восстановлении цвета по трем точкам применимо только для сплошных
спектров и не работает для линейчатых.
* [4]Микролинзы располагаются по одной над каждой ячейкой и применяются
для фокусировки света на фоточувствительный элемент ячейки сенсора с целью
повышения чувствительности.
* [5]B. Bayer, U. S. Patent No. 3,971,065.
* [6]U.S. Patent No. 5,965,875.
* [7]Spatial Frequency Response of Color Image Sensors: Bayer Color
Filters and Foveon X3 // Paul M. Hubel, John Liu and Rudolph J. Guttosch
//Foveon, Inc. Santa Clara, California
* [8]ISO 12233:2000 Photography-Electronic still picture
cameras-Resolution measurements.
СТРУЙНАЯ
ФОТОПЕЧАТЬ — ПОСТОЯННОЕ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ //А.Баулин,
Журнал "Publish", № 03, 2004 год
Выбранный производителями принцип
струйной печати остаётся незыблемым. Никто не рискнёт миллиардами, уже
потраченными на исследования. Для Epson остается традиционной
пьезоэлектрическая печать. Её особенность — отсутствие нагрева чернил,
капля выталкивается пластиной, приводимой в действие пьезоэлементом.
Электрическое напряжение вызывает изменение его объёма, и пластина, как
катапульта, выбрасывает каплю, причём меньшего размера, чем диаметр дюзы.
Края сопла при вылете не задеваются, чем нивелируется один из факторов,
вызывающий сателлитные брызги. При снятии напряжения пьезоэлектрик
возвращается к первоначальному объёму, увлекая за собой пластину — в сопле
создаётся пониженное давление, и сателлиты втягиваются.
Изменение напряжения позволяет варьировать размер капли (три различных
объёма). Чем больше площадь однотонной заливки, тем крупнее капли и она
быстрее закрашивается. Несмотря на относительно большой диаметр сопла,
Epson добилась самого малого объёма капли среди конкурентов — 1,5 пл
(только пьезоэлектрическая печать формирует капли меньшего диаметра, чем
размер сопла, снижая риск засорения дюз). НР и Lexmark за прошедшие годы
не внесли заметных изменений в термоструйный принцип действия печатных
головок. Чернила в сопле нагреваются, образовавшийся газовый пузырёк
выталкивает каплю. Canon назвала свой способ печати пузырьково-струйным,
хотя он и мало отличается от термоэлектрического. Но именно она
модифицировала процесс: ранее ось сопла в её печатных головках упиралась в
нагревательную поверхность, а теперь они параллельны. Последние
конструктивные отличия от конкурентов исчезли, правда, компания
утверждает, что разница всё-таки есть: сопла в принтерах Canon столь
тонки, что газовый пузырёк полностью изолирует каплю от остальных чернил,
а сателлитные брызги даже при круглом отверстии не появляются. (Ранее для
избавления от сателлитов использовалась звездообразная форма.)
 В
ближайшем будущем революции в методах струйной печати ожидать не стоит.
Равно как и появления новых игроков — слишком большой путь проделала
большая четвёрка (Canon, Epson, Hewlett-Packard, Lexmark).
Принтер Lexmark P7 07
Устройство картриджей постоянно усложняется.
Компании пытаются разместить дюзы как можно плотнее и обеспечить высокую
частоту выброса капель. Но методы у всех разные. Например, в 2002 г.
Lexmark расположила отверстия в печатной головке в шахматном порядке —
большое, маленькое, опять большое (для капель разных объёмов) — и первой
достигла разрешения 4800х1200 dpi. А Canon, использовавшая в то время дюзы
разных диаметров и их шахматное расположение, в 2003 г. перешла к соплам
одного диаметра, аккуратно формирующим прямоугольник. Это связано с тем,
что печатающие головки Canon, изготовленные методом фотолитографии (по той
же технологии делают современные микросхемы), имеют очень маленькие сопла
(10 мкм в диаметре), формирующие капли объёмом всего 2 пл. Для сравнения:
Lexmark нарезает дюзы эксимерным лазером, её рекорд — 11-мкм диаметр
сопла, исторгающего 3-пл капли. Что касается скорости, то Canon оказалось
проще добиться высокой частоты вылета капель, уместив на одной печатной
головке огромное количество дюз. У принтера i9950, например, 6144 сопла
(разрешение печати — 4800х2400 dpi), за секунду он формирует 122 млн
чернильных капель.
