Материальные носители информации и их развитие

§1.2 Изобретение  бумаги и совершенствование её производства Свойства, виды, форматы бумаги

Современный, самый  распространённый носитель информации – бумага – появился тоже очень давно : во 2 веке н.э. в Китае. Долгое время секрет её производства строго охранялся. Первоначально бумага изготавливалась из натуральных растительных волокон (риса, бамбука и пр.). Растёртые в воде волокна растений пропитывались животным клеем, сушились на воздухе и прессовались. В Индии, Вьетнаме, а потом и в Европе бумагу делали из переработанного тряпья. Она так и называлась – тряпичная бумага. Тряпичная бумага ручной выработки выпускалась примерно до конца 18 века. За это время в процесс производства вводились новшества : использование наполнителей для уменьшения прозрачности бумаги, замена животного клея канифольным, отбеливание хлорной известью цветного тряпья и др. С середины 19 века в Европе начали использовать более дешёвую бумагу на основе древесины ( из древесной целлюлозы, а затем из древесной массы). Тексты на таких носителях как папирус, пергамент и бумага писались обычно чёрными чернилами – сажевыми и железо-галловыми. Сажевые чернила (тушь) получали, растирая мелкодисперсную сажу с водой и клеем. Позднее в тушь стали вводить вещества (казеин, шеллак), придающие тушевому тексту водостойкость. Однако, тушь была неудобна в употреблении, плохо проникала в бумагу, давала нестойкий к истиранию текст. Железо-галловые чернила получали, добавляя в отвар галловых орешков раствор железного купороса. Получались бесцветные чернила, которые на пергаменте или бумаге быстро темнели, давая густой чёрный текст. Лучшие образцы железо-галловых текстов выдержали многовековое хранение : они нерастворимы в воде, устойчивы к выцветанию, износостойки. С этого периода и по настоящее время документы на бумажных носителях являются самыми распространёнными. А развитие технического прогресса в области производства бумаги, книгопечатания, копирования текста сделало бумажные документы дешёвыми и общедоступными. И сейчас под словом "документ" большинство людей традиционно подразумевают текст или изображение на бумаге.

Ни для кого не секрет, что от правильного подбора  бумаги напрямую зависят качество полиграфической продукции и её соответствие условиям предполагаемого использования. Прежде всего, напомним, что бумага— это многокомпонентная система, состоящая из специально обработанных растительных волокон, тесно переплетенных между собой и связанных химическими силами сцепления различных видов. Бумага различается по толщине или по массе одного квадратного метра (г/м²). По принятой классификации масса 1 м² печатной бумаги может составлять от 40 до 250 г. Более 250 г/м² — это уже картон.

Один из важнейших  технических показателей бумаги, от которого зависят многие основные свойства – прочность, упругость, пластичность, светостойкость и др., - это композиция бумаги. Отечественные бумаги по композиции подразделяются на группы по номерам: № 1, № 2, № 3.

Бумага № 1 –  это чистоцеллюлозная бумага. Сделанные, как правило, только из целлюлозных волокон, чистоцеллюлозные бумаги обычно имеют высокую белизну, повышенную прочность, почти не подвержены старению при хранении. Такие бумаги используются для изготовления высокохудожественной продукции, словарей, энциклопедий, официальных справочных изданий.

Бумага № 2 содержит до 50% древесной массы, которая придаёт  бумаге ряд полезных качеств –  улучшаются печатные свойства, стабильность размеров при изменении климатических  условий, снижается масса листа м т.д. В сравнении с бумагой № 1 бумага № 2 дешевле.

Бумага № 3 полностью  состоит из древесной массы. Это  дешёвая бумага невысокого качества, используемая для изданий с небольшим  сроком службы и применяемая только для типографской (высокой) печати.

По способу  печати бумага обычно подразделяется на офсетную, типографскую и для  глубокой печати. Бумагу так же часто  классифицируют по степени отделки  поверхности. По этому признаку бумага делится на матовую, машинной гладкости  и глазированную (каландрированную, т.е. дополнительно обрабатываемую в суперкаландрах для придания ей высокой плотности и гладкости).

Все печатные свойства бумаги можно объединить в следующие  группы:

· геометрические (гладкость, толщина и масса 1 м², плотность и пористость);

· оптические (белизна, непрозрачность, лоск, или глянец);

· структурные  — показатели однородности структуры (равномерность просвета, разносторонность);

· механические — прочностные и деформационные (прочность поверхности к выщипыванию, разрывная длина, или прочность на разрыв, прочность на излом, влагопрочность, мягкость и упругость при сжатии и т.д.);

· сорбционные (гидрофобность  — стойкость к действию воды, впитывающая способность растворителей  печатных красок).

