Для офисных и домашних задач, а также для большинства работ по компьютерной графике лучше всего подходят так называемые планшетные сканеры . Различные модели этого типа шире других представлены в продаже. Поэтому начнем с рассмотрения принципов построения и функционирования сканеров именно этого типа. Уяснение этих принципов позволит лучше понять значение технических характеристик, которые учитываются при выборе сканеров.

Планшетный сканер (Flatbed scanner) представляет собой прямоугольный пластмассовый корпус с крышкой. Под крышкой находится стеклянная поверхность, на которую помещается оригинал, предназначенный для сканирования. Через это стекло можно разглядеть кое-что из внутренностей сканера. В сканере имеется подвижная каретка, на которой установлены лампа подсветки и система зеркал. Каретка перемещается посредством так называемого шагового двигателя . Свет лампы отражается от оригинала и через систему зеркал и фокусирующих линз попадает на так называемую матрицу , состоящую из датчиков , вырабатывающих электрические сигналы, величина которых определяется интенсивностью падающего на них света. Эти датчики основаны на светочувствительных элементах, называемых приборами с зарядовой связью (ПЗС, Couple Charged Device - CCD). Точнее говоря, на поверхности ПЗС образуется электрический заряд, пропорциональный интенсивности падающего света. Далее нужно только преобразовать величину этого заряда в другую электрическую величину - напряжение. Несколько ПЗС располагаются рядом на одной линейке.

Электрический сигнал на выходе ПЗС является аналоговой величиной (т.е. ее изменение аналогично изменению входной величины - интенсивности света). Далее происходит преобразование аналогового сигнала в цифровую форму с последующей обработкой и передачей в компьютер для дальнейшего использования. Эту функцию выполняет специальное устройство, называемое аналого-цифровым преобразователем (АЦП, Analog-to-digital Converter - ADC). Таким образом, на каждом шаге перемещения каретки сканер считывает одну горизонтальную полоску оригинала, разбитую на дискретные элементы (пикселы), количество которых равно количеству ПЗС на линейке. Все отсканированное изображение состоит из нескольких таких полос.

Рис. 119. Схема устройства и работы планшетного сканера на основе ПЗС (CCD): свет лампы отражается от оригинала и через оптическую систему попадает на матрицу светочувствительных элементов, а затем на аналого-цифровой преобразователь (АЦП)

В цветных сканерах сейчас используются, как правило, трехрядная матрица ПЗС и подсветка оригинала калиброванным белым светом. Каждый ряд матрицы предназначен для восприятия одной из базовых цветовых составляющих света (красной, зеленой и синей). Чтобы разделить цвета, используют либо призму, разлагающую луч белого света на цветные составляющие, либо специальное фильтрующее покрытие ПЗС. Однако существуют цветные сканеры и с однорядной матрицей ПЗС, в которых оригинал по очереди подсвечивается тремя лампами базовых цветов. Однорядная технология с тройной подсветкой считается устаревшей.

Выше мы описали принципы построения и работы так называемых однопроходных сканеров, которые сканируют оригинал за один проход каретки. Однако еще встречаются, хотя больше и не выпускаются промышленностью, трехпроходные сканеры. Это сканеры с однорядной матрицей ПЗС. В них при каждом проходе каретки вдоль оригинала используется один из базовых цветных светофильтров: за каждый проход снимается информация по одному из трех цветовых каналов изображения. Эта технология также устарела.

Кроме CCD-сканеров, основанных на матрице ПЗС, имеются CIS-сканеры (Contact Image Sensor), в которых применяется фотоэлементная технология.

Светочувствительные матрицы, выполненные по этой технологии, воспринимают отраженный оригиналом спет непосредственно через стекло сканера без использования оптических систем фокусировки. Это позволило уменьшить размеры и вес планшетных сканеров более чем в два раза (до 3-4 кг). Однако такие сканеры хороши только для исключительно плоских оригиналов, плотно прилегающих к стеклянной поверхности рабочего поля. При этом качество получаемого изображения существенно зависит от наличия посторонних источников света (крышка CIS-сканера во время сканирования должна быть закрыта). В случае объемных оригиналов качество оставляет желать лучшего, в то время как ССО-сканеры дают неплохие результаты и для объемных (до нескольких см в глубину) предметов.

Планшетные сканеры могут быть снабжены дополнительными устройствами, такими как слайд-адаптер, автоподатчик оригиналов и др. Для одних моделей эти устройства предусмотрены, а для других нет.

Слайд-адаптер (Transparency Media Adapter, TMA) - специальная приставка, позволяющая сканировать прозрачные оригиналы. Сканирование прозрачных материалов происходит с помощью проходящего, а не отраженного света. Иначе говоря, прозрачный оригинал должен находиться между источником света и светочувствительными элементами. Слайд-адаптер представляет собой навесной модуль, снабженный лампой, которая движется синхронно с кареткой сканера. Иногда просто равномерно освещают некоторый участок рабочего поля, чтобы не перемещать лампу. Таким образом, главная цель применения слайд-адаптера заключается в изменении положения источника света.

Если же у вас есть цифровая камера (цифровой фотоаппарат), то слайд-адаптер, скорее всего, вам не нужен.

Если сканировать прозрачные оригиналы без использования слайд-адаптера, то нужно понимать, что при облучении оригинала количества отраженного и проходящего света не равны друг другу. Так, оригинал пропустит какую-то часть падающего цвета, которая затем отразится от белого покрытия крышки сканера и снова пройдет через оригинал. Какая-то часть света отразится от оригинала. Соотношение между частями проходящего и отраженного света зависит от степени прозрачности участка оригинала. Таким образом, светочувствительные элементы матрицы сканера получат свет, дважды прошедший через оригинал, а также свет, отраженный от оригинала. Многократность прохода света через оригинал ослабляет его, а взаимодействие отраженного и проходящего пучков света (интерференция) вызывает искажения и побочные видеоэффекты.