Картридж Canon c призмой
 Скорость
работ зависит не только от частоты вылета капель, но и от расположения
дюз. До 2003 г. в фотопринтерах Canon сопла для чёрных и цветных чернил
находились на одной линии, и в некоторых режимах перед печатью цветными
чернилами приходилось ждать, пока просохнут чёрные. Теперь они
располагаются параллельно, с некоторым сдвигом, чтобы чёрные успевали
высохнуть до нанесения цветных.
Вопрос «Сколько потрачено чернил?» отнюдь не риторический. Все компании
учитывают чернила программно — драйвер считает, сколько потрачено капель,
и выдаёт оставшуюся ёмкость. Но теория иногда расходится с практикой, на
этот случай Canon предусмотрела механизм коррекции — её картриджи снабжены
призмой, подсвечиваемой снизу. Пока чернила закрывают призму с верхом,
происходит полное внутреннее отражение луча света. Когда уровень
спускается ниже поверхности призмы, луч проходит через неё, и детектор это
регистрирует. Драйвер получает команду на коррекцию (известно, что тогда в
картридже остаётся примерно 10% чернил).
Если чернила всё-таки закончились, драйвер принтеров НР поможет печатать
чёрные участки наложением цветных и, наоборот — серым имитировать цветовые
переходы. Конечно, это не устроит профессионала, завершающего печать
работы, но спасёт от беготни в магазин при печати черновых набросков и
документации.
 В
Epson Stylus Photo 2100 появились картриджи с серыми чернилами
Что касается экономии средств, то в последние годы
наметился тотальный переход производителей на раздельные картриджи (НР
примкнула к уже имеющим опыт Canon и Epson). Это повышает себестоимость
принтера и картриджей, зато снижаются эксплуатационные расходы: не надо
тратиться на картридж, содержащий 3 или даже 5 цветов, если кончился один.
Пока особняком стоит Lexmark, ведь она специализируется на недорогих
фотопринтерах, где цена устройства особенно критична. Но у медали есть и
обратная сторона: в моделях с раздельными ёмкостями чернил обязательна
отдельная печатная головка (обратное не всегда верно). Она рассчитана на
весь срок службы принтера, и, если засохнет, придётся нести его в сервис,
а для Lexmark достаточно поменять картридж. Если вы печатаете часто,
волноваться не о чем: производители заявляют, что современные аппараты
безболезненно переносят двухмесячный простой. В противном случае
позаботьтесь о регулярной прочистке сопел.
 Принтер
HP Photosmart 7960, по утверждению производителя, воспроизводит более 72
млн цветов
Для нашего удобства компании применяют картриджи с
микросхемой, в которой записывают объём оставшихся чернил. Такой картридж
можно вынуть и использовать через некоторое время — микросхема сообщит
принтеру, сколько в ёмкости осталось чернил. Практически все производители
снимают гарантию на печатающую головку, если принтер вышел из строя от
неоригинальных расходных материалов (экономия на фирменных «расходниках»
может дорого обойтись), и без устали предупреждают о невозможности
добиться точной цветопередачи и устойчивости к воздействиям окружающей
среды, если используются неоригинальные материалы, но здесь лучший
советчик — опыт фотографа.
В поисках правильного цвета.
