Читайте: Системы экспонирования фотобумаги в цифровых минилабораториях.

_{Спонсор информационно-познавательного выпуска - компания ФотоПро.}

_{Автор - Михаил Дюрягин}

Выбор современных цифровых лабораторий  воистину  огромен и обновление их парка происходит каждый год. Помимо таких известных брендов, как Agfa, Fuji, SMI(Gretag), Konica, Kodak, Noritsu,Kiss, PhotoMEGA, выпускающих минилабы для массовой печати, на рынке появляются новые игроки – Sophia, GPE, Lafot,  Combo. Компании, изготавливающие профессиональное оборудование, внедряют свои разработки: новинка рынка -  Durst Theta76 c принципиально новой системой экспонирования. 
Все эти технологии используют засветку обычной цветной фотобумаги различными способами, далее экспонированная фотобумага поступает в принтерпроцессор на обработку по процессу RA4(или аналогичному) и на выходе получается обычная фотография, неотличимая от сделанной по аналоговой технологии оптической печати. Из всех известных способов цифровой печати – струйных, лазерных, термосублимационных принтеров и плоттеров именно технология печати на обычную фотобумагу является абсолютным лидером в соотношении «цена/качество». Себестоимость листа фотобумаги всегда одинакова и состоит из стоимости бумаги и обрабатывающих реактивов, независимо от изображения на ней.
В струйных же принтерах, в которых основной расходный материал - это чернила, себестоимость каждого конкретного опечатка зависит от процентного заполнения изображения краской.
Основные преимущества традиционной фотобумаги:
- фотобумага не боится влаги и воды;
- фотобумага толще обычной бумаги и покрыта полиэтиленом, соответственно меньше подвержена физическому износу;
- фотобумага выпускается в рулонах от 30м и шириной до127 см. и позволяют работать непрерывно, что обеспечивает высокую производительность и стабильность результата;
  - сохранность изображения на фотобумаге Kodak Endura (по данным фирмы Kodak)  при архивном хранении достигает 200 лет, а в альбоме - 100 лет.

Лазерная технология

  В ряде минилабораторий (Agfa, Fuji, Noritsu) экспонирование фотобумаги происходит с помощью трёх RGB лазеров. Лазерный источник света может быть сделан сделан по комбинированной технологии - твердотельные лазеры обеспечивает синюю и зеленую, полупроводниковый лазер - красную составляющую луча. Перед подачей информации для экспонирования, изображение делится на 3 цветоделённые составляющие и потом подается на лазеры. Отклонение луча при печати в поперечном бумаге направлении осуществляется при помощи многогранного зеркала или призмы, вращающихся практически без трения на керамическом основании со скоростью до 24000 об/мин.

Самое сложное лазерное устройство экспонирования у профессиональной лаборатории DURST LAMBDA 131.

Экспозиционный лазерный блок постоянно в процессе печати осуществляет самоконтроль позиции лазера на развёртке и контроль его мощности, что позволяет добиться максимальной стабильности экспонирования по всей ширине и длине рулона фотобумаги.

Длина отпечатка при ширине рулона 127 см может составлять целых 50 метров! DURST LAMBDA 131  позволяет устанавливать одновременно 5 рулонов фотобумаги различного типа поверхности и ширины. Рулон в любой момент можно обрезать и обработать в проходной машине, продолжив печать на том же или другом типе бумаги.
Надо сказать, что лазерные блоки наиболее дороги и стоимость их замены составляет десятки тысяч долларов, но в то же время они обеспечивают и высочайшее качество за счёт постоянной длины волны, точного позиционирования и высокого разрешения в 300dpi на любом формате бумаги.

Технология S.E.A.D.

Суть этой технологии заключается в том, что от постоянного источника света, в качестве которого может быть использован лазер, светодиод, лампа с зональными фильтрами и т.д., свет поступает через оптоволокно к головке с так называемыми оптическими клапанами. Оптические клапаны изменяют свои свойства прозрачности под воздействием электрического напряжения, т.е. в зависимости от данных об изображении. В нужной точке клапан открывается и пропускает свет, засвечивая фотобумагу. Преимущество оптических клапанов заключается в том, что они могут находится не только в двух положениях - "закрыто" и "открыто", но и имеют много промежуточных стадий, достигая таким образом разных оттенков по градации плотности.

