О гауссовом распределении гипербол

Независимо от отношения к вере, подавляющее большинство считает, что говорить правду хорошо, а неправду плохо. Особенно если рискуешь быть пойманным за руку. Впрочем, бывают и исключения.

Честно признаюсь, если рассматривать статью г-на Головачёва (Publish ? 9, 2003) всерьёз, становится совсем грустно. Поэтому попробуем отнестись к ней как к художественному произведению, вроде «Москва–Петушки». Ведь и коктейль «Слеза комсомолки» производит сходный эффект. А в искусстве очевидное и преднамеренное преувеличение называют гиперболой. Будем использовать именно этот термин при анализе того, как упомянутый автор общается с правдой.

Первая заповедь

«Не кради» стоит раньше, поэтому сначала о принадлежности картинок, раз уж этот вопрос и моё доброе имя упомянутым господином вынесены в эпиграф. А потом уже о гиперболах.

Напомню, г-н Головачёв утверждает, что дважды приведённая в его статьях (Publish ? 7, 2002 и ? 9, 2003) картинка есть снимок пластины, выведенный на Heidelberg Topsetter с круглым гауссовым пятном. А автор настоящей литературной рецензии, напротив, уверен, что пластина, с которой сделан снимок, выведена на устройстве Trendsetter с квадратным сверхжёстким пятном Creo SquareSpot и г-ном Головачёвым беззастенчиво присвоена. Берусь это доказать.

Три кадра (432, 433 и 434) из видеоролика SquareSpot

1. Обратите внимание на надпись с задающей масштаб шкалой внизу картинки, присутствующую в статье оппонента в Publish ? 7, 2002 и отрезанная при публикации обсуждаемого здесь материала в Publish ? 9, 2003. Оригинальная версия сохранилась в Интернете и здесь воспроизводится. Длина шкалы, как указано под ней, — 50 мкм. Растровая точка имеет характерные углы и составлена из элементарных квадратов, длина стороны которых — около 10 мкм. Радиус закругления углов — около 1 мкм. Это совершенно естественно для SquareSpot и крайне странно для Topsetter с круглым пятном диаметром 15-20 мкм.

На картинке видно, что все углы очень чёткие с малыми радиусами закругления. Их просто нельзя выполнить даже 10-микронным круглым пятном. Только квадратным. То есть на устройстве Creo, но не Heidelberg.

Исходная фотография, опубликованная в Publish ? 7, 2002, стр. 64 и Publish ? 9, 2003, стр. 96

2. Надпись содержит и другую важную улику: цифры 00433 — номер кадра в видеоролике под названием SquareSpot. Этот ролик автор передаёт в редакцию Publish (объём 1,4 Мбайт; возможно, редакция сочтёт нужным разместить его в Сети). На всякий случай привожу не только 433-й кадр, но и пару соседних.

Легко видеть, что структура алюминия полностью совпадает. Как говорится, найдите два отличия. Это наша картинка. Замечу, ролик очень старый, вероятно, действительно полученный ещё во время тесного сотрудничества Heidelberg и Creo по CtP, когда Topsetter и в помине не было. И совершенно достоверный — кадры из него множество раз были использованы в публикациях по всему миру.

Уместно процитировать по вопросу о чужой картинке самого г-на Головачёва: «…В эту игру можно играть по-разному». Суть именно в этом. Все считают, что так играть нельзя, а наш оппонент полагает, что можно!

В одном месте даже становится смешно: приводятся доказательства, что Topsetter рисует прямые углы, а через несколько строк — обратные утверждения, что гораздо «корректнее» работать пятном круглой формы ¹.

Забавно, никто за язык не тянул, дискуссия уже год как затухла — зачем провоцировать? Хотя заинтересованные стороны всё прекрасно знали, извинений никто не требовал. Откуда же уверенность в безнаказанности? Объяснение простое — любовь к гиперболе.

