Современные технологии и средства цветной печати

Министерство  образования и науки Российской Федерации

Российский  государственный университет

инновационных технологий и предпринимательства

Пензенский  филиал

Кафедра «Управление  информационными ресурсами»

Пояснительная записка

к курсовой работе по дисциплине

«Информатика и программирование»

Тема: Современные технологии и средства цветной печати

Выполнил: ст. гр. 11ПИ1

Наумкин А. С.

Проверил: к.т.н., доцент

Такташкин Д. В.

 

 

 

Пенза 2012

 

Реферат

 

Пояснительная записка 33 лист, 6 рисунков, 10 источников литературы и 1 приложение.

Принципы  построения СПОИЭКП, схема алгоритма, программа, результаты расчетов.

Цель курсовой работы: рассмотреть практическое применение компьютера для решения задач.

В процессе работы были изучены: среда программирования Turbo Pascal, приложения пакета Microsoft Office.

В настоящей курсовой работе приведено задание, требующее для  решения использования современных  средств вычислительной техники. Дана структура и описано функциональное назначение основных блоков ЭВМ. Изложены математические подходы к решению задачи, поставленной в работе. Разработана схема алгоритма реализации ее решения. Предложен текст программы на алгоритмическом языке Паскаль, представлены результаты расчетов и проведен их анализ.

 

Содержание

Введение           4

1    Теоретическая  часть       7

1.1 Принтеры         7

 

1.2 Матричные  принтеры       8

1.3 Струйные принтеры       11

1.4 Цветные струйные принтеры       14

1.5 Лазерные принтеры       16

1.6 Термические принтеры      20

2. Практическая  часть        22

2.1 Постановка  задачи       22

2.2 Математическая  часть      23

2.3 Описание  алгоритма решения задачи    24

2.4 Анализ результата  вычисления     25

Заключение           30

Список используемой литературы      31

Приложение 1          32

 

 

 

Введение

Несмотря на то, что нас окружает разноцветный мир, в офисах до недавних пор господствовали черно-белые документы. Однако развитие технологий цветной печати коренным образом изменило эту печальную ситуацию – теперь практически в каждом уважающем себя офисе есть цветной принтер (или многофункциональное устройство), причем где-то он давным-давно вытеснил своих монохромных собратьев, а где-то уже очень серьезно наступает им на пятки.

С физической точки зрения, то, что мы воспринимаем как цвет, - это набор электромагнитных волн определенного диапазона частот (различаемого человеческим глазом). Сумма световых волн всего видимого диапазона вызывает ощущение белого цвета, отсутствие света – черного. Такая схема образования цветов именуется аддитивной и используется во всех светоизлучающих (монитор, телевизор) и светопринимающих (сканер, видеокамера и т.д.) приборах. Наиболее распространенная цветовая модель, построенная по этой схеме, называется RGB (Red – красный, Green – зеленый, Blue – синий) по названиям трех базовых цветов, используемых в ней для образования всех прочих. В сумме красный, синий и зеленый дают белый. 

Однако схема RGB неприемлема  для печати, поскольку обыкновенные краски не излучают свет. Когда мы смотрим  на бумагу, информацию о ее цвете  мы получаем из отраженного, а не излучаемого света. Следовательно, единственным способом окрашивания в данном случае является нанесение на поверхность бумаги покрытия, которое бы задерживало световые волны, соответствующие одному цвету, и пропускало другие. Этот процесс лежит в основе субтрактивной цветовой модели, именуемой CMY (Cyan – голубой, Magenta – пурпурный, Yellow – желтый). Если нанести на бумагу краски этих трех цветов, то вместе они будут задерживать свет во всем видимом диапазоне, что соответствует в нашем представлении черному цвету. 

Однако эта идеальная  математически точная картина не учитывает существующих проблем  с чистотой оттенков красителей. В  результате хорошего черного цвета  не получается, и приходится использовать отдельный черный краситель. Отсюда появилась дополнительная буква в названии самой распространенной цветовой модели – K (black – черный) 

Схемы RGB и CMYK не являются эквивалентными, поэтому проблема соответствия цветов на экране монитора и на листе бумаги и по сей день не решена окончательно. Для этих целей иногда применяют специально сконструированные модели, которые включают все оттенки из RGB и CMYK (например, CIE Lab), однако это тема совершенно другого разговора, касающегося, по большей части, профессионалов издательского дела. 