Автоподатчик - устройство, подающее оригиналы в сканер, которое очень удобно использовать при потоковом сканировании однотипных изображений (когда не нужно часто перенастраивать сканер), например, текстов или чертежей приблизительно одинакового качества.

Кроме планшетных, есть и другие типы сканеров: ручные, листопротяжные, барабанные, слайдовые, для сканирования штрих-кодов, скоростные для потоковой работы с документами.

Ручной сканер (Handheld Scanner) - портативный сканер, в котором сканирование осуществляется путем его ручного перемещения по оригиналу. По принципу действия такой сканер аналогичен планшетному. Ширина области сканирования - не более 15см. Первые сканеры для широкого применения появились в продаже в 80-х годах XX века. Они были ручными и позволяли сканировать изображения в оттенках серого цвета. Теперь такие сканеры нелегко найти.

Листопротяжный или роликовый сканер (Sheetfed Scanner) - сканер, в котором оригинал протягивается мимо неподвижной линейной CCD- или CIS-матрицы, разновидность такого сканера - факс-аппарат.

Барабанный сканер (Drum Scanner) - сканер, в котором оригинал закрепляется на вращающемся барабане, а для сканирования используются фотоэлектронные умножители. При этом сканируется точечная область изображения, а сканирующая головка движется вдоль барабана очень близко от оригинала.

Слайдовый сканер (Film-scanner) - разновидность планшетного сканера, предназначенная для сканирования прозрачных материалов (слайдов, негативных фотопленок, рентгеновских снимков и т. п.). Обычно размер таких оригиналов фиксирован. Заметим, что для некоторых планшетных сканеров предусмотрена специальная приставка (слайд-адаптер), предназначенная для сканирования прозрачных материалов (см. выше).

Сканер штрих-кодов (Bar-code Scanner) - сканер, предназначенный для сканирования товарных штрих-кодов. По принципу действия он сходен с ручным сканером и подключается к компьютеру, либо к специализированной торговой системе. При наличии соответствующего программного обеспечения распознавать штрих-коды может любой сканер.

Скоростной сканер для работы с документами (Document Scanner) - разновидность листопротяжного сканера, предназначенная для высокопроизводительного многостраничного ввода. Сканеры могут быть оборудованы приемными и выходными лотками объемом свыше 1000 листов и вводить информацию со скоростью свыше 100 листов в минуту. Некоторые модели этого класса обеспечивают двустороннее (дуплексное) сканирование, подсветку оригинала разными цветами для отсечки цветного фона, компенсацию неоднородности фона, имеют модули динамической обработки разнотипных оригиналов.

Итак, для дома и офиса лучше всего подходит планшетный сканер. Если вы хотите заниматься графическим дизайном, то лучше выбрать CCD-сканер (на основе ПЗС-матрицы), поскольку он позволяет сканировать и объемные предметы. Если вы собираетесь сканировать слайды и другие прозрачные материалы, то следует выбрать сканер, для которого предусмотрен слайд-адаптер. Обычно собственно сканер и подходящий к нему слайд-адаптер продаются отдельно. Если не получается приобрести слайд-адаптер одновременно со сканером, то при необходимости вы сможете сделать это позже. Необходимо также определить максимальные размеры сканируемых изображений. В настоящее время типовым является формат А4, соответствующий обычному листу писчей бумаги. Большинство бытовых сканеров ориентированы именно на этот формат. Для сканирования чертежей и другой конструкторской документации обычно требуется формат A3, соответствующий двум листам формата А4, соединенным по длинной стороне. В настоящее время цены однотипных сканеров для форматов А4 и A3 сближаются. Можно предположить, что оригиналы, не превышающие по размерам формат А4, будут лучше обрабатываться сканером, ориентированным на формат A3.

Перечисленные выше параметры далеко не исчерпывают весь список, но на данном этапе нашего рассмотрения мы пока можем использовать только их. При выборе сканера решающими являются три аспекта: аппаратный интерфейс (способ подключения), оптико-электронная система и программный интерфей с (так называемый TWAIN-модуль). Далее мы рассмотрим их более подробно.

Матрица является важнейшей частью любого сканера. Матрица трансформирует изменения цвета и яркости принимаемого светового потока в аналоговые электрические сигналы, которые будут понятны лишь единственному ее электронному другу – аналого-цифровому преобразователю (АЦП). С этой точки зрения, АЦП можно сравнить с гидом-переводчиком, неизменным ее компаньоном. Только он как никто другой понимает матрицу, ведь никакие процессоры или контроллеры не разберут ее аналоговые сигналы без предварительного толкования преобразователем. Только он способен обеспечить работой всех своих цифровых коллег, воспринимающих лишь один язык – язык нулей и единиц.

Световой поток, падая на поверхность матрицы, буквально "вышибает" электроны из ее чувствительных ячеек. И чем ярче свет, тем больше электронов окажется в накопителях матрицы, тем больше будет их сила, когда они непрерывным потоком ринутся к выходу. Однако сила тока электронов настолько несоизмеримо мала, что вряд ли их "услышит" даже самый чувствительный АЦП.

Именно поэтому на выходе из матрицы их ждет усилитель, который сравним с огромным рупором, превращающим, образно говоря, даже комариный писк в вой громогласной сирены. Усиленный сигнал (пока еще аналоговый) "взвесит" преобразователь, и присвоит каждому электрону цифровое значение, согласно его силе тока.

Большинство современных сканеров для дома и офиса базируются на матрицах двух типов: на CCD (Charge Coupled Device) или на CIS (Contact Image Sensor). Корпус CIS-сканера плоский, в сравнении с аналогичным CCD-аппаратом (его высота обычно составляет порядка 40-50 мм).

CCD-сканер обладает большей глубиной резкости, нежели его CIS-собрат. Достигается это за счет применения в его конструкции объектива и системы зеркал.

