56 Сканеры. Принцип сканирования цветного оригинала.

В ручных, листовых, планшетных и слайдовых сканерах изображение сканируется следующим образом. Специальная лампа (обычно газоразрядная) освещает строку оригинала. Полученный световой поток при помощи системы зеркал и объектива фокусируется на светочувствительной матрице, которая делает "фотоснимок" строки и выдаёт электрический сигнал на Аналогово-Цифровой Преобразователь (АЦП). АЦП, в свою очередь, преобразует сигнал в двоичные данные, понятные компьютеру. Последовательность таких "снимков", которая образуется по мере движения вдоль оригинала, и создает изображение. Этот принцип используется также в факс-аппаратах. Лампа, оптическая система и светочувствительная матрица объединены в единую конструкцию, которую называют оптическим блоком. В зависимости от конструкции сканера, оптический блок может быть неподвижным, когда оригинал, по мере сканирования, перемещается вдоль матрицы, либо подвижным и перемещаться вдоль оригинала. Неподвижные матрицы используются в листопротяжных сканерах, факс-аппаратах, ручных и слайдовых сканерах, подвижные - в планшетных сканерах.

Технологии CIS и CDD

1 - стекло, 2 – светодиодная линейка, 3 – самофокусирующие линзы, 4 – фотоприемник, 5 – стекло, 6 – люминесцентная лампа, 7 - система зеркал, 8 – система линз, 9 – светофильтр, 10 – камера.

В качестве светочувствительного элемента используют матрицы ПЗС (Приборы с Зарядовой Связью) - CCD(Charge-Coupled Device). Они состоят из набора датчиков, расположенных в одну линию для черно-белого сканирования или трехпроходного цветного, или в три линии для сканирования в цвете (RGB) за один проход. Чувствительность такой матрицы зависит и от ее физических размеров, и от количества составляющих ее элементов, т.е. разрешения. Чем больше элементов матрицы задействовано в формировании изображения, тем четче будет картинка. CCD-элементы выпускают и активно используют компании Nikon, Canon, Kodak и многими другими.

В 1998 году увидела свет еще одна технология – CIS (Contact Image Sensor), технология "контактного сканирования", при котором светочувствительные датчики находятся в непосредственном контакте с оригиналом. За счет этого снижается габариты и вес планшетных сканеров. Некоторые специальсты считают, что будущее сканеров – за этой технологией. Но результаты проведенных тестов показывают, что качество изображения пока уступает полученному методами традиционной технологии. Кроме того, эти сканеры очень чувствительны к неровностям оригинала: смятые или согнутые участки выглядят черными пятнами.

57 Сканеры. Кинематический механизм, технические характеристики сканеров, программный интерфейс, особенности применения.

Механизм движения.

Определяющим фактором для данного параметра является способ перемещения считывающей головки сканера и бумаги относительно друг друга. В настоящее время все известные сканеры о этому критерию можно разбить на два основных типа: ручной (hand-held) и настольный (desktop). Тем не менее, существуют также комбинированные устройства, которые сочетают в себе возможности настольных и ручных сканеров. В качестве примера можно привести модель Niscan Page американской фирмы Nisca.

Программное обеспечение сканера

Программное обеспечение сканера состоит из двух частей: программного интерфейса и пакета прикладных графических программ. Программный интерфейс обеспечивает управление сканером, а также его связь с графическими программами сторонних производителей. Это так называемый TWAIN-модуль или драйвер сканера. Говорят, что TWAIN — аббревиатура Toolkit Without An Interesting Name (Инструменты без интересного имени). По существу, спецификация TWAIN является стандартом прикладного программного интерфейса периферийных устройств, в том числе и сканеров. С TWAIN должны быть совместимы все выпускаемые сканеры, цифровые фотокамеры и другие периферийные устройства ввода данных. Стандарт TWAIN поддерживают практически все графические программы. В состав Windows 98 и более поздних версий включен TWAIN-модуль. Однако все же рекомендуется устанавливать TWAIN-модуль, поставляемый вместе со сканером (также, как лучше устанавливать драйвер производителя устройства).

Подключив сканер к компьютеру и установив TWAIN-модуль, вы получаете возможность вызывать процедуру сканирования из графической программы, например, Photoshop, MS PhotoEditor, ACDSee, FineReader и многих других. В различных программах команды сканирования называются по-разному: Import>TWAIN, Acquire, Сканировать и т. п. В графическом редакторе Photoshop команда сканирования выбирается в меню File>Import (Файл>Импорт), в ACDSee — File>Acquire.