Про «это»

У Creo есть и элитные, и бюджетные решения, причём те и другие — конкурентны по цене. Нет разве только формата не более B3. Именно поэтому Creo и лидирует в единственно значимом голосовании заключёнными контрактами и установленным оборудованием — как в России, так и во всём мире. Попытка «подправить» неприятную реальность — главная позиция, ради неё и городятся остальные измышления.

Но будущего у такой позиции нет. Одни анализируют смежные рынки, работают со специализированными решениями, занимаются интеграцией. Другие хотят «играть по-разному». Позвольте не позволить! Позвольте поймать за руку! Честно — собирался писать статью про JDF. А придётся писать про это…

Литературные изыскания

1. В терминологии компании, Creo выпускает три группы CtP: элитные Trendsetter Quantum и Lotem Quantum, профессиональные Trendsetter II и Lotem II, начального уровня Lotem FH. Первые используют квадратную точку, остальные — нет. Последние, наиболее бюджетные, работают с независимыми диодами, т. е. по конструктивной схеме, аналогичной Topsetter — старшей модели Heidelberg, выпускаемой по OEM-лицензии фирмы Screen.

2. Независимый эксперт Рольф Боссе пишет в Deutscher Drucker ? 16, 2003: «На лекции «Влияние распределения интенсивности излучения», прочитанной на симпозиуме Fogra, было продемонстрировано, что «важна не геометрическая форма пикселя или растрового элемента, а распределение плотности в пикселе и/или профиля распределения интенсивности экспонирующего света. Если профиль прямоугольный, то передача тонов оказывается надёжнее. И результаты экспериментов, проведённых с использованием шкал Fogra, остаются верными. Всё упирается в физику». (http://www.deutscherdrucker.de/data/ hefte/pdf/dd200304/DD_2003_16_37.pdf)

3. Технология SquareSpot получила два приза GATF InterTech Technology Awards: сначала за применение в термоголовке CtP в 1996 г., а затем, в 2000 г. — в устройствах Computer-to-Print.

GATF — достаточно уважаемая организация. Кстати, появившиеся в последнее время ссылки на то, что GATF опровергла преимущества квадратной точки, не имеют под собой основания. А упоминаемое в этой связи её исследование было посвящено иному вопросу. (Детали на http://www.nissa.ru/news/id-191.html.)

4. На выставке «ПолиграфИнтер-2003» было на самом деле не три (по числу CtP Сreo), а целых восемь экспонирующих головок Creo SquareSpot с тем самым квадратным пятном. Потому что пять из них стояли в машине Heidelberg Speedmaster 74DI. Так что Heidelberg своё мнение по поводу технологии Creo SquareSpot демонстрирует достаточно ясно. (О применении в SM 74DI именно головки Creo см. http://www.seyboldreports.com/SRPS/subs/2907/ html/news-presstek.html.)

Микрофотографии фотополимерной пластины Agfa N91 из ролика PhotoPolymer

Пластины для экспонирования фиолетовым лазером, как серебросодержащие, так и фотополимерные, имеют фотонный принцип действия, в них свет создаёт скрытое изображение, которое затем химически усиливается. Именно поэтому «фиолетовые» пластины требуют малой мощности лазера и экспонирование видимым светом — куда менее стабильный процесс, чем термоэкспонирование, не требующее химического усиления.

Неправильно настроенная «фиолетовая» система будет давать недо- и переэкспонированные формы. «Фиолетовые» пластины пока в коммерческих объёмах производят только Agfa и Fuji. Вот цитата с сайта одной из них: «Недоэкспонированная пластина N91 имеет низкую тиражестойкость, разрушается под действием увлажняющего раствора, растровые точки в светах теряются при проявлении» (http://graphics.agfa.com/n91/ n91_subpage_exposure.html). Иного, согласитесь, странно было бы ожидать от недоэкспонированной формы. Agfa совершенно права.

Термопластины производят более десятка компаний, в т. ч. KPG. Вот информация с её сайта: «Такие пластины имеют пороговый отклик на лазерное облучение. Эти материалы, в отличие от всех типов пластин для экспонирования видимым светом, не имеют градаций — пока порог не достигнут, изображения нет. Когда порог уже пройден — дальнейшие изменения не происходят. Переэкспонирование не приводит и не может привести к увеличению размера растровой точки. Такой бинарный принцип даёт экстраординарно чёткую, жёсткую, чистую, чётко очерченную точку» (http://www.kpgraphics.com/info/WhitePapers/ thermal_visible.html).

