Тема 1. Принтеры. Технологии печати.
Одно из назначений компьютера – создание напечатанной версии документа, или так называемой твердой копии. Именно поэтому принтер является необходимым аксессуаром компьютера. Однако это не означает, что к каждому компьютеру должен «прилагаться» принтер. Благодаря повсеместному распространению локальных сетей один принтер может обслуживать нескольких пользователей.
Сканеры чаще всего используются в художественных отделах компаний, однако им можно найти применение и в домашних условиях (так называемый рынок SOHO – Small Office, Home Office). Поскольку технологии сканирования и печати тесно связаны, в этой главе рассматриваются оба типа устройств.
Технологии печати
На сегодняшний день существует три основные технологии печати:
· Лазерная. Лазерный принтер работает следующим образом: на фоточувствительном барабане с помощью луча лазера создается электростатическое изображение страницы. Помещенный на барабан специально окрашенный порошок, называемый тонером, «прилипает» только к той области, которая представляет собой буквы или изображение на странице. Барабан поворачивается и прижимается к листу бумаги, перенося на нее тонер. После закрепления тонера на бумаге получается готовое изображение. Подобная технология используется в копировальных аппаратах.
Аналогично работают и так называемые светодиодные принтеры, выпускаемые кампаниями Okidata и Lexmark. Но вместо лазера в них используется массив из светодиодов.
· Струйно-чернильная. В струйных принтерах ионизированные капельки чернил через сопла распыляются на бумагу. Распыление происходит в тех местах, где необходимо сформировать буквы или изображения.
· Матрица точек. В матричных принтерах используется группа круглых игл, которые ударяют по листу бумаги через красящую ленту. Эти иглы собраны в прямоугольную сетку, называемую матрицей. При нажатии определенных игл в матрице формируются различные символы или изображения.
Наилучшее качество печати обеспечивают лазерные принтеры, а за ними следуют струйные, а за тем матричные. Цена на лазерные принтеры постоянно снижается, поэтому они становятся доступными широкому кругу пользователей. В последнее время струйные и матричные принтеры становятся более специализированными: струйные переходят в разряд основных устройств для цветной печати, а матричные предназначаются в основном для сверхбыстрой и недорогой печати (например, в банке или в магазине для печати чеков).
Разрешение.
Термин разрешение (resolution) используется для описания контрастности и качества напечатанного образца. Во всех рассматриваемых технологиях печати изображение создается путем воспроизведения точек на бумаге. Разрешение принтера, а следовательно, и качество печати зависит от размера и количества этих точек. При просмотре страницы, напечатанной с низким разрешением на матричном принтере, невооруженным глазом можно увидеть узор из точек, формирующих символы. Это вызвано тем, что точки довольно велики и имеют одинаковый размер. А при просмотре страницы, Напечатанной с высоким разрешением на лазерном принтере, символы имеют «сплошной» вид, поскольку точки намного меньше и как правило имеют разный размер.
Разрешение принтера обычно измеряют в точках на дюйм (dots per inch – dpi); другими словами, это количество отдельных точек, которые может напечатать принтер на линии длинной в один дюйм. В большинстве принтеров разрешение определяется двумя направлениями – вертикальным и горизонтальным. Таким образом, под разрешением 300 dpi подразумевается 300х300 точек на одном квадратном дюйме. Принтер с разрешением 300 dpi может напечатать 90 тыс. точек на квадратном дюйме бумаги. Существуют принтеры, у которых разрешения в двух направлениях различаются (например, 600х1200 dpi). Такой принтер может напечатать 720 тыс. точек на одном квадратном дюйме.
Важно понимать различие между разрешениями принтера и монитора. Под термином разрешение в мониторах РС понимают число пикселей, например 640х480 или 800х600. если преобразовать это разрешение в «принтерный» стандарт, то получится 50-80 dpi. Измеряя реальный размер изображения (длинна и ширина) на экране монитора и сравнивая его с количеством пикселей, вы можете вычислить разрешение монитора в точках на дюйм.
Увеличение разрешения
Для отображения деталей изображения 90 тыс. точек на квадратный дюйм может оказаться недостаточно, и при печати символов может проявиться эффект «зазубренности». Существует несколько способов улучшения качества печати и устранения этого эффекта. Первый способ – это увеличение разрешения. Практически все современные лазерные принтеры имеют минимальное разрешение 600 dpi, а в моделях высшего класса оно может достигать 1200 dpi. Фотонаборные автоматы могут печатать с разрешением от 1200 до 2400 dpi. Увеличение разрешения до 600 dpi позволит устранить «зазубренность».