Сколько бы ни стоил отпечаток, в первую
очередь профессионалы ценят качество изображения. Производители уже давно
применяют пигментные краски для чёрных чернил и водорастворимые для
цветных. Первые — это взвесь частиц красителя в воде, чёткие линии и
повышенная стойкость отпечатков. Вторые (краситель неотделим от воды) дают
больший цветовой охват. Но Epson решила применить и для цветных чернил
пигментные красители. Они глубоко проникают в бумагу, почти не смываются
водой, полимерная оболочка защищает краситель от воздействия света и
воздуха. Всё это позволило Epson впервые пообещать сохранение цветов на
отпечатках в течение десятков лет. Однако первым пигментным чернилам
ColorFast (представлены 4,5 года назад в принтере Stylus Photo 2000P) был
свойствен сильный метамеризм, т. е. изменение цветов в зависимости от типа
освещения (лампа накаливания, галогенная, солнечный свет). Затем было
выпущено второе поколение — UltraChrome (принтер Stylus Photo 2000), а в
2003 г. появилось и третье — UltraChrome Hi-Gloss (Stylus Photo R800),
оптимизированное для глянцевой бумаги. Специальный картридж с глянцем
применяется в светлых областях или с низкой концентрацией пигмента,
создавая абсолютно ровную глянцевую поверхность с равномерным
светоотражением. По замыслу производителя это полностью исключает
метамеризм.
Оказалось, что цветопередача зависит даже от порядка нанесения цветов:
преобладает цвет капли, упавшей на бумагу первой. Поэтому Canon
расположила на картриджах два симметричных ряда сопел для цветных
красителей. Это, кстати, удвоило скорость печати.
В прошлом году Lexmark (последняя, кто использовал для фотореалистичной
печати 4 базовых цвета CMYK) вернулась к 6-цветной гамме. Годом ранее
перешла на печать в 6 цветов НР (добавились светло-пурпурный и
светло-голубой для точной передачи оттенков и большей детализации в
светах, а также расширения цветового охвата), освоив технологию PhotoRET
IV, дающую 1,2 млн цветов. Но и этого оказалось мало. В 2002 г. Epson
впервые представил 7-цветную систему печати (фотопринтер Epson Stylus
Photo 2100), включающую серый краситель, значительно улучающий качество
печати монохромных изображений и передачу нейтральных и светлых оттенков.
Появились и два типа чёрного красителя — стандартный для глянцевых
носителей и матовый чёрный, характеризующийся повышенной оптической
плотностью, для увеличения чёткости и насыщенности при печати на матовых
носителях, в т. ч. на обычной бумаге. Компания НР в 2003 г. применила
картриджи, содержащие, кроме чёрных, сразу два оттенка серых
водорастворимых чернил для точной передачи полутонов фотографии
(технология PhotoRET Pro отображает 72,9 млн цветов). А в феврале 2004 г.
Epson и Canon добавили в палитру чернила синего и красного (Stylus Photo
R800), зелёного (i990), красного и зелёного (i9950) цветов. По их
утверждению, это даёт цветовой охват, недоступный другим системам печати.
Если Canon, Epson и Lexmark получают нужный оттенок стохастическим растром
(множество близлежащих точек сливаются в одну нужного цвета), то принтеры
НР в режиме PhotoRET достигают прямого смешения цветов. При использовании
PhotoRET IV и PhotoRET Pro в одну точку (аналог элемента растра в большой
полиграфии) попадает до 32-х капель базовых цветов.
 В
модели Canon i9950 печать идёт уже восемью цветами
Цвет изображения зависит не только от чернил, но и
от фотобумаги (приемного слоя), т. к. капли красителя вступают с ней в
химическую реакцию. Это позволяет получать отпечатки, не боящиеся воды,
воздуха и света, не только с помощью пигментных чернил, но и
водорастворимых. Фирменная фотобумага Canon с краёв и тыльной стороны
имеет пластиковую основу, что предотвращает доступ воздуха к краске
(сверху «сплав» красителя и бумаги); она, как и Epson, обещает сохранение
цветов на десятки лет.
