Качественные показатели струйной технологии (Проблемы выбора)

Надо заметить, что качественная оценка цветных струйных принтеров - задача нетривиальная. Долгое господство черно-белых принтеров, в основном лазерных, приучило нас, выбирая ту или иную модель, принимать во внимание сравнительно узкий круг технических характеристик: разрешающую способность, скорость печати, стоимость, объем памяти... вот, пожалуй, и все. Увы, оценить цветной струйник по столь ограниченному числу параметров невозможно. Я бы даже взял на себя смелость утверждать, что визуальное качество печати цветного струйного принтера вообще весьма относительно связано с его техническими характеристиками.

Действительно, одной из основных характеристик принтера всегда являлась разрешающая способность. Эта величина измеряется в точках на дюйм - по-английски dot per inch (dpi) - и показывает, сколько точек краски или тонера способен нанести принтер на отрезок длиной один дюйм. Естественно, чем выше разрешающая способность принтера, тем выше должно быть качество изображения. При повышении разрешающей способности становится возможным передать более мелкие детали и, самое главное, уменьшить растр (об этом ниже), сделать его менее заметным и, значит, существенно улучшить передачу полутонов.

Но, увы, из каждого правила есть исключения. Так вот, именно в отношении цветной печати это железное, казалось бы, правило "выше разрешение - выше качество" в значительной мере перестает работать. Гораздо более существенную роль играют состав и качество чернил, технология смешения цветов и точность "удержания" размера точки. Иллюстрацией сказанному могут служить две распечатки одного фото. Не уверен, что в полиграфическом исполнении разница будет столь же заметна, как и в оригинале, но на всякий случай все же помещаю два фрагмента размером 20х15 мм одной и той же фотографии. Первая распечатка (слева) сделана на принтере Epson Stylus 600 с разрешающей способностью 1440 dpi, а другая (справа) - на эпсоновском же Stylus Photo с разрешением 720 dpi. Парадокс налицо: принтер с меньшим разрешением дает фото лучшего качества. Объясняется это тем, что в Stylus Photo используется шестицветный способ печати.

В отношении струйных принтеров одной из важнейших характеристик, влияющих на качество изображения, является размер чернильного пятна. Дело в том, что для получения качественного изображения размер чернильного пятна должен выдерживаться очень точно. Если пятна будут слишком большими, то соседние точки сольются, контуры будут нечеткими, а цвета грязными. Если же пятна слишком маленькие, то между ними будет проступать тон бумаги, высветляя изображение, а само изображение будет заметно зернистым. Так вот, камнем преткновения струйной печати является как раз то, что размер чернильного пятна чрезвычайно трудно удержать в нужных пределах. Ведь бумага - пористый материал, и, попав на нее, жидкие чернила растекаются. Степень растекания зачастую не поддается контролю, поскольку зависит не только от свойств бумаги, но и от таких трудно предсказуемых параметров, как влажность и температура воздуха. С излишними впитываемостью и растеканием чернил можно бороться по-разному, однако в настоящее время эта проблема решается двумя путями: совершенствованием состава чернил и уменьшением размера капли.

Чем меньше капля - тем меньше растекание, поскольку чернила сохнут быстрее и не успевают впитаться. Но на пути уменьшения размера капли стоит множество технологических препятствий. Чтобы между более мелкими каплями не оставалось промежутков, их надо "гуще сажать" на бумагу, что равносильно увеличению разрешающей способности принтера. Увеличение разрешающей способности требует резкого повышения точности изготовления механики и значительно удорожает ее. Для получения более мелких капель требуется уменьшить диаметр сопла печатающей головки. А уменьшение диаметра сопла в свою очередь ведет к тому, что оно гораздо легче засоряется и выходит из строя. Сказанное наглядно иллюстрирует, какие сложности надо было преодолеть производителям струйников, чтобы достигнуть в последних моделях фотографического качества печати. И разные производители шли к совершенству разными путями.

Несколько лет назад, когда струйная печать только завоевывала рынок, фирма Hewlett-Packard, к примеру, сделала ставку на качество чернил и совершенство математического аппарата. Epson же всерьез занялась механикой принтеров и первой достигла разрешения 720х720 dpi. Однако жесткая конкуренция привела к тому, что технологии, применяемые фирмами, быстро совершенствовались, а качественные и эксплуатационные характеристики принтеров разных производителей сближались. И в настоящее время выбор струйного принтера является не такой простой задачей, как это было еще два-три года назад. Даже если вы точно знаете, чего хотите.