Еще одно преимущество более высокого разрешения печати – фотографическое качество полученного изображения. Некоторые модели современных струйных принтеров при использовании специальных материалов (бумага и чернила) могут печатать изображения фотографического качества (разрешение 600 dpi и выше). Применение специальных материалов позволяет уменьшить размер точки.
Улучшение разрешения
Улучшить качество изображения можно путем изменения размера точки, не увеличивая при этом разрешения. Этот метод впервые был предложен фирмой Hewlett-Packard и получил название технология улучшения разрешения (Resolution Enhancement Technology – RET). При использовании этой технологии точки меньшего размера помещаются в «углы», образованные большими точками.
Такое смешивание точек равного размера приводит к сглаживанию эффекта «зазубренности». Этот тип улучшения качества изображения применяется только в лазерных и струйных принтерах. В матричных принтерах его использовать нельзя, поскольку диаметр иглы печатающей головки имеет фиксированный размер.
Интерполяция.
Существует еще один способ увеличить разрешение изображения, называемый интерполяцией (interpolation). Разрешение принтера определяется не только размером печатаемой точки; большее разрешение – это гораздо больший объем данных, которые должен обработать принтер. Принтер с разрешением 600 dpi оперирует 360 тыс. точек на квадратный дюйм, с разрешением 300 dpi – 90 тыс. точек на квадратный дюйм.
Таким образом, большее разрешение требует большего объема встроенной памяти. Некоторые производители принтеров увеличивают разрешение, не увеличивая объем встроенной памяти. Такой принтер может обработать изображение с разрешением 600 dpi , а затем интерполировать (или масштабировать) его до 1200 dpi. Интерполированное изображение выглядит лучше полученного с разрешением 600 dpi без интерполяции, однако принтер с «истинным» разрешением 1200 dpi печатает более качественные изображения, чем принтер с аналогичным интерполированным разрешением. Увеличение «реального» разрешения принтера приводит к повышению его цены. При покупке принтера обратите особое внимание на указанное производительное разрешение: скорее всего, в документации на принтер приводится интерполированное значение разрешения.
Качество бумаги.
Разумеется, качество бумаги влияет на напечатанные изображение. Поскольку при лазерной и струйной печати используются различные материалы (сухой тонер и жидкие чернила), необходимо с особой тщательностью подходить к выбору бумаги, особенно если предполагается высококачественная печать фотографического качества. Неверно выбранный тип бумаги может привести к размыванию напечатанного изображения или появлению других дефектов, например осыпанию частиц тонера. Для специальных типов печати в настоящее время существует специализированные типы бумаги: например, для печати с фотографическим качеством 720 dpi на струйном принтере необходимо приобрести специальную бумагу – более гладкую и быстросохнущую.
Качество печати матричных принтеров.
Матричные принтеры абсолютно отличаются от лазерных и струйных. Самое важное различие состоит в том, что матричные принтеры не формируют лист полностью, как лазерные или струйные, работают с потоком символов. Разрешение матричных принтеров зависит не от объема установленной памяти или компонентов процесса печати (таких как тонер или чернила), а лишь от возможности печатающего механизма. Матрица, используемая таким принтером для печати символов, представляет собой сетку из металлических игл, которые ударяют по листу бумаги через красящую ленту, а не набор данных в памяти или шаблона на фоточувствительном барабане, как в струйном или лазерном принтерах. Таким образом, разрешение матричного принтера определяется количеством игл (чаще всего 9 или 24).
Двадцатичетырехигольчатый принтер имеет меньший размер точки (иглы), чем девятиигольчатый. Как и в остальных типах принтеров, использование большого количества точек для отображения символов позволяет уменьшить их «зазубренность». В матричных принтерах применить технологии улучшения разрешения или интерполяции невозможно, поэтому разрешение матричных принтеров является постоянной величиной.
Память принтера
В каждом принтере есть микросхема памяти, а лазерные и струйные принтеры, помимо этого, имеют еще и встроенный процессор, поэтому можно сказать, что принтер – это специализированный компьютер. Память в принтере служит буфером для помещения данных задания печати; она предназначена для хранения данных в процессе создания изображения, шрифтов и команд, а также для временного хранения контуров шрифтов и других данных.
Объем памяти в струйных и лазерных принтерах – это «зеркало» его возможностей. Принтер должен создать растровое изображение всей страницы (графические изображения и шрифты) в памяти, а затем напечатать ее. Каждое векторное изображение и контуры шрифтов перед печатью должны быть преобразованы в растр. Большое количество графики и шрифтов на странице требует много памяти. Кроме того, память необходима для хранения интерпретатора языка описания страниц и шрифтов принтера.
