Перечислены основные характеристики планшетного сканера

как они устроены, чем отличаются и как расшифровать характеристики

Выбирающий сканер человек встречает такое количество числовых характеристик, названий «патентованных и только у нас» технологий и просто загадочных фраз, что несложно растеряться. Тестирование в компьютерной прессе обычно проводится по случайно выбранным критериям, при этом важные для конкретного человека возможности остаются за кадром. Некоторые продавцы сканеров приводят убойные для непосвящённого человека аргументы вроде «у сканера А нет разрывов в полутонах, а сканер Б имеет несколько завышенное механическое разрешение». Как «перевести» их высказывания и вообще есть ли в них смысл, за какие функции именно в Вашем случае стоит платить, а какие останутся «про запас» — вот о чём эта статья. Ниже мы попытаемся рассмотреть конструктивные принципы, применённые в планшетных сканерах, с точки зрения электроники и оптики, и оценим значение основных характеристик сканеров, как выражаемых в цифрах и приводимых в рекламе и руководствах, так и менее очевидных, но не менее важных.

чные и протяжные (листовые) сканеры мы отдельно рассматривать не будем ввиду общности используемых технологий, одинакового значения численных характеристик и ограниченности их применения для работы с полноцветным изображением. Все приводимые сведения по умолчанию относятся только к ценовой категории «до 10000 у.е.».

Современный сканер функционально состоит из двух частей: собственно сканирующего механизма (engine) и программной части (TWAIN-модуль, система управления цветом и прочее). В процессе покупки часто забывают о том, что без собственного драйвера сканер работать не сможет, так как не является стандартным для Windows устройством. Надёжность же работы и функциональные возможности (точнее, их отсутствие) TWAIN-модулей особо дешёвых сканеров сильно напоминают драйвера «безродных» видеокарт, с той разницей, что для сканеров нет «универсальных» драйверов от производителя чипа или из комплекта поставки Windows. Если Вы работаете под WindowsNT, будьте внимательны вдвойне!

Механизм:

Сканирующие механизмы планшетных сканеров выпускает весьма ограниченный круг производителей, которые поставляют их по OEM-соглашениям другим компаниям. Те комплектуют их своим набором программного обеспечения и продают под собственной торговой маркой. «Добавленное» программное обеспечение может быть действительно очень хорошим, но нельзя не упомянуть о некоторых «подводных камнях» при покупке такого сканера «из третьих рук».

Во-первых, цена обычно выше, чем у «исходной» модели, хотя механизм остаётся тем же самым.

Во-вторых, неизбежная потеря времени на взаимодействие производителя механизма и компании, продающей сканер под своей маркой, приводит к некоторому моральному устареванию модели к моменту выпуска в продажу, иногда довольно значительному. Так, в некоторых моделях сканеров очень известных фирм используются механизмы «образца» 1993 года!

В-третьих, не всегда есть совместимость «переименованной» модели с новыми версиями драйверов от производителя механизма, в таком случае новые драйвера будут доступны только после их «доработки» продавцом, в худшем же случае, если продавец перестал торговать сканерами под своей маркой, никогда.

Планшетные сканеры, особенно предназначенные для чего-то кроме подарка или использования в качестве игрушки, при внешней простоте являются весьма интересными и довольно сложными опто-электронно-механическими устройствами. Однако конструкция их устоялась, производство хорошо налажено и технологически не является чем-то запредельным, так что обычно планшетные сканеры в ценовом диапазоне до 10000 долларов (включая такие известные имена, как AGFA, Linotype-Hell и UMAX) производятся на Тайване.

Для понимания значения характеристик нужно представлять себе конструкцию типового планшетного сканера (конструкция дорогих моделей немного отличается).

Оригинал располагается на прозрачном неподвижном стекле, вдоль которого передвигается сканирующая каретка с источником света (если сканируется прозрачный оригинал, используется так называемый слайд-модуль — крышка, в которой параллельно сканирующей каретке сканера перемещается вторая лампа).

Оптическая система сканера (состоит из обьектива и зеркал или призмы) проецирует световой поток от сканируемого оригинала на приёмный элемент, осуществляющий разделение информации о цветах — три параллельных линейки из равного числа отдельных светочувствительных элементов, принимающие информацию о содержании «своих» цветов. В трёхпроходных сканерах используются лампы разных цветов или же меняющиеся светофильтры на лампе или CCD-матрице. Приёмный элемент преобразует уровень освещенности в уровень напряжения (все ещё аналоговую информацию). Далее, после возможной коррекции и обработки, аналоговый сигнал поступает на аналого-цифровой преобразователь (АЦП). С АЦП информация выходит уже в «знакомом» компьютеру двоичном виде и, после обработки в контроллере сканера через интерфейс с компьютером поступает в драйвер сканера — обычно это так называемый TWAIN-модуль, с которым уже взаимодействуют прикладные программы.

Источник света:

В старых разработках —обычная флуоресцентная лампа (родственна обычным лампам дневного света). Недостаток — слабая стабильность характеристик освещения и ограниченный срок службы. В современных моделях — лампа с холодным катодом, имеющая лучшие параметры и значительно больший срок службы. Как лампа влияет на результат сканирования? Достаточно очевидно — при изменении характеристик источника освещения оригинала изменяется падающий на принимающую матрицу световой поток, несущий информацию о сканируемом оригинале. Если свойства лампы за 2-3 месяца работы изменяются «до неузнаваемости» — говорить о правильной цветопередаче сканера уже не приходится.

Вообще, характеристики светового потока меняются даже при прогреве сканера. В этой связи несколько настораживает конструкция текущих моделей Epson — единственные из известных марок сканеры с тремя раздельными лампами разных цветов, ведь каждая лампа может «плыть» по-своему.