На рисунке, для простоты восприятия, нарисовано лишь одно зеркало, тогда как у типового сканера их не менее трех-четырех

Сканеры с CCD-матрицей распространены гораздо больше, чем CIS-аппараты. Объяснить это можно тем, что сканеры в большинстве случаев приобретаются не только для оцифровки листовых текстовых документов, но и для сканирования фотографий и цветных изображений. Погрешность разброса уровней цветовых оттенков, различаемых стандартными CCD-сканерами составляет порядка ±20%, тогда как у CIS-аппаратов эта погрешность составляет уже ±40%.

CIS-матрица состоит из светодиодной линейки, которая освещает поверхность сканируемого оригинала, самофокусирующихся микролинз и непосредственно самих сенсоров. Конструкция матрицы очень компактна, таким образом, сканер, в котором используется контактный сенсор, всегда будет намного тоньше своего CCD-собрата. К тому же, такие аппараты славятся низким энергопотреблением; они практически нечувствительны к механическим воздействиям. Однако CIS-сканеры несколько ограничены в применении: аппараты, как правило, не приспособлены к работе со слайд-модулями и автоподатчиками документов.

Из-за особенностей технологии CIS-матрица обладает сравнительно небольшой глубиной резкости. Для сравнения, у CCD-сканеров глубина резкости составляет ±30 мм, у CIS – ±3 мм. Другими словами, положив на планшет такого сканера толстую книгу, получишь скан с размытой полосой посередине, т.е. в том месте, где оригинал не соприкасается со стеклом.

У CCD-аппарата вся картина будет резкой, поскольку в его конструкции есть система зеркал и фокусирующая линза. В свою очередь, именно достаточно громоздкая оптическая система и не позволяет CCD-сканеру достичь столь же компактных размеров, как у CIS-собрата.

В плане разрешающей способности CIS-сканеры также не конкурент CCD. Уже сейчас некоторые модели CCD-сканеров для дома и офиса обладают оптическим разрешением порядка 3200 dpi, тогда как у CIS-аппаратов оптическое разрешение ограничено пока что 1200 dpi.

Сканеры с CIS-матрицей нашли свое применение там, где требуется оцифровывать не книги, а листовые оригиналы. Тот факт, что эти сканеры целиком получают питание по шине USB и не нуждаются в дополнительном источнике питания, пришелся как нельзя кстати владельцам портативных компьютеров.

CCD-матрица представляется "большой микросхемой" со стеклянным окошком. Именно сюда и фокусируется отраженный от оригинала свет. Матрица не прекращает работать все то время, пока лафет со сканирующей кареткой, приводимый шаговым электродвигателем, совершает путь от начала планшета, до его конца. Замечу, что общая дистанция движения лафета по направлению "Y" называется частотой сэмплирования или механическим разрешением сканера (об этом мы поговорим чуть позже). За один шаг матрица целиком захватывает горизонтальную линию планшета, которая называется линией растра. По истечении времени, достаточного для обработки одной такой линии, лафет сканирующего блока перемещается на небольшой шаг, и наступает очередь для сканирования следующей линии, и т.д.

Самый важный элемент сканера – CCD-матрица

На виде сбоку можно заметить два обычных винта, которые выполняют "деликатную" роль". С их помощью на этапе сборки сканера производилась точная юстировка матрицы (обратите также внимание на П-образные прорези в печатной плате на виде сверху), чтобы падающий на нее отраженный свет от зеркал ложился бы равномерно по всей ее поверхности. Кстати, в случае перекоса одного из элементов оптической системы воссозданное компьютером изображение окажется "полосатым".

На увеличенной фотографии CCD-матрицы достаточно хорошо видно, что CCD-матрица оснащена собственным RGB-фильтром. Именно он и представляет собой главный элемент системы разделения цветов, о чем многие говорят, но мало кто представляет, как на самом деле это работает. Обычно, многие обозреватели ограничиваются стандартной формулировкой: "стандартный планшетный сканер использует источник света, систему разделения цветов и прибор с зарядовой связью (CCD) для сбора оптической информации о сканируемом объекте". На самом деле, свет можно разделить на его цветовые составляющие, а затем сфокусировать на фильтрах матрицы. Столь же немаловажным элементом системы разделения цветов является объектив сканера.

Корпус

Корпус сканера должен обладать достаточной жесткостью, чтобы исключить возможные перекосы конструкции. Безусловно, лучше всего, если основа сканера представляет собой металлическое шасси. Однако корпуса большинства выпускаемых сегодня сканеров для дома и офиса, в целях снижения стоимости, полностью сделаны из пластмассы. В этом случае, необходимую прочность конструкции придают ребра жесткости, которые можно сравнить с нервюрами и лонжеронами самолета.

Оптическая система сканера не терпит пыли, поэтому корпус аппарата должен быть герметичным, без каких-либо щелей (даже технологических).

Края планшета должны иметь пологий спуск – это облегчает задачу по быстрому извлечению оригинала со стекла. Кроме того, между стеклом и планшетом не должно быть никакого зазора, который препятствовал бы извлечению оригинала.

Блок управления

Все сканеры управляются с персонального компьютера, к которому они подключены, а необходимые настройки перед сканированием задаются в пользовательском окне управляющей программы. По этой причине, сканерам для дома и офиса совсем не обязательно иметь собственный блок управления. Однако многие производители идут навстречу самым неподготовленным пользователям, и устанавливают (обычно на лицевую панель) несколько кнопок "быстрого сканирования".

Кнопки быстрого сканирования – элемент, без
которого можно обойтись

Сканером называется устройство, позволяющее вводить в компьютер в графическом виде текст, рисунки, слайды, фотографии и др. На рис. 2.11 изображена общая схема устройства сканера. Свет, идущий от источника освещения, попадает на оригинал в определенной точке. Отразившись от него, свет попадает на оптическую систему сканера. Она состоит из зеркал и объектива (иногда роль оптической системы может играть просто призма). Оптическая система фокусирует свет на фотопринимающем элементе, роль которого - преобразо­вание интенсивности падающего света в электронный вид.