Смелость посыла вызывает восхищение. Из того же документа Agfa, где описывается вариант калибровки, рекомендуемый производителем, а не нашим оппонентом: «Зона 7 шкалы должна иметь плотность, как минимум, на 0,05 меньше, чем зона 5. Иначе следует уменьшить экспозицию». Другие производители тоже не были замечены в желании переэкспонировать пластины. Похожая методика используется только в одном из специализированных методов изготовления фотоформ для флексографии, но к CtP отношения не имеет.

«Самых дешёвых» «фиолетовых» пластин не бывает. Серебряные пластины — монополия Agfa, ровно одна марка. Для фотополимерных ситуация чуть лучше, но для пересчёта доступных марок с избытком хватит пальцев одной руки. А оценка нестабильности «фиолетовых» пластин в 1 мкм — не завышенная, а, скорее, заниженная. Здесь приведены некоторым очень не нравящиеся, реальные микрофотографии фотополимерной пластины. На каждой — масштабная шкала, из чего видно, что 1 мкм — оптимистичная оценка для «фиолетовых» пластин.

Микрофотография термопластины, экспонированной по технологии SquareSpot

Не будем придираться к закону распределения температуры, хотя он и не гауссов. Гораздо важнее, на сколько долей микрона успеет растечься в стороны тепло, пока не будет отведено алюминиевой подложкой. На фотографии из последнего Seybold (рис. 4) видно — на величину, во много раз меньшую 1 мкм, т. е. толщины эмульсии. Если бы зернистость термополимера была велика, мы бы это на фото увидели. Но он однородный.

Цифры в литературе

И правда, для растровой точки в 2% отклонение несущественно. Но не потому, что оно составляет 0,2% в абсолютной мере, а потому, что, даже если она вообще исчезнет, это не будет браком. А вот с цифрами опять гипербола. Посчитаем. На линиатуре 150 lpi 2% точка имеет размер 24 мкм. Её площадь — 576 мкм?. Отклонение на 1 мкм даёт точки размером от 22 до 26 мкм, то есть прибавку площади в -92/+100 мкм?, или ±0,35% в абсолютной мере и ±17% в относительной.

Для 50% точки отклонение в 1 мкм даёт колебания на 3,4% в абсолютной мере (48,3–51,7%). Результат заметный, но небольшой. Такие отклонения легко компенсировать в процессе печати, хотя на это уйдёт несколько листов макулатуры. Поэтому, действительно, 150 lpi можно без проблем печатать и на «фиолетовых», и на обычных пластинах. С ростом линиатуры нестабильность быстро растёт и становится главным ограничением предельной практической линиатуры фиолетовых CtP на уровне 200 lpi.

Переходим к стохастике 20 мкм. Тут картинка строится точкой 20 мкм, и отклонение в 1 мкм приводит к катастрофическому отклонению цвета. В более близком оппоненту абсолютном измерении, на 50% точке для стохастики первого порядка цифры следующие ³.

Рабочая точка 20 мкм. Её площадь 400 мкм?, отклонение на 1 мкм даёт изменение площади на +84/-76 мкм?, или +21/-19% в относительной мере. В абсолютной для 30% номинальной плотности — колебания от 24 до 51%, для 50% номинальной — от 41 до 61%. Согласитесь, отклонения катастрофические. А ведь мы видели, что разброс в 1 мкм — оптимистическая величина для «фиолетовой» технологии. То есть стохастику напечатать в тестовом режиме можно, но как фокус, а повседневное использование нецелесообразно.