Качество лампы оценить сложно. Убедитесь, по крайней мере, что используется лампа с холодным катодом (если это так, то обязательно отражено в описании). Ориентированные на профессиональную работу с цветом сканеры содержат помимо встроенной процедуры самокалибрации по интенсивности светового потока от лампы еще и схемы поддержания стабильности потока при изменении температуры.

Кстати, косвенным признаком пригодности к «полноцветной» работе может служить время первичного прогрева лампы после того, как лампа была автоматически погашена при неиспользовании сканера в течении некоторого времени (кстати, обычно время прогрева и время ожидания до погашения лампы можно изменить, но где-то внутри файлов настроек).

Оптическая система:

Световой поток от оригинала проецируется на матрицу CCD (прибор с зарядовой связью), которая преобразует его в электрический сигнал. Обычно используется один фокусирующий обьектив (или линза), который проецирует полную ширину области сканирования на полную ширину матрицы CCD. Требования к качеству оптики для такой задачи весьма высоки, особенно сложно обеспечить приемлемое качество проецирования краёв рабочей области для цветных оригиналов. Оценить качество фокусировки и разрешающую способность оптики легко можно визуально при сканировании специальной тестовой мишени или защитных участков банкноты.

В наиболее мощных моделях планшетных сканеров встречаются сменные объективы: при работе в обычном режиме оптика работает аналогично однолинзовым механизмам, при переключении на второй, «усиленный» режим используется другой объектив, который проецирует на полную ширину CCD-матрицы только часть ширины рабочего стола сканера. Таким образом, на постоянное число приёмных ячеек CCD-матрицы проецируется участок меньшей ширины и соответственно возрастает оптическое разрешение. Обычно в документации указано число ячеек CCD-матрицы. Новейшие матрицы 42-битных сканеров имеют 10600 ячеек (хотя в однопроходных сканерах матрица имеет три параллельных линейки приёмных ячеек — по одной на цвет, указывается число элементов в одной). Поделив число ячеек на ширину поля сканирования, получим оптическое разрешение. Заметим, что некоторые профессиональные плоскостные сканеры имеют больше двух (до 5) переключаемых объективов, но это уже категория «выше 10000».

Для сканеров, эксплуатируемых на территории бывшего СССР, большое практическое значение имеет защищённость их зеркал, оптической системы и CCD-матрицы от пыли и насекомых. Даже мелкие пылинки и ворсинки непосредственно на матрице или объективе приводят к заметным дефектам.

Разрешение: оптическое, механическое, физическое и разное.

Оптическое: количество элементов в линии матрицы, поделённое на ширину рабочей области. Определяется матрицей и шириной рабочей зоны, меньшая из всех приводимых цифр разрешения. Но может и не приводиться вовсе! Первый кандидат на использование в качестве примера: в характеристиках на HP ScanJet 5100 «Resolution, Optical: 600dpi Hardware Super Sampling». Про модель ScanJet 6100, которая где-то в два раза дороже, написано просто «Resolution, Optical: 600dpi».

Механическое: количество раз «считывания» информации CCD-матрицей, поделённое на длину пути, пройденного за это время сканирующей кареткой.
огда его тоже называют оптическим («оптическое разрешение 300×600»), но на самом деле это не так (оптическое будет 300, а 600 — это тоже реальное разрешение, но механизма, а не оптики). Как правило, механическое разрешение задаётся изготовителем в 2 раза больше оптического (иногда равным ему или в 4 раза большим), при этом, поскольку CCD-матрица не может сканировать с разрешением выше оптического, а сканируемый квадрат должен остаться квадратом, недостающие «по ширине» точки рассчитываются (интерполируются). Интерполяция же не только не даёт видимого повышения качества при сканировании полноцветных оригиналов, но и может ухудшить чёткость и заметно понизить скорость сканирования.

Физическое разрешение, истинное разрешение, реальное разрешение: всё, что как-то определяется механизмом сканера.

Интерполяционное — произвольно выбранное разрешение, до которого программа сканера якобы берётся «сама рассчитать» недостающие точки (например, выдать 16×16 точек, получив со сканера 3×3 точки). Ценность величины этого показателя сомнительна и он не имеет совсем никакого отношения к механизму сканера. Заметим, что оригиналы типа гравюр иногда действительно лучше увеличивать, сканируя с интерполяционным разрешением, масштабирование же цветного изображения обычно всегда лучше делать в Adobe Photoshop и сканировать при этом с разрешением, равным оптическому (то есть для сканера с указанным «оптическим» — на самом деле физическим — разрешением 300×1200dpi надо выставлять 300 dpi). Если Вам нужно отсканировать полноцветное изображение с разрешением меньше оптического, то лучше задавать разрешение, кратное оптическому (то есть для сканера 300×1200 dpi выставлять 300 dpi или 150 dpi, но не 200 dpi!) или ближайшее большее и масштабировать в Adobe Photoshop.

Важно: главная задача при сканировании полноцветного изображения — получить на выходе сканера максимум РЕАЛЬНОЙ информации. Информация с отдельной ячейки CCD-матрицы реальна, а вот результат, например, сканирования с разрешением 2/3 от оптического — интерполяция драйвером или контроллером сканера информации с трёхсот ячеек в двести пикселов.

Какое оптическое разрешение нужно для Вашей работы:

Для программ распознавания текста обычного размера (не микрофильмов) 200-300 dpi, для работы с графикой определить чуть сложнее. Максимальное разрешение, с которым ещё имеет смысл сканировать, можно посчитать по формуле «для обеспечения хорошего запаса по качеству разрешение сканирования должно в 1,5-2 раза превышать умноженное на коэффициент масштабирования разрешение файла, подающегося на устройство печати». Если оригинал напечатан офсетным способом (это вся печатная продукция) и подавление растрового муара выполняется не драйвером сканирования, а в программе Adobe Photoshop — разрешение при сканировании установите выше ещё в 2 раза.
анирование с более высоким разрешением будет просто тратой времени. Нижняя граница разрешения сканирования определяется возможностями компьютера, на котором будет обрабатываться отсканированное изображение (растровый файл полноцветной картинки формата А4 с разрешением 300 dpi имеет размер более 20 Мб), и визуальным восприятием готового отпечатка. Например, растровые файлы для печати больших полноцветных плакатов для наружной рекламы готовятся с разрешением 50-100 dpi не только из-за огромного размера этих файлов (сотни мегабайт), но и потому что дальнейшее увеличение разрешения уже не улучшает восприятие плаката.