Принцип работы сканера состоит в следующем: в результате преобразования света получается электрический сигнал, содержащий информацию об активности цвета в исходной точке сканируемого изображения. После оцифровки аналогового сигнала в АЦП цифровой сигнал через аппаратный интерфейс сканера идет в компьютер, где его получает и анализирует программа для работы со сканером. После окончания одного такого цикла (освещение оригинала - получение сигнала - преобразование сигнала - получение его программой) источник света и приемник светового отражения перемещается относительно оригинала.

Основной деталью планшетного сканера является считывающая головка, двигающаяся вдоль сканируемого изображения. Важнейшей частью считывающей головки является фотоприемник. На сегодняшний день наиболее распространены два типа фотопринимающей матрицы: ПЗС-матрица (прибор с зарядовой связью, в английских обозначениях - CCD, Couple-Charged Device) и КДИ-матрица (контактный датчик изображения, в английских обозначениях - CIS, Contact Image Sensor).

Основой элемента ПЗС-матриц является фототранзистор, выполненный по технологии МОП (металл-оксид -полупроводник). ПЗС-матрица состоит из множества миниатюрных датчиков, преобразующих падающий на них свет в пропорциональный его интенсивности электрический заряд. Эта технология используется и во многих других приборах для считывания изображений, от мощнейших телескопов до приборов ночного видения.

Данному виду фотоэлементов присущи свои преимущества и недостатки. Среди преимуществ ПЗС необходимо отметить следующие:

• Высокая чувствительность . Квантовая эффективность ПЗС чрезвычайно высока и может достигать 95%. Для сравнения, квантовая эффективность человеческого глаза - около 1%, лучшие фотоэмульсии имеют квантовую эффективность до 3%, фотоэлектронные умножители (светоприемники в барабанных сканерах) - до 20%. Квантовая эффективность определяет способность светоприемника переводить свет в электрические сигналы, то есть выражает эффективность перевода попавших на него квантов (частиц света) в электрический сигнал.
• Широкий спектральный диапазон . ПЗС может реагировать на свет, начиная от гамма- и рентгеновского излучения и заканчивая инфракрасным излучением. Такого диапазона не дает на текущий момент ни одна из матричных технологий.

Принципиального различия между КДИ- и ПЗС матрицами нет. КДИ-сканеры отличаются от ПЗС-сканеров тем, что в них матрица растянута на всю ширину рабочей области, поэтому полностью отсутствует оптическая система.

В КДИ-модификациях сканеров источник освещения заме­няется светодиодами . При этом для цветного сканирования возникает необходимость в трех светодиодах на пиксел, в соответствии со стандартным разложением цвета RGB. Зеркала и объектив в КДИ-сканерах не представлены, так как эта технология обеспечивает прямую проекцию полной повер­хности рабочей области прямо на считывающую матрицу.

Излучение, идущее от светодиодов, отражается от оригинала и, пройдя через линзу, фокусируется на датчике изобра­жения. Датчик изображения - фототранзисторы, сделанные на основе МОП –технологии (аналогично ПЗС). В результате получается аналоговый сигнал, который усиливается в видеоусилителе и идет в АЦП.

Отсутствие оптической системы в таком сканере налагает свои ограничения на такую технологию. Если, например, полный датчик изоб­ражения длиной 216 мм (формат А4) состоит из 54 меньших датчиков, каждый из которых имеет 96 светочувствительных элементов (одно из лучших значений), то в результате получится 24 элементов на миллиметр, что в пересчете на дюймы дает 600 элементов на дюйм.

Для сканирования полноцветного изображения используются три светодиода на один элемент датчика: красный, зеленый и синий, - которые при сканировании включаются по очереди.

В основном положительные стороны КДИ-сканеров объясняются отсутствием оптической системы. Однако в целом они достаточно поверхностные, и большинство из них не связаны с качеством изображения. В этом отношении ПЗС-сканеры явно выигрывают в следующем.

Лучшая глубина резкости. Глубина резкости КДИ-ска­неров ±0,3 мм, тогда как для сканеров с ПЗС она равна ±3 мм. Это означает, что трехмерные предметы, находящиеся на расстоянии 3 мм от общего уровня, будут нормально отсканированы ПЗС-сканером, а изображение, полученное КДИ-сканером, будет нерезким и размытым. На практике такими предметами зачастую являются развернутые толстые книги.

Дольше срок службы. Сканер на основе ПЗС обеспечивает стабильное и неизменное качество в течение 10 000 часов работы, тогда как у КДИ-сканеров после 500 ча­сов работы происходит падение яркости на величину до 30%.

Лучшая чувствительность к оттенкам. ПЗС-сканеры различают уровни оттенков с погрешностью ±20%, в то время как КДИ сканеры - ±40%. Соответственно, передача деталей у ПЗС-сканеров будет значительно лучше.

Меньшая чувствительность к посторонней засветке. Это преимущество связано с тем, что ПЗС-линейка невелика по длине, и благодаря системе зеркал «лишний» свет на нее не проецируется. В КДИ-сканерах линейка значительно больше, оптическая система практически отсутствует, поэтому любое лишнее освещение сразу зна­чительно влияет на результат сканирования.

Разрешение устройства сканера. Максимальное разрешение профессиональных ПЗС-сканеров на данный момент - 3000 ppi, тогда как для КДИ-сканеров верхний предел - 600 ppi.

Характеристики сканеров

* Цветность сканера . Сканеры делятся на цветные, черно-белые (полутоновые) и штриховые черно-белые.

* Разрешение сканера (resolution) - это совокупность параметров, характеризующих минимальный размер деталей изображения, который сканер в состоянии считать.