Система экспонирования фотобумаги S.E.A.D. (Solid state Electro-optic shutter Array Device) от Коники-Минольты.
Это линейка электронно-оптических микрозатворов с плотностью 400dpi, на которые через световоды попеременно подаётся луч света со светодиодов RGB. Фотобумага, движущаяся с постоянной скоростью поперёк линейки, экспонируется с разрешением в 400dpi в поперечном направлении независимо от формата отпечатка, будь то 9х13 или 25х38 см. Такая конструкция повышает детализацию градаций и насыщенность цветов, текст на отпечатке отображается с высочайшей резкостью, а самое главное – благодаря отсутствию подвижных частей конструкция долговечна и ремонтопригодна.

LCD технология

Технология печати LCD, основанная на использовании жидкокристаллических матриц, пожалуй самая популярная в цифровом фотофинишинге. Используется в ряде цифровых минилабов и во всех цифровых рамках, предназначенных для переоборудования оптического минилаба в цифровой.

На месте негатива установлена LCD- матрица высокого разрешения, работающая на просвет. При печати фотографий  на матрице последовательно формируется цветоделенное изображение. В общей сложности при печати каждого кадра происходит до 27 экспозиций. Каждый пиксел экспонируется на фотобумагу в три этапа красным, синим и зеленым светодиодами (или галогеновой лампой с фильтрами - классический аддитивный способ формирования цвета) - таким образом на отпечатке формируется цветное изображение. Система микропозиционирования матрицы в блоке цифровой печати дает 3-9 кратное увеличение разрешающей способности матрицы LCD.

  Так, французская KISS, используя эту технологию под названием  MSB™, проецирует отсканированное изображение, загруженное в LCD матрицу на фотографическую бумагу, при этом умножая разрешение матрицы на 9. LCD матрица приводиться в движение пьезо-электрической системой и позволяет достигать четкости экспонируемых точек и их относительного позиционирования с высокой точностью. При печати из двойного магазина фотобумаги матрица программно разделяется на две части и одновременно воспроизводит изображения с двух кадров, печатая их параллельно и увеличивая, таким образом, скорость печати в два раза.

 
Технология MSB™(Microlens Sharpened Beam)  обеспечивает реалистичную цветопередачу фотоотпечатков с богатой проработкой полутонов без использования дорогой цифровой фотобумаги. Разрешение вывода  - 340 dpi на формате 20х30 см.   Чрезвычайно компактная и простая конструкция экспозиционного модуля MSB™ не содержит движущихся частей, обладает исключительной надежностью и повышенным рабочим ресурсом, обеспечивая стабильную работу в течение всего срока службы лаборатории. Экспозиционный модуль имеет 5-летнюю гарантию завода-изготовителя.

Contact Printing

Минилабы SOPHIA интересны использованием технологии контактной печати Contact Printing. По сути, это современное возрождение контактной печати, известное с первых шагов фотографии, когда стеклянный негатив накладывался на фотобумагу и засвечивался под лучами света. Роль негатива играет жидкокристаллическая панель, установленная вплотную к фотобумаге и соответствующая по размерам отпечатку, на которую поочерёдно выводится цветоделённое изображение, засвечиваемое светодиодным блоком RGB. Для повышения разрешения матрица в процессе экспонирования сдвигается девять раз, что позволяет добиться разрешения 360 dpi на любом формате отпечатка. Так как светодиодный блок является точечным источником света, то не требуется никаких объективов и отсутствуют искажения при печати.