При нехватке памяти принтер печатает «смесь» графики и текста, разбивает графическое изображение на два листа, использует несколько шрифтов или даже вообще не печатает какой-то шрифт. К счастью, во многих принтерах предусмотрена возможность установки дополнительных модулей памяти.
Модули памяти имеют различное конструктивное исполнение. В одни принтеры можно вставить стандартные модули памяти SIMM или DIMM, другие требуют специальных картриджей памяти (которые, естественно, имеют более высокую цену). Запомните одно правило: много памяти не бывает! Дополнительная память в принтере будет использоваться либо для создания нескольких страниц, либо в качестве буфера данных, получаемых от компьютера.
Принтер с дополнительной памятью может принять большой объем данных от компьютера. В результате расширения памяти (в зависимости от установленной операционной системы и драйвера принтера) вы получите выигрыш в производительности системы. При печати из операционной системы DOS добавление памяти в принтер не приведет к ускорению печати, поскольку система будет занята до тех пор, пока выполняется печать. Только многозадачные системы, также как Windows 9х, обладающие возможностью печати в фоновом режиме, будут использовать все преимущества увеличения памяти принтера.
Зная объем памяти, установленной в принтере, вы можете определить, какой объем памяти требуется установить дополнительно. Кроме того, вам необходимо знать, сколько памяти занимает язык описания страниц и шрифта и каков объем свободной памяти для помещения данных задания печати. Различные версии языка описания страниц, размер страницы, разрешение – вот основные параметры, которые влияют на необходимый объем памяти принтера. Например, для печати с разрешением 300 dpi на бумаге размером Letter (8
х11 дюймов) и с использованием языка PCL «с головой» хватит 12 Мбайт, а при печати с разрешением 600 dpi на бумаге размером 11х17 дюймов и с использованием языка PostScript такого объема памяти недостаточно.
Шрифты.
При печати документов, как известно, используются шрифты. С помощью различных шрифтов можно придать документу законченный вид. Под термином шрифт понимают гарнитуру определенного стиля и размера. Гарнитура – это разработанный набор буквенно-цифровых символов, в котором буквы, шрифты и символы имеют одинаковое начертание. В настоящее время созданы тысячи гарнитур и появляются новые. Некоторые из новых гарнитур включены в поставку операционной системы Windows: Times New Roman, Arial, Courier и др. Стиль шрифта – это вариации гарнитуры, например полужирный или курсив. Гарнитура может иметь несколько стилей.
Гарнитуры чаще всего классифицируются по общим свойствам. Например, Times New Roman – это гарнитура с засечками (serif), поскольку все символы имеют небольшую декоративную черточку, называемую засечкой. Гарнитура типа Arial не имеет этих черточек, и ее называют без засечек (sans serif). Courier называют моноширинной (monospace) гарнитурой, поскольку все символы имеют одинаковую ширину, как на печатной машинке. Arial и Times New Roman называют пропорциональными гарнитурами, поскольку все символы имеют разную ширину. Например, ширина символов «щ» и «г» в пропорциональной гарнитуре различна.
Термин шрифт (font) используется для описания гарнитуры определенного размера, обычно измеряемого в пунктах (points) (один дюйм равен 72 пунктам). Courier 10 пунктов и Courier 12 пунктов описывают два разных шрифта. Это различие в мир компьютеров попало из традиционной печати. Еще совсем недавно для печати текста использовались наборы печатных форм (каждая печатная форма – это один символ) из металла или дерева. Для печати символов различного размера необходимы были печатные формы соответствующего размера. Подобным образом в принтерах используется растр для создания текста. При таком способе печати каждый символ гарнитуры существует в собственной сетке из точек, которая отправляется на принтер. По существу, каждый символ представляет собой отдельное небольшое графическое изображение. Для печати гарнитуры разного размера необходимо отдельное графическое изображение символа для каждого размера. Такие шрифты называют растровыми (bitmap).
В настоящее время практически во всех принтерах используются масштабируемые (scalable) шрифты. В этой технологии для печати символа любого размера используется только его контур. Принтер помещает этот контур в память, а затем генерирует растровое изображение символа необходимого размера. Это изображение помещается в кэш шрифтов и хранится там только во время печати текущего задания. Кроме того, принтер может поворачивать масштабируемый шрифт под любым углом, в то время как растровый шрифт может быть повернут на угол, кратный 
. Контуры шрифтов занимают меньше памяти принтера и имеют более широкий диапазон имений каждой гарнитуры. Поскольку масштабируемые шрифты представляют собой векторную графику, они могут использовать максимально возможное разрешение принтера, а в то время как растровые шрифты всегда имеют оно разрешение. Единственный недостаток масштабируемых шрифтов состоит в том, что принтер может иметь достаточно мощную вычислительную часть.
