25 Сучасні сканери, Проаналізуйте їх функції та характеристики

Сканером называется устройство, предназначенное для введения изображений из твердых носителей (бумага, фотография и потому подобное), для дальнейшей их обработки на компьютере. Сканеры различаются за способом прочтения оригинала.

Рулонный сканер втягивает оригинал с помощью транспортных колесиков и протягивает его мимо сенсоров, которые прочитывают информацию.

Ручные сканеры не используют механизма протяжки. Пользователь должен вручную по возможности равномерно и не слишком быстро или медленно протянуть над оригиналом головку сканеру. Через недостаточную точность сканирования ручные сканеры пригодные лишь для условного «схватывания» изображений. Кроме того, их качество сканирования есть очень маленькой.

Планшетные сканеры более простые в обслуживании. Как и в копировальном аппарате, пользователь кладет оригинал, на горизонтальную стеклянную пластину. После начала процесса сканирования каретка с чувствительной к отраженному свету электроникой передвигается вдоль области (окна) сканирования. Именно планшетные сканеры приобрели наибольшего распространения.

Технические характеристики сканера

Большинство сканеров для прочтения информации используют расположенные в полоску CCD-сенсоры (Charge Coupled Device) – полупроводниковые устройства с зарядовой связью, которые состоят из кремниевых полупроводниковых элементов. Тысячи таких фоточувствительных элементов складываются вплотную один до одного в виде полоски - матрицы CCD. От их количества зависит горизонтальное качество сканирования. Вертикальное разрешение зависит от величины шага перемещения оригинала вдоль CCD-сенсоров или, наоборот, каретки с CCD-сенсорами вдоль оригинала.

Оптическое разрешение определяется числом CCD, которое используются. Оптическое разрешение сканера может быть увеличено лишь с помощью программной интерполяции.

Важным параметром качества сканирования являются то, сколько цветов или градаций серого цвета различают сенсоры. От этого зависит глубина цвета сканера.

Оптическая плотность - это характеристика оригинала. Вычисляется как десятичный логарифм отношения света от лампы сканера к свету отображенного (при сканировании непрозрачных оригиналов) или что проходит (при сканирования слайдов и негативов). На практике диапазон оптической плотности характеризует способность сканера охватывать разные оригиналы. Чем больше диапазон, тем лучше. Диапазон оптической плотности сканера определяется оптикой сканера и глубиной цвета.

Область сканирования определяет размер самого большого оригинала, который может быть сканирован устройством.

Оптический (динамический) диапазон применительно к устройству сканирования характеризует его способность воспроизводить плавные тоновые изменения и выражает различие между самыми светлыми и самыми темными тонами, которые могут быть зафиксированы с помощью сканера.

Метод сканирования при описании моделей цветных сканеров определяет одно- или трехпроходной способ считывания информации об яркости оригинального изображения в трех основных цветах системы RGB.

Скорость сканирования – время, затрачиваемое на обработку одной строки оригинального изображения (в мс). На практике – количество страниц, считываемых в минуту.

Технология сканирования определяется типом и параметрами используемого светочувствительного датчика (ПЗС или ФЭУ).

Интерфейс – варианты аппаратного подключения сканера к ПК.

Все современные модели настольных сканеров используют для подключения к компьютеру следующие интерфейсы: параллельный порт, SCSI и USB.

Принцип действия сканера

Отдельная ячейка CCD-сенсора состоит из светочувствительного заряженного конденсатора. Когда на эту ячейку попадает свет, он теряет часть заряда. За остатком заряда может быть установлено насколько сильным было влияние света. Ячейка распознает 1024 разных значений яркости. Уже есть устройства, которые могут определять 2048 значений. Принцип действия CCD-сенсоров имеет и недостатки. Наибольшим из них есть инерция заряда. С одной стороны, ячейка требует определенного времени, чтобы достичь самого низкого уровня влияния света, а из другого, определенное время, пока он снова полностью зарядится для следующего измерения. Эти два промежутка времени в основном и определяют скорость работы сканера. Если CCD-сенсор перемещается очень быстро, его ячейки не успевают превращать свет в электрические сигналы и на полученном изображении появляются полосы.

Для сканирования цветных оригиналов в сканере используются дополнительные элементы, так как CCD-сенсоры реагируют только на смену яркости. Любой цвет можно получить печатью трех основных цветов: красного (R), зеленого (G) и синего (В). Так, например, формируется цвет на экранах цветных мониторов. Чтобы выделить три основных цвета, применяются разные методы цветного сканирования.

Самым простым из них есть так называемый метод тройного прохода. В этом случае оптический преобразователь трижды проходит над оригиналом. При каждом проходе перед CCD-сенсором включается цветной фильтр: например сначала красный, потом зеленый и, в конце концов, синий. Тогда CCD-сенсор воспринимает значения яркости сначала для красных, потом для зеленых и на окончание для синих составных изображения.

Второй метод состоит в том, что вместо одного источника света используется три разных. Эти источники света есть не белыми, по обыкновению, а имеют красный, зеленый и синий цвета.

Самым точным есть третий метод, который выполняется за один проход и во время сканирования предусматривает использования специальной призмы. Эта призма раскладывает отраженный от оригинала луч света на три основных составных. Три луча попадают на три CCD-сенсора. Вместо призмы применяют также систему полупрозрачных зеркал и установленных перед CCD-сенсорами трех цветных фильтров. При этом методе не только три оптических преобразователя должны быть точно установлены, но и чувствительность всех элементов должна быть одинаковой. Преимуществом есть то, что процесс сканирования происходит очень быстро и зависит только от времени реакции CCD-сенсоров.

В сканере электрический сигнал CCD-матрицы превращается в цифровой с помощью аналого-цифрового преобразователя (АЦП). Количество разрядов АЦП и качество сенсоров СС определяют глубину цвета сканера.

Цифровые данные от сканера передаются в компьютер с помощью аппаратного интерфейса. В последнее время все большей популярностью пользуются модели, которые подключаются к параллельному порту компьютера или USB.

Производители программ и сканеров согласились на стандартный программный интерфейс, чтобы можно было с помощью одних и тех же команд управлять любым сканером. Преобразования этих команд в специфические для каждого сканера команды берет на себя так называемый TWAIN-драйвер.

TWAIN означает Technology Without An Imported Name (технология без встроенного имени). Twain драйвер сканера – это программное прибавление с графическим интерфейсом, который несет на себе функции панели управления сканера и осуществляет передачу данных от сканера в программное прибавление, из которого вы вызовете сканер. С помощью Twain драйвера проводится установка параметров и области сканирования, обеспечивается возможность корректирования цветов. Есть две версии 32-битового TWAIN-драйвера, а именно версии 1.5 и 1.6. Они не полностью совместимые между собою. Например, программное обеспечение для обработки графики, разработанное для версии 1.5, отказывается работать с версией 1.6 и наоборот.