Принтеры, формирующие изображение за счет термопереноса. Термография
Термография может быть:
Прямой термографией
Термографией переноса
Рассмотрим термографию термопереноса (прямая не рассматривается)
Термография термопереноса разделяется на собственно термопереноса и термосублимации.
Термоперенос – это перенос массы краски на носитель, при этом переносится постоянная величина краски.
Термосублимация – это перенос краски посредством возгонки, сублимации. Термоперенос – под действием высокой температуры краска возгоняется и диффундирует в принимающий слой. При термосублимации мы можем изменять величину красочного слоя.
Суть работы термосублимационных принципов заключается в том, что краска, находящаяся на специальной подложке – ленте под действие м температуры возгоняется и переносится на специальную бумагу, покрытую полимерным слоем, воспринимающем эту краску. Количество перенесенной краски зависит от степени нагревания элемента.
В процессе переноса применяется небольшое давление. Этот красочный слой закрепляется в полимерной пленке носителя и таким образом создается пиксельное изображение и таким образом создается попиксельное изображение, характеризуемое тем, что у нас получается высоко насыщенный интенсивный цвет.
Полноцветное изображение осуществляется путем последовательного переноса на запечатываемый материал четырех красочных слоев, соответствующих цветам полиграфического синтеза, при этом все четыре переносимых слоя последовательно расположены на одной красочной ленте и последовательно подносится соответствующий участок цветоделенному файлу.
Термоголовка подносится сначала к ленте с голубой лентой, затем к ленте с пурпурной краской, затем с желтой краской, затем с черной краской.
Сама структура состоит из основы – грунтовой слой и красочный слой.
Приемный материал – также состоит из основы, затем бумаги, затем покрытия, которое и будет воспринимать краску.
Цифровые фотоаппараты
Цифровые аппараты можно рассматривать как альтернативу сканнерам, которые формируют оригинал, для дальнейшей обработки с приведением к виду, пригодного для полиграфического воспроизведения.
Цифровые фотоаппараты в настоящее время используются в двух модификациях
Стационарные
Переносные цифровые камеры
Стационарные начали использоваться раньше. Используются для постановочных съемок – в основном в рекламных целях.
Стационарные фотоаппараты как правило имеют линейку ПЗС. По сути – это некий проекционный сканнер. Оригинал для съемки представляет собой объемный объект, а само сканирование производится тем же образом, что и в пластинчатом.
В обоих случаях неограниченно время экспонирования, поэтому возможно большее накопление заряда, что обеспечивает высокое качество получаемого изображения.
Но в настоящее время все более широко применяются камеры переносного типа. В этих камерах информация для дальнейшей обработки поступает в виде массива.
Эти камеры подобны обычным фотокамерам, но имеется вместо фотопленки электронный приемник, в виде матрицы ПЗС. Применение этой матрицы и определяет – и специфику и результат.
Рассмотрим специфику.
Цветоделение
Последовательное сканирование на одну матрицу через последовательно установленные светофильтры. Камера трехкратного экспонирования работает медленно, относится к классу стационарных. Быстродвижущиеся объекты снять такой камерой не получится. Однако такая камера дает большое, высокое разрешение.
одновременное использование трех монохромных матриц. Производится с помощью призматического разделения светового луча на три, через каждый из которых устанавливается соответствующий светофильтр. В камере (обозначается 3ССD) – три приемника ПЗС. Такой же принцип используется в видеокамерах. Такие камеры имеют максимальную разрешающую способность, как в деталях, так и по цвету. Возможна также точная передача цвета за счет усиления сигнала по каждой матрице и достижения, таким образом, цветового баланса. Можно отрегулировать баланс серого, снимать быстродвижущиеся объекты, в том числе и со вспышкой. Основной недостаток – высокая стоимость, а также сложность юстировки камеры.
использование одной матрицы и специального мозаичного фильтра. Этот фильтр называется фильтром Байера. Фильтр Байера – это матрица, состоящая из светочувствительных элементов. На каждый пиксель приходится один светофильтр.
У нас в любом повторяющемся квадрате
в два раза больше зеленых светофильтров,
чем синих и красных оказывается, что
это целесообразно вследствие того, что
человеческий глаз более восприимчив
к зеленому цвету.
Зеленая зона характеризует светлотную часть воспринимаемого изображения.