Для любого сканера независимо от его типа важно разрешение , которое он поддерживает. Оно может колебаться от 100-150 dpi до нескольких тысяч dpi. Наибольшее оно у барабанных сканеров, немного меньше у планшетных. Планшетные сканеры обычно имеют разрешение не менее 300 dpi, обычно около 600. У хороших планшетных сканеров эта цифра может достигать 1200, 2400 dpi или даже больше (до 4000-6000 dpi). А вот у ручных и роликовых оно обычно около 150-300.

Разрешение должно соответствовать задачам, для которых предназначен сканер. Для того, чтобы сканировать фотографии и сохранять их в виде рисунков, чтобы потом посматривать на мониторе, вполне достаточно и 300 точек на дюйм. Для распознавания текста больше 600 тоже не нужно. Если вы хотите сканировать для того, чтобы потом сделать копию на принтере, то, каково бы высоко ни было разрешение у сканера, все упрется в то разрешение, с каким способен печатать принтер.
Разрешение делят на оптическое, механическое и интерполяционное.

Оптическое разрешение (optical resolution) характеризует минимальный размер точки по горизонтали, которую сканер в состоянии распознать. В сканерах, использующих для считывания цветовой информации матрицу (например, планшетных или листопротяжных), эта характеристика определяется отношением количества элементов в линии матрицы к ширине рабочей области. Для других типов сканеров (барабанный) она ограничивается возможностями фокусировки света на фотопринимающем элементе.

Механическое разрешение (mechanical resolution) - количество шагов, которое делает сканирующая каретка, деленное на длину пройденного ею пути. Поскольку на каждом шаге происходит считывание информации матрицей, этот параметр определяет минимальный размер точки по вертикали, которую сканер может распознать. Иногда механическое разрешение тоже называют оптическим, но это неверно, Например, если для какой-либо модели сканера указано оптическое разрешение 300х1200 ppi, то оптическим разрешением будет 300 ppi, а механическим - 1200 ppi. Обычно механическое разрешение в два раза больше оптического, встречаются и модели, в которых оно в четыре раза больше или, напротив, они равны. Ввиду того, что ПЗС-матрица не может сканировать с разрешением по горизонтали больше оптического, для добавления недостающих точек пользуются математические методы интерполяции (иначе вертикальный размер любого отсканированного квадрата получился бы больше горизонтального).

Интерполяционное разрешение - искусственно увеличенное с помощью математических методов разрешение. Программа, входящая, в комплект поставки сканера, пытается довести изображение до этого разрешения путем добавления недостающих точек (например, при реальном разрешении 3х3 программа выдает 9х9). Этот параметр не имеет ничего общего с реальными физическими параметрами ска­нера и может характеризовать только программу обработки изображения.
ПРИМЕЧАНИЕ. Разрешение сканера обычно измеряется в пикселах на дюйм (ppi, pixelperinch). Измерять данный параметр в точках на дюйм (dpi. dotsperinch) в принципе неверно, так как под dpi подразумевается фактиче­ское разрешение принтера, а это несколько иное понятие. Обычно принтер для получения одного цветного пиксела отпечатывает не­сколько точек, и каждая из них отвечает за свою составляющую цвета. Эти точки находятся очень близко, что создает эффект одного пиксела нужного цвета: они как бы сливаются. Соответственно, dpi подразуме­вает количество составляющих цвет точек на дюйм. Под ppi подразуме­вается именно количество полноцветных пикселов на дюйм.

* Разрядность (глубина цвета) - параметр, характеризую­щий количество цветов или оттенков серого (в зависимос­ти от цветности сканера). Разрядность означает, сколько бит используется сканером для представления цвета одной точки изображения. Различают разрядность внешнюю и внутреннюю. Внутренняя разрядность - это количество бит, представляющих точку для внутренних операций в сканере (то есть до прохождения сигналом АЦП и преобразования в цифровой вид). Внешняя разрядность определяет битность цвета после прохождения сигнала через АЦП. Внешняя разрядность сканеров составляет обычно 8 бит (256 оттенков серого) для полутоновых сканеров и 24 бита (по 8 бит на составляющую, итого 16,77 млн. цветов) - для цветных сканеров. Внутренняя разрядность обычно не меньше, а больше внешней. Дополнительные биты во внутренней разрядности (если они есть) используются для улучшения точности цветопе­редачи и снижения влияния искажений на цвет.

* Рабочая область сканера - максимальный формат документа, который сканер в состоянии обработать. Формат за­висит от конструкции и области применения сканера. Так, формат документа для листопротяжных и ручных сканеров ограничен только по ширине. Обычные домашние и офисные сканеры чаще всего соответствуют форматам А4 и принятому на Западе формату Legal. Профессиональные модели могут иметь фиксированные размеры, приспособленные для конкретных оригиналов (например, слайд-сканер 35-миллиметровой пленки), или просто иметь большой формат - до АО.

* Динамический диапазон - еще одна цветовая характеристи­ка. «Качество» отражения света любым оригиналом выражает оптическая плотность. Она вычисляется как десятичный логарифм отношения светового потока, падающего на оригинал, к световому потоку, отраженному от оригинала (для непрозрачных оригиналов) или прошедшему сквозь него (для негативов или слайдов). Оптическая плотность измеря­ется в OD (Optical Density), или просто D, и может меняться в диапазоне от 0,0 D для абсолютно белого (прозрачного) цвета до 4,0 D для идеально черного (непрозрачного) цвета.
Поскольку речь идет о логарифме, например, 2,0 D и 3,0 D будут различаться не на 25%, а в 10 раз. Оптические плотности для некоторых видов оригиналов приведены в табл. 1.
Диапазон оптических плотностей сканера говорит о том, какие из цветов оригинала еще будут распознаны, а какие - уже нет, то есть будут восприняты либо как полностью белые, либо как абсолютно черные.