Обратите внимание: разрешение полноцветного файла для печати на цветном принтере — это отнюдь не разрешение печати принтера! Так как каждая точка полноцветного изображения с «8 бит на цвет» может иметь 256 градаций по каждому цвету, а точка, печатаемая обычным принтером, в данном месте либо есть, либо её нет. На практике для печати в масштабе 1:1 разрешение исходного растрового изображения обычно должно быть от 150 до 300 dpi. При этом напечатанное с файла 300 dpi изображение визуально может быть оценено как отличное. Принтер с одноцветными точками использует свои 600, 1200 или 1440 точек на дюйм для передачи полутонов, так что его полутоновое разрешение будет равно одноцветному, поделённому на 16 (грубое упрощение, но в общем верно). Для сублимационной и других Contone-технологий каждая печатаемая точка может иметь некоторое число оттенков (для сублимации любая точка может быть любого из 16 млн. цветов и его полутоновое разрешение равно одноцветному).

Сканер с оптическим разрешением 600 dpi позволит отсканировать фотографию 10×15см с количеством точек, достаточным для печати её на разворотё журнала. Сканируя с оптическим разрешением 3048 dpi для рекламного уличного щита, вы можете увеличить ваш оригинал в 50 и более раз.

Файл для вывода на плёнки, передаваемые в типографию, рекомендуется готовить с разрешением в 1,4 раза выше линиатуры вывода (некоторые эксперты рекомендуют разрешение файла в 2 раза выше линиатуры, но никак не ещё более высокое).

Кстати, встретив занимающегося цветом в издательстве человека, проникновенно попросите его объяснить смысл понятия линиатуры (здесь названа условным термином «полутоновое разрешение»). Сведущий человек ощутит необходимость немедленно и как следует выпить пива для обсуждения столь концептуального вопроса — линиатура может быть и задаваемым входным параметром…

Количество бит на цвет (глубина цвета, разрядность)

Обычное количество двоичной информации о цвете одной точки полноцветного изображения в компьютере — 24 бита на каждую точку, по 8 бит на каждый из основных цветов RGB, что даёт свыше 16 млн. вариантов цвета этой точки. Более тонкие оттенки глаз не различает, и устройства вывода обычно не воспроизводят. Почему же сканеры и графические пакеты бывают 48-битными? Технологический ответ: CCD-матрица в сканерах более высокой разрядности обычно чувствительнее и имеет меньший собственный шум, аналого-цифровой преобразователь качественнее и имеет меньший собственный шум, и так далее.

Математический ответ: потому что на каждом этапе преобразования информации — при гамма-коррекции, работе программы цветосинхронизации, обработке изображения в графическом редакторе, цветоделении при выводе на печать — младшие разряды перестают содержать полезную информации. Дорогие 36-битные (и выше) сканеры используют так называемые загружаемые кривые гамма-коррекции, в них корректировка информации о цвете точки производится не пересчётом в драйвере полученных уже с выхода сканера данных, при котором теряется полезная информация в младших битах, а внутри сканера, возможно даже ещё на этапе аналого-цифрового преобразования. В некоторых 30-битных моделях используются подобные технологии, и, по заявлениям производителя данные от них содержат столько же полезной информации, сколько обеспечивают «обычные» (видимо, без аппаратной гамма-коррекции) 36-разрядные сканеры. И ещё: сканер, оперирующий данными большей разрядности, может иметь больший динамический диапазон и может «различить» больше деталей на изображении, особенно в тенях (здесь под деталями имеются в виду не мелкие штрихи, а градации насыщенности или яркости — «белый медведь в снежном буране»).

Важно: очевидно, что аналого-цифровой преобразователь большей разрядности (например, 36-битный) может быть подключен к такой же CCD-матрице, что и в 24-разрядном сканере. На практике сканер большей разрядности не обязательно будет иметь больший РЕАЛЬНЫЙ динамический диапазон.

Если устройство печати использует красители CMYK и может воспроизвести 256 оттенков по каждому из этих цветов для каждой данной ему на входе полноцветной точки, то совсем не будут излишеством полученные со сканера 36 бит описания цвета этой точки, заметим, в цветах RGB.

Обратите внимание: разрядность данных, передаваемых в компьютер (а именно в модуль сканирования), может быть меньше разрядности данных внутри сканера.

Профессиональные модели обычно имеют возможность выбора разрядности передаваемых данных (например, 36 или 24 разряда) и динамический диапазон 3D и выше. Однако и в категории цен «от 1000у.е.» встречаются модели (обычно они заметно дешевле «полноразрядных»), у которых в компьютер передаются только 24 разряда. Объясняется это наличием некоего «фирменного» алгоритма преобразования цветовой информации из разрядности сканирования (30 или 36 бит) в 24 бита на выходе. Заметим, однако, что у продукции лидеров издательского рынка подобных «улучшений» не замечено.

Кстати, в цветном режиме сканеры большей разрядности обычно сканируют чуть (процентов на 10) медленнее, чем предыдущие модели. Оно и понятно — данных стало больше на 20 процентов.

Диапазон оптических плотностей, максимальная плотность.

