В новый век - с технологиями следующего тысячелетия

На пороге XXI века, словно находясь у перехода в новое измерение, все че­ловечество стремится завершить все начатое, реализовать все задуманное. Мир из­дательства и печати не является исключением: последние годы нашего столетия оз­наменовались необычайно бурным развитием технологий выпуска печатной про­дукции, приближением всех этапов не только подготовки, но и непосредственно производства полиграфии к рабочему месту редактора, издателя, дизайнера. Про­цесс печати в самом широком диапазоне качества и видов полиграфической про­дукции стал более доступен, значительно упрощен для заказчиков. Основным ком­понентом этой эволюции, конечно, является стремительный рост цифровых и ком­пьютерных технологий, со все более широким использованием самого современного аппарат­ного и программного обеспечения во всех стади­ях издательства, начиная с набора текстов и вво­да изображений, вплоть до печати тиража. Ак­тивное использование цифровых технологий приводит не только к созданию все более совер­шенных устройств, но и к появлению качественно новых принципов работы. За последний год при­мером таких новшеств явились: доступные циф­ровые камеры для фотосъемки с профессио­нальным качеством, системы цветной цифровой печати (Direct-to-Print) и устройства для вывода офсетных форм (Direct-to-Plate), значительно улучшенные системы цветокалибрации на всех этапах издательского процесса. Несомненно, что активное развитие средств коммуникации, неве­роятная популярность Internet во всем мире так­же вносят свой вклад в совершенствование до-печатных и печатных процессов, а в некоторых случаях позволяют подойти совершенно по-но­вому к главной цели подготовки и печати любо­го печатного материала - предоставлению ин­формационных материалов к читателю или пользователю информации.

Бурное развитие и разнообразие уст­ройств, систем и технологических приемов, ис­пользуемых в редакционно-издательском про­изводстве, постоянное обновление компьютер­ных компонентов, быстрое устаревание техниче­ских решений, - все это определяет возрастание роли системного подхода к формированию или модернизации технической базы издательств.

Профессиональные сканеры

Создание на компьютере любой графической работы, такой как коллаж, фотооткрытка, обложка журнала или рекламный буклет, начинается с подбора и ввода различных изображений. Способов хранения графической информации до­статочно много: это и библиотеки СD-RОМ (например, Adobe Image Club Graphics), и специализированные базы данных цифровых графических изображений, и мно­гое другое. Но основным носителем графической информации для полиграфичес­ких и дизайнерских нужд остаются обычные цветные слайды на фотопленке. Для оцифровки изображений с цветных слайдов или фотографий и предназначены сканеры. Чем вы­ше требования к качеству вводимого изображе­ния, чем сложнее сам слайд, чем большее коли­чество слайдов требуется отсканировать за вы­деленное время, - тем выше требования, предъ­являемые к сканеру. Для профессиональной ра­боты по сканированию используются устройст­ва, реализующие две основные технологии ска­нирования: планшетную (плоскостную) и бара­банную.

Планшетная технология

В планшетной технологии ори­гиналы располагаются на пло­ском поддоне и в качестве оп­тического сенсора использует­ся линейная ПЗС (прибор с за­рядовой связью или ССО) мат­рица с большим количеством ячеек. Количество ячеек в мат­рице определяет оптическое разрешение сканера. Сканиро­вание производится линия за линией при относительном пе­ремещении оригинала и ПЗС матрицы на шаг выбранного механического разрешения сканера. Таким образом, в единицу времени сканируется одна горизонтальная линия оригинала. Горизонтальное и вертикальное разрешение в планшетных сканерах, как пра­вило, не совпадают. Большее значение соответствует меха­ническому разрешению (дис­кретизации перемещения ка­ретки), меньшее - ПЗС матри­це. По этой причине применя­ют матрицы на различное чис­ло элементов, что и формирует различные классы планшетных сканеров.

Параметр оптической плотности харак­теризует возможность сканера воспринимать информацию с "плотных" слайдов. Чем выше максимальная оптическая плотность - тем лучше проработаны темные области слайда. Макси­мальная оптическая плотность у планшетных сканеров сравнительно невелика и составляет 3.0 - 3.2D у настольных моделей и 3.5 - 3.7D у профессиональных моделей. За счет искусст­венного смещения оптического диапазона ска­нера в область теней удается достичь значения максимальной плотности 4.0D (правда при этом сканер должен иметь хороший запас по разряд­ности, чтобы не сильно сужать гистограмму от­сканированного изображения - не ниже 36 раз­рядов на точку).

Барабанная технология сканирования реализует другие принципы работы.

Барабанная технология

Барабанная технология под­разумевает размещение ори­гиналов на поверхности про­зрачного вращающегося ба­рабана. Оптический сенсор в барабанной технологии - это три фоточувствительных эле­мента (для красной, синей и зеленой цветовых составляю­щих). Принцип сканирова­ния в барабанной техноло­гии схож с процессом нарез­ки резьбы на токарном стан­ке: оптический сенсор дви­жется вдоль оси вращающе­гося барабана и круг за кру­гом сканирует изображение. В единицу времени сканиру­ется одна точка на оригинале. Скорость вращения барабана определяет быстродействие сканера. Шаг перемещения оптического сенсора вдоль оси барабана определяет оп­тическое разрешение.

В зависимости от шага перемещения оптической системы барабанного сканера изме­няют апертуру - диаметр отверстия, через кото­рое свет проходит от оригинала к фотоэлемен­там. Это предотвращает влияние соседних точек оригинала на сканируемую в данный момент.

