От виноградных прессов к цифре. Технологии, которые изменили печать
Печать традиционно была сложным техническим процессом. Еще до изобретения Гутенберга изготовление бумаги, чернил и оттисков требовали незаурядных знаний. После появления подвижных литер печать стала одной из важнейших сфер бизнеса, где в первую очередь применялись технические инновации: паровые механизмы, электричество, фоточувствительные материалы, лазер и другие.
Как изобретение Гутенберга подтолкнуло к шрифту Times New Roman
Мы любим первооткрывателей, и заслуженно, но многие из них лишь соединили наработки предшественников и довели их до совершенства. И до Гутенберга книги могли печатать методом ксилографии. В Китае так стали делать еще в 581 году до нашей эры). Этот процесс представлял из себя штамповку целой страницы с подготовленной формы из дерева. При этом он был настолько трудоемким, что не позволял печатать объемные произведения в приличных масштабах. Представьте, сколько бы потребовалось вырезать вручную печатных форм, чтобы напечатать Библию.
Изобретение Иоганна Гутенберга (1439) было в том, что он создал подвижные печатные металлические литеры (то есть отдельные бруски с зеркально отраженными буквами), доработал состав чернил, чтобы они не капали с литер, и соединил это все с винным прессом.
Эту технологию практически без изменений использовали до XX века. Она называлась «ручной набор», когда наборщики (теперь забытая профессия) вручную из литер собирали зеркально отраженные слова, предложения и целые тексты в печатные формы. Все это отпечатывалось на бумаге с помощью пресса. В XIX веке появился паровой пресс и роторный станок. Они значительно ускорили печать и способствовали распространению газет и листовок.
Литеры делали из гарта — сплава свинца, сурьмы и олова, используемого для изготовления типографских литер. Другой проблемой было изготовление чернил, которые бы не капали с печатной формы. Гутенберг изобрел масляные чернила на основе древесного угля, но, в отличие от распространенных среди писцов, стал добавлять в них масло, а также соединения олова и меди.
Война шрифтов
Промышленная печать требовала возможности быстро изготавливать литеры. Писцы в то время использовали литеры со шрифтом Blackletter — то, что в России обычно называют «готическим». Библия Гутенберга напечатана именно им.
Библия Иоганна Гутенберга. Источник: wikimedia.org
Сложность быстрого распространения книгопечатания упиралась в необходимость быстро производить большое количество литер. Это было довольно трудно, учитывая особенности мистического шрифта Blackletter. На помощь пришло изобретение современника Гутенберга Николя Женсена, который изобрел шрифт Antiqua, заложившего основы Times New Roman.
В Германии из-за этих двух шрифтов разборки шли вплоть до прихода к власти нацистов. Одни были приверженцами более простых античных (римских) шрифтов, а романтизирующие прошлое националисты (не нацисты) видели во Fraktur (немецкая разновидность Blackletter) эстетику славного германского прошлого. Спор разрешили только во времена Третьего Рейха — нацисты встали на сторону более простых античных шрифтов.
В 1886 году газета New York Tribune начала использовать линотип — наборную машину, где скорость изготовления печатной формы стала совпадать со скоростью ручной печати на печатной машинке. Оператор печатал текст — машина из отдельных букв делала матрицу целой строки. Чуть позже подавался сплав гарта и отливал печатную форму строки или даже абзаца целиком. Эти формы размещали в нужном порядке при верстке печатной формы всей страницы. Но печать по-прежнему оставалась плоской.
Линотип. Источник: wikimedia.org
Офсетная печать
Роторный пресс
Применение цилиндрических форм в начале XIX века позволило в разы ускорить печать. Краска наносилась на плоскую печатную форму, а цилиндр прокатывал страницу.
Так выглядел процесс получения оттиска на роторном станке.
Офсетный валик
Оттиск роторного пресса все еще требовал зеркально-набранной печатной формы. Проблему решили с помощью дополнительного резинового вала, который применяется в офсетной печати до сих пор. Здесь же нашли свое применение принципы литографии, то есть тот факт, что масло с водой не смешивается — это позволяло передавать через резиновый валик водные чернила только в нужных местах.