Диапазон оптических плотностей включает в себя две характеристики: Dмин и Dмакс. Первая, Dмин - такая оптическая плотность оригинала, ниже которой сканер будет считать оригинал идеально белым. Соответственно, Dмакс - такая оптическая плотность оригинала, выше которой сканер будет считать оригинал абсолютно черным. Сам диапазон представляет собой разность Dмин – Dмакс. Диапазон оптических плотностей сканера зависит от качества и разрядности АЦП и фотоэлементов, а также от алгоритма работы контроллера сканера. В табл.2. указаны типичные динамические диапазоны для распространенных видов сканеров.

* Скорость сканирования - параметр, отражающий время, за которое будет отсканирован тот или иной документ. На са­мом деле эта характеристика не может иметь какого-либо значения, так как зависит от быстродействия компьютера, объема его оперативной памяти, от аппаратного интерфейса и т. д. Поэтому быстродействие сканера можно оценивать только для конкретного рабочего места. Иногда этот параметр указыва­ется в характеристиках сканера в миллисекундах на линию.

* Аппаратный интерфейс сканера (интерфейс передачи данных) обеспечивает обмен информацией между сканером и компьютером. От него зависит скорость передачи данных между компьютером и сканером. Эта характеристика может быть очень важна, если есть необходимость в высоком качестве отсканированных фотографий (или каких-либо других графических материалов). Например, для стандартной цветной фотографии размером 10х15 см, отсканиро­ванной с разрешением 720 ppi при разрядности цвета 24 бит (True color), потребуется около 40 Мбайт дискового про­странства. Соответственно, если скорость передачи данных между сканером и компьютером низка, то и ждать результата придется очень долго. Поэтому интерфейс передачи данных по важности ставится наравне с такими характеристиками, как разрешение и глубина цвета. Сейчас на рынке представлены сканеры с пятью типами интерфейсов:

1. Интерфейс LPT (стандартный параллельный порт Centronics). Этот интерфейс один из самых медленных, но и наиболее прост при установке сканера. Иногда встречаются улучшенные варианты - с поддерж­кой (или даже требованием) ЕРР/ЕСР. В таком случае могут возникнуть проблемы с установкой, так как не все компьютеры оборудованы такими портами. Ска­неры с интерфейсом LPT практически всегда имеют «сквозной порт», то есть сканер не монопольно использует LPT-порт, оставляя возможность подключения еще одного устройства (обычно этим устройством бывает принтер).

2. Собственный интерфейс. Его еще иногда называют ISA. Такой интерфейс реализуется в виде отдельной карты, с которой может работать сканер. Такие карты для каждой модели сканера уникальны, из-за чего могут возникнуть проблемы при замене.

3. SCSI-интерфейс - один из наиболее скоростных вариантов интерфейса передачи данных. Однако, если в комплекте со сканером не поставляется SCSI-карта, то могут возникнуть проблемы совместимости с другим контроллером SCSI. Меньше всего проблем создают контроллеры Adaptec. Если в комплект по­ставки сканера включена своя карта, то подключение и использование сканера не вызовут проблем, однако не факт, что другие SCSI-устройства смогут быть установлены на этот контроллер (например, из-за отсутствия или несовместимости драйверов).

4. Интерфейс USB - преемник LPT-интерфейса. Сто­имость USB-сканера ниже, а производительность этого интерфейса - значительно выше, чем для параллельного порта, однако не на всех компьютерах есть поддержка USB.

5. Интерфейс PCMCIA (PC card) - интерфейс для ра­боты с портативными компьютерами.

Пример характеристики сканера класса SOHO (Small Office, Home Office) Agfa Scan:

ПЗС: цветная, 5100 элементов. Сканирование производится по технологии ПЗС (CCD), причем линейка ПЗС - цветная. Количество элементов - стандартное для сканера такого класса (для профессиональных сканеров сейчас - 8640 элементов).
Проходов: 1 (трехпроходные сканеры сейчас практически отсутствуют на рынке).
Формат в отраженном свете: 216х297 мм(8”)х11,7”).Формат несколько больше А4 (210х297 мм). Форматы рабочей области сканеров могут варьироваться, но почти всегда они лежат близко к какому-либо стандартному фор­мату.
Оптический диапазон: 1,8D. Довольно низкий диапазон, но для домашнего использования вполне пригоден.
Глубина цвета: 36 бит. Здесь указана внутренняя разряд­ность. Внешняя почти всегда равна 24 битам для совмести­мости с программным обеспечением.
Скорость сканирования: серый -3,7 мс/линия, цвет - 11,1 мс/линия. Эта характеристика не имеет практического значения, так как здесь не учитывается время передачи дан­ных по интерфейсу и производительность компьютера, от которой тоже зависит скорость считывания.
Интерфейс: USB.
Размеры: ширина 330 мм, высота 105 мм, глубина 450 мм. Вес: 4 кг.
Лампа: cold cathode, автоматическое отключение. Лампа - с холодным катодом, после некоторого времени бездействия отключается для экономии электроэнергии.
Готовность к работе: - Под готовностью сканера к ра­боте подразумевается время его «нагрева» после включения. Данный сканер не требует времени для прогрева.
Температура: 10-40 °С; влажность: 20-85%. Характерис­тики окружающей среды, при которых сканер будет нормально работать. Если предполагается использовать сканер в каких-либо нестандартных условиях, на этот параметр следует обратить внимание.
Совместимость: Windows 98, MacOS on the iMac. На совместимость тоже необходимо обратить внимание, так как от нее строго зависят рамки совместимости. Например, драйверы сканера, работавшие под Windows 98, могут отказаться работать под Windows ME.

» Работа со сканером (faq)

Сканер — может, и не самый востребованный периферийный девайс, но ведь знаете, как бывает: дадут редкую книжку, и что делать? Хорошо, когда есть чем ее оцифровать. Причем будет ли это отдельный девайс или включенный в МФУ не так уж и важно. В этой статье собрана информация с которой станет максимально эффективной и полезной.