Какие существуют вариации в конструкции барабанных сканеров? Во-первых, это тип фоточувствительных элементов. В дешевых моделях барабанных сканеров при­меняют фотодиоды, чувствительность которых не очень высокая, что приводит к снижению значения максимальной оптической плотности. В профессиональных барабанных сканерах используют фотоэлектронные умножители, которые обеспе­чивают очень высокую чувствительность, и, соответственно, - максимальную плот­ность до 3.9 - 4.2D. Количество апертур задает количество разрешений, которые можно использовать при сканировании. В идеале необходимо иметь плавно изме­няемую апертуру, что позволит плавно изменять разрешение от 300 dpi| до макси­мума, но такие апертуры трудно выполнить аппаратно, поэтому используют не­сколько апертур заданного диаметра. Чем боль­ше значение апертур в сканере - тем более гиб­ко можно задавать разрешение сканирования. Для каждой апертуры требуется свое состояние фокусировки оптической системы. В одних ска­нерах используют свою линзу для каждого зна­чения апертуры, но более выгодно использовать одну, но "мягкую" оптическую систему. Задание фокуса в такой системе производится макси­мально точно для каждого значения апертуры. Важным фактором качества сканирования явля­ется способ расположения и закрепления бара­бана. Дело в том, что когда барабан вращается, то неизбежно возникает вибрация ("биения") одной из сторон барабана. В этом случае хоро­шим решением является вертикальное закреп­ление барабана. Каждый барабанный сканер имеет ряд преимуществ и недостатков.

Ролевые фотонаборные автоматы

Фотонаборный автомат является необходимым, достаточно сложным и, как правило, весьма дорогостоящим устройством. Еще несколько лет назад небольшие издательства газет, редакции журналов или рекламные агентства не могли рассчитывать на использование собственных фотовыводных устройств и выполнение операций цветоделения ввиду сложности обслуживания техники и очень высокой стоимости аппаратуры. Решающий вклад в изменение рынка выводных устройств сделала американская компания Ultre, расположенная в штате Нью-Йорк, США. В 1985 году, когда все фотонаборные устройства, применяемые в издательствах, использовали газовый лазер и стоили не менее 100,000 американских долларов, компания ULTRE разработала технологию фотоэкспонирования, основанную на полупроводниковом лазере. Такой подход оказался весьма эффективным и значительно менее дорогостоящим. Созданные компанией Ultre ФНА с инфракрасным лазерным диодом положили начало созданию целого класса устройств, изменивших представление о полиграфическом фотовыводе, как о чрезвычайно дорогом процессе.

Принцип, заложенный в механизм фотонаборных автоматов Ultre, очень прост и, следовательно, недорог, а главное, благодаря его использованию, устройство становится значительно более надежным и удобным в эксплуатации и обслуживании. Фоточувствительный материал располагается не по окружности, как в дорогих барабанных устройствах, а перемещается планарно относительно каретки с вращающейся призмой. При вращении призмы лазерный пучок перемещается от одного края фотоматериала до другого. При этом экспонируется одна линия точек по всей ширине фотоматериала. Затем пленка смещается для экспонирования следующей линии, и процесс повторяется.

Такой принцип получил название “капстановый” от английского слова capstan (вал, роль; так же используется более точный русский термин “ролевой”). Это название отражает использование механизма подачи фотоматериала через систему валов.

На рисунке №1 схематически изображен традиционный способ экспонирования лазерным лучом, применяющийся в фотонаборных автоматах с внутренним барабаном. Фоточувствительный материал расположен по окружности, что обеспечивает равное расстояние от призмы до поверхности пленки. При таком способе предъявляются очень высокие требования к качеству и точности изготовления барабана или полукруглых боковин, по которым расправлена пленка. Это значительно повышает стоимость устройства.

В “капстановом” фотонаборе механизм сканирования лазерным лучом намного проще и, следовательно, гораздо дешевле (он показан на рис. №2). Фотопленка протягивается вдоль фокальной плоскости (линии). По краям фотоматериала наблюдается некоторое увеличение диаметра пятна за счет небольшой расфокусировки луча и отклонения угла экспонирования от идеального 90°. Избежать этого нежелательного эффекта позволяет специальная линза, установленная сразу за вращающейся призмой и обеспечивающая необходимую коррекцию фокуса. Эффективно такая линза работает только при углах отклонения луча лазера до 60°, причем к ее качеству предъявляются очень высокие требования. Чтобы получить ширину вывода 400 мм, призма должна быть удалена от фокальной плоскости на расстояние 400 мм или более. Поэтому капстановые устройства обычно имеют ширину выводного формата до 400 мм и ориентированы на формат GTO. Дальнейшие попытки увеличить формат экспонирования просто за счет увеличения угла развертки луча и расширения механизма протяжки пленки приводят к резкому падению качества получаемых фотоформ. Для того, чтобы достичь того качества, которого ждут пользователи от ФНА формата А2, необходимо использование множества дополнительных конструктивных решений для обеспечения точного позиционирования движущейся пленки, для точной фокусировки лазерного луча и много другого. Именно использование высокоточной механики вместо простого увеличения размеров и является причиной столь значительной и совершенно обоснованной разницы цен на ролевые фотонаборные автоматы формата А2 и ФНА меньших размеров.

Барабанные фотонаборные автоматы

Все современные фотонаборные автоматы (ФНА) Heidelberg Prepress выполнены по принципу "внутренний барабан", в соответствии с которым произво­дится экспонирование фотоформы, неподвижно закрепленной на внутренней по­верхности полого незамкнутого цилиндра. Экспонирующая система при этом пере­мещается вдоль оси симметрии барабана, а вращающаяся призма обеспечивает сканирование луча поперек направления движения оптической системы, по радиу­су барабана. За счет этого достигаются высокие значения точности позиционирова­ния луча и повторяемости отпечатков по всему формату. Помимо базовой технологии ФНА, критерием качества так же выступают такие по­казатели, как разрешение, количество градаций серого и линиатура. Эти показатели связаны между собой нехитрой пропорцией: линиатура равна разрешению, деленному на двоичный ло­гарифм количества градаций серого, которое может быть передано одной растровой ячейкой. Устройства Heidelberg Prepress обеспечивают вывод традиционного растра с линиатурой до 305 dpi (не говоря уже о специальных возможно­стях алгоритмов растрирования Diamond Screening) при повторяемости в пределах 5 мкм.

