В 2006 году автором было издано учебное пособие «Периферийные устройства вычислительных систем», в котором отражались вопросы: 1 роли и места пу в
|
Скачать 1.39 Mb.
|
|
2. Устройства печати 2.1. Классификация и основные требования к ПчУ Печатающие устройства (ПчУ) являются устройствами вывода текстовой информации. ПчУ принято классифицировать по: способу регистрации, т.е. по физическим или химическим процессам, используемым в устройстве для получения видимого изображения на носителе; способу формирования изображения, в соответствии с которым принято все ПчУ делить на знакопечатающие или полнопрофильные, для которых изображение выводимых символов непрерывно, и знакосинтезирующие, матричные, в которых изображение формируется из более мелких элементов (точек, штрихов) в процессе вывода; числу символов, изображения которых формируются на носителе в одном такте работы ПчУ. В этой связи принято различать последовательные и параллельные (построчные) ПчУ, а также страничные ПчУ. Требования к ПчУ многочисленны и порой противоречивы. Основными являются: высокое качество печати; возможность использования различных шрифтов, получения многоцветного изображения и нескольких копий; высокое быстродействие; низкая стоимость. Качество изображения принято оценивать контрастностью и разрешающей способностью. Контрастность D определяет различие в отражающих свойствах наиболее тёмного (светлого) участка изображения и фона. D=lg(Фп-Фф)/Фп, где Фп - отражённый световой поток от единицы поверхности участка изображения, а Фф - поверхности фона. Разрешающая способность R определяет максимальное число различных элементов изображения на единице длины. Отметим, что разрешающая способность невооружённого глаза человека на расстоянии наилучшего видения (около 25 см) составляет 6.3 линии/мм. 2.2. Технологии печатающих устройств и способы регистрации В случае цветного монитора используется аддитивная модель (addition-сложение) образования цвета или RGB (Red, Green, Blue). В принтерах используется субтрактивная модель образования цвета (subtraction-вычитание). Первичными цветами для цветных принтеров являются: зелёно-голубой (cyan), светло-красный (magenta) и жёлтый (yellow). Смешивание всех трёх цветов субтрактивной модели даёт чёрный цвет. В некоторых принтерах для получения истинно чёрного цвета используется отдельный чёрный краситель (black), поэтому такая модель цветообразования называется также CMY или CMYK. В ЭЛТ люминофоры излучают свет (электромагнитные волны). Краситель на бумаге действует как фильтр, поглощая (вычитая) одни и отражая другие длины электромагнитных волн. На сегодняшний день используются следующие технологии для цветной печати. Они реализуются в ударных (“игольчатых”) матричных принтерах (dot matrix), в струйных принтерах с жидкими чернилами (liquid ink-jet), в принтерах с термопереносом восковой мастики (thermal wax transfer), в принтерах с термосублимацией красителя (dye sublimation), в струйных принтерах с изменением фазы красителя (phase-change ink-jet) и в цветных лазерных принтерах (colour laser). 2.2.1. Ударный способ Используется многоцветная лента при ударном способе регистрации. Недостатки: скорость печати мала, небольшой выбор палитры. Достоинства: надёжность, низкая стоимость, возможность печати на обычной бумаге. 2.2.2. Струйная технология Струйная технология печати на сегодняшний день самая распространённая для реализации цветных устройств. Струйные чернильные принтеры подразделяются на устройства непрерывного действия (continuous drop, continuous jet) и дискретного действия (drop on demand). К основным достоинствам continuous jet относится возможность воспроизведения широкой палитры цветов с высоким качеством, однако при невысокой скорости печати стоимость подобных цветных принтеров достигает нескольких десятков тысяч долларов. Принцип действия принтеров continuous jet напоминает работу видеосистемы с ЭЛТ. Распыляемая струя заряженных частичек красителя подобно пучку электронов в ЭЛТ проходит через отклоняющую систему конденсаторов и, попадая на бумагу, “рисует” изображение текста, рисунков и т.