Проблемы выбора

Как я уже сказал, практически невозможно выбрать принтер, основываясь только на его технических характеристиках. Конечно, с большой долей вероятности можно утверждать, что модель с более высоким разрешением, будет печатать лучше, чем модель с более низким. Но это не наверняка. Может статься, как раз и наоборот. А два принтера с одинаковыми техническими характеристиками могут дать очень сильно отличающиеся по качеству отпечатки. Ведь такие очень важные показатели, как качество чернил, совершенство математического аппарата смешивания цветов, точность "укладывания" капли на надлежащее ей место, не учтешь ни в каких технических характеристиках. Поэтому единственным способом оценки качества фотопечати является визуальная оценка. При этом надо заметить, что к "фирменным" образцовым распечаткам, которые можно получить в демонстрационном зале магазина или на выставке, следует относиться с известной осторожностью. Сюжеты на них часто подобраны так, чтобы завуалировать недостатки данной модели принтера. Помнится, года полтора назад Евгений Козловский принес в редакцию несколько демонстрационных фотораспечаток очень высокого качества. Однако нас насторожило, что на этих натюрмортах не было ни одного предмета зеленого цвета. И мы отправились на фирму, захватив с собой фото зеленого летнего пейзажа. После его распечатки выяснилось, что все оттенки зеленого цвета принтер выдает исключительно в армейской тональности хаки.

Впрочем, подобные истории - в значительной мере уже прошлое. В настоящее время основные технологические препоны для качественной фотопечати преодолены, и качество струйников за последние полтора года выросло очень сильно. Сейчас, как правило, если фирма, заявляет, что данная модель обеспечивает фотореалистичное качество печати, то понимать это надо в буквальном смысле: то есть фото, распечатанное на этом принтере, визуально будет не очень слишком отличаться от такого же фото, напечатанного традиционным путем в мини-фотолаборатории.

Ну, а теперь несколько слов о факторах, которые, с моей точки зрения, играют наиболее важную роль при выборе струйного принтера.

Передача светлых тонов

Правильная передача светлых тонов изображения является слабым местом струйной печати. Поскольку изображение строится из капель насыщенного цвета, то, чтобы получить светлый цвет, нужно нанести капли чернил на бумагу достаточно редко. А это приводит к тому, что при передаче очень светлых цветов капли располагаются так далеко друг от друга, что, во-первых, перестают сливаться в однородный тон и оказываются заметными, а во-вторых, становится невозможной прорисовка мелких деталей.

Действительно, для передачи 100-процентно голубого цвета нужно положить капли голубых чернил вплотную друг к другу. Для передачи голубого цвета 50-процентной насыщенности надо положить капли через одну. А для передачи 10-процентного тона нужно положить только каждую десятую каплю. Несложный подсчет показывает: для получения 10-процентного голубого цвета на принтере с разрешающей способностью 300 dpi (что соответствует двенадцати каплям на один миллиметр) на каждый миллиметр нужно наносить менее чем одну каплю чернил. Стало быть, все детали размером менее одного миллиметра просто затеряются среди образовавшегося зерна.

В определенной мере проблему можно решить за счет математической оптимизации смешивания цветов, например, разбрасывая капли не в строгом порядке, а по некоему случайному закону и добавляя в просветы немного капель чернил других цветов, - хотя цвет при этом и "загрязнится", но визуально это гораздо менее заметно, чем грубый и редкий растр. Вернее, даже совсем не заметно. Ну, скажите на милость, какая вам разница, имеет ли небо чистый 15-процентный голубой цвет или состоит из 15% голубого с добавкой по 5% зеленого и красного. И то и другое будет восприниматься нашим зрением как вполне естественный цвет неба.

Однако математический аппарат лишь смягчает проблему светлых тонов, радикально же ее решить позволяют следующие три способа:

• повышение разрешающей способности принтера;

• регулирование размера точки;

• использование дополнительных чернил светлых тонов.

Что касается повышения разрешающей способности, то здесь все ясно. Если, к примеру, принтер с разрешением 300 dpi для передачи 10-процентного тона кладет точки через один миллиметр, то принтер с разрешающей способностью 1440 dpi положит на миллиметр пять точек, чего уже достаточно для получения качественного изображения даже без принятия дополнительных мер. Единственное препятствие - сложность изготовления и дороговизна механики, обеспечивающей столь высокое разрешение.