Особый способ изготовления и свойства имеет бумага с водяными знаками. Во избежание подделок бумаги уже в XIII веке ее европейские производители стали практиковать водяные знаки — видимые на просвет изображения на бумаге, которые нельзя было уничтожить, не повредив листа. Это был знак собственности изготовителя бумаги, подделка которого строго каралась. В то же время для покупателей бумаги водяной знак был свидетельством качества товара.

Для изготовления бумажного листа с водяным  знаком на сетку, служившую формой для  ручного отлива бумаги, закреплялось (нашивалось) проволочное изображение соответствующего символа или монограммы. Когда вода стекала, на рельефной поверхности проволочного знака оседало меньше волокон, бумага утончалась, повторяя рисунок. На высохшем листе этот рисунок был виден на просвет.

Водяные знаки  давали сведения о владельце фабрики (личный герб, название фабрики, фамилия  и титул фабриканта, фамилия мастера) и месте изготовления бумаги (герб страны, города, губернии), содержали  портреты правителей, исторических деятелей, эмблемы, девизы, изображения флоры и фауны, религиозные сюжеты. По водяному знаку можно установить время и место изготовления бумаги. Впервые водяные знаки появились на бумаге в Италии, в конце XIII века — это был простой крест. В Голландии XVII века известны водяные знаки с изображением головы шута, на рубеже XVII-XVIII вв. — с гербом Амстердама, в XVIII – начале XIX века — с аллегорической сценой и надписью "За родину" (‘Pro Partia’).

Бумага для  документов, или бумага, защищенная от подделки, по своему применению относится к самым распространенным видам, с которыми мы сталкиваемся в повседневной жизни: сертификаты, акции, договора, дипломы, платежные документы, гарантийные талоны, гарантийные паспорта, свидетельства, чеки, проездные билеты, государственные документы, паспорта, удостоверения личности, гербовые марки, купоны, лотерейные билеты, билеты на зрелищные мероприятия, талоны, акции, сертификаты, свидетельства, дипломы, фирменные бланки, сопроводительные документы, бумажные деньги и т.д.

Специальные технические виды бумаг представляют собой самую новую и самую быстроразвивающуюся группу бумаг, реагирующую на быстрорастущий интерес и потребности заказчиков. Речь идёт о видах бумаг, выполняющих специальные или технические функции. Например, антикоррозионная бумага, невоспламеняющаяся бумага, водостойкая бумага, копировальная бумага, картон для мишеней, стерилизационная бумага, упаковочная бумага, картон высшего качества, бумага, устойчивая к маслам и жирам, бумага для выпечки двусторонняя непригорающая и др.

В разных странах в разное время были приняты в качестве стандартных различные форматы бумаги. Формат бумаги— это стандартизованный размер бумажного листа. В настоящее время доминируют две системы: международный стандарт (A4 и сопутствующие) и североамериканская (Letter). Международный стандарт на бумажные форматы, ISO 216, основан на метрической системе мер, и основан на формате бумажного листа, имеющего площадь в 1м². Стандарт был принят всеми странами, за исключением Соединённых Штатов и Канады. В Мексике и на Филиппинах, несмотря на принятие международного стандарта, американский формат "Letter" по прежнему широко используется. Наиболее широко известный формат стандарта ISO— формат A4.

ГЛАВА II. МАТЕРИАЛЬНЫЕ НОСИТЕЛИ ИНФОРМАЦИИ

§2.1 Механические носители информации

С появлением новых  технических возможностей, технологий и материалов в конце 19 – начале 20 века стали создаваться документы  на принципиально новых носителях. Это кинофильмы, диафильмы, диапозитивы, грампластинки, фотодокументы. Содержащуюся в них информацию стали воспроизводить с помощью различных технических средств. Все эти документы называются кинофотофонодокументами.

К фотодокументам относят диапозитивы (слайды) и фотографии. Фотография – это светозапись, снимок, полученный фотографическим способом на светочувствительной пластине, плёнке или бумаге. Диапозитив – позитивное фотографическое или рисованное изображение на прозрачном материале (плёнке или стекле). Диапозитив проецируют на экран с помощью диапроектора или диаскопа. Изображения на фотодокументах являются статичными.

