Лекция 6 Сканер

СКАНЕРЫ

Уже давно прошли те времена, когда сканер был чем-то недоступным и таинственным. В настоящее время падение цен на сканеры вызвало их спрос, который в свою очередь вызвал предложение

Разнообразие моделей сканеров столь вели­ко, а число их достигло такой величины, что уже вполне можно говорить о собственном мире этих устройств, образованном ими самими, людьми, которые непосредственно с ними связаны, и полем интересов, без которого ни одна ассоци­ация сколь-нибудь долго существовать не мо­жет. Такие фирмы, как AQUALON, Umax, Agfa, представляют собой лишь вершину пирамиды. Количество сканеров настолько велико, что не­подготовленный пользователь может просто потеряться в многообразии названий. Хотя на самом деле все довольно просто, всего сущес­твует 4 типа сканеров: планшетный, ручной, протяжной и барабанный. Каждый сканер слу­жит исключительно своей цели, и поэтому при выборе сканера надо в первую очередь задать себе вопрос: «Для чего вам требуется сканер?». И уже от этого отталкиваться в своем выборе. Для тех, кто вообще не знаком с миром сканеров, приведу краткие характеристики каждого типа.

1. Планшетный сканер. Сканируемый ориги­нал помещается на прозрачном неподвижном стекле. Вдоль него передвигается сканирующая каретка с источником света. Оптическая систе­ма планшетного сканера, состоящая из объек­тива и зеркал или призмы, проецирует световой поток от сканируемого оригинала на сканирую­щую головку, состоящую из трех параллельных линеек светочувствительных элементов (CCD-матрица). Каждая линейка принимает инфор­мацию о "своем" цвете - красном (Red), зеле­ном (Green), синем (Blue). В результате осущес­твляется разделение информации о цветах. В сканирующей головке уровни освещенности преобразуются в уровни напряжения (аналого­вый сигнал). Затем, после коррекции и обработ­ки, аналоговый сигнал преобразуется в цифро­вой (двоичное представление) с помощью аналого-цифрового преобразователя (АЦП). Далее цифровой сигнал после обработки в контрол­лере сканера поступает в компьютер. Там дан­ные, соответствующие изображению оригина­ла, обрабатываются и преобразовываются под управлением драйвера сканера, а уже с драй­вером сканера взаимодействуют прикладные программы.

Если сканируется прозрачный оригинал, то ис­пользуется слайд-модуль — крышка, в которой параллельно сканирующей каретке сканера используется второй источник света.

Планшетные сканеры выпускаются с различ­ными интерфейсами — USB, SCSI, LPT. Сканеры этого типа в настоящее время наи­более популярны и распространены.

2. Ручной сканер. Ручной сканер представ­ляет собой линейку светочувствительных эле­ментов и источник света, помещенные в один корпус. Перемещение сканирующего механиз­ма вдоль оригинала производится вручную. Если страница превышает размер сканирующего ме­ханизма, то сканирование производится в не­сколько этапов, а потом проводится «склейка» полученных полос. Удобен для применения в ноутбуках и в дороге.

Достоинствами данного типа сканеров явля­ются низкая стоимость и малые размеры. Ос­новные недостатки — относительно низкое ка­чество получаемого изображения, узкая область сканирования, плохая работа с цветом.

В настоящее время ручные сканеры уже не производятся.

3. Протяжной (листовой, страничный) ска­нер. В сканерах этого типа линейка светочув­ствительных элементов остается неподвижной, а оригинал перемещается с помощью механиз­ма подачи, схожего по принципу действия с податчиком бумаги принтера.

Достоинствами протяжных сканеров являют­ся низкая стоимость и более высокое по срав­нению с ручными сканерами качество получае­мого изображения. К недостаткам относятся проблемы выравнивания листов и сложности ра­боты с нестандартными листами.