А что у термальных CtP Creo с технологией SquareSpot? Отклонение ±0,2 мкм приводит к изменению площади на ±8 мкм?, или ±2% в относительной мере. В абсолютной для 30% номинальной плотности это колебания от 29 до 31%, для 50% номинальной — от 49 до 51%. Колебания заметные, но соответствующие тому, что происходит на «фиолетовой» пластине при линиатуре 150 lpi. Именно поэтому стохастику с такой пластины можно печатать ежедневно, в промышленном масштабе. Что и демонстрируют тысячи клиентов Creo по всему миру, включая российских.

Теперь о стохастике 10 мкм. Те же ±0,2 мкм дают уже заметно больший разброс. И действительно, такой стохастикой печатают не тысячи, а десятки клиентов Creo. Стохастика и CtP — большая отдельная тема. Неплохая и совершенно независимая англоязычная статья о ней лежит в свободном доступе на http://www.seyboldreports.com/Specials/ FMscreen/fm.html. Короткая цитата: «Стохастика довольно много высмеивалась на протяжении 90-х. Но всё изменилось, когда термальная CtP-технология повзрослела и вдохнула новую жизнь в FM».

Обслуживание

1. Головка Creo Quantum имеет два десятка независимых лазеров и номинальную мощность 40 Вт. В нормальном режиме с неё снимается 8-12 Вт, т. е. работает она со значительной недогрузкой, обеспечивающей надёжность. Если один или несколько лазеров выйдут из строя, система автоматически задействует остальные, сохранив не только работоспособность, но и производительность ⁴.

Если предположить выход из строя оптического ключа, головку придётся менять. Но ключ — это твёрдое тело, меняющее оптические свойства под действием электрического напряжения, подвижных деталей не имеет, и вероятность его поломки ничтожна. Именно надёжность заставляет Heidelberg, Man Roland и Komori использовать головку Creo в печатных машинах DI.

Стоимость замены головки после окончания гарантии линейно зависит от времени эксплуатации. Приведённая г-ном Головачёвым цена — для 5-ти и более лет. Доступна расширенная гарантия на головку и на всё устройство. Поэтому и покупают.

2. «Многолучевые системы с независимыми лазерами от Heidelberg» существуют только для экспонирования термальных пластин и являются OEM Screen. При выходе лазера из строя производительность падает вдвое.

Похожая схема, с независимыми лазерами, используется и в машинах младшего класса (самых бюджетных) от Creo — Lotem FH. Производительность Lotem FH падает на 2-50% в зависимости от положения сгоревшего диода. В рекламируемых же г-ном Головачёвым «фиолетовых» устройствах Heidelberg используется только один лазер. Если он сгорит, встанет вся система. Так что здесь оппонент превосходит самого себя.

Пыльные бури CtP

Пластины по пыльности делятся на три вида: совсем не пылящие; пылящие как побочный эффект экспонирования; специальные аблативные, сам принцип действия которых — превращать удаляемый с пластины материал в пыль. Системы Creo и с квадратной, и с гауссовой точками работают со всеми типами.

Для аблативных пластин, вместо стандартного, ставится более производительный пылесос. Для термальных устройств Heidelberg/Screen ситуация иная — c аблативными пластинами не работают. Пример: Presstek PearlDry, авторизованные для систем Presstek с гауссовым пятном, систем Creo и Heidelberg 74DI! Понимаете, почему?!

Некоторые обычные пластины в CtP Heidelberg/Screen начинают сильно пылить из-за необычной длины волны экспонирующего лазера (810 вместо 830 нм). Пример — KPG 830. Что ж, гипербола, как и восьмая, высшего класса — с больной головы на здоровую. Действительно, осторожность требуется, но не при выборе пластин, а при выборе термального CtP. Хотя для «фиолетовых» систем, как мы помним, пластины выбирать вообще не придётся.

Исторические перспективы

Ранние CtP-системы, в т. ч. и от Creo, работали на видимом свете различных оттенков, других просто не было. В 1995 г., когда Creo сделала первое термальное устройство, их доля начала расти с нулевой отметки. Как же она могла оказаться в 2001 г. равной 100%?! Умалчиваем мы, оказывается…

Да, найти в бесплатном доступе информацию по доле установленных CtP-систем разных видов сложно, а платить 17 000 долл. за известный анализ консалтинговой компании State Street дорого.