Параметр, о котором не все продавцы бытовых сканеров слышали и который у сканеров до $500 не всегда сообщается производителем. Оптическая плотность — это характеристика оригинала. Вычисляется как десятичный логарифм отношения света падающего на оригинал к свету отраженному от оригинала (для непрозрачных оригиналов) или прошедшему (для слайдов и негативов). Минимально возможное значение 0.0 D — идеально белый (прозрачный) оригинал. Значение 4.0 D — предельно черный (непрозрачный) оригинал. Применительно к сканеру его диапазон оптических плотностей характеризует способность сканера различить близлежащие оттенки (это особенно критично 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. На практике это означает, что «офисный» сканер может потерять все детали как в тёмных, так и светлых участках даже обычной фотографии, не говоря уже о сканировании слайда и тем более негатива.

Какие бывают оригиналы и сканеры?

Обычная цветная фотография и печатная продукция — до 2.5D. Негативы и рентгеновские снимки — 3.0-3.6D. Недорогие планшетные сканеры имеют динамический диапазон 2.0-2.7D, хорошие 36-битные 3.0-3.3D, новейшие модели — 3.6D. Диапазон оптических плотностей сканера определяется отнюдь не яркостью лампы, как может показаться, а связан с качеством (а так же типом и разрядностью) АЦП, CCD-матрицы и алгоритммом работы контроллера сканера. При большой освещённости — матрица «слепнет», а АЦП имеет верхний предел, напряжение выше которого не различается. При малой освещённости — матрица имеет порог чувствительности и собственный шум, а АЦП имеет вес младшего разряда, напряжение ниже которого не различается. Если я не ошибаюсь, математический предел динамического диапазона для сканера с 30-бит АЦП — 3.0D, 36-бит — 3.6D (десятичный логарифм от числа возможных градаций для каждого цвета, которое равно 2 в степени количества разрядов на один цвет). Реально часть разрядов «сьедают» преобразования и шумы.

ВАЖНО: производители могут указывать совершенно разные данные о диапазоне оптических плотностей. Реальный диапазон — определяется по результатам сканирования образцового оригинала.

Расчётный диапазон — некая цифра, видимо являющаяся компромиссом между запросами отдела маркетинга и реальными показателями. Необычно высокое значение наверняка относится сюда.

Все встретившиеся пока сканеры ценой до 1000 долларов выдавали 24-разрядные данные и имели реальный оптический диапазон 1.8-2.5D (в документации при этом может быть и 2.7D и даже 3.0D).

Максимальная встреченная разница между заявленным и реальным динамическим диапазоном — 0.6D.

Dmax — максимальная оптическая плотность. Динамический диапазон меньше этого значения на величину Dmin — обычно Dmin=(0.1-0.2)D. (Способность сканера различать яркие участки тоже ограничена).

Обратите внимание: не удастся с приемлемым качеством отсканировать негатив с помощью обычного 30-разрядного планшетного сканера, даже если к нему и продаётся слайд-модуль. Даже имеющий лучшее в своем классе значение реального динамического диапазона 30-bit сканер позволяет терпимо сканировать цветные слайды — но не надо рассчитывать на приемлемые результаты с художественными чёрно-белыми негативами, снятыми профессиональным фотографом. Для негативов нужен сканер другого класса. Вообще, для использования в полиграфии негативы и требующие дополнительной цветокоррекции слайды владельцу сканера с максимальной оптической плотностью ниже 3.0D лучше сканировать «на стороне», а на слайд-модуле сэкономить, тем более что стоят они для некоторых моделей до 700 долларов. Недорогие слайд-сканеры не являются выходом из положения — обычно их характеристики и качество сканирования не лучше, чем у планшетных сканеров.

Приёмный элемент — CCD-матрица

Один из важнейших узлов, влияющих на качество сканирования. Приводимая в документации характеристика — число элементов на линию (на цвет). Число элементов, поделённое на ширину рабочей зоны сканера, равно оптическому разрешению (оно собственно этими двумя параметрами и определяется).

Не сообщаемые, но чрезвычайно важные параметры матрицы:

• уровень шума — ограничивает динамический диапазон и реальное число разрядов данных, содержащих полезные данные. В принципе ничто не мешает к дешёвой шумящей матрице подключить 36-битный АЦП, но вряд ли качество получаемого изображения от этого улучшится. Правда, и не ухудшится.
• разброс чувствительности от ячейки к ячейке — даже если в сканере предусмотрена калибрация, она выполняется по усреднённым значениям с нескольких ячеек.
• уровень перекрёстных помех — ярко освещённая ячейка влияет на соседние.
• совмещение цветов — в однопроходных сканерах цвета разделяются тремя линейками CCD-матрицы.

Поскольку отбракованные матрицы явно не будут выбрасывать, а продадут как некондиционные по сниженной цене, угадайте, в каких сканерах они окажутся?

В этом году появились сканеры начального уровня с приёмным элементом CIS, но никаких реальных преимуществ, кроме малой толщины сканера, пока ожидать от них не стоит. На деле эта технология может оказаться не совсем приспособленной к полноцветной работе, несмотря на большую разрядность.

Качество сканирования: наличие артефактов, резкость, шумы.

«Сканеры 30-битные 600×1200dpi» стоят по-разному. Потому что эти цифры ещё не гарантируют реальное качество отсканированного изображения. Различия между качественным механизмом и «самым дешёвым в Московской области» сродни разнице между фотоаппаратами. «Зеркалкой» с пятилинзовым (без Zoom) объективом можно снимать на такую же плёнку, что и пятидесятидолларовой «мыльницей» с пластмассовой линзочкой и фиксированным фокусом, но снимки с «мыльницы» могут заставить пожалеть не только о потраченных на неё и печать фотографий деньгах, но и подпортить удовольствие от отпуска.

Разноцветные повторы вокруг контура объекта, цветные пятна, «мутность» и нерезкость изображения — все эти неприятные сюрпризы почти гарантированно встретятся в радикально дешёвых моделях.