4. Барабанный сканер. Барабанный сканер в большинстве случаев использует один датчик. В качестве датчика используется фотоэлектрон­ный умножитель (ФЭУ). Сканируемый оригинал закрепляется на поверхности прозрачного ци­линдра, который вращается с большой ско­ростью. Датчик последовательно считывает оригинал. Это старшая ветвь сканеров, удов­летворяющая самого требовательного профес­сионала. Оригинал закрепляется на барабане при помощи специальных зажимов либо при помощи смазки, а сканирование производится перемещением объектива вдоль вращающего­ся со скоростью порядка 1000 оборотов в мину­ту барабана. Использование галогенного источ­ника света, световой поток от которого концен­трируется на точечной области барабана, поз­воляет исключить влияние помех и обрабаты­вать весь спектр оригиналов с высочайшим ка­чеством. Однако неудобства, связанные с за­креплением оригинала на барабане, и весьма высокая стоимость делают приобретение тако­го сканера оправданным лишь в том случае, если предъявляются очень высокие требования к ка­честву изображения или его нужно увеличивать во много раз.

Достоинством барабанного сканера являет­ся высокое качество получаемого изображения, основным недостатком — высокая стоимость.

Но если информацию о первых трех можно найти с легкостью, то информации о последнем довольно мало, а ведь именно он является са­мым «профессиональным» из всех. Именно по­этому я и хотел бы заострить на нем внимание. Помимо перечисленных недостатков, есть еще большие размеры всех барабанных сканеров. Место такая «игрушка» съедает, как хороший шкаф, что делает их использование неудобным в малых помещениях. Однако все это компен­сируется высоким качеством сканирования и цветопередачи.

В настоящее время в попытке создать конкуренцию барабанным сканерам, производители пошли по пути развития и совершенствования планшетных, с каждым днем приближая их ка­чество к старшим собратьям. Некоторые план­шетные уже достигают уровня средних барабан­ных, а стоят при этом намного дешевле.

Но несмотря на неуклонное совершенство­вание планшетные барабанные сканеры по-пре­жнему остаются непревзойденными инструмен­тами для сканирования изображений в тех слу­чаях, когда бывает крайне важным правильно передать все оттенки оригинала — от самого светлого до самого темного. Однако за высокое качество и платить приходится соответственно — сканирование одного изображения в сервис­ном бюро, в зависимости от размеров оригина­ла, необходимого разрешения и других парамет­ров. будет стоить от $50 до $150. Но не все так печально! Пару лет назад цены на барабанные сканеры опустились ниже отметки $60000, а не­которые модели стоят даже меньше 20000. Зна­чительные успехи достигнуты и в создании спе­циализированного программного обеспечения, облегчающего и ускоряющего процесс сканирования. Теперь есть реальная возможность отказаться от дорогостоящих услуг сервисного бюро - вы можете приобрести барабанный сканер и работать на нем сами. И я вам в этом постараюсь помочь, как можно шире осветив данный тип сканеров.

Основное отличие барабанных сканеров от планшетных — это использование ими «фотоэлектронных умножителей», которые в отличие от «линейки приборов с зарядовой связью», используемой в планшетных, позволяют добиться более высокой цветовосприимчивости в отношении оттенков светлых и темных тонов. Т.е., если говорить простым языком, барабанные умеют различать светлые и темные цвета, в то время как планшетные принимают их за черный и белый. Правда, есть исключение — в недорогом сканере ScanMate Magic фирмы ScanView вместо ФЭУ в качестве светочувствительного элемента применена линейка ПЗС.

Помимо этого, при выборе сканера надо учитывать «диапазон плотностей», параметр которого характеризует работу сканера с непрозрач­ен оригиналами и слайдами. Значения колеблются от 0,0 до 4,0. Чем выше число, тем более широкий спектр оттенков сканер может воспринимать. Большинство сканеров используют диапазон от 3,5 до 4,0, что является довольно хорошим показателем. Сканеры с более широким спектром соответственно и стоят дороже. Какова роль диапазона оптических плотностей? Давайте рассмотрим этот вопрос под­обнее. При значении плотности 2,0D через слайд проходит только 1% света, а при 3,0D - 0,1%. Но если ваше печатное оборудование не способно вдаваться в такие тонкости, то тогда и вам зачем тратить лишние деньги?