Время экспонирования фотоформы яв­ляется важной характеристикой, определяющей быстродействие ФНА. Но это не единственный показатель. Пользователю, как правило, важно не то, как быстро каретка с оптической системой проедет от одного края пленки до другого, а как быстро он получит готовую фотоформу после нажатия на компьютере кнопки PRINT. Совокуп­ное быстродействие определяется скоростью растрового процессора, пропускной способнос­тью интерфейсов, временем загрузки пленки из подающей кассеты в барабан и ее выгрузки в приемную кассету, обрезки, ввода параметров пленки, скорости смены кассет. По совокупности этих показателей ФНА Quasar и Herkules Pro яв­ляются, без преувеличения, одними из самых производительных устройств в мире.

При экспонировании в ФНА требуется обеспечивать определенный размер пятна лазе­ра в зависимости от разрешения. Чем выше раз­решение - тем меньше должно быть пятно. Если размер пятна соответствует выбранному разре­шению, то говорят, что ФНА линеен на этом раз решении - то есть функция изменения плотности растровой ячейки от процента за­полнения ячейки элементарными точками является линейной прямой. Если ФНА не линеен на каком-то разрешении, то требуется дополнительная коррекция данных в растровом процессоре, что приводит к увеличению времени растрирования и, возможно, ухудшает качество изображения.

Для обеспечения экологически чистого процесса подготовки фотоформ желательно исключение использования химических реактивов. Для этого компани­ей Heidelberg Prepress совместно с фирмой Polaroid Graphics Imaging был разрабо­тан ФНА DrySetter, выполненный на базе Herkules Рго. Отличия состоят в экспони­рующем источнике и используемых материалах. Двухслойная пленка DryTech фир­мы Polaroid Graphics Imaging после экспонирова­ния попадает в специализированную систему, где два ее слоя разделяются и слой, содержа­щий изображение, ламинируется специальным защитным покрытием. Химические реактивы при этом отсутствуют полностью.

Интенсификация издательского труда диктует потребность исключить из процесса из­готовления печатной формы стадию копирова­ния. Для этого сегодня существуют различные способы. Во-первых, все ФНА позволяют экспо­нировать полиэстеровые офсетные пластины. Вместо фотоформы из ФНА выходит готовая пе­чатная форма. Однако эти материалы подходят лишь для печати черно-белых или несложных цветных изданий и имеют сравнительно невысокую тиражестойкость. Поэтому компани­ей Heidelberg Prepress совместно с компанией CREO выпускаются и специализированные авто­маты серии Trend Setter для прямого экспониро­вания металлических офсетных термопластин. Также сравнительно давно была выпущена сис­тема Gutenberg, позволяющая изготавливать пластины для высококачественной полноцвет­ной офсетной печати.

Технология цифрового экспонирования офсетных форм

Бурное развитие технических средств полиграфии, растущая конкуренция между издательствами - все это определяет неуклонное возрастание требований к процессу подготовки полиграфической продукции.

Эти требования по своей сути тесно переплетаются друг с другом. Но объединяет их еще один важный аспект - решить их можно только целенаправленным преобразованием всего технологического цикла в полностью цифровой компьютерный процесс. Именно за счет этого можно добиться постоянного увеличения производительности современного полиграфического оборудования.

Производители полиграфического оборудования предлагают издателям спектр решений и устройств для создания полностью цифрового предпечатного цикла полиграфического производства. Используя эти компоненты, можно сформировать полностью цифровую среду для всего цикла подготовки изданий любого уровня сложности. Однако на этапе вывода фотоформ и всех дальнейших процедур (контактное копирование офсетных пластин) возникают проблемы перевода процесса из разряда цифровых в разряд аналоговых.

Решением может служить система прямого вывода офсетных пластин из цифровой формы, минуя стадию изготовления фотошаблонов и их контактного копирования. Этот подход позволяет полностью обеспечить цифровой вид предпечатного цикла полиграфического производства, сохранив аналоговую форму только в типографских процессах. В принципе, компания Heidelberg Prepress уже довольно давно вышла на рынок с устройством такого типа. Однако аппараты серии Gutenberg, работающие со светочувствительными пластинами, представляют собой весьма громоздкую и дорогостоящую конструкцию.

Новым словом в технологии прямого экспонирования офсетных форм (далее в тексте CtP - от английского термина Computer-to-Plate) является использование термочувствительных пластин. Появившиеся в последнее время разнообразные материалы, восприимчивые к температурной экспозиции, используют различные технологические приемы получения изображения. Наиболее популярны термо-полимерный, термо-переносящий, термо-гибридный и термо-аблационный способы получения изображения на металлических офсетных пластинах, причем последний не требует дополнительных систем химической проявки.

Несмотря на то, что многие производители материалов для офсетной печати еще только приступают к серийному выпуску таких пластин, подавляющее большинство производителей фотонаборного оборудования заявили о выпуске на рынок своих устройств CtP. Однако новизна технологии не позволила практически никому из них приступить к серийному выпуску таких аппаратов из-за возникших специфических трудностей с экспонированием материала. Исключение составили лишь устройства Trendsetter, выпускаемые по совместному проекту компаний CREO и Heidelberg Prepress.

