Методика тестирования принтеров с возможностью цветной печати

Введение

При составлении методики тестирования принтеров главным возникшим вопросом стал – стоит ли ее делать отдельной для различных типов устройств. Под общим названием принтеры в действительности скрываются довольно сильно отличающиеся по возможностям и предназначению устройства. Попытка найти и применить универсальное лекарство от всех болезней не всегда приводит к успеху - больной может и умереть. Тем не менее, желание придерживаться каких-то общих стандартов и единого подхода в тестировании периферийных устройств данной категории взяло в конечном итоге верх, правда, с известными оговорками. Таковыми в первую очередь стали ограничения на типы принтеров, подпадающих под действие данной методики. Мы сознательно распространили ее действие только на цветные струйные и лазерные принтеры, не адаптируя ее под матричные и термосублимационные принтеры, ввиду специфичности и малой распространенности подобных моделей на российском рынке. В принципе, данным документом можно руководствоваться в будущем при тестировании монохромных лазерных принтеров, исключив из него пункты, регламентирующие определение качества цветопередачи.
Созданная нами методика касается в основном двух важнейших характеристик принтеров, каковыми, безусловно, являются качество печати и производительность. Разумеется, есть еще третий показатель – стоимость продукта, который волнует всех пользователей, но он не входит в компетенцию данной методики и диктуется продавцом товара. Мы можем лишь субъективно оценить соответствие цены принтера его прочим рассматриваемым нами характеристикам. Кроме этого, конечно, существуют и другие факторы, оказывающие влияние на принятие решения о приобретении того или иного принтера.
Перед тем как непосредственно перейти к методике тестирования, скажем несколько слов о других аспектах, которые мы будем принимать во внимание при рассмотрении очередной модели печатающего устройства. Речь идет о следующих параметрах:

Технические характеристики;
Технология печати;
Конструктивное исполнение;
Программное обеспечение;
Комплектация принтера.

Подробно расписывать вышеприведенные пункты нет смысла – большинство пользователей, мало-мальски имеющих дело с принтерами, понимают, о чем идет речь.

Качество печати

Показатель "качество печати" носит обобщённый характер. На самом деле он формируется в результате взаимодействия нескольких составляющих, которые в совокупности и позволяют в итоге получить радующую глаз картину на бумажном листе. Суммарный результат будет зависеть от технологии печати, чернил, бумаги, программного обеспечения и некоторых других факторов. Естественно, что в нашем случае стоит задача проконтролировать то, что мы получаем на выходе.
Одним из главных факторов, формирующих качественное изображение, является способность принтера обеспечить корректную цветопередачу. Сразу оговоримся, что речь идет именно о технической стороне этого вопроса, а не о самом красивом и приятном на взгляд изображении. В результате своей работы принтер должен распечатать максимально соответствующее электронному оригиналу по трем цветовым составляющим (RGB) в каждом пикселе изображение. Здесь будет уместно напомнить о том, что, конечно же, готовая цветная копия на практике всегда бывает хуже оригинала, так как принтеру почти невозможно абсолютно точно передать весь диапазон цветов оригинала. Кроме этого важным элементом в работе любого принтера является способность обеспечить качественную передачу полутонов. Проблематичным для выполнения данной задачи в ряде случаев становится неспособность принтера обеспечить равномерную заливку цветом во всем яркостном диапазоне. Обычно наиболее проблемными становятся участки очень светлого тона. При цветной печати черный цвет формируется за счет смешения RGB-цветов, и не всегда конечный результат получается удовлетворительным из-за нарушения их правильного баланса. Еще одним аспектом получения качественного изображения на бумаге является разрешающая способность принтера, позволяющая обеспечить корректную передачу самых мелких деталей. Многие современные принтеры имеют очень высокую заявленную производителями плотность печати, которая на практике не всегда имеет прямую взаимосвязь с реальным физическим разрешением, и выяснить истинное положение дел можно только в процессе тестирования.
После того как мы рассмотрели проблемы, возникающие при попытке добиться максимального качества печати, пришло время выбрать способы конкретной реализации стоящей перед нами задачи.
Полученные отпечатки оцениваются субъективно и объективно. В основе первого способа лежит традиционный визуальный способ, который позволяет выявить видимые невооруженным глазом недостатки. Второй метод основан на более точной и беспристрастной оценке качества печати. Он заключается в том, что распечатанные тестовые изображения сканируются на эталонном сканере и переводятся в цифровой вид. Далее с помощью специального программного обеспечения снимаются показатели RGB со специальных "плашек", и определяется степень отклонения в цветовых характеристиках от оригинального изображения. Для того чтобы учесть степень погрешности в результатах, вносимые самим сканером, он перед тестированием калибруется с помощью фирменной цветовой мишени Kodak Q-60.
Вышеперечисленные способы оценки качества печати в полной мере относятся к тестовым изображениям цветной печати. В случае использования для печати только черных чернил процедура тестирования отпечатков несколько упрощается за счет того, что отпадает необходимость изучения цветовых характеристик.