При производстве разнообразной полиграфической продукции требуется печать изображений с различными линиатурами растра и масштабированием. Поэтому сканеры должны обеспечивать получение изображений с широким диапазоном разрешений. Чем выше разрешение (количество пикселей на дюйм), тем меньше дол­ен быть размер пикселей. Следовательно, для улучшения отсчетов с меньшего участка оригинала должен использоваться более узкий луч света.

Для регулирования ширины луча света в барабанных сканерах он пропускается через апертуры (aperture), которые представляют со­бой небольшие (до шести микрон) отверстия точно определенного размера. Апертуры рас­полагаются на колесе выбора. В различных мо­делях используется от 2 до 22 различных разме­ров апертур. Поэтому этот параметр тоже не должен быть вами забыт.

Помимо этого, при выборе сканера надо смот­реть на количество «фотоэлектронных умножи­телей» — от их количества напрямую зависит скорость сканирования. Как я уже говорил, в этих устройствах применяется галогенный ис­точник света, который освещает микроскопи­ческую область оригинала, а система зеркал и светофильтров разделяет световой поток на три составляющие: красный, зеленый, синий (RGB). Одна «ФЗУ» за раз может обработать лишь один цвет. В хороших сканерах применяются три «ум­ножителя»: каждый обрабатывает свой цвет, чем и достигается высокая скорость обработки оригинала. Если у сканера один «умножитель», то ему приходится обрабатывать все три цвета по очереди, что существенно повышает время прохождения оригинала. Соответственно, ска­неры с большим числом «ФЭУ» стоят дороже, поэтому сразу определитесь: нужна ли вам ско­рость? Но даже если у вас хватило денег на самый лучший сканер, перед вами встанет еще одна проблема — сложность работы. Как я уже говорил, это профессиональные сканеры, и боль­шинство производителей выпускают их в рас­чете на опытных пользователей. Соответствен­но, ни о какой простоте и удобстве управления не идет и речи. В данном случае логика проста: отдельный пользователь не сможет позволить себе подобную технику, а конкретные организа­ции просто наймут человека, способного рабо­тать с барабанными сканерами, поскольку они гораздо сложнее, чем другие. Кратко процесс можно описать так: прежде всего необходимо смонтировать оригиналы при помощи специаль­ных зажимов либо при помощи смазки или геля на внутренней или внешней (в зависимости от модели) стороне прозрачного цилиндра, который называется "барабан". Чем больше барабан, тем больше площадь его поверхности, на которую монтируется оригинал, и, соответственна тем боль­ше максимальная область сканирования. После монтажа оригинала барабан приводится в дви­жение. За один оборот барабана считывается одна линия пикселей, так что процесс сканиро­вания очень напоминает работу токарно-винторезного станка. Проходящий через слайд (или отраженный от непрозрачного оригинала) узкий луч света с помощью системы зеркал попадает на ФЭУ, где оцифровывается и преобразовыва­ется в электрический сигнал.

На этом обзор барабанных сканеров хочу за­кончить. И если вы твердо вознамерились ку­пить себе именно барабанный сканер, то, на­деюсь, мой обзор поможет вам.

В последнее время на рынке сканеров появились сканеры фирмы AGFA, которые не яв­ляются барабанными, но между тем я хочу заос­трить на них внимание. Дело в том, что очень часто их называют «псевдобарабанными». Они больше подходят для домашних условий, часто по качеству ненамного уступая барабанным. Может, это именно то, что вам нужно?

Созданный фирмой AGFA плоскостной сканер AgfaScan XY-15 применяет технологию скани­рования XY-Zoom, которая обеспечивает пере­мещение матрицы в двух координатах, да еще и обладает функцией Zoom. Он может сканиро­вать не только непрозрачные оригиналы фор­мата A3, 36 мм слайды с максимальным разре­шением до 5000 dpi (причем в любом месте поля сканирования!), но и объемные предметы, ле­жащие непосредственно на стекле сканера. При этом скорость сканирования, динамический ди­апазон и другие параметры ничуть не уступают барабанным сканерам.