Стоимость фотографии — очень сложный вопрос, т. к. цена отпечатка зависит
от количества использованных чернил, а значит, и от изображения на
картинке и даже установленного качества печати. Светлый отпечаток формата
10х15 см с 80% заполнением (10-15% каждого цвета) обойдётся в 40-45 центов
(приблизительный расчёт, основанный на данных производителей и ценах
московской розницы для фотопринтеров Epson Stylus Photo 950 и Canon S900).
Вроде бы большая разница с ценами фотолабораторий (25 центов), зато вы
постоянно контролируете процесс доводки изображения. Да и что такое
доллар-другой за пробный отпечаток, если вся работы оценивается суммой с
несколькими нулями?
Основные тенденции последних лет — переход на печать в 6 и более цветов, а
также применение раздельных картриджей. Очевидно, что борьба за цвет и
потребителя только разворачивается, компании сделают ещё немало ходов,
чтобы завоевать рынок.
Для дизайна и вёрстки
Современные струйные фотопринтеры формата
А4 и А3 при доступной цене отличаются стабильностью параметров печати и
широким цветовым охватом и уже давно используются (особенно фрилансерами и
небольшими рекламными агентствами) для вывода пробных макетов публикаций и
упаковки. Естественно, обычных драйверов для печати из профессиональных
приложений недостаточно — нужны поддержка PostScript и средства точной
настройки цветопередачи.
Для принтеров формата А4 сами производители RIP не разрабатывают, и нишу
заполняют третьи фирмы, среди которых Best Color (ныне — подразделение
EFI), iProof Systems и Pantone. Что касается аппаратов формата А3, то
Epson подала пример перехода (начиная с модели Stylus Photo 1290) на
фирменное специализированное ПО — растровые процессоры, поддерживающие
PostScript. Однако их подробное рассмотрение выходит за рамки данной
статьи.
Дополнительные возможности
Кроме извечных «быстрее, с большим
разрешением и лучшей цветопередачей», производители стремятся и к
удобству. Типичное время для печати страницы А4 — 1-3 минуты, в
зависимости от сложности картинки и модели принтера. Упрощается и
подготовка изображения к печати. Профессионал всё сделает сам, но куда
эффективнее потратить время и усилия на творчество…
Фотопринтеры НР и Lexmark имеют оптические датчики, определяющие тип
бумаги и отслеживающие момент, когда лист уже вышел из принтера и можно
подавать следующий. Они состоят из светодиода и принимающей оптопары,
детекторов света. Если вместо листа подложить зеркало, падающий луч
отразится под тем же углом и будет полностью поглощён первым детектором,
расположенным в строго рассчитанном месте, а на второй, стоящий поодаль,
ничего не попадёт. С матовым стеклом свет равномерно рассеется, и
интенсивность лучей, падающих на оба детектора, будет одинаковой. Понятно,
что рассмотрены два идеальных случая (лучшая глянцевая бумага всё-таки
частично рассеивает свет), но принцип понятен. Если на первый детектор
падает большая часть отражённого света, значит, применяется глянцевая
фотобумага, если сигнал от обоих детекторов одинаков — бумага без
покрытия, офисная. Матовая находится посередине, к тому же для неё меньше
интенсивность отражённого сигнала. Если разрешить драйверу определять тип
бумаги, программа сама выберет соответствующие параметры печати.
Обычно автоматическая двусторонняя печать нужна для офисных документов, но
производители фотопринтеров освоили и эту функцию — правда, нужен
дуплексный модуль (опция заявлена на HP Photosmart 7960 и Canon i965). В
фотопринтерах Epson реализована программная двусторонняя печать — никаких
дополнительных устройств, но переворачивать лист придётся вручную.