Регулируемый размер точки позволяет получить ровно тот же эффект, что и увеличение разрешающей способности, но дает возможность использовать при этом более грубую механику. В отличие от лазерных и LED-принтеров, где размер точки строго фиксирован и не может быть изменен, для струйников это не проблема. Действительно, что мешает положить на одно и то же место несколько капель краски. Одна краска - маленькое пятно, две - уже побольше, три - еще больше. И таких капель может быть достаточно много, а значит, и размер пятна можно регулировать в достаточно больших пределах. Так, например, в документации на картриджи к DeskJet 720, описание которого помещено в этом номере, прямо сказано, что размер пятна может быть отрегулирован путем последовательного распыления в одну и ту же точку до 16 капель чернил. При такой технологии стопроцентный тон наносится каплями максимального размера, а более светлые тона достигаются не за счет более редкого расположения капель, а за счет уменьшения их размера.

Наибольший положительный эффект в передаче светлых тонов дает применение дополнительных чернил более светлых тонов. Темные тона получаются за счет сплошной закраски обычными чернилами, а светлые - за счет столь же сплошной закраски чернилами светлыми. Это позволяет избежать разрежения растра и получить ровный тон, как для темных, так и для светлых цветов. Надо сказать, что в большинстве выпускающихся в настоящее время принтеров используются чернила только двух светлых тонов: светло-голубого (cyan - это все же не голубой) и светло-пурпурного. Светло-желтый тон не используется, так как желтый цвет сам по себе воспринимается глазом как очень светлый и особой разницы между редким и густым желтым растром человеческий глаз не ощущает. А избавление от одного "лишнего" цвета упрощает механику принтера.

Математика

Математический алгоритм смешения цветов играет далеко не последнюю роль в получении качественного изображения. Плохая математика может запросто свести на нет и преимущества высокого разрешения, и возможности шестицветной печати. И наоборот, совершенный алгоритм обработки изображения может в значительной мере скрыть недостатки механической конструкции принтера.

Сейчас в струйной технологии для получения фотореалистичной распечатки практически не применяется регулярный растр наподобие того, который используется в полиграфии, поскольку при "индивидуальном" растрировании он дает заведомо худший результат и требует для получения приемлемого качества очень высокого разрешения. Практически во всех струйных принтерах при фотопечати в настоящее время используется псевдослучайное распределение точек краски, и от того, каким образом эти точки разбросать, зависит очень многое.

Сказанное можно проиллюстрировать следующим примером. Если в программе Photoshop соорудить полоску с плавными переходами из одного цвета в другой, а потом распечатать ее на разных струйниках, то можно получить совершенно разные результаты. В наихудшем случае вместо плавных переходов цветов будет "ступенчатая" полоска с резкими границами между цветами, в наилучшем - полоска будет выглядеть точно так же, как она выглядит на экране монитора (уточню: на хорошем калиброванном мониторе с видеокартой, дающей 16 миллионов цветов). А в промежутке между этими двумя крайностями лежит огромное число вариантов. И совершенно очевидно, что результат зависит не от разрешающей способности и не от количества используемых при печати цветов, а лишь от совершенства математического аппарата обработки изображения.

Но, замечу сразу, приведенный тест - лишь способ показать, как сильно математика влияет на качество печать, и его ни в коей мере не стоит использовать при выборе принтера. Радужная полоска может служить лишь косвенным показателем качества математического аппарата, поскольку реальные фотосюжеты неизмеримо сложнее. И вполне возможна ситуация, когда принтер, выдающий наиболее гладкую полоску, при печати реального снимка даст неестественные, ядовитые цвета.

Бумага

Заметная часть стоимости эксплуатации струйного принтера приходится на бумагу. Ведь несмотря на все последние достижения струйных технологий наивысшее качество печати достигается только на специальных типах бумаги. Сейчас наиболее распространены два типа спецбумаги: глянцевая и матовая.

Глянцевая бумага имеет специальное покрытие из микропористого полиэтилена или подобного ему полимера. Капля чернил, попав на поверхность такой бумаги, не растекается (поскольку полиэтилен не смачивается жидкостями), а благодаря капиллярному эффекту просачивается через поры под полимерное покрытие. Под полимером расположен еще один слой, который мгновенно связывает жидкость, не давая ей растечься. В результате получается чернильное пятно точно заданного размера, а глянцевое покрытие обеспечивает высокую сочность и насыщенность цвета.

Матовая бумага имеет микропористое минеральное или полимерное покрытие, очень однородное и обладающее высокой степенью белизны (обычно для минерального слоя используются нерастворимые соли бария). Такое покрытие, как промокашка, мгновенно впитывает и подсушивает каплю чернил. Благодаря однородности минерального слоя капля растекается на заранее известную величину, что позволяет точно дозировать чернила и получать пятно нужного размера. Цвет высохших чернил за счет почти идеальной белизны и химической нейтральности покрытия сохраняется насыщенным и неизменным.

