Для багатьох людей залишається загадкою те, чим займаються працівники деяких академічних установ на зразок Інституту фізики конденсованих систем НАН України, що у Львові. Вони не мають величезних лабораторій чи спеціального обладнання. Проте з деякими їхніми розробками маємо змогу ознайомитися в побуті вже сьогодні та, є сподівання, ширше — в майбутньому. Приклад нової розробки — патенти та свідоцтва на комп’ютерні програми, видані на нову технологію кольорового друку докторові фізико-математичних наук професорові Михайлові ШОВГЕНЮКУ, який обіймає посаду провідного наукового співробітника.
— Михайле Васильовичу, що нового в кольоровому друці відкрили ви?
— Якщо сказати лише одним реченням, то це звучатиме так: створено технологію на новому принципі синтезу кольорів на відбитку, який полягає в тому, що кожну точку (піксель) зображення на відбитку друкують лише двома кольоровими і третьою — чорною — фарбами незалежно від кількості фарб, що використовуються у традиційних способах кольорового друку.
Скажімо, якби можна було спостерігати за райдугою і милуватися її кольорами щодня, то повірте, ніхто б не звертав на неї особливої уваги. Тому коли беремо в руки газету і розглядаємо кольорові фотографії, то не замислюємося, скільки ж фарб витрачається на те, щоб передати на папері всю цю колірну гаму. Таку технологію використовують понад три століття. Вона передбачає використання для друку трьох кольорових фарб — блакитної, пурпурної й жовтої, які дають змогу передати більшу частину колірної гами. Для кольорів, які не вдається ними відтворити, зазвичай використовують четверту — чорну. Цей принцип кольорового друку настільки міцно засів у нашій свідомості, що начебто іншого шляху не існує, а тому шукати щось нове в цій ділянці — марна справа. А чому?
Ми спробували зламати цей стереотип. Наша нова технологія, яку ми назвали ICaS-ColorPrint, де ICaS — це позначення нового колірного простору, дає змогу синтезувати будь-який колір лише двома кольоровими фарбами. На основі розв’язків рівнянь, які описують синтез кольорів на друкарському відбитку, є змога для всіх точок (пікселів) зображення точно розрахувати потрібні кількості двох кольорових і чорної фарб.
На перший погляд, відбиток на папері, роздрукований лише двома кольоровими фарбами, має незвичний вигляд. Та коли нанести на нього ще й чорну фарбу, тоді всі кольори повертаються на свої місця і зображення немов оживає. Тут маємо унікальний ефект чорної фарби, яка за наявності на відбитку кольорових фарб істотно змінює кольорове зображення загалом. Цей ефект важко описати, простіше один раз побачити і переконатися в цьому.
До речі, така модель зовсім не суперечить теорії кольору Дж. Максвелла, яка ∂рунтується на трьох основних кольорах: червоному, зеленому й синьому.
— Тобто замість традиційних раніше трьох кольорових маєте тепер дві таємничі фарби, якими разом з чорною можете передати всі барви райдуги? А які це дві фарби?
— Нова технологія кольороподілу зображення зорієнтована передусім на використання традиційних кольорових фарб. Тому говорити про якісь таємничі кольори не доводиться. Нині всі кольори, які можна надрукувати на папері фарбами, відомі. Більше того, в нашій технології творення будь-якого кольору з двох кольорових і чорної фарб можна описати на основі рівнянь і розрахувати з високою точністю. Ключовим моментом є лише те, що немає потреби підбирати кольори зображення під фарби так, як це роблять у традиційних технологіях друку. Створене нами програмне забезпечення дає змогу дуже швидко опрацювати мільйони пікселів зображення і для кожного пікселя точно розрахувати ті співвідношення двох кольорових і чорної фарб, які потрібні для відтворення кольору цього пікселя на папері.
— Михайле Васильовичу, оскільки ви отримали патент, то наші читачі, звісно, не можуть сумніватися в істинності вашого результату. Але навіщо це потрібно?