Бурное развитие цифровой фотографии заставило производителей оснастить
лучшие модели считывателями флэш-карт. Аппараты Canon, Epson и HP
распечатают файлы с флэш-карт, минуя ПК (принтеры Lexmark работают только
при подключении к ПК). Конечно, все возможности профессиональной печати
так не реализуешь и достойного качества снимков не добьёшься, но
производители явно нацелены увеличивать количество операций, не требующих
общения с компьютером. Топовые модели позволяют просмотреть изображение
перед печатью на ЖК-мониторе и провести несложные графические
преобразования.
Стремление обойтись без ПК привело Epson к разработке фотопринтеров,
печатающих файлы с внешнего USB-накопителя (например, Zip- или
CD-дисковода). Чтобы не мучиться с настройкой ICC-профилями, применена
технология PIM (Print Image Matching), которая автоматически подстраивает
цвета на оборудовании, её поддерживающем. Профессионал вряд ли доверится
программе и сам проверит правильность цветопередачи, но для начинающих это
ещё один довод в пользу серьёзных фотопринтеров, избавляющих от «лишних»
раздумий. Среди оборудования, поддерживающего PIM II (вторая версия
появилась в 2002 г.), можно отметить цифровые камеры ведущих
производителей (Nikon, Olympus, Sony и др.), кроме НР и Canon. Остальные
приняли стандарт Exif (совместимый аналог PIM), также поддерживаемый
множеством камер.
Прямая печать с камер — путь, которым следуют ведущие производители.
Вышеупомянутые три компании были инициаторами разработки открытого
индустриального стандарта прямой печати PictBridge, задействующего по
USB-порту современные цифровые камеры. Ранее обычно распознавались только
камеры производителя принтера. Позднее появился общий протокол PTP, а
теперь разработан универсальный PictBridge.
Количество действий для получения отпечатка уменьшается — в некоторых
моделях достаточно нажать одну кнопку.
В некоторых моделях предусмотрено по два лотка, чтобы не менять всё время
фотобумагу на обычную (или первую разных форматов). Выбор лотка — в
драйвере или вручную. Epson Stylus Photo 2100 можно превратить в
мини-фотолабораторию, оснастив держателем для рулонной бумаги, резаком и
мешком для сбора фотографий. Он умеет печатать и на оптических дисках со
специальным покрытием — удобно маркировать музыкальные альбомы.
Появилась масса интересных носителей. Отстаёт в этом отношении только
Lexmark, но для его принтеров найдутся продукты сторонних производителей.
Кроме привычных матовой и глянцевой бумаги, можно распечатывать работы на
плёнках — тогда их удобно показывать через проектор. Баннеры и рулонная
бумага для панорам помогут создать отпечатки нестандартного размера и
интересные экспозиции. У Canon есть флуоресцентная краска — можно
изготовить оригинальные плакаты.
В ближайшем будущем производители будут упорно трудиться над ещё более
необычными материалами для самых дерзких проектов.
HP
ОБСЛУЖИВАЕТ КИНОКОМПАНИИ//Журнал "Открытые системы", № 05, 2004 год
Hewlett-Packard заключила договоры на
поставку услуг кинокомпаниям Warner Bros. и DreamWorks. В первом случае
предметом соглашения является предоставление DreamWorks вычислительных
ресурсов, которые применяются ее специалистами в работе над анимационным
фильмом «Шрек-2». Контракт построен на концепции вычислений по требованию
— студия по мере необходимости получает доступ к службе HP Utility
Rendering Service. Служба реализует функции «раскраски» кадров, наложения
текстур, «освещения» объектов и создания спецэффектов. С Warner Bros.
заключено более широкое соглашение, в рамках которого HP совместно с
кинокомпанией будет заниматься цифровой реставрацией теле- и кинофильмов.
Условия договора предусматривают совместный маркетинг применяемых
компаниями технологий реставрации и самих восстановленных фильмов.
EPSON
ПОДВОДИТ ИТОГИ // Publish, № 7.2004
Российское представительство Epson
обнародовало цифры, предоставленные двумя международными аналитическими
агентствами. По данным IDC, доля компании на рынке струйных принтеров
составляет 35% в количественном выражении, а в сегменте «дороже 400 долл.»