Сегодня выпускается три модели - Trendsetter 3230, 3244 и 3244F. Все эти устройства выполнены по технологии “внешний барабан”. При этом форма фиксируется на барабане не вакуумной системой, а магнитной, что позволяет экспонировать пластины из широкого диапазона форматов. Экспонирование производится многолучевым лазерным источником с длиной волны 830 нм, который может обеспечивать как среднетемпературную обработку термо-полимерных пластин (400оС), так и высокоэнергетический импульсный режим для термо-аблационных материалов. Отсутствие искажения на стадии контактного копирования формы, использование высококонтрастных термо-пластин (принципиально отсутствует эффект краевой вуали точки) в сочетании с прецезионным лазерным лучом квадратного сечения, выполненным по запатентованной технологии CREO, позволяют получать офсетные пластины такого качества, которое полиграфия аналогового периода не могла даже представить.

Различные дополнительные аксессуары (автозагрузчик пластин из пачки, системы сдвига разрешения, а в перспективе - и система для дополнительного экспонирования фотошаблонов) превращают Trendsetter в мощнейший рабочий инструмент современной полиграфии. Управляемый при помощи растрирующей системы Delta Technology этот аппарат способен легко интегрироваться в самую сложную цифровую среду и обеспечить наивысшие показатели в качестве цветопередачи, растрирования, а также в обеспечении гибкости и оперативности работы.

Растровые процессоры

Необходимым средством для вывода растровых изображений на ФНА или системе цифровой печати является растровый процессор (RIP – Rasterising Image Processor). Он может быть реализован как в виде отдельного электронного устрой­ства, так и в виде программы и интерфейсной карты для обычного компьютера. За­дача растрового процессора состоит в интерпретации (переводе) файла печати, со­зданного при помощи прикладных программных средств, в файл растрового фор­мата и передача этого файла на ФНА. В полиграфии в качестве стандарта на коди­рование данных в файле печати является графи­ческий язык PostScript, разработанный компани­ей Adobe. Большинство растровых процессоров работают именно с этим стандартом.

Наиболее распространены сегодня два алгоритма интерпретации языка Ро5т5спрт:

Ас1оЬе СР51 (разработка компании АаоЬе) и Наг^ит 5спрт\Л/огк5 (разработка компании НаНерит). Большинство производителей рас­тровых процессоров используют один из этих алгоритмов.

Наличие единого стандарта на графи­ческие данные сильно упрощает жизнь произ­водителям прикладного ПО. Этим достигается независимость от выводной аппаратуры, сохра­няя при этом максимальное качество.

Растровый процессор выполняет ряд основных функций: прием данных, их интерпре­тацию, растрирование данных и вывод на фото­наборный автомат.

Основные функции RIP

• прием данных от рабочей станции. Производится как правило через сетевой интер­фейс. Данные попадают во входную очередь, которая ас­социируется с неким набором характеристик вывода: разре­шение, линиатура, формат, цветокоррекция.

• интерпретация данных. Под интерпретацией понима­ется обработка данных языка на предмет ошибок, удаление элементов, которые скрыты другими (находятся под ними), подключение рези­дентных шрифтов ит.п.

• цветоделение (если оно уже не выполнено на рабочей станции). Когда входной файл является цветным композит­ным, то каждый его элемент может отображать любой цвет из огромной гаммы. Для пере­дачи всей этой гаммы вовсе не требуется использовать столь­ко красок. Достаточно взять конечное число базовых цве­тов, достаточно разнесенных в спектре видимого света, чтобы из них сформировать все ос­тальные. Такие цвета: красный (Red), зеленый (Green) и си­ний (Blue) - аддитивная мо дель или голубой (Cyan), пурпурный (Magenta) и жел­тый (Yellow) - субтрактивкая модель. В цветной полигра­фии используется субтрактивная модели, а так же дополни­тельный черный цвет для уси­ления качества передачи тем­ных оттенков. Цветоделение -это разбиение одного компо­зитного файла на цветоделенные, число которых соответст­вует числу базовых цветов. Каждый цветоделенный файл, обычно, передает 256 оттенков.

• растрирование данных, полученных на этапе интер­претации и цветоделения. ФНА позволяет передать толь­ко два оттенка: белый и чер­ный (элементарная точка). Растрирование - это способ передачи гаммы оттенков пу­тем объединения элементар­ных точек в группы. Такая группа называется растровой ячейкой. Чем больше элемен­тарных точек объединяют в группы, тем больше оттенков можно передать, но при этом логарифмически падает раз­решение такого изображения.

• вывод на ФНА. Произво­дится передача растровых по­лей на ФНА, где они экспони­руются и выводятся.

Имеется несколько способов растрирования цветоделенных файлов. Их можно разде­лить на два основных класса: формирование амплитудно-модулированных растровых ячеек и частотно-модулированных растровых ячеек. Традиционным является первый способ, полу­чивший название полутонового растра. Растро­вые ячейки из центра заполняются элементар­ными точками и формируют определенные гео­метрические фигуры (круги, ромбы, эллипсы). Чем больше площадь такой фигуры, там более темный оттенок передает растровая ячейка. По­лучается регулярная повторяющаяся структура, имеющая название растровая решетка. Количе­ство узлов такой решетки на единицу длины но­сит название линиатура и характеризует степень детализации напечатанного изображения. Чтобы при печати растровые решетки различных цветовых слоем (различных базовых цветов) не накладывались друг на друг их поворачивают на различные углы. Это обеспечивает правильную цветопередачу, но также приводит к двум паразитным явлениям - образованию муара (интерференции между решетками разных цветовых слоев) и образованию "розеток" (периодически повторяющихся кольцевых структур). Этих недостатков не имеет второй способ растрирования - частотно-мо­дулированный.