В истории науки ещё  никогда не было так, чтобы великое  открытие или новый технический  метод зарождались на пустом месте. Этому событию всегда предшествуют вековые наблюдения и многолетняя  работа учёных. Благодаря значительным открытиям в области физики, химии, оптики и механики удалось разработать фотографический метод практического получения изображений на солях серебра. Фотографический метод возник в начале 19 века. Официальной датой изобретения фотографии является 7 января 1839 года, когда способ практического получения изображения на солях серебра, открытый французом Луи Жаком Даггером, был обнародован на заседании Французской Академии наук. Термин "фотография" был предложен 14 марта 1839 г. английским астрономом Д.Гершелем. Это название впоследствии стало общепризнанным. В переводе с греческого языка фотография ("photos" – свет, "grapho" – пишу) означает "светопись". В России фотографию тоже называли "светописью", хотя это название и не являлось её полным определением. Потребовалось 160 лет напряжённой работы многочисленных коллективов исследователей, чтобы фотография стала совершенным техническим методом регистрации информации, каким она является сегодня.

Фотография – область  науки, техники и искусства, использующая и изучающая методы получения на светочувствительных материалах изображений (фотоснимков) объектов и способы регистрации оптического и других излучений. Практическое развитие фотография получила с середины 19 века. В основе её лежит использование специальных материалов, в светочувствительном слое которых в результате действия излучения (например, оптического, рентгеновского) и последующей химико-фотографической обработки, происходят фотохимические реакции. Обычно фотографические материалы используются в сочетании с тем или иным оптическим устройством: фотоаппаратом, фотоувеличителем, копировальным станком и т.д., создающим на светочувствительном слое оптическое изображение. Фотография может быть чёрно-белой или цветной, на различных основах – гибкой полимерной (фотоплёнка), жёсткой (металл, стекло, пластмасса) и бумажной (фотобумага), статической (собственно фотография) и динамической (кинематография).

К кинодокументам относят  диафильмы (немые тематически подобранные  кадры на рулонной киноплёнке), кинофильмы (динамичные фотоизображения на киноплёнке) и видеофильмы (динамичные изображения на магнитной плёнке или оптическом диске).

Значение кинематографа  в становлении современной цивилизации  невозможно переоценить. В процессе бурного развития фотографии на основе галогенидов серебра появились неограниченные возможности получения изображения последовательных фаз движения. Кинематограф появился в результате сочетания хронофотографии (дающей серию моментальных снимков последовательных фаз движения) на светочувствительной плёнке, проекции изображений на экран и прерывистого передвижения плёнки как при киносъёмке, так и при проецировании.

Т.Эдисон изобрёл гибкую перфорированную  фотоплёнку и простейший грейферный механизм для прерывистого её передвижения, а затем и прибор для индивидуального просмотра движущегося изображения – кинетоскоп. Но, к досаде Эдисона, проецировать движущееся изображение для коллективного просмотра додумались братья Люмьер. 28 декабря 1895 года в маленьком парижском кафе начались коммерческие демонстрации коротких фильмов: "Прибытие поезда", "Политый поливальщик" и "Завтрак ребёнка". Аттракцион имел колоссальный успех.

Естественно, за прошедшее  время (с перерывом на две мировые  войны) бурное развитие кинематографа  и химико-фотографической промышленности продолжалось, и, хотя принципиальные технические решения остались прежними, они были значительно усовершенствованы. Так, на смену горючей гибкой подложке на базе целлулоида пришла подложка на базе негорючей ацетилированной целлюлозы, а затем – полиэтиленрефталатная (лавсановая). Фотоэмульсии стали более светочувствительными и мелкозернистыми. Появилась оптическая система записи звука. Были изготовлены цветные киноплёнки.

Само понятие "киноплёнка" означает фотоматериал, предназначенный  для съёмки кинофильмов и изготовленный в виде ленты с перфорацией по краям. По сравнению с фотоплёнкой, кинолента обычно состоит из большего количества слоёв. На подложку наносится подслой, который служит для закрепления светочувствительного слоя (или нескольких слоёв) на основе. Кроме того, киноплёнка обычно имеет противоореольный, противоскручивающий, а также защитный слой. Чёрно-белые плёнки существенно проще, обычно они состоят из трёх-пяти элементарных слоёв, и изображение на низ образуется из мелкодисперсного серебра. Обработка таких плёнок состоит всего из двух стадий: проявление и фиксирование, а также промежуточной и окончательной промывки. В группе чёрно-белых плёнок отдельно стоит звукотехническая киноплёнка, предназначенная для получения негатива аналоговой и цифровой фонограммы. В современной цветной киноплёнке реализованы сложнейшие квантово-механические процессы на стадии образования скрытого изображения. Количество элементарных слоёв в цветной плёнке может достигать 16 при общей её толщине менее 20 микрон. Обработка цветных киноплёнок предусматривает дополнительную стадию отбеливания проявленного мелкодисперсного серебра. В процессе обработки чёрно-белое изображение исчезает и на киноплёнке остаются только красители.