Как работает типичный бытовой сканер?

Можно сказать, что по существу сканер — большой фотоаппарат, только узкоспециализированный, предназначенный для съемки документов. Есть источник света (вот такой вот фотик — снимает исключи-тельно а свете «вспышки»), есть система зеркал, есть матрица, которая фиксирует отраженный от документа свет, есть преобразователи аналогового сигнала в цифровую форму и конверторы для сохранения данных в разных форматах. В отличие от фотокамеры, сканер не «снимает» весь объект целиком. Линейка сенсоров движется вдоль листа, делая снимки полосами, целостное изображе-ние из этих снимков создает ПО.

Какие виды сканеров бывают?

Вообще разных сканеров много, но для обычного пользователя, не профи и не маньяка, актуальны в основном планшетные сканеры, реже — ручные, они же «щетки». «Щетки» дороги, и у них нет механизма, обеспечивающего плавную и точную «построчную» съемку документа, так что с похмелья пользоваться не рекомендуется. Такой девайс пригодится в качестве дополнения к ноуту, если вам приходится много возиться с документами или вы тайком в читальном зале книжки сканите. Брать «щетку» домой смысла нет. Планшетный, самый обычный сканер — «сканер вульгарно» из двух частей, ровно такой, как вы себе представили, — оптимальное решение для дома, и даже, пожалуй, единственно верное, Понадобится какую-нибудь картинку или распечатку перевести в цифровой вид -нет проблем, дешево, сердито, достаточ-но качественно. Если сканер хороший, разумеется. Остается упомянуть еще пленочные, или слайд-сканеры, потому как производители периодически разрешаются моделями этого типа для простого пользо-вателя. Эти сканеры предназначены для оцифровки негативов, позитивов и про-чих снимков на пленках. На самом деле данные устройства нужны только фотографам, которые по каким-то причинам не хотят слезать со своих пленочных ап-паратов, ну и, может, частнику-стоматологу потребуются, чтобы оцифровать многолетний архив зубных снимков… А рядовым юзерам — вряд ли.

Многофункциональное устройство или отдельный сканер?

Отдельные планшетники сейчас встреча-ются все реже, интегрированные в МФУ-все чаще. Раньше народ плевался от ка-чества сканирования «комбайнов», и небезосновательно, но сейчас уже предос-таточно хороших МФУ, которые можно не только листами с текстом кормить. Старые предубеждения неактуальны. При работе со сканером теперь не особо важно МФУ это или обычный сканер.

Вот интересно, что за аббревиатуры такие — CCD и CIS?

Это разные виды матриц, фиксирующих отраженный / пропущенный объектом свет. CCD (Charge-Coupled Device, по-на-шему — ПЗС, прибор с зарядовой связью) — классическая матрица, такие ставят, например, в фотоаппараты и видеока-меры. CIS, Contact Image Sensor — более экономичное решение. Сканирующие элементы расположены близко к поверхнос-ти, не требуется фокусировка, а значит, и оптическая система с зеркалами. Кроме того, у старых и новых скане-ров различается способ подсветки: вмес-те с контактным сенсором используются светодиоды, а в сканерах с CCD-матрица-ми применяются лампы. Комбинирован-ные сканеры, с LED-освещением и ПЗС, редкость, по крайней мере пока.

Какая технология все же лучше, CCD или CIS?

Благодатная тема для холивара… Мы не перетестировали все существующие в природе модели МФУ и сканеров, однако давайте исходить из того, что известно нам и на чем сходится большинство. Девайсы на ПЗС громоздки, они едят заметно больше энергии, не любят встря-сок и ударов, дороже обходятся при изго-товлении, а потому и стоят в магазинах больше. Самый же существенный их недо-статок — необходимость ухода за оптичес-кой системой, которая загрязняется про-сто с течением времени, независимо от того, 10 или 100 часов в месяц трудится ваш аппарат. Оптика не любит небрежного подхода и кривых рук, так что уход за сканером -дело не плевое. CIS-сканеры меньше, неприхотливей, дешевле, некоторые способны питаться от порта USB, но у них свои недостатки. Как правило, LED-освещение неспособно дать равномерный и стабильный свет, соответственно, цветопередача страдает. Возможно, проблему можно решить, но усложнение производства бюджетных устройств повлечет за собой рост цены, а кому оно надо? Кроме того, технология контактных сенсоров предполагает, что объект сканирования будет достаточно плотно прилегать к стеклу, — с толстыми журналами и книгами могут возникнуть траблы. На-сколько серьезные? Достаточные, чтобы у программы FineReader случились трудности с распознаванием текста. Про изображения можно не говорить.

Что такое при работе со сканером глу-бина резкости?

Сканер, конечно, не совсем фотоаппарат, но при работе с книгами или другими трехмерными объектами расстояние от сенсора до сканируемой поверхности получается неодинаковым; соответ-ственно, какая-никакая, а глубина резко-сти нужна. У вышеупомянутых CIS-девайсов ее нет совсем, поскольку нету оптической системы.

Зачем сканеру автофокус, и в каж-дой ли модели он присутствует?

Для того чтобы четче снимать не идеаль-но ровные поверхности, что особенно актуально для сканирования объектов с большим увеличением. В некоторых моделях пленочных сканеров при работе со сканером, если верить производителям, автофокус срабатывает до миллиона раз за съемку. В обычном, многоцелевом-бытовом сканере эта фича в общем не нужна.

Что такое оптическое разрешение при работе со сканером?

Это максимальное количество пикселей на дюйм (по длине), которое матрица может зафиксировать, для CCD-сканера — без смещения каретки с фотоэлементами. Оптическое разрешение определяется количеством ПЗС-элементов в линейке, но только по длине.

Что такое механическое разреше-ние при работе со сканером?