— Наша технологія має великі практичні переваги. Вона ∂рунтується на принципі використання мінімуму фарб. Сутність цього принципу в тому, що будь-який колір друкується мінімальною кількістю фарб, яка визначається на основі рівнянь синтезу кольорів. Відповідно на папері кількість кольорових фарб не може перевищувати 200%. До прикладу: для тих технологій, які використовують у друкарнях, ця мінімальна гранична межа — 200% — недосяжна. Це означає, що частина трьох кольорових фарб витрачається даремно. Наша технологія дає змогу одразу досягти економії кольорових фарб від 50% до 70%. Якщо враховувати чорну фарбу, якої в нашій технології потрібно трохи більше, то загальна економія чотирьох друкарських фарб становитиме 40%. Ці цифри вражають економічним ефектом, якого ми й самі не очікували.
— Пане професоре, ви перевірили нову технологію на практиці?
— У 2014 році ми з групою фахівців Української академії друкарства в межах інноваційного проекту Національної академії наук України підготували до друку перше ілюстроване видання Василя Пилип’юка «Світлопис моєї душі».
Це лише один з багатьох альбомів художніх фотографій автора, знаного і в Україні, і за її межами. З точки зору кольорового друку такі мистецькі фотографії — складні видавничі оригінали, які якісно надрукувати можна далеко не в кожній друкарні. Тому ми вдячні компанії «Юнівест ПреПрес» (м. Київ), яка надала свою виробничу базу і надрукувала це видання з професійною якістю. Коли читачам «УК» потрапить до рук це видання, вперше надруковане за нашою технологією, то, сподіваємося, вони самі оцінять його якість. Недавно побачив світ і новий ілюстрований альбом з нагоди 90-річчя засновника нашого інституту академіка І. Р. Юхновського.
— Щиро кажучи, не очікував побачити таке розкішне підтвердження теорії практикою. Але, даруйте, нова технологія потребує відносно великих разових капіталовкладень, а якість друку залишається тією, що й була. Тому результат, звісно, є, але ефект від нього для людини…
— Це не зовсім так. Читачам газети поясню: візуально зображення, отримані за нашою технологією, значно більше подібні на ті, що бачить людське око, ніж надруковані за традиційною технологією. Наприклад, в ілюстраціях, надрукованих за традиційною технологією, накладання фарб у тінях завжди забагато, наша ж технологія цього дефекту позбавлена.
Нині кольоровим зображенням уже нікого не здивуєш. Ми досягли такого рівня технічного розвитку, що в кожному мобільному телефоні є цифрова камера, за допомогою якої кожен з нас може миттєво отримати кольорову фотографію. Але, повірте, не все, що можемо сфотографувати такою камерою, і не все, що нам показують на екрані телевізора чи на моніторі комп’ютера, насправді таке барвисте у самій природі. Для порівняння досить відчинити вікно й побачити на власні очі всю гармонію кольорів навколишнього світу. Саме через наявність таких розбіжностей люди, щоб отримати правдиву інформацію про колірну гаму цікавого для них об’єкта чи події, готові йти на додаткові фінансові витрати. Наша технологія надає саме таку значно правдивішу інформацію про колірну гаму навколишнього світу.
— Що ж, сподіваємося, що українські друкарі й комп’ютерники зможуть використати запропоновані вами ідеї у виробництві.
— Упевнений, що нова технологія кольорового друку — це технологія майбутнього, створена в Україні. Тож сподіваюся на підтримку науковців і практиків поліграфічного виробництва.
Зіновій ПАРТИКО
для «Урядового кур’єра»
ДОСЬЄ «УК»
Михайло ШОВГЕНЮК. Народився в селі Чорний Потік Івано-Франківської області. Закінчив Львівський державний університет ім. І. Франка. Автор понад 180 наукових праць, 25 патентів, міжнародних патентних заявок та комп’ютерних програм. Науковий керівник інноваційних проектів НАН України з розроблення нових методів цифрової обробки кольорових зображень для видавничих систем та кодування зображення для систем захисту оптичної інформації.
Доктор фізико-математичних наук, професор, провідний науковий співробітник Інституту фізики конденсованих систем НАН України.