На http://www.gammag.com/Current/index(4_29_03).html, со ссылкой на State Street, сказано, что в 2002 г. доля термальных CtP составила 69%, снизившись с пиковых 75%. Но в целом плавно растёт с момента появления. Полуформатных термальных CtP меньше, по этим же оценкам — 39% из общего числа (3100 шт.) на начало 2003 г.

Учтём, что на этот момент CtP всех форматов было 13 500, и, составив пропорцию, прикинем, что доля термальных в полном и сверхбольшом формате — 78%. С экономической точки зрения, переходить на CtP в России надо в первую очередь именно крупным типографиям, и здесь цифры ясны.

Естественно, чаще покупают термальные. Поэтому и потребление CtP-пластин в России — 70% термальных, 10% «фиолетовых» и 20% остальных (см. «Гарт» ? 8, 2003, http://www.gart.ru/archive/38/ statistics/market.html). А важность доступности расходников, с точки зрения покупателя, и выбора между поставщиками понятна.

По оценкам Фрэнка Романо (Рочестерский технологический институт), на начало 2003 г. доля Creo — около 36%. Это больше, чем всех «фиолетовых», вместе взятых (а их, по информации автора, менее 20%), потому что значительную долю рынка занимают CtP с зелёным и другими лазерами видимого света. Именно за счёт последних и растёт доля «фиолетовых», но часть её отъедают и термальные. Откуда же г-н Головачёв почерпнул, что 38% — термальные, 39% — «фиолетовые» и 23% — остальные?

Так как ссылками он пренебрегает, могу вспомнить, что похожие цифры приводились компанией Agfa.

Но с уточнением, что в действительности это — по продажам пластин Agfa, монополиста рынка серебросодержащих «фиолетовых» пластин и лишь одного из многих игроков рынка термальных. Просто термальные пластины делает ещё десяток фирм, прежде всего KPG, Fuji, Lastra и др. Так гипербола разгибается.

Заодно, в тему: по сообщению Seybold (http://www.seyboldreports.com/Bulletin/ subs/vol9/issv9n6.html), Agfa открывает завод по производству пластин в Китае. Будут делать обычные и термальные, но не «фиолетовые». Это не к вопросу «Стоит ли покупать китайское?», но даёт представление, во что инвестирует Agfa, один из лидеров «фиолетовой» технологии.

Заключение

Продолжать можно и дальше, но и так текст получился длинным. Пусть остальные гиперболы останутся на совести автора. А мы просто вспомним, что рынок мудр, на нём действительно есть место разным технологиям, и в случае серьёзных инвестиций надо внимательно изучить все варианты. Если оказалось, что больше подошла малоформатная CtP Heidelberg — вы не одиноки: в США таких около 6%, и это достаточно серьёзная доля ⁵. Но, независимо от того, оборудование какого производителя вы предпочтёте, имеет смысл внимательно отнестись и к выбору поставщика.

Об авторе: Михаил Кувшинов (M.Kuvshinov@nc.nissa.ru), технический директор компании «Нисса» по цифровым технологиям.

¹— Хоть против «ихнего глазету и не выстоять», казалось бы, корректнее, когда квадратный пиксель из RIP превращается в квадратную же точку на пластине, а не в круглую. Но это уже мелочи…

² — Во всей литературной работе Головачёва тяжёлые проблемы с цифрами. Заранее извиняюсь, но при оценке цифр без цифр не обойтись. Если на них аллергия — следующие несколько абзацев можно пропустить.

³ — Для стохастики второго порядка разброс несколько меньше за счёт агломерации точек.

⁴ — Screen тоже сделала систему с независимыми дублируемыми диодами. Не исключено, что со временем её передадут по OEM-соглашению и Heidelberg.

⁵ — Согласно http://www.gammag.com/Current/index(4_29_03).html со ссылкой на State Street, это доля CtP Heidelberg на американском рынке 4-страничных устройств. В каких пропорциях она делится между «фиолетовыми» и термальными, не сообщается. Доля CtP Heidelberg в Европе автору неизвестна.