Kolorowa fotodruk na ZX-Spectrum: jak to działa

# ZX-Spectrum jako kontroler kolorowego druku fotograficznego: techniczny rozbiór projektu DIY

Na koniec lat 90. XX wieku, kiedy profesjonalne powiększalniki z głowicami do mieszania kolorów kosztowały tyle co mały samochód, entuzjasta rozwiązał problem dostępnego kolorowego druku fotograficznego w niekonwencjonalny sposób — przekształcając ZX-Spectrum w komputer sterujący dla metody addytywnej. Rozbieramy architekturę systemu, implementację programową i ograniczenia projektu.

Dlaczego druk addytywny?

Kolorowy druk fotograficzny w erze analogowej opierał się na dwóch metodach: subtraktywnej i addytywnej. Subtraktywna wymagała drogiego sprzętu — powiększalnika z tacką na filtry korekcyjne (żółty, niebieski, purpurowy) lub głowicą mieszającą kolory. Gęstość filtrów określała balans kolorów (na przykład kombinacja 30-10-00 oznaczała 30% filtr żółty i 10% filtr niebieski). Jednak ta metoda dawała mniej żywe kolory z powodu niepełnej gęstości filtrów i wymagała skalibrowanego źródła światła.

Metoda addytywna jest prostsza pod względem sprzętu (wystarczy zwykły powiększalnik i żarówka żarowa), ale skomplikowana w procesie: trzykrotna ekspozycja przez filtry czerwony, niebieski i zielony z różnymi czasami. Korekcja kolorów uzyskiwana była poprzez zmianę czasu ekspozycji dla każdego filtra. Problem polegał na tym, że ręczne przeliczanie czasu na dziesiąte części sekundy było praktycznie niemożliwe, a wymiana filtrów w ciemności groziła przesunięciem papieru.

Architektura systemu: od sygnału wideo do sterowania lampą

Autor wykorzystał ZX-Spectrum jako mózg systemu. Wyjście wideo komputera dostarczało trzy sygnały kolorowe (5 V), które zostały użyte w następujący sposób:

• Sygnał czerwony sterował lampą powiększalnika za pośrednictwem izolacji galwanicznej i tyrystora. Logiczna jedynka (czerwona matryca na ekranie) włączała lampę do ekspozycji.
• Sygnał niebieski odpowiadał za obrót karuzeli filtrów. Do tego celu użyto silniczka z dziecięcej zabawki, sterowanego prostym mechanizmem z podręcznych materiałów. Kąt obrotu regulowano czasem trwania sygnału.
• Sygnał zielony gasił niebieską lampę w laboratorium na początku cyklu ekspozycji, aby nie naświetlić papieru.

System uruchamiano naciśnięciem spacji na klawiaturze. Komputer wykonywał kolejno:

• Ekspozycję przez pierwszy filtr (przez zadany czas)
• Obrót karuzeli
• Ekspozycję przez drugi filtr
• I tak dalej

Po ekspozycji komputer sterował procesem wywoływania, emitując sygnały dźwiękowe wskazujące przejście między wannami (cztery etapy, w tym płukanie).

Implementacja programowa: timingu i korekcja kolorów

Program w Sinclair BASIC rozwiązywał dwa kluczowe zadania: precyzyjne obliczanie czasu ekspozycji i korekcję kolorów w warunkach nieidealnego sprzętu.

Pierwsza wersja wyglądała następująco:

10 BORDER 0: PAPER 0: INK 7
20 PRINT "START? (Y/N)"; 
30 IF INKEY$="Y" THEN GOTO 50
40 GOTO 30
50 REM Exposure cherez red filter
60 REM Turn on lamp (red signal)
70 REM Delay on time T1
80 REM Carousel rotation (blue signal)
90 REM Exposure cherez green filter (T2)
100 REM ... and t.d.

Głównym wyzwaniem była precyzja timingów. ZX-Spectrum nie posiadał sprzętowego timera o dostatecznej rozdzielczości, dlatego stosowano pętle opóźniające. Do korekcji kolorów w ciemności autor dodał funkcję: naciśnięcie jednej klawiszy zwiększało czas ekspozycji o jeden stopień, inna klawisza go zmniejszała. Pozwalało to na bieżąco korygować balans bez ponownego uruchomienia.

Wyniki i ograniczenia

Pierwsze testy na przeterminowanym papierze fotograficznym „Fototsvet-4” dały ciemne, lecz rozpoznawalne obrazy. Po dostrojeniu korekcji kolorów jakość wzrosła do akceptowalnego poziomu, choć daleko było do standardów komercyjnych.

Główne ograniczenia projektu:

• Niska precyzja obrotu karuzeli (mechanika z podręcznych materiałów)
• Zależność od stanu papieru fotograficznego i chemikaliów
• Brak automatycznej kalibracji pod różne materiały

Projekt zakończył się w 2001 roku z powodu wymiany paszportów w Rosji — autor przeszedł na fotografię czarno-białą, która okazała się bardziej poszukiwana.

Co ważne

• Druk addytywny wymaga wielokrotnej ekspozycji z różnymi czasami, co bez automatyzacji jest niemożliwe.
• ZX-Spectrum stał się tanim kontrolerem dzięki prostemu interfejsowi sygnałów wideo i możliwościom programowania.
• Korekcja kolorów w czasie rzeczywistym za pomocą klawiatury rozwiązywała problem niedokładności sprzętu analogowego.
• Podejście DIY ma sens tylko w eksperymentach, nie w zastosowaniach komercyjnych.

— Editorial Team