Контроллер сканера

Трудно познаваемая в силу закрытости информации о применяемых алгоритмах функциональная часть сканера, оказывающая огромное влияние на скорость работы сканера и точность цветопередачи.

Зачастую производитель упирает на то, что в его сканерах (читай — в контроллере) применены уникальные технологии. Видимо, покупатель должен проникнуться верой в небывало высокое качество изображения именно этого сканера, обеспечиваемое наличием этих технологий только в нём одном. Действительно, названия «фирменных» технологий у каждой фирмы свои. Лучшее, что можно узнать о них, это обещаемый результат. Общие слова типа «небывало четкого изображения с яркими и сочными цветами» лучше отбросить сразу. При работе с полноцветным изображением есть эталонная точка отсчёта — профессиональные издательские модели. Если уж «машинный разум», своими тайными методами делающий без участия человека из нерезкого слайда со сдвинутыми цветами конфетку, не реализован в них — откуда ему взяться в сканере ценой до 1000 долларов, произведённом фирмой, никогда не имевшей отношения к разработке техники для профессиональной работы с цветом?

Интерфейс может быть разным.

Собственные (совсем нестандартные) интерфейсы, сканер поставляется со своей уникальной картой и работает только с ней. Эта карта может не заработать в компьютере после Upgrade или выйти из строя.

SCSI (более или менее, не всегда Fast SCSI-2). Если Вы собираетесь использовать сканер не с поставляемой в комплекте картой, учтите, что лёгкая совместимость получается только с контроллерами Adaptec, причём не UltraSCSI модификациями. Все остальные варианты могут принести проблемы (я вполне понимаю, что значит ASPI-compliant, но уж поверьте — в данном случае лучше «жить с ISA», чем с не-Adaptec для PCI.)

Поставляемые в комплекте со SCSI-моделями интерфейсные карты «не-Adaptec» не обещают подключение других SCSI-устройств, хотя бы потому, что не снабжены драйверами (но для некоторых драйвера можно найти самостоятельно). Однако такие карты напрямую понимаются драйвером сканера и обеспечивают максимально простой и удобный процесс первоначального подключения сканера и перехода на новые версии операционных систем. Некоторые из этих карт не требуют выделения фиксированного прерывания.

Adaptec позволит подключить что угодно, но требует прерывания и некоторой возни с установкой. Размер буфера данных в планшетных моделях варьируется от 64 кБ до 3 МБ.

LPT (и его варианты, с поддержкой или требованием EPP или Bi-Directional).

Важно: сканеру может быть необходимо наличие одного из скоростных вариантов параллельного порта. Если EPP обычно есть всегда, то необходимый для сканеров Epson вариант 8-бит Bi-Directional реализован не везде. «Проходной» разьём для подключения принтера ещё не гарантирует работу с ним любого принтера.

PCMCIA (PC CARD) — данный сканер с данным Notebook могут вместе работать или нет, лучше пробовать!

Программная часть

Современные программы, работающие под Windows, общаются со сканером через поставляющуюся с ним в комплекте специальную программу — TWAIN-модуль (на Macintosh модуль сканирования выполняется как Plug-In для Photoshop). Все программы, поддерживающие стандарт TWAIN (таковы все известные программы, как графические, так и OCR), в теории должны работать с любым поддерживающим его сканером (таковы все современные сканеры). На практике некоторые программы распознавания русского текста могут не работать со сканером, с которым предварительно не тестировались разработчиком.

ВАЖНО: поскольку TWAIN-модуль сканера является обычной программой, эта программа может не работать под некоторыми операционными системами вообще (а различаются даже версии Windows 95), или работать из рук вон плохо. Здесь справедлив общий закон «качества драйверов» — драйверы неведомого производства работают не очень надежно, и с выходом очередной версии Windows для нормальной работы понадобится новый драйвер.

Некоторые полезные свойства, не всегда встречающиеся в TWAIN-модулях:

• возможность автоматического определения настроек сканирования.
• окно предварительного просмотра с выбором сканируемого участка и отображением результата производимых настроек и коррекции изображения в реальном времени.
• плавные регулировки яркости, контрастности, гамма-коррекции.
• выбор точек чёрного и белого, желательно и «пипеткой» и заданием значения.
• фильтр подавления печатного растра, многоуровневый или настраиваемый.
• инверсия (негатив) и отражение (переворот) оригинала.
• встроенная система цветосинхронизации с набором профилей, позволяющая скорректировать сканируемое изображение под конкретное устройство вывода или преобразовать его в CMYK.
• возможность сканирования через сеть.
• разнообразные встроенные в драйвер фильтры коррекции резкости и подчёркивания границ изображения. Уступают имеющимся в Adobe Photoshop (исключение — программа LinoColor сканеров Linotype-Hell).

Функциональные возможности, встречающиеся в профессиональных моделях:

• тональная коррекция раздельными по RGB/CMYK кривыми , раздельно в светах, тенях и полутонах.
• компенсация «цветового сдвига» оригинала, численным заданием вычитаемого цвета или указанием образцового цвета, который должна иметь указанная оператором точка изображения после сканирования.
• автоматическое вычитание цвета фотоплёнки слайда (не заменяет собой компенсацию цветового сдвига ввиду возможных собственных искажений цвета на слайде, но и не повредит).
• возможность пакетного и группового сканирования, автоматическое распознавание слайдов в рамках.
• выполнение цветоделения с заданием соответствующих профилей и параметров печати. Издательские пакеты обычно сложнее в настройке цветоделения, но выполняют его качественнее, чем драйвер сканера (исключение — программа LinoColor сканеров Linotype-Hell. Но и обходится она в настоящие деньги).
• фильтр подавления печатного растра с возможностью тонкой настройки оператором.