При частотно-модулированном способе элементарные точки заполняют пространство растровой ячейки по стохастическому закону. Главное - их количест­во, попавшее в растровую ячейку (ни одной - цвет белый, 100% - цвет черный, 50% - цвет серый). При этом достигается очень высо­кая субъективная детализация изображения. Но имеются и недостатки. Их два - требуется много времени для расчета такого размещения эле­ментарных точек (соответственно и ресурсов компьютера) и требования к калибровке печат­ного пресса намного выше, чем при стандарт­ном полутоновом растре. Первый недостаток можно избежать, рассчитывая заново не каж­дую точку, а лишь те, оттенок которых еще не встречался. Избежать второго недостатка можно при жесткой ориентации печатного цикла на ра­боту только со стохастическими растрами, что исключает необходимость перекалибровки при смене типа растра.

Задача управления растровой печатью тесно связана с управлением потоками данных и распределением информации в локальных се­тях. Это обстоятельство подталкивает разработ­чиков помимо функций собственно интерпрета­ции и растрирования включать в растровые про­цессоры различные опции. Это могут быть опе­рации по выполнению автоматического треппинга, организация ОР1-серверов на станции растрирования, организация цветопробы с ис­пользованием тех же данных, что и для ФНА, управление очередями задач печати и распре­деление растров на формате вывода и т. д. Все эти задачи или большинство из них решаются в растровых процессорах Heidelberg Prepress DeltaTechnologyи ULTRE RIP.

Семейство растровых процессоров Heidelberg DeltaTechnology.

Немного истории - как появился растровый процессор Delta

Компания Linotype-Hell (теперь Heidelberg PrePress) изначально в качестве растровых процессоров для своих фотовыводных устройств предлагала специальзированные вычислители с закрытой архитектурой и построенные на специальной аппаратной базе. Такая концепция была достаточно долгое время оправдана, так как вычислительные ресурсы обычных персональных компьютеров были не очень большими. Но в начале 90-х годов ситуация стала стремительно меняться. Стала очевидной высокая динамика роста мощности персональных вычислительных средств и компания Linotype-Hell одной из первых на рынке фотовыводной техники воспользовалась этим. Был создан растровый процессор, использующий в качестве аппаратной базы стандартную компьютерную платформу с открытой программной и аппаратной архитектурой.

Используя стандартную компьютерную платформу было очень легко и сравнительно дешево поднимать производительность растрового процессора. Это стало неоспоримым пользовательским преимуществом Delta Technology. Все ресурсоемкие операции выполнялись на рабочей станции, в то время, как собственно растрирование велось на аппаратном вычислителе-ускорителе Delta Tower. Соединение преимуществ аппаратной и программной реализации растрового процессора дали очень хороший результат по гибкости и вычислительной мощности.

В момент, когда начала поставляться версия Delta Technology 3.0 компания Linotype-Hell пошла еще дальше. Была выпущена чисто программная реализация - Delta Software RIP. В этой версии растрирование было перенесено из Delta Tower на рабочую станцию, а аппаратное соединение выводного устройства и растрового процессора было выполнено через интерфейсную карту PCI-SpeedWay (интерфейс SpeedWay - это патентованная разработка компании Linotype-Hell для связи растровых процессоров и выводных устройств). Delta Software RIP, обладая большинством преимуществ Delta Technology, стоил значительно дешевле и позволял пользователям при небольших капиталовложениях перейти с устаревших растровых процессоров (таких как RIP 40 или RIP 50) к более современной технологии.

Принципы построения растровых процессоров Delta

Как уже было сказано, растровые процессоры Delta делятся на две категории: программно-аппаратная версия (Delta Technology) и чисто программная версия (Delta Software RIP). Программно-аппаратная версия включает три компоненты, схема взаимодействия которых показана на рис. 1. К ним относятся:

• рабочую станцию платформы Intel

• программное обеспечение Delta Tech Software

• аппаратный растеризатор Delta Tower

Рис. 1: Компоненты растрового процессора Delta Technology

Рабочая станция функционирует под управлением Microsoft Windows NT Server, обеспечивая пользовательский графический интерфейс и поддержку мультипроцессорной конфигурации. Использование именно платформы PC-Windows NT обеспечило наибольшую универсальность применения растровых процессоров Delta. Операционная система выполняет поддержку всех используемых сетевых протоколов, пользовательский интерфейс нагляден и достаточно прост для обучения. Аппаратное обеспечение станции PC сравнительно недорого и можно за небольшие деньги собрать мощную конфигурацию даже при использовании компьютеров от именитых производителей (Brand Name).

Под управлением Windows NT работает программное обеспечение Delta Tech Software. Оно реализует поддержку входных очередей по приему PostScript-заданий, приоритетную передачу этих заданий для интерпретации или перенаправления на другие PostScript-устройства, выполнение предварительной обработки и получения промежуточного формата Delta List. Более подробно о формате Delta List будет рассказано ниже. Данные в формате Delta List могут быть визуально просмотрены и направлены на вывод. Если вывод выполняется на фотонабор или систему прямого экспонирования пластин, то Delta List передается на аппаратный растеризатор Delta Tower, в котором производится физическое растрирование данных в соответствии с выбранным алгоритмом, разрешением и углами наклона растровых решеток. Delta Tower соединяется с фотовыводным аппаратом через высокоскоростной последовательный интерфейс SpeedWay.

Теперь более подробно о каждом этапе технологического процесса прохождения данных в Delta Technology. Прием PostScript-файла от рабочей станции осуществляет модуль PrintManager. При помощи PrintManager создают входные очереди, каждая из которых имеет ассоциируемый с ней набор параметров: формат, разрешение, линиатуру, алгоритм растрирования, углы наклона растров, устройство назначения, приоритет и пр. Кроме того имеется возможность задания шаблона для выполнения простейшего спуска полос прямо в растровом процессора (Visual Auto Page Position). Вся информация о заданиях, проходящих через PrintManager отображается в статусном окне Delta Control. После прохождения PrintManager задание интерпретируется. В качестве интерпретатора используется оригинальный алгоритм от компании Adobe - Adobe CPSI level 2. Далее, данные передаются на модуль создания промежуточного формата Delta List - Delta List Generator.