Скорость печати

Скорость печати указывают в документации к своим принтерам все производители. Данные, приведенные в спецификациях, относятся к различным режимам работы и выражаются в количестве страниц распечатываемых за одну минуту. Однако не все так просто. По идее, при наличии единого подхода у компаний-производителей в определении быстродействия для всех моделей цифры должны получаться достаточно корректными, но как Вы сами догадываетесь, никакой уверенности в том, что при определении скорости печати все компании используют одни и те же эталонные документы - нет. Для того чтобы сравнивать между собой по скорости печати принтеры различных фирм, лучше все же провести свое собственное тестирование. В подобном случае мы используем одинаковые шаблоны, для определения производительности всех моделей, не взирая на их принадлежность к той или иной компании, и сможем делать обоснованное сравнение их между собой по этому показателю.
Для определения скорости печати мы будем использовать три заранее подготовленных электронных макета, выводимых на листы формата A4. Первый из шаблонов представляет собой одну страницу текста. Второй макет состоит из комбинации текста и цветной графики. В первых двух случаях для печати используется стандартная офисная бумага (80 г/м^2). В качестве третьего макета применяется подготовленное нами цветное тестовое изображение, распечатываемое на фотобумаге лучшего качества, рекомендованной производителем. Режим печати в этом случае выбирается с максимально возможной плотностью. Время печати во всех случаях фиксируется с момента выдачи команды Print до выхода листа в лоток.

Основные тесты

В перечень основных тестов входят те, которые в дальнейшем позволяют произвести сопоставление по качеству и скорости печати любых моделей принтеров при выполнении ими наиболее характерных функций. Для простоты сравнения итоговых результатов для принтеров форматов A3 и A4 используется единый типоразмер бумаги. Список основных тестов:

1. Тест на качество (скорость) цветной печати (офисная и фото бумага А4). Используется файл TF1 (описание используемых файлов ниже).
   
2. Тест на качество монохромной печати (офисная бумага A4). Используется файл TF3.
   
3. Тест на скорость монохромной печати (текст, офисная бумага A4). Используется файл TF4.
   
4. Тест на скорость смешанной печати (ч./б. текст/цветная графика, офисная бумага A4). Используется файл TF5.
   
5. Тест на разрешающую способность монохромной печати (офисная бумага A4). Используется файл TF2.
   
6. Тест на разрешающую способность цветной печати (фотобумага A4). Используется файл TF2.
   
7. Тест на влагоустойчивость чернил на бумаге после высыхания отпечатка (влажная вата).
   

Дополнительные тесты

Кроме вышеназванных основных тестов на качество и скорость печати, основанных на изучении способности принтеров выполнять свои главные функции, возможно проведение дополнительных тестов, базирующихся на наличии специфических возможностей у конкретных моделей. Речь идет о том, что некоторые принтеры позволяют производить печать на компакт-дисках, рулонной бумаге, носителях увеличенной толщины и т.д. и т.п. Дополнительные тесты позволяют оценить качество выполнения подобных функций. Целесообразность проведения дополнительных испытаний будет решаться по результатам изучения характеристик принтеров, попавших на тестирование.

Замечания к процедуре тестирования

Теперь о том, как осуществляется само тестирование. До его начала производится калибровка головок принтеров. Если для отдельных моделей принтеров для получения фотореалистичного изображения требуется установка дополнительного картриджа, то подобный шаг предпринимается. Режим печати производится с установками "по умолчанию", в случае отсутствия, каких-либо комментариев в тексте. Окончательные параметры тестирования выбираются в зависимости от конкретных характеристик рассматриваемых устройств.