Сканеры Imacon сочетают профессиональное качество сканирования, присущее барабанным устройствам, со скоростью и простотой работы планшетных сканеров. Принцип, положенный в основу сканеров Imacon, получил название "Hextight". Первый Flextight 4800 был анонси­рован в 1995-м и выпускался серийно до 1997 года. Ему на смену пришел Flextight Precision, a позже — Flextight Precision II. В конце 1999 года серия была дополнена сканером класса Hi-End Flextight Progression и сканером для фотогра­фического рынка Flextight Photo. Технология Flextight используется во всех сканерах Imacon и позволяет достигать высочайшего качества сканирования без использования стекла между оригиналом и объективом. Оригиналы зажима­ются в гибкие магнитные рамки, которые внут­ри сканера изгибаются на специальных полу­круглых направляющих, образуя "виртуальный барабан". Применение такой технологии сни­мает необходимость монтажа оригиналов с по­мощью скотча, геля или масла. Это значительно ускоряет и упрощает процесс сканирования, а также позволяет избежать появления "колец Ньютона" — искажений, возникающих при ис­пользовании стекла. Благодаря встроенному в сканер световому столику процесс подготовки оригиналов занимает несколько секунд и не требует специальной подготовки оператора.

Новый сканер от Microtek

Высокое латеральное разрешение и возможность аппаратного бездефектного ска­нирования цветных пленочных носителей обеспечивает лидерство сканерного семей­ства от Microtek. Увы, для пользователя ScanMaster-8700 это неприятно сочетается с соответствующей розничной ценой...

Разработчики Microtek Corp. в начале нового года расширили ассортимент доро­гих сканеров, приступив к распространению модели ScanMaker-8700, защищенной дву­мя патентами, которая обеспечит пользова­теля разрешением2400х1200 dpi и новым уровнем качества сканирования цветных и черно-белых слайдов.

Последнее сделано счет новой двухуровневой системы свободной засветки пленочного материала, обеспечивающей принципиальную регистрацию без бликового кадра, отсутствие искажений за счет внут­ренних напряжений пленки и т.д.

Принципиальной новизной кинематичес­кой схемы засветки листа и пленки стало раздельное двухуровневое размещение ли­стовых форматов (на верхнем опорном стек­ле) и пленки (в свободном подвесе на распорной рамке), двух раздельных источников засветки и одного коммутирующего плоско­го зеркала, обеспечивающего переключе­ние светового пучка, попадающего на ПЗС матрицу высокого разрешения (более 10600 элементов) при использовании двух режимов сканирования

Для устранения деформационных ис­кажений и интерференционных искажений сканирование слайдов осуществляется без использования поверхности опорного стекла при размещении плёнки на специальной распоркой аппарели непосредственно над вторым подвижным источником засветки. Эта особенность оптической подвески ScanMaker-8700 является формулой новиз­ны патента за номером 5.574.274, зарегис­трированного компанией для нового класса профессиональных сканерных систем.

Сканирование листовых форматов осу­ществляется в традиционной схеме, а переключение режимов предусматривает авто­матическое переключение «flip-flop» зерка­ла совмещения световых потоков посред­ством управляющей программы.

Кроме высокого качества сканирования пленочных фотоматериалов и небольших габаритов (плоская верхняя крышка), техно­логический задел ScanMaker-8700 повышен за счет поддержки функции принудительно­го дробления шага привода (шагового дви­гателя), что дает двукратное увеличение ла­теральной плотности сканирования. Встро­енная программная коррекция растра обес­печивает максимальное разрешение на уровне 9600 элементов по обеим координа­там при глубине цветовой оцифровки 42 бита. В состав дополнительных программ­ных возможностей управляющего пакета ScanWizard-5 входит сканирование матери­ала непосредственно в формат PDF файла (помимо поддержки стандарта TIF).

ScanMaker-8700 поставляется в рознич­ную сеть в комплектации USB-1 интерфей­сом с поддержкой стандартного набора средств графического редактирования: Adobe PhotoShop-5.0LE, trelix Web Microtek Edition (для редактирования и экспорте изображений в экономичные размеры фай­лов стандарта gif и jpg, адаптированных для публикации в WWW). Kodak Digital Science Management Tools и режимы автоматическо­го сканирования для передачи данных в каналы электронной почты (встроенные паке­ты Microtek).

Начальная цена ScanMaker-8700 соста­вит $999.