д. Струйные принтеры дискретного действия опять же делятся на две категории: основанной на нагревании чернил и основанной на действии пьезо-эффекта. В технологии с нагреванием чернил (“пузырьковой ” технологии bubble-jet или thermal ink-jet) используются терморезисторы, которые при пропускании тока за несколько микросекунд нагреваются до 500 градусов. Образуется чернильный паровой пузырь, который старается вытолкнуть через выходное отверстие сопла каплю жидких чернил. При отключении тока тонкоплёночный резистор также быстро остывает, паровой пузырь, уменьшаясь в размерах, “подсасывает” через входное отверстие сопла новую порцию чернил, которые занимают место ”выстреленной” капли. Цветные принтеры от фирм Cannon и HP используют именно эту технологию. В технологии, основанной на действии пьезо-эффекта (piezo), для управления соплом используют диафрагму, соединённую с пьезо-элементом. Подобный метод используется компаниями Epson, Brother, Dataproducts, Tektronix. Устройства дискретного действия (drop on demand) достаточно дешевы (500 долларов), позволяют получать широкую гамму цветов. Однако, как правило, требуют специальной бумаги, чтобы избежать растекания чернил. Цветные струйные принтеры CMYK имеют следующие технические характеристики (табл. 2.1): Таблица 2.1
2.2.3. Технология термопереноса восковой мастики (Thermal wax transfer) Термопластичное красящее вещество, нанесённое на тонкой подложке, попадает на бумагу именно в том месте, где нагревательными элементами (аналогами игл) печатающей головки обеспечивается должная температура -  C.2.2.4. Технология термосублимации красителя (Dye sublimation) Эта технология близка к технологии термопереноса, только в этом случае, при нагреве красителя до 400 градусов, краситель переходит из твёрдого состояния в газообразное, минуя жидкую фазу, и осаждается на бумаге. Такая технология позволяет точно определить пропорции красителя. Например, 19% Cyan, 65% Magenta, 34 % Yellow. Комбинацией цветов можно набрать практически любую цветовую палитру. Данная технология обеспечивает практически фотографическое качество получаемого изображения. Основное ограничение - высокая стоимость каждой копии изображения. 2.2.5. Технология изменения фазы красителя (Phase-change ink-jet) Используются восковые стерженьки для каждого первичного цвета красителя, которые постепенно расплавляются специальным нагревательным элементом при  C и попадают в отдельные резервуары. Расплавленные красители подаются оттуда специальным насосом в печатающую головку, работающую обычно на основе пьезоэффекта. Капли воскообразного красителя на бумаге застывают практически мгновенно. Качество цветов превосходное, допустима двухсторонняя печать, стоимость одной копии невысока. Скорость печати мала (2 страницы/мин.).2.2.6. Электрофотографический способ лазерных принтеров (Colour laser) В лазерных принтерах используется электрофотографический принцип создания изображения (такой же, как и в копировальных машинах Xerox). Лазер формирует электронное изображение светочувствительной фотоприёмной ленте (барабане) последовательно для каждого цвета тонера (CMYK), т.е. принтер, работающий в монохромном режиме со скоростью 8 стр./мин., в цветном режиме обеспечит только 2 стр./мин. 2.3. Лазерный принтер 2.3.1. Обобщённая структурная схема Обобщённая структура лазерного принтера изображена на рис. 2.1.  Рис. 2.1. Обобщенная структура лазерного принтера 1-генератор лазера, 2-вращающееся зеркало, 3-лазерный луч, 4-валики, подающие бумагу, 5-барабан девелопер, 6-фотобарабан, 7,9-узел фиксации изображения (механизм нагрева бумаги), 8-механизм “зарядки” бумаги Сердцем лазерного принтера является фотопроводящий цилиндр (6), (фотобарабан), с помощью которого производится перенос изображения на бумагу. Следующей важной частью принтера является лазер (1) и оптико-механическая система (2), перемещающая луч. Малогабаритный лазер генерирует тонкий световой луч, отражающийся от вращающегося зеркала (как правило, шестигранного), разряжает положительно заряженную поверхность барабана. Чтобы получилось изображение, лазер включается и выключается управляющим микроконтроллером. Алгоритм создания изображения может быть описан следующей последовательностью:
2.3.2. Цифровая обработка полутонов Каждое периферийное устройство (принтер, сканер, дисплей), которое вводит или выводит изображение, имеет конкретное разрешение. Лазерные принтеры формируют изображение путем позиционирования точек на бумаге (растровый метод). Луч не может иметь переменный размер для создания растровых точек изменяющегося размера. Поэтому процесс растрирования заключается в объединении "реальных" точек, создаваемых лазерным лучом, в группы, образующие растровые точки. Рисование на растровом устройстве заключается в вычислении точек, которые покрываются элементами графического изображения, и выводе этих точек на устройство. Процесс вычисления точек изображения называется растрированием или растеризацией (английский термин - rasterization). Рис. 2.2а,б поясняет растрирование. Слева на этом рисунке показано исходное изображение, на которое наложена сетка 14×13, справа - результат растрирования.   (а)- исходное изображение (б)- результат растрирования Рис. 2.2а,б. Растрирование изображения Растрирование изображений является сложным преобразованием, поэтому в подавляющем большинстве случаев оно выполняется при помощи системных функций и частично - самим устройством. Растровая форма описывается тремя параметрами: пространственной частотой, формой точки и углом поворота. Каждый из этих факторов по-своему влияет на качество отпечатанного изображения. Пространственная частота растра Пространственная частота растра, линиатура, определяет плотность сетки полутонового растра и, следовательно, кажущийся уровень детальности в изображении. Пространственная частота растра измеряется в линиях на дюйм [Lpi]. Из рис. 2.3 видно, что объем видимых деталей отпечатанной иллюстрации увеличивается с ростом пространственной частоты растра.  Рис. 2.3. Влияние линиатуры на детальность изображения Характеристики печатной машины, тип документа и технология печати - вот факторы, обычно определяющие пространственную частоту растра, которую следует использовать в конкретном проекте. В табл. 2.2 дана сводка типичных пространственных частот растра, используемых при печати различных документов. Таблица 2.2
Цифровые устройства обработки полутонов (лазерные принтеры) могут создавать только точки фиксированного размера (пятна). Для моделирования точек растра переменного размера эти устройства группируют пятна фиксированного размера в матрицу, называемую полутоновой ячейкой (рис. 2.4). Количество потенциально возможных тонов, которые может воспроизвести данная полутоновая ячейка, зависит как от пространственной частоты растра, так и от разрешения печатающего устройства, но отдельная полутоновая ячейка воспроизводит только один оттенок серого. Плотность этого оттенка и размер точки растра непосредственно связаны с числом пятен фиксированного размера в каждой полутоновой ячейке, которая, в свою очередь, определяется числовым значением (от 0 до 255), назначаемым для каждого пиксела. Полутоновая ячейка. Пятна, формирующие точку растра  Рис. 2.4. Формирование оттенков серого в полутоновой ячейке  100% черного 60% серого 30% серого Рис. 2.5. Получение диапазона тонов Растрирование позволяет с помощью краски одного цвета воспроизвести широкий диапазон тонов, варьируя размер точек краски на странице для выражения различных тонов, обнаруженных в изображении (рис. 2.5). Линиатура и количество градаций серого Отношение разрешающей способности устройства вывода к линиатуре растра дает величину стороны ячейки растра, измеренную в точках принтера. Максимальное количество точек принтера, образующих растровую точку, равно квадрату стороны ячейки. Так, например, если линиатура растра установлена в 100 Lpi (линий на дюйм), а разрешение принтера - 600 dpi (точек на дюйм), то сторона ячейки растра равна 600/100 = 6 точек. При этих условиях растровая точка формируется из 6х6 == 36 точек принтера. Эта цифра определяет количество оттенков серого, которое способен передать растр с заданными параметрами. В общем случае количество оттенков N, передаваемое растром, определяется как:  ,где dpi - разрешение устройства вывода, а lpi - линиатура печати. Прибавленная единица соответствует белому цвету, когда растровая ячейка вообще не заполнена. Параметры растрирования рассчитываются исходя из необходимости передачи всех оттенков, которые дает компьютерный оригинал, т.