Калибрация, характеризация, цветокоррекция и цветные мишеньки

Важно понимать разницу между двумя типами калибрации сканеров:

• периодически проводимая калибрационная процедура по двум или даже одному оттенку серого цвета предназначена для компенсации старения лампы.
• характеризация сканера — создание цветового профиля сканера для системы цветосинхронизации.

Первая лишь слегка меняет форму корректировочной кривой и не способна внести фатальные изменения в информацию о цвете точки. Цветовой профиль устройства же может выдавать советы типа «будем считать все 40-процентные чисто красные участки имеющими на самом деле ещё и 10 процентов синего, а все 50-процентные оставим без изменений». Берётесь восстановить правильные оттенки у обработанных таким образом изображений?

Применяемые в производстве средства характеризации заметно мощнее идущих в комплекте с распространёнными типами сканеров, поэтому не стоит с ходу отвергать заводской профиль и считать, что некая процедура с участием цветной мишени даст заведомо лучший результат. Современные препресс-сканеры обычно поставляются откалиброванными под прилагаемый типовой профиль на заводе (как? «прошиванием» корректировочной таблицы) или же в комплекте с индивидуальным профилем и обеспечивают вполне приемлемую точность цветопередачи.

Обычные фотографии или слайды сами нуждаются в коррекции цвета — цвета даже на плёнке разных производителей передаются совершенно по разному, а фотографии из «экспресс-печати» обычно имеют радикально сбитый цветовой баланс, так как печать по умолчанию выполняется в режиме автоматической цветокоррекции.

Мораль: нет смысла создавать профиль сканера по цветной мишеньке на фотобумаге AGFA (заметим, срок годности этих мишеней — 1 год) для того, чтобы сканировать слайд на плёнке FUJI.

Также нет явной пользы от вычитания драйвером сканера цвета чистой плёнки при сканировании слайда, если всё равно будет производиться цветокоррекция.

Предназначенные для многократного использования изображения лучше сканировать без каких-либо коррекций, «как есть». Сохранив уже скорректированное изображение и подвергая его повторной коррекции, потеряете в качестве или вообще не сможете получить приемлемый результат.

ДЕЙСТВИТЕЛЬНО ВАЖНО: производя коррекцию цвета по изображению на мониторе, нужно хотя бы выставить его цветовую температуру (5000K, если это изображение будет печататься на бумаге) и гамму (1.8).

Также необходимо представлять себе работу систем цветосинхронизации: полученные драйвером сканера цвета точек могут быть вначале изменены им самим по не-всегда-понятно-для-каких-случаев-предназначенному профилю, если активизирована встроенная система управления. Причём попутно драйвер может пытаться подстроиться к монитору, тоже непонятно к какому, и внести предварительную коррекцию для принтера, в надежде что изображение не будут рассматривать, а будут печатать без всякой цветокоррекции. Далее данные передаются в программу, из которой производится сканирование. Если активирована её встроенная система управления цветом, может быть ЕЩЁ РАЗ проведена коррекция полученных данных по профилю неведомого сканера, затем по профилю неведомого монитора при выводе на монитор и по профилю неведомого принтера при печати. Поверх всего этого ещё есть операционная система и специальные программы цветосинхронизации, которые могут «подправить» передаваемые на принтер и монитор данные, ну и возможность автоматической цветокоррекции в драйвере или растеризаторе принтера.

Важно понять, что только одна система цветосинхронизации должна производить эти коррекции. Если в драйвере сканера уже выбрана цветокоррекция под принтер — прикладная программа и операционная система должны посылать данные на принтер без изменений, а цвета на мониторе будут «не те».

В полиграфии, кстати, цвет часто проверяют «вслепую» — не по монитору, а по процентному соотношению цветов в данной точке. Известно, какие значения соответствуют телесному цвету, траве, небу и так далее.

Как же выбирать сканер?

Ответ неожиданно прост — под поставленную задачу. Нужно всего лишь ответить себе — как будет использоваться отсканированное изображение, какими программами оно будет обрабатываться, на каких устройствах выводиться, какие требования к качеству изображения предъявляются, какая операционная система будет использоваться на компьютере, к какому интерфейсу должен подключаться сканер.

Если Вы собираетесь сканировать полноцветные изображения и затем печатать их — ищите в сканере признаки предназначения к издательской и дизайнерской работе. Для того, чтобы помещать цветные оригиналы на WEB в 256 цветах, высокое разрешение и большой динамический диапазон ни к чему, а вот стабильно работающий TWAIN-модуль и фильтр Descreen весьма желательны.

Если же нужно сканировать 35мм негативы с увеличением на всю страницу А4 цветного каталога на глянцевой бумаге, а на покупку сканера выделено 500 у.е. — лучше приберегите эти деньги для бюро сканирования.

Вообще, современный маркетинг почти всегда ещё на этапе разработки позиционирует товар только на одну типовую группу потребителей, и если, например, как основное достоинство видеомагнитофона активно рекламируется простота его использования (видимо, домохозяйками) — вряд ли в нем окажутся функции, необходимые для монтажа материала с камкордера. Позиционируйте свои требования к сканеру на рынке подобных устройств — почти всегда продукт нацелен на конкретный круг типичных задач и покупателей, и второстепенные для них функции могут быть реализованы крайне слабо. Ищите модели, у которых как наиболее выигрышные рекламируются полезные для Вашей задачи свойства, а не явно «посторонние» для неё. Фильтр подавления растрового муара и способность работать с мятыми чертежами формата А0 на «синьке» с неравномерным цветом фона обычно взаимоисключают друг друга.

Распространённая ошибка — попытка выбрать сканер для издательских работ из ориентированной на сегмент «типичное среднеамериканское офисное использование» продукции.

Обратите внимание: специализированные слайд-сканеры обычно имеют впоне обычную, сходную с планшетными сканерами конструкцию. Это означает, что их «слайдовая ориентация» сама по себе не даёт никакого преимущества в качестве сканирования, цена при этом сопоставима с ценой планшетного сканера со слайд-модулем, имеющего аналогичные характеристики.