— 80%. На рынке цветных лазерных принтеров Epson занимает II место (25%),
являясь абсолютным лидером в подсегменте 6—9 стр./мин. В отчёте IT
Research говорится, что по результатам I квартала 2004 г. в сегменте
«200—500 долл.» Epson принадлежит 53% рынка сканеров.
ДВЕ
НОВЫЕ НИШИ XEROX // П. Куприянов, "Computerworld", № 25, 2004
Американская компания осваивает
перспективные сегменты рынка систем печати.
Компания Xerox продемонстрировала новые цветные принтеры. Один из них
основан на лазерной технологии печати, другой — на твердочернильной.
Первое устройство, Phaser 6100, — это цветной лазерный принтер. Он
печатает со скоростью 21 стр./мин в черно-белом режиме и 5 стр./мин — в
цветном. Максимальное качество печати составляет 1200х600 т/дюйм.
Стандартный лоток для бумаги рассчитан на 250 листов, в качестве опции
предлагается лоток на 500 листов. Модуль двухсторонней печати входит в
стандартный комплект. Цена принтера в стандартной конфигурации составит
около 700 долл. Существует также сетевой вариант, который стоит
приблизительно 800 долл.
Новый принтер очень похож на аналогичное устройство CLP-500 компании
Samsung. В Xerox и не отрицают, что печатающий механизм у них совершенно
идентичный, правда, заверяют при этом, что электронная начинка все-таки
оригинальная, а ее качество очень важно для цветной печати. Поэтому в
Xerox настаивают, что устройства двух компаний все же разные.
Заимствование печатающего механизма производителю пошло на благо, ведь до
выпуска принтера Phaser 6100 компания не присутствовала в сегменте
персональных цветных устройств. По данным IDC, в 2003 году в сегменте
цветных принтеров со скоростью 10-23 стр./мин Xerox принадлежало 19%
российского рынка, со скоростью 24 и более стр./мин — 33%, в сегменте
многофункциональных устройств — 43%, а в сегменте персональных устройств —
0%.
Персональные цветные принтеры характеризует формат A4, скорость печати не
более 6 стр./мин, невысокая цена и небольшой набор опций. По данным IDC, в
России объем рынка этой категории продуктов в 2003 году составил порядка 7
тыс. штук. В мировом же масштабе за прошлый год этих устройств было
продано 208 тыс. штук. На ближайшие годы IDC предсказывает рост продаж
этих принтеров, пик которых, по мнению аналитиков, придется на 2006 год,
тогда, как предполагается, будет продано 289 тыс. устройств, после чего
этот показатель может снизиться из-за миграции пользователей в сегмент
более скоростных устройств. Скоростными считаются устройства, выдающие от
10 до 23 стр./мин. По данным IDC, в 2003 году в России их было продано 4,5
тыс. штук, в мире же — 201 тыс. штук.
Именно к этой категории относится второй представленный принтер, Phaser
8400, продолжающий линейку твердочернильных принтеров. В черновом режиме
скорость печати принтера достигает 24 стр./мин как для черно-белых, так и
для цветных отпечатков. При увеличении качества печати скорость снижается.
Так, при максимальном качестве 2400 т/дюйм она составит уже 7 стр./мин —
таковы особенности твердочернильной технологии. Принтер поставляется в
четырех разных конфигурациях. В наиболее «тяжелом» варианте он
комплектуется 512 Мбайт памяти, жестким диском на 20 Гбайт, сетевым
интерфейсом, модулем двухсторонней печати, тремя лотками для бумаги на 525
листов и лотком для специальных сортов бумаги на 100 листов.