Промежуточный формат является простым одноплановым графическим форматом, не содержащим перекрывающихся объектов. Delta List является аппаратно-независимым, что позволяет выводить его с различными линиатурами и с использованием различных алгоритмов растрирования. Данные в формате Delta List также можно просмотреть и визуально. Это позволяет избежать траты пленки при возникновении ошибок формирования PostScript-файла. Наличие промежуточной стадии значительно экономит время растрирования, так как происходит распараллеливание (конвейеризация) обработки заданий и не требуется дополнительное перерастрирование при возникновении ошибок или при повторном выводе.

Заключительная стадия обработки данных выполняется в Delta Tower. Этот модуль является аппаратно-зависимым и выполняет физическое растрирование данных из Delta List в набор битовых полней для соответствующих базовых цветов (например CMYK). Растрированные данные передаются в фотовыводное устройство, где с их помощью создается фотоформа или офсетная пластина (в случае CtP). Delta Tower поставляются в двух вариантах (Delta Tower HQS и Delta Tower I.S.), различающихся наборами алгоритмов растрирования. Про алгоритмы растрирования будет подробно рассказано ниже.

Таким образом данные могут обрабатываются в одном из трех модулей, что допускает троекратное распараллеливание задания и, следовательно, троекратное повышение производительности по сравнению с последовательной схемой обработки. На рис. 2 представлена схема работы программно-аппаратной версии растрового процессора Delta Technology.

Рис. 2: Техпроцесс работы Delta Technology

Второй тип реализации растрового процессора Delta - чисто программная версия. Характерные отличия Delta Software RIP от Delta Technology это отсутствие промежуточной фазы Delta List и, как следствие, отсутствие аппаратного растеризатора Delta Tower. Подключение фотовыводного аппарата производиться через интерфейсную карту PCI-SpeedWay. Delta Software RIP имеет меньше возможностей по расширению и не имеет режима предварительного просмотра данных.

Основное преимущество Delta Software RIP в значительно более низкой стоимости. Если при работе возникнет потребность в большей производительности растрового процессора, то Delta Software RIP легко модернизируется в полную версию - Delta Technology.

Концепция R.O.O.M.

Аббревиатуру R.O.O.M. (RIP Once Output Many) можно перевести как “растрирование выполняется один раз, печать выполняется много раз”. Смысл данной концепции - уход от дополнительной интерпретации исходного PostScript файла при его перевыводе или выводе на другом устройств. Такой подход позволяет значительно экономить время. Кроме того при выводе на другие устройства (например, при выводе на цифровую цветопробу), пользователь получает отпечаток идентичный фотоформам.

В основе концепции R.O.O.M. лежит технология использования Delta List - промежуточного документа, получаемого после этапа интерпретации данных PostScript файла. Такой Delta List можно сравнить с цифровой фотоформой. С такой “фотоформы” можно получить сколько угодно отпечатков на разном оборудовании (цветопробе, фотовыводном аппарате, системе прямого экспонирования пластин). Ее можно сохранять для будущего использования. Кроме того имеется возможность совершать дополнительные манипуляции с данными в формате Delta List - выполнять операции треппинга, спуска полос.

Расширение Delta и особенности техпроцесса

Наиболее полные возможности по расширению растрового процессора имеет программно-аппаратная версия Delta Technology. В первую очередь к таким расширениям относятся модули по организации на базе растрового процессора полноценного Workflow-сервера. В рамках такого сервера реализуются функции файлового и OPI-серверов. Файловый сервер выполняется стандартными средствами операционной системы (Windows NT Server). Реализация технологии OPI выполняется с использованием модуля Delta ImageManager. Совмещение растрового процессора и OPI-сервера на одной рабочей станции обеспечивает радикальное снижение загрузки сети и повышение производительности при выводе фотоформ. Это происходит по тому, что файлы иллюстраций, имеющие как правило большой размер передаются через сеть только один раз - на OPI сервер. Далее при выводе они автоматически подставляются в PostScript-задание, пришедшее на растрирование. Модуль Delta ImageManager может быть установлен как на программно-аппаратную версию растрового процессора, так и на чисто программную. Работа OPI-сервера проиллюстрирована на рис 3.

Рис. 3: OPI сервер на базе растрового процессора Delta

Модуль Delta Trapper обеспечивает выполнение операции автоматического треппинга. Как и применение технологии OPI, треппинг, выполняющийся автоматически на станции растрирования значительно повышает производительность и избавляет операторов от рутинной работы. Треппинг выполняется над данными в формате Delta List. Это позволяет значительно сократить объем данных (в случае с данными в формате PostScript файл был бы гораздо объемнее) и избежать ошибок, так как Delta List - уже интерпретированные данные. Кроме того, оригинальный Delta List может быть сохранен для повторного треппинга с другими параметрами. Модуль Delta Trapper может быть установлен только на Delta Technology.

Система Delta Proof Open обеспечивает совместимость растрового процессора Delta практически с любым цифровым цветопробным оборудованием. При этом в полной мере используется концепция R.O.O.M., что гарантирует соответствие цветопробного отпечатка полученным фотоформам. Единственное требование к устройству цифровой цветопробы - оно должно иметь характеризующий ICC-профиль. В основе работы Delta Proof Open лежит создание TIFF IT/CT-CMYK файла в соответствии с профилем выводного устройства. Автоматически выполняется понижение разрешения до 300dpi (разрешения, достаточного для выполнения цветопробы). Для подстройки цвета используется встроенная в Delta Technology система управления цветом.

Если требуется получение пробного отпечатка большого формата (например 74-ого или 102-ого), то используют опцию Delta Formproof. Эта опция позволяет выводить всю собранную полосу на широкоформатный цветной струйный принтер - например ENCAD NovaJet Pro. Здесь также применяется концепция R.O.O.M.