Схема устройства офсетной машины. Источник: wikimedia.org
Офсетная печать в десятки раз ускорила печать тиража — общество вступило в эпоху массовой информации. Достаточно было один раз изготовить печатную форму, и можно было выпускать десятки и сотни тысяч газет и листовок. Самые большие затраты шли как раз на изготовление формы, поэтому чем больше был тираж — тем выгоднее была печать. Этот принцип действует в офсетной печати до сих пор.
Фотонабор
В середине XX века печатные формы стали изготавливать при помощи фотонабора: отдельные куски текста разным размером и шрифтом с помощью трафарета символа и света проявляли на фоточувствительном материале. Нужные строки и абзацы вырезали ножницами и размещали с помощью воска на макете страницы. Потом этот прототип страницы фотографировали и получали полноразмерный негатив страницы. Негатив накладывали на светочувствительный материал и с помощью ультрафиолета и процесса полимеризации создавали полноразмерную печатную форму для офсетной печати.
Процесс создания печатной формы на фоточувствительном материале хорошо показан в этом видео.
В современных офсетных типографиях часто можно увидеть фотонаборные аппараты. На них посылают цифровой макет, который проходит через RIP — обработчик растрового изображения. Последний формируют готовую формную пластину с учетом используемых чернил и материала.
Передача текста и изображения с помощью электричества
Параллельно с развитием печати развивались средства связи и копирования информации. В них раньше, чем в печати, появились способы дублировать текст и изображения с помощью электричества.
Факс в XIX веке
Люди постарше могут помнить такое устройство, как факс. Интересно, что факсимильный аппарат (тогда его называли пантелеграф) мог передавать изображение на расстояние через электрический провод уже в середине XIX века. С помощью тока можно было синхронизировать ползунки, которые на удалении друг от друга считывали и воспроизводили изображение.
Для этого первое изображение должно было быть нарисовано специальными чернилами на металлическом листе, а второе, повторяя движение, пропускало ток по бумаге, смоченной в растворе железосинеродистого калия, который окрашивался под воздействием электричества.
Технология тогда не получила широкого распространения до 1902 года, когда изобрели оптические датчики. Наступила эпоха факсов и копировальных аппаратов. В 1940-е в Америке появляется электрография (ксерография), которая позволяла переносить сухой тонер на материал с помощью статического электричества — так появились первые ксероксы.
Развитие цифровой печати
В середине XX века компьютеры стали использовать бумажные перфоленты для передачи цифровой информации на печатное устройство. Отверстие в бумажной ленте означало единицу, его отсутствие — ноль. Чуть позже появились магнитные ленты и жесткие диски. Теперь уже на монохромном компьютере нужным шрифтом печатался и редактировался текст. Каждый символ был растровым — состоял из отдельных точек, поэтому размер нужного шрифта (кегль) приходилось выбирать самому, а готовый текст проецировался на фотобумагу с помощью электронно-лучевой трубки и следовал уже описанный выше процесс изготовления печатной формы.
Революция в копировании — революция в печати
Развивавшиеся параллельно процессы печати и ксерографии начали объединяться. В конце 1960-х американский инженер Гэри Стэкуэзер начал думать, как можно использовать лазерный луч, чтобы передавать необходимое для копирования изображение. В 1972-м году появился первый лазерный копировальный аппарат Xerox 9700, который заложил основы и для развития лазерной печати.
Цифровая революция в печати произошла в 1980-е и 1990-е годы, когда отправлять изображение с персонального компьютера на печатающее устройство стало возможно напрямую. Лазерный луч воспроизводил цифровое растровое изображение с помощью электрического заряда на фоточувствительном барабане, который притягивал сухой тонер. Дальше тонер переносился на бумагу и полимеризовался с помощью нагрева. По такому принципу работали первые коммерчески успешные принтеры HP LaserJet и Apple LaserWriter и использовали технологию электрографии, чтобы воспроизвести цифровое изображение в печатающем устройстве.
Схема работы лазерного луча в современном принтере. Источник: wikimedia.org
Струйный или лазерный
Еще с 1950-х годов шло развитие струйной печати. Принцип печати там другой — жидкие чернила формируют изображение с помощью маленьких отверстий с тонерами в печатающей головке, которая управляется электроникой. То есть принципов цифровой печати всего два: струйный и электрографический, хотя есть пара исключений вроде HP Indigo c жидким тонером. У каждого из двух принципов есть свои преимущества и недостатки: лазерный считается более точным и четким, но процесс нагревания чернил может создавать неприятный токсичный запах. Струйная же печать позволяет создавать более яркие изображения и печатать на толстом материале, таком как гофрокартон.