Преимущества недорогих слайд-сканеров — высокая скорость работы и автоподатчик слайдов. Но они реализованы отнюдь не во всех моделях.

Положительные отзывы прессы и получаемые изготовителем призы на протяжении нескольких лет — очень неплохо. Совет незаинтересованного знакомого, подходящего на роль эксперта — еще лучше.

Важно, однако, особенно применительно к издательским задачам, правильно интерпретировать прочитанное и услышанное: дело в том, что абсолютное большинство издательств мира (не России) работает на платформе Apple Macintosh, и если механически следовать восторженным отзывам «яблочных фанатов», выбирая сканер для работы в среде Windows, можно довольно сильно промахнуться. Многие ветераны производства издательской техники с давними традициями работы с Macintosh уделяют до невероятного мало внимания работе программного обеспечения своих устройств под Windows.

К тому же, тестирование в компьютерной прессе обычно проводится по случайно выбранным критериям, при этом важные для конкретного человека возможности остаются за кадром. Рекомендую внимательно прочесть данные в обзоре факты и оставить в стороне выводы. При чтении последнего обзора меня заинтересовало, а что бы этот человек сказал о высококлассном плоскостном сканере за 40000 у.е.? Наверное, что-нибудь вроде этого:

«Возможности автоматической пересылки данных на факс-модем нет, в тесте на сканирование текста показал самую низкую скорость из всех, использует устаревший интерфейс SCSI-II, подключение сложно для неспециалиста, интерфейсной карты в комплекте поставки нет, лампа долго прогревается. Правда, есть и плюс — хорошее качество сканирования фотографий, но в комплекте нет системы распознавания текста».

При наличии соответствующих навыков полезно визуально оценить качество сканирования. Стоит проверить способность различать мелкие детали, например, концентрические линии и мелкий текст на банкноте. Проверить правильность цветопередачи на незнакомом компьютере представляется малореальным, особенно учитывая возможные искажения, вносимые неправильно настроенными системами цветосинхронизации сканера, графического редактора или операционной системы.

Рекомендую сразу отсеять модели от относительно небольших фирм, предлагающих сканеры менее двух-трёх лет (ввиду опасений в том, что через год им надоест торговать сканерами и заодно поддерживать уже проданные), а также модели, драйвера к которым нельзя свободно получить с Интернета. Помните, что без стабильно работающего драйвера (TWAIN-модуля) сканер не может быть использован по своему прямому назначению, «прикрутить» же к нему драйвер другого сканера не удастся и в комплекте поставки Windows «фирменных» драйверов для сканера тоже нет. Особенно актуально это в ожидании Windows98/NT5.

Насколько плохими могут быть драйверы?

РАДИКАЛЬНО плохими. Могут совсем не работать (или «виснуть через раз») под одним из вариантов Windows или с некоторыми программами (в частности, русскоязычными OCR).

Автору довелось подключать «недорогой» сканер одного из наиболее известных их производителей, который с драйвером из стандартной поставки (в цветной коробке с приличным набором программ!) не работал никак — ни под Win3.1, ни под Win3.11, ни под Win95, ни с русскими ни с английскими их версиями, ни через идущие в комплекте поставки программы, ни через OCR, ни через известные графические редакторы. Новая версия драйвера решила проблему, но как можно было запускать такой «подарок» в продажу?!

В статье Евгения Козловского «Дарёному коню…» в «Компьютерре» описан ещё более мрачный пример попыток работы со сканером Primax Phodox.

Обязательно убедитесь в возможности бесплатно получить новые версии драйверов и программного обеспечения сканера через Интернет. Некоторые производители не выкладывают свежую версию драйвера в свободный доступ, а предлагают бесплатно выслать её почтой купившим сканер за последние полгода и за 50-90 долларов остальным. «Выслать почтой за деньги» в Россию — для этого как минимум надо иметь кредитную карточку, причём имеющую реальное хождение за рубежом. Получить драйвер там, где вы купили сканер, бывает проблематично — обычно для этого приходится переписывать весь CD-ROM.

Лично я при выборе техники (особенно незнакомой группы) практикую субьективную оценку товара и производителя по вторичным признакам. Сразу отбрасываю производителя с явно скользкой рекламой на грани обмана, либо заявлениями «идеальное качество изображения и надёжность». Если производитель обманывает хотя бы в одном случае, зачем смотреть дальше?

Индикатор качества техники — пластмасса. Попробуйте пальцем корпус ноутбука IBM и запомните ощущение. Заодно можно потрогать и соседние модели. Пока что не удалось встретить нормальной техники в корпусе из совсем плохой пластмассы.

Дополнительную информацию даёт упаковка. Коробка из мелованного картона с яркими картинками противоречит понятию «для европейского рынка». Идеал — картон вторичной переработки с неяркой маркировкой, при этом уплотнитель внутри —не пенопласт, а объёмные картонные элементы!

Источник: www.ixbt.com

Планшетные сканеры

Лекция №7. Планшетные сканеры

 

1.Общие характеристики сканеров

2. Планшетные сканеры.

 

1.Общие характеристики сканеров

Каждый тип сканеров имеет свои особенности применения, что обусловливает различия в технологии сканирования и, следовательно, в характеристиках устройств. Однако существуют и некоторые общие критерии оценки как самого сканера, так и полученного с его помощью изображения. Рассмотрим общие характеристики сканирования безотно­сительно к конкретным видам или моделям сканеров.

Цветность сканера. Как и большинство других устройств для обработки изображений, сканеры делятся на

— цветные;

— черно-белые (полутоновые)

— штриховые черно-белые.

Цвет­ные сканеры — самый распространенный вид.

Полутоновые сканеры «различают» оттенки серого, но не способны вос­принимать цветные изображения.

