ТЕМА 6.3 Сканеры

Сканер – это устройство ввода в ЭВМ информации (графической) с внешних носителях. Сканирование представляет собой цифровое кодирование изображения, заключающееся в преобразовании аналогового сигнала яркости в цифровую форму. Такое получение цифрового изображения оригинала для ввода в компьютер называют оцифровкой.

Принцип действия и классификация сканеров

Компоненты: датчик (содержит источник света), оптическая система, фотоприемник, механизм перемещения относительно оригинала.

В процессе сканирования оригинала освещается источником света. Светлые области оригинала отражают больше света, чем тёмные. Отражённый свет оптической системой направляется на фотоприёмник, который преобразует интенсивность принимаемого света в соответствующее значение напряжения. Аналоговый сигнал преобразуется в цифровой для дальнейшей обработки с помощью ПК.

Признаки классификации:

· Способ формирования изображения (линейный, матричный);

· Конструкция кинематического механизма (ручной, настольный, комбинированный);

· Тип вводимого изображения (чёрно-белый, полутоновый, цветной);

· Степень прозрачности оригинала (отражающий, прозрачный);

· Аппаратный интерфейс (специализированный, стандартный);

· Программный интерфейс (специализированный, TWAIN-совместимый).

Типы сканеров

В зависимости от способа перемещения фоточувствительного элемента сканера и носителя изображения относительно друг друга сканеры подразделяются на две основные группы – настольные и ручные.

Настольные сканеры

планшетные роликовые барабанные проекционные

Планшетные сканеры или сканеры плоскостного типа, используются для ввода графики и текста с носителей формата А4 или А3.

В таких сканерах оригинал располагается на его рабочей поверхности неподвижно. Освещение оригинала производится стабилизированным по интенсивности источником, в качестве которого используют лампы с холодным катодом или флуоресцентные лампы. В качестве фотоприёмника обычно используются ПЗС-линейки. Лампа, ПЗС и оптическая система, направляющая на ПЗС световой поток, отражённый от оригинала, находятся на одной каретке и с помощью шагового механизма перемещаются вдоль оригинала.

Роликовые сканеры

Осуществляют сканирование оригинала при его перемещении по специальным направляющим посредством роликового механизма подачи бумаги относительно неподвижных осветителя и ПЗС-линейки. Сканирование в роликовом сканере, как и в планшетном, производится в отражённом свете. Сканеры, работающие в двух режимах – сканирование изображения и его факсимильной передачи, называют факс-сканерами.

Барабанные сканеры

Позволяют получать изображения прозрачных или отражающих оригиналов с высокой степенью детализации. Прозрачный оригинал закрепляется с помощью специальной ленты или масла на поверхности прозрачного цилиндра из органического стекла (барабана), который для обеспечения устойчивости укреплён на массивном основании.

«+»-позволяет сканировать прозрачные или отражающие оригиналы при этом автоматическая корректировка освещение. Настройка фокусного расстояния и высокая производительность достигаются за счет обработки изображения встроенным компьютером.

«-» - значительные габариты и высокая стоимость

Проекционные сканеры

Работают по принципу фотографической камеры и конструктивно напоминают фотоувеличитель. Оригинал располагается на подставке под сканирующей головкой изображением вверх. Сканирующая головка, содержащая ПЗС - датчик и перемещающий его в фокальной плоскости линзы двигатель, закрепляется на вертикальном штативе и может перемещаться по стойке или по вертикальным направляющим. Перед началом сканирования камеру устанавливают в положении, соответствующее требуемому разрешению и размеру изображения. Обычно в проекционных сканерах внутренний источник освещения не используется. Освещение оригинала производится за счет естественного комнатного света. Особенность проекционных сканеров является возможность сканирования трехмерных объектов.

«+» - простота конструкции и удобство применения, невысокая стоимость.

Ручные сканеры

Применяются для сканирования малоформатных оригиналов или фрагментов большого изображения. Перемещение окна сканирования относительно оригинала за счет мускульной силы человека. В небольшом корпусе шириной обычно чуть более 10 см размещаются лишь датчик, линза и источник света. Устанавливаемая в компьютере карта интерфейса преобразует поступающею информацию в цифровую форму и передает ее для последующей обработки специальной программе.

Отличительная особенность: использует источник питания компьютера, к которому подключен.

«+» - низкая стоимость, простота конструкции.

«-» - много ошибок по сравнению с другими.

Многофункциональные сканеры

Многофункциональные сканеры - это комбинированные устройства, сочетающие в себе возможности сканирования различных типов, а также других технических средств информатизации, служащих для решения таких задач, как оптическое распознавание символов, архивирование, электронная почта и факсимильная связь.