Исходя из методов образования цветов и оттенков технологии печати делятся на три базовые категории:

- растровые (Bi-level) – каждая точка на бумаге может быть только цвета используемых чернил, все прочие цвета и оттенки появляются в результате процесса растрирования (dithering);

- полноцветные (Continuous tone) – цвет точки изображения может свободно варьироваться в рамках используемой цветовой модели;

- комбинированные (Contone) – цвет точки может изменяться в узком диапазоне значений, а необходимый оттенок получается путем растрирования. 

Напомню, что растрирование – это процесс представления одной точки исходного изображения несколькими точками конечного. Например, получить 256 оттенков серого на черно-белом устройстве вывода можно используя при выводе для каждой исходной точки миниатюрную матрицу из 16×16 элементов, каждый из которых может быть только белым или черным. Если элементы невелики, то для человеческого глаза они сливаются в одну точку. Закрашивая больше или меньше элементов, можно добиться ощущения появления оттенков серого на черно-белом изображении. Точно так же, смешивая точки различных цветов в одной матрице, можно получить различные их оттенки. Естественно, использование растрирования снижает разрешающую способность устройства печати, поскольку теперь каждая эффективная точка изображения состоит, к примеру, из 256 физических, т.е. эффективное разрешение падает в 16 раз по вертикали и горизонтали. В действительности такого не происходит лишь благодаря различным хитроумным методам наложения растров. 

Совсем по-другому  обстоят дела с полноцветными технологиями. Тут каждая исходная точка преобразуется в единственную конечную, составленную из нескольких красителей. 

Комбинированная технология также предполагает получение точек разных оттенков, но в данном случае может воспроизводиться лишь ограниченная палитра, которую получают с применением какой-либо упрощенной схемы смешения. Чтобы реализовать другие цвета и оттенки, используется растрирование, но теперь размер матрицы существенно уменьшается, поскольку каждый ее элемент несет больше цветовой информации. 

Но довольно теории, перейдем к главной теме статьи – конкретным технологиям и их особенностям [1].

 

1 Теоретическая часть

1.1 Принтеры.

Принтер – периферийное устройство компьютера, используемое для вывода информации на бумажный или пластиковый носитель.

В зависимости от способа  печати принтеры делятся на три основных класса: матричные, струйные и лазерные, также существуют малораспространенные - узкоспециальные типы принтеров.

Конструктивно принтер  оформлен в виде отдельного устройства. Все принтеры имеют лоток для бумаги (или приемник для ручной подачи бумаги), кнопки управления.

На всех типах принтеров  есть панель управления с несколькими (или одной) кнопками и световыми  индикаторами показывающими состояние принтера: наличие бумаги, тип выбранного шрифта и др. иногда световые индикаторы заменяются алфавитно-цифровым табло которое позволяет использовать для управления принтером систему меню и получать информацию о состоянии принтера в виде слов или условных обозначений.

Кнопки и индикаторы обычно имеют условное обозначение  которое объясняет их предназначение.

С компьютером принтер  соединяется с помощью специального кабеля с интерфейсом Centronics, новые  модели принтеров снабжены интерфейсом USB, портативные принтеры, предназначенные для ноутбуков, имеют инфракрасный порт для печати документов без использования кабелей на расстоянии около 1,5 метра от компьютера.

С точки зрения процесса переноса цветов на бумагу устройства печати можно разделить на механические и немеханические.

Матричные принтеры являются одними из первых устройств, разработанных  для вывода информации с ЭВМ на бумажный носитель [2].

 

1.2 Матричные принтеры

Матричный (игольчатый) принтер (Dot Matrix Printer) долгое время принадлежал  к стандартному устройству вывода информации на бумагу для персональных и больших ЭВМ.

В то время, когда струйные принтеры работали еще неудовлетворительно, а цена лазерных была слишком высока, игольчатые принтеры повсеместно использовались с домашними компьютерами. Они часто применяются и сегодня.