Цифровые печатные машины сейчас
Американские аналитики прогнозируют рост полиграфического бизнеса до 2030 года на 7,1% в год. Как такое возможно? Полиграфисты по всему миру постепенно переходят от офсетных машин к цифровым, а вместо газет и журналов производят упаковку. Это удачно накладывается на восстановительный рост после COVID-19 по всему миру. В Китае до 50% дохода типографий приносит упаковка, и лишь 30% — традиционный издательский бизнес.
Цифровые печатные машины могут работать с меньшими объемами, но требовать значительно меньших затрат на обслуживание и размещение. Кроме того, постоянно экспериментировать с дизайном упаковки, проверять гипотезы бизнесменов ограниченными партиями и удовлетворять запросы отдельных людей.
Если говорить прямо, то цифровая печатная машина представляет из себя большой принтер (а если быть точным, то большое МФУ). Она не похожа на промышленный конвейер офсетной печати, хотя и может занимать до половины пространства в небольшом помещении. Основное отличие от домашнего или офисного МФУ в том, что ЦПМ рассчитана на промышленную нагрузку и работу 24/7.
Еще такие устройства могут выполнять значительную часть функций постпечатной обработки, такие как сортировка, сшивание, сгибание, перфорация, буклетирование. Именно цифровая машина — основа копировальных центров, которая закрывает значительную часть потребностей людей в полиграфии. Средняя цифровая печатная машина, например Konica Minolta bizhub PRO C6501, печатает со скоростью 65 листов в минуту
Цветовые решения: из RGB в CMYK
Большинство печатных машин работает по технологии CMYK, то есть оперирует комбинациями из четырех цветов: Cyan (голубой), Magenta (пурпурный), Yellow (желтый), Key (черный). Дополнительно могут устанавливаться белый, оранжевый, красный или зеленый — все зависит от потребностей заказчика.
Изображение при этом все же требует предпечатной подготовки. Есть стандарты, в соответствие с которыми нужно подготовить макет для печати, поскольку работа цифровых печатных машин предусматривает использование различных типов мелованной и немелованной бумаги. Тип бумаги, тонер и даже температура воздуха с влажностью влияют на качество готовой продукции и получаемый цвет. Современные ЦПМ оборудованы автоматикой, которая может самостоятельно определить тип и плотность материала, быстро обнаружить неточность цвета, артефакты на изображении, коробление бумаги и прочие недостатки, за которыми раньше пристально следили полиграфисты с идеальным цветовосприятием.
Для более точного определения условий печати существует ICC-профили, позволяющие разложить цифровое RGB изображение на цвета системы CMYK с учетом особенностей печати конкретной модели цифровой печатной машины.
В цифровых типографиях и копицентрах цифровые печатные машины часто соседствуют с плоттерами — устройствами, которые создавались для воспроизведения векторных изображений, например, чертежей. Сейчас их чаще используют для точной резки самоклеющейся пленки.
Что будет дальше
В 2020-х производители такого оборудования стремятся совмещать функции разных устройств в одном приборе. Именно в этом направлении работают молодые китайские производители, пытающиеся занять свою нишу на рынке цифровых печатных машин. Гибридизация идет и по пути объединения «цифры» и флексографии, которая позволит выпускать и традиционную бумажную продукцию, производить гофроупаковку и печатать на рельефных объектах.
Одной из приоритетных задач в современной полиграфии является увеличение резкости отпечатанных материалов, возможность работы с более высоким разрешением. Этому могут помочь исследования в области нанотехнологий. Они дадут возможность для сверхточной передачи цвета за счет наноразмеров пигмента и Это же касается и высокого разрешения.
Процесс печати хоронить еще рано, об этом же свидетельствует возрождающийся интерес к печатным книгам, который по итогам 2023 года вырос в России на 7,5 процентов
Основными драйверами распространения печатных книг сейчас являются маркетплейсы. Это дает возможность практически любому написать, напечатать небольшим тиражом и распространять книгу собственными силами. Развитие маркетплейсов в целом обеспечит заказами небольшие копицентры и типографии — мелкий бизнес и ремесленники всегда смогут сделать себе упаковку, создавать рекламную продукцию, собственные настольные игры, уникальные открытки, чехлы для телефонов и прочие приятные сердцу сувениры.