В комбинированных устройствах all-in-one в одном корпусе обычно объединены роликовый сканер, лазерный или струйный принтер, факс-модем. Такое интегрирование является оптимальным решением для SOHO(Small Office/Home Office – небольшой офис/домашний офис), поскольку позволяет освободить площадь и сэкономить на приобретении компонентов в комплексе. Основные недостатки таких комбинированных систем - невысокое качество и сравнительно высокая стоимость копировальных страницы.

Цветные сканеры

Задача цветного сканера сводится к различению основных цветов: красного, зелёного и синего – RGB(Red, Green, Blue). Для этого применяются различные технологии. Например, в цветном с одним источником света сканирование оригинала может осуществляться в три прохода с последовательным применением различных фильтров: красного, зелёного, синего, поочерёдно размещаемых между источником света и оригиналом. Сканируемое изображение освещается бе6лым светом непосредственно, а через вращающийся RGB-светофильтр. Для каждого из основных цветов последовательность операций практически не отличается от последовательности операций при сканировании полутонового изображения. Существенными недостатками данного метода являются увеличение времени сканирования в три раза и необходимость точного совмещения цветовых слоёв, чтобы не допустить размывание отдельных деталей, изображения.

В сканерах другого типа используются три источника света: красный, зелёный, синий, действующие поочерёдно для кратковременного освещения оригинала. Сканирован6ие при этом производится однократно, что позволяет избежать несовмещение цветов, но требует подбора источников света со стабильными характеристиками.

В некоторых конструктивных решениях цветных сканеров используется один источник света, но сканирование цветных оригиналов осуществляется за один подход благодаря тому, что фотоприёмник выполнен в виде фототранзисторов, размещённых в три линейки, а три цветных фильтра расположены между ними так, что каждая линейка фототранзисторов освещается только своим цветом.

Однако наибольшее распространение получили цветные сканеры, оборудованные системой, состоящей из трёх независимых фотодатчиков для каждого цвета. Оригинал освещается белым светом, а отражённый оригиналом свет попадает на фотоприёмники через систему специальных фильтров, которые и разделяют белый свет на три составляющие. Принцип работы таких фильтров основан на использовании явления дихроизма, заключающегося в изменении окраски кристаллов в проходящем белом свете в зависимости от положения их оптической оси.

Характеристики сканеров

Ниже описаны основные характеристики, которые следует принимать во внимание при выборе типа и модели сканера.

Разрешающая способность определяется плотностью расположения распознаваемых точек и выражается в точках на дюйм

Сканеры имеют два параметра разрешающей способности: оптическое разрешение и программное. Оптическое разрешение – показатель первичного сканирования. Программными методами можно в дальнейшем повысить разрешение. Например, оптическое разрешение сканера может быть 300 *600 dpi, а программное - до 4800*4800 dpi. Оптическое разрешение имеет более важное значение для пользователя.

Оптическое разрешение зависит от размера элемента ПЗС – датчика и характеризует плотность, с которой производится выборка информации в заданной области оригинала.

Разрешение сканера имеет два показателя: по горизонтали и вертикали.

Например, 600*300; 600*600; 800*800. Однако чаще всего употребляют первое значение: 600, 800 dpi.

Область сканирования – максимальный размер оригинала для данного сканера.

Метод сканирования определяет одно- или трехпроходный способ считывания информации в цветных сканерах.

Скорость сканирования – количество страниц черно-белого оригинала, сканируемых в минутах с максимальным оптическим разрешением сканера.

Разрядность сканера измеряется в бит и определяет то количество информации, которое необходимо для оцифровки каждой точки изображения, а также количество цветов, которое способен распознать сканер. 24 бит соответствуют – 16,7 миллионам цветов, а 30 бит – миллиарду. Несмотря на то, что человеческий глаз уже не в состоянии отличить 16-битный цвет от 24-битного, в новейших моделях сканеров заявлена 48-битная разрядность. Совокупность характеристик модели сканера определяет его принадлежность к одному из трех классов. На которые условно можно подразделить все модели сканеров.

Сканеры простых моделей используются для подготовки деловой документации. Создания Прайс-листов и рекламных объявлений, а также для подготовки электронных публикаций.

Обычно такие сканеры обеспечивают оптическое разрешение в диапазоне 300-600 dpi[,передачу 256 оттенков серого цвета для полутоновых изображений.

Сканеры промежуточного класса планшетного типа обладают оптическим разрешением 600-1800 dpi, высоким динамическим диапазоном, имеют возможность работы с прозрачными и применяются в издательской деятельности.

Сканеры высокого класса обеспечивают разрешение свыше 4000 dpi, используются при необходимости оцифровки большого объема информации с высоким качеством и производительностью.

Лидером на российском рынке сканеров является Неwlett-Packard,однако недорогие модели Muster Paragon, KYE также пользуются спросом. Для профессионального применения используют сканеры UMAX или Agfa.

Дата добавления: 2014-01-03