Довольно часто при выпуске периодической журнальной продукции возникает потребность печати небольшого количества пилотных экземпляров номера. Пилотные экземпляры используются для выявления ошибок на последней стадии подготовки или для согласования информации, приведенной в номере. Печать офсетным способом пилотных номеров экономически очень не выгодна - особенно если в последствии что-то поменяется. В этом случае требуется перевывод фотоформ, изготовление новых офсетных пластин. И мы не говорим уже о себестоимости собственно печати маленького тиража. Для растрового процессора Delta Technology имеется уникальное решение, позволяющее избежать все вышеперечисленные проблемы. Это модуль ColorFlash, используемый для подключения стандартного цветного копировального аппарата CANON CLC 700/800 к Delta Technology. Полученный в соответствии с концепцией R.O.O.M. Delta List используется для печати на копировальном аппарате и если все в порядке, то тот же самый Delta List используется при выводе фотоформ. Если возникают изменения, то соответствующие страницы растрируют заново, в то время, как остальной Delta List выводится на фотонабор. При этом пользователь полностью избегает издержек, связанных в офсетной пилотной печатью и значительно экономит время при выводе. Выполнение цифровых цветопроб и изготовление пилотных отпечатков при помощи соответствующих расширений Delta Technology показано на рис. 4.

Рис. 4: Цифровая цветопроба и оперативная полиграфия на базе Delta Technology

Еще одним интересным вариантом расширения возможностей растрового процессора Delta Technology является цифровой спуск полос. Если у пользователя имеется фотовыводной аппарат большого формата, то наибольшая производительность такого комплекса достигается при экспонировании пленки максимального формата. Но зачастую формат отдельной выводимой страницы намного меньше максимального формата. В этом случае на одном листе фотопленки можно разместить несколько фотоформ страниц. В последствии эти страницы можно либо вырезать (для дальнейшего ручного монтажа спускового макета), либо, если формат фотонабора точно соответствует формату печатного пресса - целиком использовать для изготовления офсетной пластины. После печати с такой пластины, полученный лист останется сфальцевать (сделать тетрадку) и обрезать лишние края. Процесс размещения отдельных страниц по большому формату с учетом последующей фальцовки, размещение обрезных и технологических меток носит название “спуск полос”. Для автоматического создания таких спусковых макетов из пришедших PostScript заданий и служит специальная станция - Heidelberg Prepress SignaStation. При помощи этой станции пользователь в визуальном интерактивном редакторе создает шаблоны спусковых макетов и правила из заполнения входными страницами. Шаблоны могут содержать как одноформатные страницы, так и разноформатные. Последние могут быть, например, этикетками, выкройками картонной тары и пр. Станция SignaStation в стандартной комплектации работает с любыми PostScript-данными, выдавая на выход также PostScript данные, но уже большого формата и с необходимой информацией. В случае использования SignaStation совместно с растровым процессором Delta Technology процесс можно упростить. В качестве входных и выходных данных будут данные в формате Delta List. Это исключает возникновение PostScript ошибок и значительно повышает скорость работы (не требуется тройная интерпретация данных). Особенно производительность повышается в случае множества однотипных заданий (например при выполнении операции Step&Repeat для одинаковых этикеток). Интерпретируется только одна этикетка, а не весь их огромный массив! Мост между растровым процессором и SignaStation называется Delta Signa Extension и является опцией к растровым процессорам Delta Technology. Технология взаимодействия SignaStation и Delta Technology показан на рис. 5. Цифрами показана очередность взаимодействия компонент.

Рис. 5: Цифровой спуск полос в Delta Technology с применением SignaStation

Довольно часто при фотовыводе случается ситуация, когда выводное устройство простаивает, так как входное задание достаточно сложное и объемное. Иными словами недостаточно мощности растрового процессора чтобы полностью загрузить ФНА. В этом случае можно пойти двумя путями. Большинство ФНА производства Heidelberg PrePress имеет два входных интерфейса. Это позволяет подключить два растровых процессора к одному ФНА так, что один из них будет выводить одну собранную полосу, а другой в этот момент подготавливать следующую. Но как показывает практика, большинство времени тратится не на растрирование, а на интерпретацию PostScript-задания. В этом случае вовсе не обязательно иметь два равноценных растровых процессора. Концепция Delta List позволяет в Delta Technology создавать промежуточный формат - Delta Document, и экспортировать его на станцию имеющую Delta Tower и подключенную к ФНА. Delta document включает в себя интерпретированные данные задания в формате Delta List и информацию о ФНА: формат, разрешение, линиатуру, тип растра и пр. Станция для подготовки Delta Document носит название Delta Prep Station. Таких станций в технологической цепочке может быть столько, сколько требуется для полной загрузки ФНА. Техпроцесс с использованием станции предварительной обработки задания показан на рис. 6.

Рис. 6: Техпроцесс с использованием Delta Prep Station

Еще одной опцией является модуль формирования данных в формате CIP3. Формат CIP3 используется для передачи данных задания? связанных с печатной и постпечатной частью создания публикации на технологическое оборудовнаие, используемое на этих этапак.Такая информация может передаваться через последовательный интерфейс или в виде файла через сменный носитель.

Большинство перечисленных дополнений к Delta Technology и Delta Software RIP не входит в стандартную комплектацию и должны приобретаться отдельно. Но большинство пользователей недоверчивы и хотят посмотреть - какие выгоды им принесут те или иные опции. В растровых процессорах Delta реализован механизм, позволяющий пользователю в течении 20 дней использовать любую опцию, не платя за это деньги. Такой режим называется Demo Mode. После прохождения 20 дней информация о деактивации режима Demo Mode записывается в аппаратный ключ, защищающий программное обеспечение от копирования и больше вызван быть не может. В этот момент пользователь должен решить - надо ему приобрести ту или иную опцию в постоянное использование или нет.