Достоинства этих принтеров: способностью работы с любой бумагой (листы, рулоны, конверты). У них низка  стоимостью печати и есть возможность  одновременной печати нескольких копий  с помощью копирки - тонкие брошюры, например авиабилеты печатаются за один раз в двух экземплярах.

Метод, с помощью которого игольчатый принтер переносит знаки  на бумагу, очень прост. Игольчатый принтер формирует знаки несколькими  иголками, расположенными в головке  принтера.

Основной элемент матричного принтера - печатающая головка, содержащая от 7 до 48 вертикально расположенных штырьков (игл), с шишечкой, выталкиваемых электромагнитами до соударения с красящей лентой. Принцип работы одной иголки матричного принтера показан на Рисунке 3 а. Наиболее распространены 9 и 24-х игольчатые принтеры.

Важной характеристикой  принтера является разрешение, определяемое диаметром иглы. Обычные значения - десятые доли миллиметра (до 3-5 точек/мм, т.е. 85-127 точек/дюйм).

Наиболее современные 48-игольчатые матричные принтеры имеют разрешение приближающееся в 300 точкам/дюйм [3].

Механика подачи бумаги: бумага втягивается с помощью  вала; между бумагой и головкой принтера располагается красящая лента. При ударе иголки по этой ленте  на бумаге остается закрашенный след.

Головка перемещается по горизонтальным направляющим с помощью  шагового двигателя.

В первых игольчатых принтерах  в головке принтера находилось 9 иголок, затем появились 18-игольчатые принтеры. В настоящее время большинство  фирм-изготовителей перешли на производство 24-игольчатых принтеров.

Благодаря горизонтальному  движению головки принтера и. активизации  отдельных иголок напечатанный знак образует как бы матрицу, причем отдельные  буквы, цифры и знаки записаны в память принтера (ПЗУ) в виде бинарных кодов. Поэтому головка принтера "знает", какие иголки и в каких комбинациях необходимо активизировать, чтобы, например, создать за 10 шагов головки букву "К".

Так как напечатанные знаки внешне представляют собой  матрицу, а воспроизводит эту  матрицу игольчатый принтер, то зачастую его называют матричным принтером.

Хотя наличие девяти иголок в головке принтера обеспечивает высокую скорость печати, высокого качества достичь не удается.

Сегодняшним стандартом de facto матричных принтеров, являются 24-игольные принтеры в них используется технология последовательного расположения иголок в два ряда по 12 иголок. Вследствие того, что иголки в соседних рядах сдвинуты по вертикали, точки на распечатке перекрываются таким образом, что их невозможно различить.

Также имеется возможность прохода головки дважды для каждой строки, чтобы знаки пропечатались еще раз с небольшим смещением. Изображение буквы, возникающее таким образом, только при тщательном рассмотрении можно идентифицировать как "произведение" игольчатого принтера. Поэтому такое качество печати обозначают как LQ, что является сокращением от Letter Quality (высокое качество). Несколько худшую по качеству печать соответственно обозначают NLQ (Near Letter Quality).

При работе в режиме LQ скорость печати уменьшается незначительно, так как головка печатает при движении в обоих направлениях: как слева направо, так и справа налево.

Матричные принтеры все  еще популярны в настоящее  время в основном благодаря не требовательности к бумаге и низкой стоимости расходных материалов.

Кроме того, еще одна особенность  матричных принтеров делает их незаменимыми для печати некоторых документов. А именно, иголки матричного принтера при ударе оставляют след (вмятину) на бумаге. Такой след тяжело вывести (тонер лазерника можно просто сцарапать, чернила струйного - смыть). Недаром ведь паспорта подписываются пером. Перо царапает бумагу. Аналогично работает и матричный принтер. На бумаге остается след. Даже если вывести чернила, полностью удалить следы от иголок не удастся.

Существует много предприятий, для которых качество и скорость печати не критичны, а критична стоимость владения принтером и необходимость защиты от подделок (подчистка, исправление) [3].

 

1.3 Струйные принтеры

Струйные принтеры в  качестве печатающего красителя  применяют чернила. Через сопла в печатающей головке на бумагу выбрасываются микрокапли, которые и формируют изображение