План лекції. “Сканери, їх основні характеристики”

Лекція №3.2

“Сканери, їх основні характеристики”

1. Основні напрямки розвитку сканерів.

2. Будова, принцип дії ручних сканерів

3. Будова, принцип дії планшетних сканерів

4. Будова, принцип дії рулонних сканерів

5. Будова, принцип дії барабанних сканерів

6. Основні параметри сканерів

Сканери є растровими пристроями введення зображення з оригіналу — зображення на папері або плівці. При скануванні фрагмент оригіналу висвітлюється білим світлом, відбите світло фокусується на фотоприймачі — Пзс-линейке (ПЗС — прилад із зарядовим зв'язком, англійський термін — Couple-Charged Device, CCD). У лінійці світло перетвориться в накопичений заряд, його «профіль» (розкладання по рядку) зрушується по лінійці і послідовно виводиться в ЦАП. У такий спосіб виходить цифровий потік, що відображає яскравість елементів (піксельов) рядка. Оцифрованное зображення запам'ятовується у внутрішній пам'яті сканера, каретка з лампою і лінійкою зрушується і сканується наступний рядок. У пам'яті робиться попередня обробка зображення, і дані виводяться через зовнішній інтерфейс у комп'ютер. Обсяг переданих даних визначається дозволом, глибиною кольору і розміром сканируемой області. Потік даних може бути великим, так що інтерфейс може стати вузьким місцем, що визначає продуктивність уведення зображення. На продуктивність роботи зі сканером впливають і параметри власне сканера, і параметри комп'ютера, до якого він підключений (бажані великий обсяг ОЗУ і швидка дискова підсистема).

Існують сканери різноманітних конструкцій, що розрізняються по призначенню, параметрам і ціні.

У ручних сканерах голівка з лампою прокочується вручну. Ручні сканери досить дешеві (у них відсутня складна механіка), однак геометричеекая точність низька (залежить і від твердості руки оператора). Ручні сканери дозволяють сканувати будь-які поверхні, у тому числі внутрішні стінки коробка і кутів стін.

У найпоширеніших планшетних сканерах оригінал кладеться на скляний стіл (як у копіювальному апараті) і під ним автоматично просувається каретка з лампою і лінійкою. Ці сканери при помірній ціні забезпечують високу точність, але розмір оригіналу обмежений (А4, A3).

У листопротяжних (рулонних) сканерах лист протягається над нерухомою кареткою (як у факсі) вручну або приводом. Перевага — необмежена довжина оригіналу (можна сканувати рулони показань самописів).

У барабанних сканерах оригінал вкладається в барабан; обертання барабана і переміщення голівки (лампи з фотоприймачем) дають можливість послідовного поточечного сканування на одному фотоприймачі. При цьому забезпечується дуже висока якість передачі кольору (точність і динамічний діапазон), оскільки всі крапки зображення сприймаються (послідовно) одним фотоприймачем. В інших типах сканерів завжди мається погрішність від неідентичності елементів Пзс-линейки. Барабанні сканери дуже дорогі.

Для кольорового сканування зображення повинне бути розкладене на базисні кольори (RGB). У трехпроходних сканерах використовується одна лінійка, і на кожнім проході установлюється свій світлофільтр. В однопрохідних сканерах світло розділяється на 3 потоки, кожний через свій світлофільтр попадає на свою лінійку.

Основні параметри сканера відносяться до його оптики і механіки.

Оптичним дозволом (виміряється в dpi) вважається дозвіл по горизонталі, він визначається дозволом ПЗС-матрици. Дозвіл по вертикалі називається механічним, він визначається кроком мотора приводу. Механічний дозвіл простіше підвищувати, і воно може бути вище оптичного. Внутрішньою обробкою зображення в сканері дозвіл по обох осях вирівнюється. Це дозвіл, називаний інтерполяційним, може бути вище оптичного. Можна установити і менший інтерполяційний дозвіл (об'єднанням пікселів), при цьому зменшується потік даних, переданих при скануванні в комп'ютер.

Глибина кольору визначається розрядністю АЦП. У більшості випадків додаткам досить 24 біта на піксель. Внутрішня розрядність сканера може бути вище (30-36 біт), що дозволяє виконувати корекцію кольору без утрат. Правда, молодші біти можуть виявитися шумом.

Динамічний діапазон сканування визначається як різниця максимальної і мінімальної оптичних плотностей¹ оригіналу, сприйманих сканером. В основному оптична щільність залежить від якості АЦП. Для різних оригіналів характерний різний динамічний діапазон: газетний папір забезпечує діапазон у межах 0,9; крейдована — 1,5-1,9; фотознімки — 2,3; фотоплівки, слайди — 2,8-4,0. Дешеві сканери мають динамічний діапазон 1,8-2,5; кольорові планшетні — 2,5-3,8; барабанні — 3,4-4,0.

Швидкість (час) сканування: може сильно залежати від комп'ютера й інтерфейсу (в ідеалі сканування йде безупинно, частіше — частинами).

Сканер може мати додаткові навісні елементи: автоподатчик документів (замість кришки, оригінали протягаються, каретка не пересувається), слайд-модуль (замість кришки, заміняє лампу на каретці сканера). Сканування слайдів має свої особливості: сканер повинен працювати на просвіт (а не на відображення) і мати великий динамічний діапазон.

Для підключення сканерів використовуються різні інтерфейси:

♦ Інтерфейс SCSI забезпечує високу швидкість передачі. Іноді в комплекті зі сканером поставляється простий SCSI-адаптер, що служить для його
підключення, але він знижує швидкість роботи.

♦ Інтерфейс USB 2.0 (бажано) забезпечує швидкість до 24 Мбайт/с,
USB 1.0 - до 1,2 Мбайт/с.

♦ LPT-порт повинен працювати в режимі ЕСР/ЕРР, інакше швидкість буде край­
не низкою.

♦ Інтерфейс 1394 (FireWire) забезпечує високу швидкість, не скрізь є.

♦ У випадку нестандартних інтерфейсів до сканера потрібна спеціальна плата.

Для роботи зі сканерами використовують стандартний додаток (драйвер і графічний інтерфейс) TWAIN (Tool Without An Interesting Name), що забезпечує взаємодії сканера з прикладними пакетами ПО. Його функції — установка параметрів і області сканування, попереднє сканування і перегляд, цветокоррекция і постобработка зображення, передача даних у додаток.

Для професійної роботи зі сканером потрібно його калібрування: установка параметрів корекції передачі кольору по спеціальному тестовому зображенню.

Дата добавления: 2014-01-04