Специальную бумагу для струйной печати выпускают как производители принтеров, так и сторонние фирмы. Стоит она довольно дорого. В нашей стране один лист глянцевой бумаги формата А4 обойдется покупателю в 0,5-1 доллар, а матовой - в 10-20 центов. Впрочем, это касается "родной" бумаги, которая поставляется производителями принтеров для своих моделей. Бумага от сторонних производителей - Xerox, Canon, Pelikan - обойдется в несколько раз дешевле при вполне сопоставимом качестве печати. Однако в российских магазинах ее можно найти лишь изредка, регулярных поставок, насколько мне удалось узнать, пока не производится - нет достаточного спроса.

При такой дороговизне специальной бумаги становится актуальной возможность использования для печати обычной офисной бумаги. Все современные принтеры способны печатать на обычной бумаге, причем с довольно неплохим качеством. Однако если при печати на спецбумаге принтеры, относящиеся к одной категории, дают более или менее сходные результаты, то различия между распечатками на обычной бумаге более заметны. В настоящее время камнем преткновения при печати на обычной бумаге является не искажение цветов и не расплывчатые контуры, как это было в ранних моделях струйников, а всего лишь недостаточная густота темных тонов, из-за чего изображение кажется недостаточно сочным и ярким. Поэтому, выбирая струйный принтер, обязательно проверьте, хорошо ли он печатает именно на обычной бумаге.

Стоимость

При выборе струйного принтера следует учитывать не столько стоимость самого принтера, сколько стоимость его эксплуатации. Последняя складывается из стоимости расходных материалов и стоимости обслуживания. Для струйников - это критическая характеристика, так как при интенсивной эксплуатации стоимость расходных материалов всего за несколько месяцев может превысить стоимость самого принтера. По дороговизне эксплуатации струйные принтеры уступают только сублимационным, и, сэкономив несколько десятков долларов при покупке, вы вполне можете их потерять в первый же месяц на расходных материалах.

Стойкость изображения

Что толку от высокого качества распечатки, если она смазывается от прикосновения влажных пальцев. А именно так иногда и случалось в первых моделях цветных струйников. Ведь чернила, которыми ведется печать, растворимы в воде. И, стало быть, что мешает им расплыться при последующем контакте с влагой? Сейчас практически все производители струйных принтеров выпускают чернила со специальными полимерными добавками, которые улучшают сцепление краски с бумагой и препятствуют растворению высохших чернил. Поэтому распечатки современных струйников уже не смазываются от прикосновения влажных пальцев, как это было когда-то. Но вот что касается прямого контакта с водой, здесь пока еще стойкость остается неудовлетворительной. За исключением, впрочем, распечаток на глянцевой спецбумаге, поскольку некоторые ее типы настолько сильно "схватывают" краску, что она выдерживает даже струю горячей воды. Для дополнительной стойкости изображение можно ламинировать. Это, кстати, делает цвета более сочными.

Кроме того, чернила склонны выцветать под действием света. Сейчас многие производители струйных принтеров утверждают, что новые типы чернил исключительно стойки к выцветанию. К сожалению, это единственное утверждение, которое невозможно подтвердить или опровергнуть: для проверки оно требует длительного времени.

И в заключение хочу заметить, что вышеприведенные рассуждения касаются лишь цветных чернил. Черные сейчас в основном делаются на основе нерастворимого мелкодисперсного минерального порошка, и им никакое выцветание не грозит.

Скорость печати

Конечно, чем выше скорость печати, тем лучше. Но тем и сложнее достигнуть высокого качества. Дело в том, что в идеале каждая последующая капля должна попадать на бумагу лишь тогда, когда предыдущая уже высохла. Иначе соседние капли могут попросту слиться, а это приведет к загрязнению цветов и потере резкости. Выполнить это условие невозможно, поэтому приходится идти на компромиссы. Сейчас практически все принтеры дают искажения при передаче крупных темных деталей - множество капель чернил не успевают просохнуть и растекаются, давая нечеткие контуры и нечистые цвета. Но, к счастью, человеческое зрение устроено так, что темные оттенки цветов различаются плохо, и эта "нечистота" заметна лишь при сравнении с эталоном, а некоторая нечеткость контуров у массивных деталей присуща человеческому восприятию и потому незаметна.

Впрочем, каждый вправе решить для себя сам, что для него важнее - объективно высокое качество при очень медленной печати или субъективно высокое и быстрая печать. С этой целью драйверы большинства принтеров дают возможность регулировать скорость печати, некоторые из них позволяют задать время на высыхание чернил в процессе печати, а также указать, что печать ведется на бумаге с пониженной впитываемостью.