Тестовые файлы-шаблоны

Файл TF1


Для того чтобы определить способность принтеров качественно осуществлять цветную печать, была создана специальная мишень. На ней представлены несколько цветных и одно черно-белое художественное изображение, служащие для субъективной оценки качества.
Кроме этого на мишени находится прямоугольник с градиентной заливкой черного цвета от 0 до 100 процентов, а также семицветная плашка со "ступеньками" различной интенсивности и известными значениями RGB. С их помощью можно объективно оценить степень корректности цветопередачи принтеров.

Файл TF2


Данный тестовый файл в PDF-формате предназначен для определения разрешающей способности принтеров. Тестовое изображение USAF 1951 можно использовать для определения разрешающей способности принтера. На данной мишени находится несколько групп, состоящих из шести элементов каждая. Элементы в каждой группе прогрессивно уменьшаются и нумеруются цифрами от одного до шести. Каждый элемент в группе представлен двумя тройками прямоугольников, расположенных по вертикали и горизонтали. Каждая новая группа элементов по своим размерам меньше предыдущей. Уровень вложения групп достаточно велик и позволяет выяснить максимальное разрешение печати, на которое способен принтер.

Файл TF3


Предназначенный для определения качества монохромной печати текста файл doc-формата состоит из нескольких десятков строчек шрифта различного размера и начертания, позволяющий определить также в какой-то мере и максимальное разрешение.

Файл TF4

Данный шаблон предназначен для определения скорости монохромной печати текста. Файл doc-формата содержит одну страницу текста, выполненного шрифтом Times New Roman размером 10 пунктов обычным начертанием и одинарным межстрочным интервалом.

Файл TF5

Для того чтобы определить скорость печати смешанных документов (монохромный текст/цветная графика), используется файл в doc-формате. Он содержит текст, выполненный шрифтом Times New Roman размером 10 пунктов обычным начертанием и одинарным межстрочным интервалом и два цветных изображения (диаграммы).

Оценка качества цветопередачи на основе объективных показателей

При оценке качества цветопередачи принтера мы будем в какой-то мере придерживаться принципов методологического подхода, описанного в статье о тестировании сканеров.
Оцифрованное после сканирования в цветном режиме с оптическим разрешением сканера изображение отпечатанной на принтере мишени (файл TF1) используется для определения цветных компонент RGB в определенных точках с помощью специальных программ, например, Adobe PhotoShop. Для этого снимаются результаты на всех одиннадцати "площадках" разной яркости семи цветовых "линеек": Red, Green, Blue, Black, Yellow, Magenta, Cyan.
Далее все полученные данные для каждой контрольной точки со сканированного изображения заносятся в специальную таблицу.
На основе результатов для всех семи цветов определяется интегральный коэффициент корректности воспроизведения оригинальных цветов принтером. Он вычисляется как сумма разности, взятая по модулю, значений цветовых составляющих (RGB) каждой из контрольной точек на отсканированном изображении и эталонном файле, затем поделенная на семьдесят семь.


Наименьшее значение, полученное в результате подсчетов, будет являться признаком наиболее точной передаче цветовой палитры оригинала принтером, из числа принявших участие в тестировании. Заметим, что предлагаемый нами показатель пригоден только для сравнительного анализа качества цветопередачи между моделями и не может являться абсолютной оценкой.

Сбалансированность цветов и качество передачи полутонов

На основе измеренных RGB значений прямоугольника с градиентной заливкой черным цветом строится график, отражающий качество выполнения принтером данной процедуры. На оси X откладывается расстояние, выраженное в точках, а на оси Y отложены RGB значения пикселов.

Итоговая картина в случае близком к идеальному выглядит приблизительно такой, какую можно наблюдать на графике. Линии от всех трех составляющих черный цвет RGB-компонентов сливаются в единое целое, а отсутствие провалов и пиков говорит об их сбалансированности. Желательный диапазон изменения значений цветовых компонентов (RGB) должен составлять от 0 до 255.

Будем считать нашу методику базовым документом доступным для внесения изменений и развития по мере ее практического применения.