Автоматические графические устройства ввода

Современные автоматические графические устройства ввода применяются при использовании ПЭВМ в САПР, издательских системах, архивах, для факсимильной связи и т. д. Они позволяют не только вводить в ПЭВМ черно-белые графические изображения (чертежи, графики, диаграммы и др.), но и различать градации их яркости («серая шкала»), а также распознавать текст, Лучшие образцы таких устройств ввода позволяют кодировать трехмерную информацию, а также различать цветные изображения

Широкую популярность приобрели сканирующие устройства ввода — сканеры. Обязательными компонентами сканеров являются рабочий орган считывания, система закрепления или перемещения вводимого документа, устройство управления (контроллер), программные средства.

Принцип работы сканеров (рис. 8.3) подобен принципу работы печатающих устройств. В большинстве случаев источник света (светодиоды или лазер) освещает рабочее поле вводимого документа

Рис. 8.3. Устройство лазерного сканера

1 - лампа; 2 - оптическая система (линзы, зеркала); 3 - ПЗС-элементы; 4 - документ

Чувствительный к свету рабочий орган движется по изображению (или изображение движется относительно неподвижного рабочего органа) и за счет отраженного света считывает элементы изображения, обычно постранично, которые затем распознаются ПЭВМ и преобразуются в файл, размещаемый в памяти машины. В рабочем органе используются датчики на приборах с зарядовой связью (ПЗС), преобразовывающие оптическое изображение в электрический сигнал с разрешающей способностью 10...30 точек/мм и выше.

Лазерные сканеры обладают лучшей разрешающей способностью, чем светодиодные, однако они более дорогостоящие. Желательно, чтобы разрешение рабочего органа было не хуже разрешающей способности дисплея ПЭВМ. При преобразовании полутоновых графических изображений фиксируется до 256 градаций яркости. В этом случае сканер записывает не только информацию об элементе как о черной и белой точках, но и дополнительную. При дискретизации полутонов «серой шкалы» применяется упрощение: для аппроксимации полутона элемента изображения используется определенное число точек. Большее число точек создает иллюзию темного тона, меньшее — белого. Для различения четырех уровней «серой шкалы» необходимо не менее 2 бит дополнительной информации, при 256 уровнях — уже 8 бит. Для различения трех основных цветов (красного, зеленого и синего) применяются цветовые фильтры и источники с различным спектром излучения. При вводе полутоновых или цветных изображений необходимо обработать большой объем информации, а это предъявляет определенные требования к характеристикам ПЭВМ.

Сканеры выполняются в основном в четырех различных вариантах. В первом используется плоский планшет. Страница вводимого документа закрепляется на плате из стекла, а рабочий орган движется вдоль страницы. Плоские сканеры удобны при вводе графики, так как страница может быть нестандартного размера. В этом случае точность считывания зависит от точности перемещения рабочего органа. Однако плоские сканеры занимают достаточно много места возле ПЭВМ. В сканерах второго типа рабочий орган неподвижен, а вводимый документ перемещается перед окном рабочего органа. Для движения документа используются различные механизмы: барабанного типа, «тракторного» и др. Такие сканеры удобны для ввода многостраничных документов, поскольку они «чувствуют» страницы. Барабанные механизмы перемещения уменьшают габаритные размеры и массу сканеров. Достоинством является также возможность ввода документов с рулонного носителя. Все более популярным становится третий тип — «ручные» сканеры. Рабочим органом в них является малогабаритный датчик, размещаемый в руке, который, подобно манипулятору типа «мышь», можно двигать или катить по бумаге. Такие сканеры сравнительно дешевы и позволяют вводить в ПЭВМ информацию со сложных поверхностей реальных объектов. В сканерах четвертого типа датчик считывания включается в регистрирующий орган печатающего устройства или графопостроителя.

Недостатком автоматических графических устройств ввода является то, что при считывании наряду с необходимой информацией вводятся и дефекты оригинала, особенно при считывании старых чертежей.

Дальнейшее расширение функциональных возможностей и областей применения графических устройств ввода в значительной степени связано не только с развитием их технических средств (особенно со снижением стоимости и габаритов), но и с развитием программного обеспечения.

Дата добавления: 2014-01-06