Типы растров

Одним из наиболее значимых факторов успеха растровых процессоров Delta являются библиотеки высококачественных растров. Под растрами в данном случае понимаются алгоритмы передачи оттенков серого цвета каждой цветовой плашки путем вывода групп элементарных точек на фотовыводном устройстве. Сделаем небольшое отступление и раскроем несколько понятий, связанных с передачей цвета путем растрирования.

Для хорошего качества передачи оттенков цветов требуется, чтобы одна ячейка цветоделенной плашки могла бы передавать один из 256 оттенков от черного до белого. Так как в фотовыводном аппарате имеется всего два значения яркости элементарной точки (точки, соответствующей диметру засветки лазерным лучом), то передача оттенков возможна при группировке таких элементарных точек в т.н. растровые ячейки. Для передачи 256 оттенков стандартным полутоновым методом требуется ячейка размером 16х16 элементарных точек. Периодичность следования таких ячеек носит название линиатура. При печати требуется, чтобы такие ячейки из разных цветовых слоем не накладывались друг на друга. В теории это достигается путем наклона растровых решеток различных цветовых слоем на определенные углы друг относительно друга. На практике невозможно точно выдержать углы из-за сложности математических вычислений и из-за ограничений самой фотовыводной техники. По этой причине возникают два неприятных эффекта: муар (интерференция наложенных друг на друга растровых решеток) и розетка (кольцевая фигура, получаемая из-за визуального объединения соседних ячеек в кольца). Чтобы избежать этих эффектов, а также достичь некоторого субъективного улучшения качества последующего отпечатка применяют различные хитрости, реализованные в алгоритмах растрирования.

Алгоритмы растрирования делятся на два больших класса: амплитудно-модулированные и частотно модулированные. В амплитудно-модулированных растрах яркость ячейки обратно пропорциональна ее размеру. При этом бывает несколько форм таких ячеек: круглые, овальные, ромбовидные, линейчатые и пр. В частотно-модулированном растре элементарные точки в определенном проценте заполняют площадь ячейки по случайному закону. Для растровых процессоров Delta имеются следующие разновидности растров:

• RT (Rational Screening)

• HQS (High Quality Screening)

• I.S. (Irrational Screening)

• Gravure Dot

• D.S. (Diamond Screening)

• Mega DOT

Семейство растров RT представляет из себя традиционные растры, используемые в аппаратных цветоделителях Hell. Растровые ячейки имеют постоянную структуру, идеальная периодичность линий, углы наклона решеток соответственно: 0°, 18.4°, 45°, 71.6°. Традиционные углы для растров RT (15°, 75°, 0°, 45°) не используются. Более новым и технологичным является семейство HQS. Эти растры основаны на технологии “суперячейки”, в которую входит большое число растровых ячеек и эта конструкция используется для расчета углов наклона, близких к идеальным. Это приводит практически к полному отсутствию муара при печати. В растрах HQS возможно сдвигать угол наклона на 7.5°, что позволяет создавать формы для флексо-печати и для высокой печати. Другим интересным набором растров является семейство I.S. В растре I.S. изменяется форма точки в зависимости от ее положения - эллиптическая точка как будто вращается вокруг своей оси. Это обеспечивает высокое качество передачи растяжек (градиентных заливок). Для растров I.S. имеется большое число конфигураций углов наклона/линиатур. Кроме того, используя растр I.S. можно задавать различные значения разрешения фотовыводного устройства по горизонтали (вдоль оси барабана) и по вертикали (по сканирующему пути). Это позволяет без видимого ухудшения качества изображения в два-три раза поднять скорость вывода. Семейство растров Gravure Dot используется исключительно для выполнения фотоформ, с которых в последствии методом травления буде изготавливаться барабан для высокой печати. Частотно-модулированный класс растров в растровых процессорах Delta представлен семейством D.S. (Diamond Screening). Основное преимущество частотно-модулированного растра - это фантастически высокая детализация изображения и отсутствие каких бы то ни было паразитных явлений (муары, розетки). Также ЧМ-растры нечувствительны к небольшим несовмещениям цветовых слоев. Размер ячейки для семейства D.S. составляет от 15 до 30 мкм.

Наиболее современным алгоритмом растрирования, созданным для Delta является семейство Mega Dot. Растровые решетки для Cyan и Magenta наклонены под углом 90° и ячейки имеют линейчатую структуру. Ячейки слоев Yellow и Black наклонены под 45°, но Yellow имеет линейчатую форму, в то время, как слой Black имеет круглую форму точки. При этом не возникает перекрытия слоев Black и Yellow из-за разных форм точек. Основное достоинство растра Mega Dot, это отсутствие эффекта розеток, даже на низких линиатурах. Так же повышается визуальная детализация изображения и обеспечивается большая плавность градиентных заливок.

В каких же вариантах растровых процессоров могут использоваться указанные растры? В таблице 1 представлена информация о совместимости библиотек растров с определенными версиями растровых процессоров.

Таблица 1: Совместимость различных вариантов Delta и алгоритмов растрирования

Совместимость с выводными устройствами

Растровые процессоры Delta предназначены прежде всего для фотовыводной техники производства Heidelberg PrePress (бывшей Linotype-Hell). В качестве сервера, процессоры Delta могут использоваться и отдельно. В этом случае можно выполнять цифровой спуск полос, организовывать файловый, принтерный и OPI-сервера. Но все же наиболее интересно совмещение этих двух функций. В таблице 2 представлена матрица совместимости вариантов растровых процессоров Delta и фотовыводной техники.

Таблица 2: Совместимость растровых процессоров Delta и фотовыводной техники