TWAIN-модуль имеет пользовательский интерфейс (диалоговое окно), с помощью которого можно настроить параметры сканирования. Внешний вид и состав параметров этого модуля могут быть различными, поскольку производители программного обеспечения сканера ограничены только собственно стандартом TWAIN, а совершенствовать пользовательский интерфейс им никто не мешает. Вместе с тем, существует стандартный набор параметров, которые присутствуют во всех интерфейсах: выбор режима и области сканирования, разрешения, контрастности, яркости и т. д.

Кроме TWAIN-модуля в программное обеспечение сканера обычно входит какой-нибудь, обычно весьма скромный по возможностям, графический редактор и, возможно, программа оптического распознавания символов (OCR). Если у вас на компьютере уже установлены солидные программы, например, графический редактор Photoshop и система OCR FineReader, то дополнительные программные средства, поставляемые вместе со сканером, вам не нужны.

Заметим, что есть сканеры с собственным программным интерфейсом, отличным от TWAIN. В этом случае результат сканирования сохраняется в файле графического формата (например, TIFF), который затем можно открыть для просмотра и правки в графическом редакторе.

 

Технические характеристики сканера.

Вид оригинала. Сканирование может осуществляться в проходящем свете (для оригиналов на прозрачной подложке) или отраженном (для оригиналов на непрозрачной подложке). Сканирование негативов отличается особой сложностью, поскольку этот процесс не сводится к простому инвертированию градаций цвета от негатива до позитива. Чтобы точно оцифровать цвет в негативах, сканер должен компенсировать цветную фотографическую вуаль на оригинале. Есть несколько способов решения этой проблемы: аппаратная обработка, программные алгоритмы перехода от негатива к позитиву или справочные таблицы для конкретных типов фотопленки.

Оптическое разрешение. – Сканер снимает изображение не целиком, а по строчкам. По вертикали планшетного сканера движется полоска светочувствительных элементов и снимает по точкам изображение строку за строкой. Чем больше светочувствительных элементов у сканера, тем больше точек он может снять с каждой горизонтальной полосы изображения. Это и называется оптическим разрешением. Обычно его считают по количеству точек на дюйм — dpi (dots per inch). Сегодня считается нормой уровень разрешение не менее 600 dpi.

Скорость работы. – В отличие от принтеров, скорость работы сканеров указывают редко, поскольку она зависит от множества факторов. Иногда указывают скорость сканирования одной линии в миллисекундах.

Глубина цвета. – Измеряется количеством оттенков, которые устройство способно распознать. 24 бита соответствует 16 777 216 оттенков. Современные сканеры выпускают с глубиной цвета 24, 30, 36, 48 бит.

Динамический диапазон – характеризует какой диапазон оптических плотностей оригинала сканер может распознать, не потеряв оттенки ни в светах, ни в тенях оригинала. Максимальная оптическая плотность у сканера - это оптическая плотность оригинала, которую сканер еще отличает от полной темноты. Все оттенки оригинала темнее этой границы сканер не сможет различить.

Пакетная обработка: это сканирование нескольких оригиналов одновременно, с сохранением каждого изображения в отдельном файле. Программа пакетной обработки позволяет без участия оператора выполнить сканирование определенного числа оригиналов, обеспечивая автоматическое переключение режимов сканирования и сохранение отсканированных файлов.

Диапазон масштабирования: это интервал величин изменения масштаба оригинала, который может быть выполнен во время сканирования. Он связан с разрешающей способностью сканера: чем выше значение максимального оптического разрешения, тем больше коэффициент увеличения исходного изображения без потери качества.

По типу интерфейса сканеры делятся всего на четыре категории:

Сканеры с параллельным или последовательным интерфейсом, подключаемые к LPT- или COM-порту Эти интерфейсы самые медленные. Возможно появление проблем, связанных с конфликтом сканера с LPT-принтером, если таковой имеется.

Сканеры с интерфейсом USB Стоят чуть-чуть дороже, но работают значительно быстрее. Необходим компьютер с USB-портом.

Сканеры со SCSI-интерфейсом, с собственной интерфейсной платой для шины ISA или PCI либо подключаемые к стандартному SCSI-контроллеру. Эти сканеры быстрее и дороже представителей двух предыдущих категорий и относятся к более высокому классу.

Сканеры с современным интерфейсом FireWire(IEEE 1394) специально разработанным для работы с графикой и видео. Такие модели представлены на рынке относительно недавно.