FOCRT (fiber optic cathode ray tube)

В основе работы цифровой минилаборатории Sienna FP5000plus лежит запатентованный метод экспонирования Fiber Optic Imaging Technology, USA (оптоволоконная электронно-лучевая трубка). FOCRT представляет собой кинескоп, на поверхности которого расположен блок из 3-х оптоволоконных светофильтров, который делит поле экрана на 3 зоны для 3-х цветов. По устройству напоминает обычный кинескоп телевизора, но в отличие от него не имеет кадровой развёртки. Луч отклоняется только вдоль центральной части экрана, на которую нанесены три полоски люминофора красного, зелёного и синего цветов. Непосредственно к поверхности трубки подведены несколько миллионов оптических волокон, по которым изображение передаётся на фотобумагу без каких либо оптических элементов. Экспонирование фотобумаги происходит во время её движения относительно каждого из светофильтров, образуя полноцветное изображение. Максимальная разрешающая способность может достигать 500 dpi. Явный минус технологии – нестабильность работы трубки и выгорание люминофора.

Durst Fiber Optic Technology (DFO)

Новая разработка Durst Phototechnik AG - мультиформатная цифровая фотолаборатория Theta-76, в которой использована технология RGB – LED – Fiberoptic (светодиодная оптоволоконная экспозиционная головка).

 Новая технология экспонирования фотоматериала, применённая в DURST Theta76,  по принципу работы напоминает печать струйного принтера или плоттера. От блока светодиодов, состоящего из 3х35 RGB LED, свет через оптоволоконный кабель поступает на экспонирующую головку, которая движется по направляющей поперёк экспонируемого материала, обеспечивая разрешение печати 254 рpi. Печать может производиться в двух режимах – однопроходном или двухпроходном, причём последний даёт более высокое качество отпечатка. Отсутствие каких-либо линзовых оптических блоков (объектива, фильтов и т.п.) обеспечивает печать фотографий без малейших геометрических искажений. Theta-76 может печатать фотографии размерами от 9х13см до 76см шириной и до 4 метров в длину, причём отпечатки меньших размеров автоматически располагаются на широком рулоне для минимизации расходов  фотобумаги. Ширина используемых рулонных фотоматериалов от 20,3см до 76,2см, максимальная длина – 180м. Скорость печати может автоматически изменяться от 40 до 70 см в минуту в зависимости от заданного качества печати и ширины рулона.

Цветовые охваты цифровых минилабораторий

Необходимо учесть, что цифровая съёмка или сканирование производиться в цветовом  пространстве RGB, печать на минилабе так же идёт в RGB, а результат на фотобумаге получается в CMY, так как фотобумага состоит из трёх цветосодержащих слоёв – голубого, пурпурного и жёлтого. Из-за несовершенства красителей и частичного перекрытия спектральных кривых цветных слоёв фотобумаги при экспонировании, допустим, под синим лазером минилаба, никогда не получится чисто жёлтого цвета – в нём будут присутствовать и другие оттенки.

Цветовые охваты минилабораторий
(проекция в цветовом пространстве Lав)

На рисунке представлены сравнительные охваты монитора sRGB и минилабов AGFA d-lab.2 plus (фотобумага Agfa Sensatis), Fujifilm Frontier 570(Fujicolor Crystal Archive Paper Type II),  Konica Minolta R2 (Centuria for Digital), Noritsu QSS-3201 и San Marco МК10 (Kodak Ektacolor Edge plus). Цветовые охваты представленных минилабов похожи на полиграфический CMYK с небольшими вариациями и практически находятся внутри пространства RGB, кроме передачи оттенков голубого цвета. Лазерные минилабы AGFA d-lab.2 plus и Noritsu QSS-3201 очень близки между собой, а Fujifilm Frontier 570 выигрывает у них в передаче зелёных и синих цветов за счёт более высокого качества фотобумаги. У пары Konica Minolta R2 с бумагой Centuria for Digital явный провал в передаче красного и зелёного цвета, зато у неё чуть  лучшая плотность чёрного цвета. Белизна подложки максимальна у Fujicolor Crystal Archive Paper Type II и минимальна у Kodak Ektacolor Edge plus, хотя и отличаются они всего в одну еденицу по значению L.  Необходимо уточнить, что эти охваты представлены без учёта канала яркости. Таким образом,  если жёлтый цвет на экране монитора показывается с яркостью L=98, голубой L=86, то на фотобумаге они имеют яркости L=77 и L=45  соответственно. Поэтому, хотя на графике эти цвета и выходят за охват sRGB, они будут выглядеть гораздо темнее, чем на мониторе. Схематическое изображение цветовых охватов минилаба и монитора в объёмных координатах L*a*b*, построенное только по крайним точкам показано на следующем рисунке. Плоскость «sRGB» находится над плоскостью «Минилаба» по координате L.