е. 256 оттенков при 8-битных полутоновых канала. Когда мы помещаем дополнительные точки растра на каждый линейный дюйм, то в полутоновой ячейке уменьшается количество доступных пятен в каждой горизонтальной линии сетки. С ростом плотности растра пропорционально уменьшается число серых оттенков, которые может воспроизводить каждая полутоновая ячейка. Так, лазерный принтер с разрешением 300 dpi может вывести не более 33 градаций серого при плотности растра 53 линии на дюйм [(300/53)2 + 1 = ~33]. Если увеличить плотность растра до 75 линий на дюйм, то получим [(300/75)2 + 1 = ~17]. Рассуждая аналогичным образом, можно показать, что принтер с разрешением 600 dpi может воспроизводить 65 тонов при плотности растра 75 линий на дюйм, а принтер с разрешением 1200 dpi может вывести 178 тонов при плотности растра 90 линий на дюйм. При чрезвычайно низких пространственных частотах растра (10-30 lpi) форма точки легко просматривается, но с увеличением плотности растра ее становится все труднее обнаружить невооруженным глазом. Форма точки Вторая характеристика цифровых растровых форм - форма точки растра. Предлагается множество форм точки для растрирования - круги, квадраты, эллипсы, линии, ромбы, кресты и так далее (рис. 2.6). Круглые точки часто используются для печати фотоснимков продукции, эллиптические - для сюжетов с людьми, а квадратные - для четкого рисунка. Круглые или эллиптические точки обычно лучше всего подходят для черно-белой печати; эллиптические - для цветной печати.  Рис 2.6. Различные формы растровых точек Угол поворота растра Угол поворота растра является важным фактором полутонового растрирования. Именно углы поворота определяют, останется ли незаметной иллюзия, созданная растровой структурой, или она будет резать глаза. При печати полутоновых изображений растровую структуру всегда поворачивают на некоторый угол. Угол наклона растра - это величина относительного угла поворота растровых точек друг относительно друга и относительно общей оси изображения. Этот параметр принимает особое значение при цветной печати, так как печать каждой краски осуществляется с использованием разных углов наклона растра для каждой из использованных красок. На рис. 2.7 показан пример растра с углами наклона в 15, 0 и 45 градусов. Для серых полутоновых изображений заданный по умолчанию угол - 45 градусов. Для цветных изображений четыре печатные формы системы CMYK поворачиваются на разные углы: черный цвет - самый темный и его растр повернут на максимальный угол относительно растров прочих цветов. Растры голубого и пурпурного цветов повернуты на 15 градусов относительно вертикали, но в противоположных направлениях. Самый светлый цвет, желтый, можно безопасно растрировать с использованием углов 0 или 90 градусов.  Рис. 2.7. Различные углы наклона растра При печати печатные формы надлежащим образом совмещаются, четыре цвета сводятся вместе и точки формируют небольшие кластеры, напоминающие по форме розу - розетки (рис. 2.8). Р  озетки растра (raster rosette) - это элементарные ячейки изображения, состоящие из набора растровых точек, формирующих это изображение. Это простые, геометрически правильные узоры, образуемые на бумаге целыми группами растровых точек различных цветов. Понятие розетки растра имеет смысл только при рассмотрении цветной печати.Рис. 2.8. Растровая розетка Методы улучшения печати Есть три фактора повышения физического разрешения лазерного принтера: 1) улучшение механической части, проворачивающей фотобарабан и формирующей таким образом горизонтальное разрешение принтера. Это наиболее сложно поддающаяся модификации система, поэтому ее предпочитают изменять в последнюю очередь, когда все остальные средства уже использованы; 2) уменьшение светового пятна, производимого лазером. Впрочем, повысить физическое разрешение более 600 dpi нелегко, поскольку размер пятна используемого в принтерах велик; 3) уменьшение размера частичек тонера. Это дает результат только после произведения первых двух модификаций. В 1990 году Hewlett-Packard выпустил серию принтеров LaserJet III, которая использовала технологию улучшения разрешения (RET - Resolution Enhancement Technology).  