Это другая составляющая его разреше-ния, зависит от максимального количес-тва шагов, которые может сделать ка-ретка с фотоэлементами. Нередко быва-ет больше оптического. Например, раз-решение 600 х 1200 означает, что матри-ца сканера обеспечивает съемку с раз-решением 600 точек на дюйм и при съем-ке дюйма поверхности каретка совершит 1200 перемещений.

Что такое интерполяционное раз-решение при работе со сканером?

Максимальное разрешение, которого может добиться ПО сканера с помощью программного увеличения. Новые пиксели просто «придумываются» софтом на основе данных о цветах соседних точек. Таким образом, увеличивается количест-во пикселей, но никак не качество изо-бражения — новой информации в таком снимке нет и быть не может.

А что такое разрядность (глубина) цвета при работе со сканером?

Разрядность цвета указывает количество бит, которое используется для хранения информации о цвете одного пикселя. Чем выше разрядность, тем больше оттенков. Некоторые девайсы могут иметь внешнюю и внутреннюю разрядность — более высокая внутренняя используется для цветовой коррекции до передачи информации на ПК. Считается, что 16,7 миллиона оттенков более чем достаточно — без приборов человек больше не различит.

Для чего нужен 48-битный цвет, если и 24-битный — в буквальном смысле за глаза?

Для того чтобы иметь некоторый запас оттенков при обработке изображения на ПК. Когда вы корректируете экспозицию, то рискуете потерять некоторые оттенки на фото, здесь же за счет «лишних» цве-тов потерь удастся избежать. При работе со сканером лучше иметь запас этого самого цвета.

Что за путаница с 8-16-и 24-48-битным цветом при работе со сканером?

Это разные обозначения одного и того же. Когда говорят о 8-битном цвете, имеют в виду разрядность в одном цветовом канале, а когда о 24-битном, то сразу во всех трех. Та же петрушка с 16 и 48 бита-ми. В общем простая математика: 8 = 24, 16 = 48 (смайл).

Что из себя представляет диапа-зон оптической плотности при работе со сканером?

Динамический диапазон сканера — то ко-личество градаций яркости, которое он способен передать. Чем больше этот па-раметр, тем лучше девайс будет справляться и с изображениями, где перепады яркости невелики либо, наоборот, очень большие. Как правило, оптический диа-пазон ограничен «сверху» глубиной цве-та. Параметр численно выражается деся-тичным логарифмом отношения интенсивности падающего на оригинал света к интенсивности отраженного света.

Какие важные качества работы со сканером не описываются основными техничес-кими характеристиками?

Не описывается цветопередача, которая может зависеть от разных параметров, например от качества оптики или качес-тва света. Не описываются шумы, кото-рые появляются на изображении в про-цессе сканирования. Все это надо смот-реть на пробных сканах.

Сканер - это устройство для считывания двумерного изображения и представления его в электронной форме. Сканировать можно как фотографии, так и текст, который может быть даже распознан компьютером благодаря специальному программному обеспечению. В этой статье мы расскажем, как пользоваться сканером .

Прежде всего вам понадобится установить это устройство: подключить его к компьютеру и установить драйвера. Также потребуется установить специальную программу, в которой есть функция сканирования. Как правило, такое приложение должно быть на диске с драйверами. Однако можно пользоваться такими программами, как Adobe Photoshop, ABBYY FineReader, XnView и многими другими. Чтобы проверить, есть ли в приложении возможность сканирования, зайдите в пункт меню «Файл» и убедитесь, что в разделе «Импорт» есть пункт, название которого соответствует модели подключенного сканера.

Запустите такую программу. Далее откройте крышку устройства и положите туда фотографию или лист с текстом. Затем выберите функцию сканирования в программе. Откроется отдельное окно, где понадобится нажать на кнопку «Предпросмотр» . Затем следует выбрать область листа или фотографии, которую вы хотите оцифровать. Также здесь есть возможность установить режим сканирования в зависимости от качества печати материала , лежащего под крышкой устройства. Также сканировать можно в цветном или черно-белом варианте.

Кроме того, необходимо будет выбрать разрешение . Если вы сканируете фотографии, желательно выставить более крупное значение, чтобы изображение получилось более высокого качества. После того как все настройки установлены, можно нажать на кнопку «Сканирование» . Этот процесс не занимает много времени, однако подождать придется.

Затем на экране появится оцифрованное изображение, которое понадобится сохранить. Для этого выбираем пункт меню «Файл» и нажимаем на «Сохранить» или «Сохранить как» . Теперь необходимо задать расширение и придумать файлу имя.

Также стоит отметить, что если вы будете сканировать фотографии, которые вклеены в большой альбом, не забудьте оставить крышку сканера немного приподнятой. Как правило, все современные устройства такого типа рассчитаны на то, что в них будут вкладывать вещи, имеющие большую толщину .

Кроме того, пользоваться сканером можно по сети . Процедура сканирования не отличается от описанной выше, однако необходимо выполнить ряд предварительных настроек. Зайдите в «Панель управления» через меню «Пуск» и выберите «Просмотр сетевых компьютеров и устройств» . Затем в списке устройств выберите нужную модель сканера. Обычно оцифровка набранных текстов и изображений по сети используется в офисах, где нет необходимости оборудовать каждое рабочее место сканером.

Отдельно нужно рассказать о возможности распознавания оцифрованного текста . Для выполнения этой операции потребуется установить программу ABBYY FineReader , которая преобразовывает изображения букв в текстовые символы. Приложение способно иногда ошибаться, поэтому рекомендуется перечитывать получившийся текст и самостоятельно вносить необходимые правки. Эта программа имеет понятный интерфейс : все необходимые кнопки вынесены на панель инструментов, поэтому разбираться с функционалом долго не придется.

Как вы смогли убедиться, пользоваться сканером очень просто и для этого не нужны какие-либо специальные знания. Надеемся, приведенные советы помогут вам в использовании этого устройства.