Необходимо так же учесть, что все измерения проводились для определённых фирменных комплектов, состоящих из экспонирующей системы минилаба – фотохимии – фотобумаги. Если в минилаб залить химию другого производителя или аналогично поменять тип фотобумаги, то и результаты измерений будут другими.
Надо оговориться, что все минилаборатории предназначены для бизнеса и рассчитаны на массовую автоматическую печать фотографий при минимальном вмешательстве оператора. Поэтому основными критериями при их покупке является производительность печати, развитие программного обеспечения, минимизация расходов на обслуживание и материалы - и только в последнюю очередь  качество конечного продукта.   
      Другое дело – профессиональная техника. В первую очередь она должна обеспечивать высочайшее качество на большом формате отпечатка. Цветовой охват такого оборудования  намного шире, то есть насыщенные цвета на отпечатке передаются более естественно и правдоподобно, особенно жёлтые и красные оттенки. Сравнительные цветовые охваты профессиональной техники DURST LAMBDA 131, Durst Theta-76 практически совпадают между собой и охватывают большую область  по сравнению с Noritsu QSS-3201 (Фотобумага Kodak Ultra Endura)

  Всё это высокое качество достигается неимоверными усилиями фирм-разработчиков аппаратуры, большими вложениями в научные поиски и производство и, соответственно, приводит к высокой стоимости продукции.
Профессиональная лаборатория работает на более дорогих профессиональных фотоматериалах и химии, должна постоянно контролировать весь процесс получения качественных отпечатков и ошибка на каком-либо этапе (не проверена химия, не откалибрована бумага, неверные установки в системе управления цветом) может свести на нет все преимущества дорогостоящего оборудования.

Таблица использования экспонирующих систем в современных цифровых лабораториях

	Система экспонирования	Разрешение для формата dpi 10х15  20х30   30х45	Производительность при печати (152х102 мм) (отпечатков/час)	Максимальный формат мм	Скорость экспонирования фотобумаги	Гарантия на экспонирующий блок (в годах)
Noritsu QSS-3203	твёрдотельный RGB лазер	независимо от формата 300х600	1454	305х900	58,42 мм/с	1
Fujifilm Frontier 570	RGB-лазеры, (твердотельные лазеры G и B	независимо от формата 300	1900	305х457	100 мм/с	1
KISS  DKS 1550	MSB™ (Microlens Sharpened Beam)	340	1500	254х305		5
SMI МК10	LCD панель	565      300       260	1000	305х457		1
Konica Minolta R2 SUPER 1000	(S.E.A.D.) Цельная сборка электронных и оптических элементов матричного типа	400х800	1000	254х385	До 34 мм/с	1
Agfa d-lab 1.	MDDM технология (Micro Dot Display Multiplexing). Матрица 1200x1600	380     260	900	210х305		1
Agfa d-lab 2.	твёрдотельный RGB лазер	независимо от формата 400	1700	305х457	Н.д.	1
SIENNA FP5000	FOCRT (опто-волоконная электронно-лучевая трубка)	независимо от формата 300	180	305х457		1
DOLI 2300	LCD матрица	До 520	700	305х457		1
DURST LAMBDA 131 HS	твёрдотельный RGB лазер	независимо от формата 400 рpi	45кв.м/час	1,28х50 м	6 мм/сек	1
Durst Theta-76	Durst Fiber Optic Technology	независимо от формата 254 рpi	18 кв.м/час	762х4000	12 мм/сек	1