По своим характеристикам принтер принадлежит к устройствам для рабочих
групп. В Xerox считают, что он открывает новую категорию — принтеров с
возможностью цветной печати. Логика компании такова: устройство стоит
немногим больше сетевого монохромного лазерного принтера (базовый вариант
Phaser 8400 с добавлением сетевого интерфейса обойдется в 1700 долл., а
аналогичный монохромный принтер — около 1100 долл.), себестоимость
черно-белых отпечатков сравнима с таковой у монохромных устройств.
Следовательно, купив Phaser 8400, пользователь может вообще забыть о
цвете, а печатать черно-белые страницы, не неся каких-либо дополнительных
затрат. И лишь тогда, когда ему понадобится цвет, он может обратиться к
этой функции.
По оценкам Xerox, себестоимость черно-белой страницы с 5-процентным
заполнением на производительном монохромном принтере составляет 0,01
долл., а на Phaser 8400 — 0,013 долл. Если же для черно-белой печати
использовать цветной лазерный принтер, то стоимость такой страницы
составит 0,018 долл. Стоимость печати цветных страниц у Phaser 8400 при
5-процентном заполнении каждым цветом немного выше, чем у однопроходного
лазерного принтера для рабочих групп: 0,095 долл. против 0,08 долл. Зато,
если сравнивать его с персональным четырехпроходным устройством,
себестоимость одной страницы у которого составляет 0,12 долл., то
твердочернильный принтер выигрывает.
ПЕРВЫЕ
ФОТОСНИМКИ ПОВЕРХНОСТИ СПУТНИКА САТУРНА ФЕБЫ // News.Battery.Ru,
24.06.2004
Фотографии из тех уголков Вселенной, куда
человечество еще никогда не заглядывало. Изображения спутника Сатурна
Фебы, сделанные с помощью автоматической космической станции "Кассини", -
это настоящий кладезь для ученых.
Торренс Джонсон, член исследовательской группы "Кассини": "Мы получили
фотографии очень высокого разрешения. На них видны объекты размером
примерно с автомобиль. Благодаря такому качеству снимков можно детально
рассмотреть поверхность Фебы, ее кратеры, валуны на дне впадин".
Поверхность спутника Сатурна усыпана рытвинами и кратерами. От глубоких
впадин отходят яркие полосы-лучи. Во многих местах отмечены наслоения
темного вещества. На стенках некоторых кратеров обнажения и оползни,
вызванные столкновениями с мелкими метеоритами. Пейзажи Фебы сильно
отличаются от снимков астероидов. На этом основании специалисты сделали
важный вывод: Феба - это древнейший объект Солнечной системы, возрастом
около 4,5 миллиардов лет. Причем это не астероид, захваченный
гравитационным полем Сатурна, а пришелец из пояса Койпера - гигантской
области, лежащей на дальних границах Солнечной системы, за орбитой
Плутона.
Бонни Баратти, исследователь НАСА: "Скорее всего, Феба была притянута
Сатурном из пояса Койпера на ранних этапах формирования нашей планетарной
системы. О том, что Феба не астероид, говорит и особенный неоднородный
рельеф спутника, и его химический состав".
Согласно данным, полученным аппаратом "Кассини", на Фебе есть двуокись
углерода, железистые и кремниевые соединения, замерзшая вода. Температура
на поверхности очень низкая - минус 163 градуса по Цельсию. По мнению
ученых, Феба напоминает по своим характеристикам Плутон и спутник Нептуна
Тритон.
Дэннис Мэтсон, член исследовательской группы "Кассини": "Изучение
происхождения Фебы, этапов ее развития очень важно для нас, землян. Мы
узнаем многое о специфических космических процессах и позднее можем
применить те же химические и физические методы к изучению процессов на
нашей планете".
Феба - только первое небесное тело на пути космического аппарата
"Кассини". Впереди еще сближение с семью лунами Сатурна и посадка
спускаемого зонда на Титан - гигантский спутник с атмосферой. А на орбиту
Сатурна "Кассини" должен выйти в самое ближайшее время - уже 30 июня.
|
|