Развитие технологии печати привело к тому, что термины шрифт и гарнитура стали взаимозаменяемы. Раньше при покупке гарнитуры вы получали один набор символов различного размера, причем каждый размер назывался шрифтом. В настоящее время при покупке гарнитуры вы получаете один контур шрифта, который ваш принтер может изменить до любого размера.
Существует несколько способов передачи этих шрифтов на принтер. Поскольку растровый шрифт занимает намного больше места в памяти, чем контур масштабируемого шрифта, его не хранят в памяти принтера постоянно. Для этого используется специальное программное обеспечение, с помощью которого необходимые для печати документа шрифты загружаются в память принтера, или же картридж со шрифтами, помещаемый в специальный разъем принтера.
Лишь немногие производители принтеров в настоящее время поддерживают специальный разъем для установки картриджа со шрифтами. Большое распространение получили программные средства управления шрифтами. Масштабируемые шрифты более универсальны, а самое главное – их не нужно постоянно хранить в памяти принтера. Драйвер принтера может при необходимости автоматически загрузить контуры того или иного шрифта и сгенерировать любой его размер. Появление технологии TrueType в операционных системах Windows и Macintosh послужило толчком к созданию тысячи гарнитур различных стилей и практически любого размера.
Большинство PostScript-принтеров поставляются с коллекцией из 39 основных встроенных шрифтов, но вы можете приобрести дополнительные шрифты или целые коллекции. После покупки контурных шрифтов PostScript Type 1 вам еще понадобится программа Adobe Type Manager, с помощью которой вы сможете загружать необходимые для печати документов шрифты в принтер.
Существует еще одна распространенная технология масштабируемых шрифтов – TrueType. Появившаяся через шесть лет после создания PostScript, эта технология представляет собой результат совместной работы фирм Apple и Microsoft. Обе фирмы желали интегрировать средства управления масштабируемыми шрифтами типа PostScript в собственные операционные системы и не собирались отдавать фирме Adobe такой важный элемент операционной системы.
Несмотря на существующие различия в формировании контуров шрифтов, технологии PostScript и TrueType функционируют одинаково. Основное преимущество технологии TrueType состоит в том, что она уже встроена в операционные системы Windows и Macintosh; кроме того, для работы со шрифтами не нужно приобретать дополнительное программное обеспечение, наподобие Adobe Type Manager. Многие производители шрифтов выпускают свои продукты в обеих версиях - PostScript и TrueType, а существующие между ними различия практически незаметны.
Многие производители принтеров встраивают в свои модели коллекцию шрифтов TrueType, которые через операционную систему становятся доступными для приложений. Вы можете получить комплекты шрифтов при покупке принтера, сканера или графического пакета.
Драйверы принтеров.
Как и для большинства периферийных устройств, для нормальной работы принтера необходимо установить драйвер. Драйвер принтера обеспечивает интерфейс между принтером и приложением или операционной системой. Основная функция драйвер – информировать компьютер о возможностях принтера ( например, об используемом языке описания страниц, поддерживаемых типах бумаги и установленных шрифтах). При печати документа выбранные параметры печати применяются к драйверу принтера несмотря на то, что они отображаются в виде свойств приложения.
В операционной системе DOS драйверы принтера интегрированы в каждое приложение. Лишь несколько программ поставляются с поддержкой большого количества моделей принтеров, а большинство приложений – только с драйверами основных моделей. Если необходимый драйвер принтера не поддерживается приложением, выберите драйвер, использующий тот же язык описания страниц, что и ваш принтер. Например, драйвер принтера LaserJet III и языка PCL5 и будет поддерживать все модели принтеров LaserJet III и языка PCL4. Выбрав таким способом драйвер принтера, вы не сможете до конца использовать его возможности.
Во всех версиях Windows драйвер принтера устанавливается не для конкретного приложения, а как часть операционной системы. С Windows поставляется большое количество драйверов принтеров, а драйверы новых моделей либо поставляются производителем вместе с принтером, либо их можно найти в Internet. Обратите внимание, что драйверы принтеров, поставляемые с Windows, чаще всего разрабатываются производителем принтера, а не фирмой Microsoft, хотя и с ее одобрения. В результате уменьшается количество проблем, вызванных использованием продуктов двух различных производителей.