Без технологии RET тонер скапливается в местах пересечения линий.  При использовании технологии RET уменьшаются размеры точек в местах пересечений, предупреждая скапливания тонера в них (рис. 2.9). Рис. 2.9. Повышение качества печати с помощью технологии RET 2.3.3. Основные характеристики лазерного принтера Скорость печати (страницы в минуту): средний лазерный принтер печатает 4, а в лучшем случае - 6, 8 страниц в минуту. Высокопроизводительные принтеры могут обеспечить 20 и более страниц в минуту. Разрешение Вертикальное разрешение соответствует шагу барабана и для большинства принтеров составляет 1/600 дюйма. Горизонтальное разрешение определяется числом точек в строке и ограничено точностью наведения лазерного луча. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
C и повышении давления порошок расплавляется и соединяется с поверхностью бумаги. Только что вышедшие из принтера листы теплые. Далее бумага протаскивается к выходному лотку.Похожие:
 |
Учебное пособие рпк «Политехник» Гринчук Ф. Ф., Хавроничев С. В. Комплектные распределительные устройства напряжением 610 кВ. Часть II: Учеб пособие / Воггту, Волгоград,... |
|
Учебное пособие рпк «Политехник» Гринчук Ф. Ф., Хавроничев С. В. Комплектные распределительные устройства напряжением 610 кВ. Часть I: Учеб пособие / Воггту, Волгоград,... |
|
Учебное пособие Иркутск 2006 Учебное пособие предназначено для студентов III v курсов специальности «Технология художественной обработки материалов» |
|
Тема управление ресурсами вычислительных систем Цель темы: раскрыть принципы функционирования современных операционных систем по управлению ресурсами вычислительных систем |
|
Учебное пособие Казань 2005 удк 65. 01 (075. 8) Ббк 65. 29 Б 69 Бурганова... В текст пособия введены программа дисциплины «Теория управления», материалы по организации самостоятельной работы студентов, включая... |
|
Учебное пособие "Архитектуры графических систем" машинная графика... Назначение курса обучение машинной графике студентов физико-технического профиля. Курс ориентирован на две основные категории будущих... |
|
Учебное пособие Челябинск 2006 Этому способствуют контрольные вопросы и тестовые задания. Дополнительная литература и источники, перечень которых находится в прилагаемой... |
|
Современные т ех нологии обучения: теория и практика учебное пособие Современные технологии обучения: теория и практика: Учебное пособие / А. О. Блинов, Т. Н. Парамонова, Е. Н. Шереметьева, Г. В. Погодина.... |
|
Материально-техническое обеспечение кабинета №6 по профессии «Оператор... Материально-техническое обеспечение кабинета №6 по профессии «Оператор электронно-вычислительных и вычислительных машин» |
|
Учебное пособие Москва 2012 год Настоящее учебное пособие предназначено... Учебное пособие предназначено для изучения и проведения практических занятий по дисциплинам «Бизнес планирование транспортных предприятий»,... |
 |
Учебное пособие содержит ответы на вопросы Государственного Образовательного... Информационный менеджмент: ответы на вопросы государственного стандарта. Часть Пособие для самостоятельной работы студентов. – Кафедра... |
|
Учебное пособие к практическим занятиям по курсу «Фармацевтическое товароведение» Учебное пособие предназначено для подготовки студентов к лабораторно-практическим занятиям и включает название темы, цель занятия,... |
|
Интерфейсы и периферийные устройства 12 Семиконтактный разъем на задней панели дефектоскопа предназначен для двунаправленного интерфейса rs-232. Он служит для передачи данных... |
|
Учебное пособие Самара Самарский государственный технический университет... Сапр систем электроснабжения: Учеб пособие/ Самар гос тех ун-т; Ю. Ф. Лыков. Самара, 2008. 65 с |
|
Методическое пособие подготовлено под редакцией: Овчинниковой Е.... Информационно-методические материалы по профилактике экстремизма для специалистов |
|
Методические указания к расчетно-графическим заданиям по учебной... Целью ргз является закрепление и лучшее усвоение теоретического материала. Предлагаемые задания направлены на выявление архитектурных... |