Затем производится следующая обработка изображения:
Получаем менее резкое изображение – в каждом пикселе матрицы получаем изображение соответствующего цвета. Вследствие использования не всех пикселей матрицы – для каждого цвета у нас разная резкость. Для сглаживания структуры цвет в каждом пикселе изображения восстанавливается путем расчета (интерполяцией) значений соседних ячеек. В каждой ячейке конечного изображения создается равное число пикселей – формируются все три цвета, но только один цвет формируется путем считывания за соответствующим светофильтром, а два других – методом интерполяции, за счет других, соседних. Конечно, такой расчет цвета является не совсем точным, возможно появление так называемых артефактов. Например, если у нас есть белая небольшая точка на черном фоне. Она должна быть белой, но при попадании за синий светофильтр становиться синей. И наоборот – эта точка будет воздействовать на соседние цвета – вокруг нее будет образовываться этакая “розочка”. Этот эффект называют ____________.
Могут использовать дополнительные фильтры типа RGBE(изумрудный) и CYMG(зеленый).
Для улучшения интерполяции используют линейную интерполяцию и кубические слайны.
Для повышения разрешения можно использовать технологию пиксельного сдвига – вправо и вниз на один пиксель. При экспонировании получается, что каждый пиксель получает все три цвета. Положительная сторона – повышается разрешение. Отрицательная сторона – в три раза увеличивается время экспонирования. А также повышается стоимость.
В ПЗС сенсоре по-разному считывается сигнал:
Чересстрочное
Полноформатное
Покадровый перенос.
Чересстрочное считывание – каждый пиксель имеет как область приема, так и область накопления заряда. Эта область формируется путем загораживания пикселя от света. Эти области формируют вертикальный канал, по которому переносятся заряды по горизонтальному регистру снизу вверх. Преимущества – быстро стекают заряды, мы готовы снова снимать. При таком решении можно даже видео снимать отрицательная сторона – уменьшается светочувствительность за счет уменьшения апертуры. Также несколько уменьшается разрешающая способность.
Полноформатное считывание изображения
Сигнал получает весь пиксель. Существует два цикла – прием и передача. При передаче сигнала матрица не может принимать сигналы, также должен быть механический затвор, перекрывающий матрицу при передаче сигнала. Система работает очень медленно, но зато повышается светочувствительность и разрешение.
Покадровый перенос сигнала
Представляет собой гибрид полноформатной и чересстрочной камер.
Матрицы напоминают полноформатные, но половина матрицы используется для временного хранения заряда. Затененная часть – это матрица хранения.
Как только заканчивается время накопления заряда, накопленный заряд перемещается в матрицу хранения, таким образом, не требуется времени хранения, что обеспечивает высокую скорость работу.
Однако, заряд часто не полностью успевает переместиться в матрицу хранения до следующего цикла. Изображения могут накладываться, появляется смазывание изображения. Необходимо увеличивать размер матрицы. Соответственно растет и стоимость такой камеры.
В настоящее время начата разработка сотовой архитектуры, использующей внутриугольные пиксели. Также разрабатываются матрицы с углом наклона растра 45.
Помимо матриц ПЗС (дающих высокое качество) очень интенсивно развивается технология КМОП (или CMOS).
Преимущества – при использовании КМОП можно включать различные электронные схемы, в том числе проводить усиление в фоторецепторе, уменьшать помехи, уменьшать квантование, выделять контуры. В результате сокращается количество внешних электрических компонентов. Потребляется меньше энергии, выделяется меньше тепла, соответственно меньше возникает помех тепловой природы. Качество пока остается несколько хуже, но оное постепенно улучшается. Эти матрицы достаточно дешевые, соответственно растет массовое производство этих матриц. Предполагается, что ПЗС будут заменены КМОП.
В этих матрицах у каждого пикселя свой считывающий транзистовый усилитель. Считывание ведется по параллельной схеме с каждого пикселя или переносится напрямую. Возможен метод оконного считывания – считывается не со всей матрицы, а с некоторой ее части. Это увеличивает скорость считывания.
КМОП хуже еще потому, что в самой матрице КМОП из-за схем, транзисторов, а также рассеяний в них возникают свои помехи и шумы. В таких матрицах уменьшается количество тепловых шумов, зато растет количество шумов из-за рассеяний.
В настоящее время предложен приемник с послойной чувствительностью. Излучение с разной длинной волны проникает на разную глубину.
Размеры пикселей – от 2,5 до 2 мкм. На каждый пиксель устанавливается линза для сбора света. Самые маленькие приемники – 3 мкм КМОП- 4мкм.