Штриховые черно-белые сканеры различают только два цвета и практически не пред­ставлены в торговой сети — они используются в основном на различных производствах (например, для сканирования чертежей или штрих-кодов).

Разрешение сканера (resolution) — это совокупность пара­метров, характеризующих минимальный размер деталей изображения, который сканер в состоянии считать. 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 таких как барабанный) она ограничивается возможностя­ми фокусировки света на фотопринимающем элементе. Оптическое разрешение — всегда наименьшее из всех указанных для конкретной модели сканера, поэтому производители сканеров часто не указывают его.

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, но 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 используются математические методы интерполяции (ина­че вертикальный размер любого отсканированного квадрата получился бы, больше горизонтального). Механическое разрешение применимо только к сканерам с матрич­ной структурой фотоприемников.

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.

Разрешение сканера обычно измеряется в пикселах на дюйм (ppi, pixel per inch). Измерять данный параметр в точках на дюйм (dpi, dots par inch) 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 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. |

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 0,0D для абсолютно белого (прозрачного) цве­та до 4,0D для идеально черного (непрозрачного) цвета.

Поскольку речь идет о логарифме, например, 2,0D и 3,0D бу­дут различаться не на 25%, а в 10 раз. Оптические плотности для некоторых видов оригиналов приведены в табл. 1.

Таблица 1. Оптические плотности некоторых оригиналов

Диапазон оптических плотностей

Газетная бумага

0,9

Мелованная бумага

1,5-1.9

Фотоснимки

2,3

Негативные пленки

2,8

Цветные слайды коммерческого качества

2,7-3,0

Высококачественные диапозитивы, пленочные и двойные слайды

3,0-4,0

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: D_min и D_max. Первая, D_min — такая оптическая плотность оригинала, ниже которой сканер будет считать оригинал идеально белым. Соответственно, D_max — такая оптическая плотность ориги­нала, выше которой сканер будет считать оригинал абсо­лютно черным. Сам диапазон представляет собой разность D_min и D_max. 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.

Таблица 2. Типичные динамические диапазоны сканеров

Типичный динамический диапазон

Ручные сканеры

До 2,1

Полутоновые сканеры

До 2,3

Цветные планшетные сканеры, старые модели и модели класса SOHO

1,8-2,5

Цветные планшетные сканеры промежуточного класса

2,5-3,2

Цветные планшетные сканеры высокого класса

3,4-3,8

Настольные барабанные сканеры

3,4-4,0

Барабанные сканеры высокого класса

3,6-4,0

Работая 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-мйллиметровой пленки), или просто иметь большой формат — до АО.

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 (если карта, например, вышла из строя) или после Upgrade.

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 о 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). При подключении сканера к SCSI-плате должно быть соблюдено согласование шины, иначе подключенные к ней устройства не смогут нормально работать. На­чало и конец цепочки устройств должны быть обес­печены терминаторами (согласующими сопротивлени­ями). Если на шине отсутствуют внешние устройства, то терминатор можно установить прямо на контрол­лере, который служит последним звеном в цепочке SCSI. Поскольку сканер лучше всего установить пос­ледним в цепочке, необходимо задействовать соб­ственный терминатор сканера, отключив терминатор контроллера. У большинства сканеров терминаторы находятся внутри. Лишь немногие сканеры (напри­мер, HP ScanJet 4p) имеют внешний переключатель.

4. ИнтерфейсUSB — 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. Данный интер­фейс претендует на универсальность, однако это не всегда так. Поэтому стоит проверить совместимость кон­кретного портативного компьютера с таким сканером.

2. Планшетные сканеры

Планшетные сканеры — самый распространенный вид скане­ров. Популярность эта вполне заслуженна: устройство таких ска­неров создает все удобства при сканировании любых ориги­налов. Оригинал в планшетном сканере неподвижно лежит на стекле, а считывание в большинстве случаев происходит в отраженном от него свете. Высокие скоростные характе­ристики таких сканеров также являются несомненным пре­имуществом. Это преимущество достигается за счет того, что фотоэлементом в планшетных сканерах является не единич­ный фотоэлемент, а считывающая линейка фотоэлементов.

Рис.1. Устройство планшетного сканера 1-оригинал; 2- стекло; 3- источник света; 4 – система зеркал; 5 — линза; 6 – линейный фотоприемник; 7- АЦП

На рис. 1 изображена схема устройства планшетного ска­нера. Полоса света, испускаемая источником освещения, попадает на оригинал, растянутый на стекле. Отразившись, свет попадает на первое зеркало из системы зеркал. Зерка­ла расположены таким образом, чтобы отраженный свет попадал на собирающую линзу. Линза проецирует попав­ший на нее свет на линейку фотоэлементов (с увеличени­ем). Свет, попавший на эту линейку, трансформируется в электрический аналоговый сигнал, который далее попа­дает в АЦП. В некоторых сканерах между фотоприемни­ком и АЦП находятся промежуточные ступени, работаю­щие с аналоговым сигналом. Эти ступени предназначены для аппаратного исправления погрешностей сканирования и, иногда, самого изображения. В результате на выход, то есть в компьютер (после АЦП), идет полоска изображе­ния исходного оригинала.

Описанная выше процедура сканирования охватывает толь­ко одну строку изображения. Поэтому для полного скани­рования и используется головка. После того как отскани­рованная строка пикселов попадет в компьютер, каретка сдвигается на один шаг. Длина этого шага фиксирована и от нее зависит механическое разрешение сканера (см. раз­дел «Общие характеристики сканеров»). Затем вся проце­дура повторяется до тех пор, пока заданная область не бу­дет считана полностью. Рассмотрим описанные детали сканера подробнее.

1. Источник изображения. В приведенной схеме источник изображения непрозрачен (сканер работает на отраже­ние), но в некоторых случаях может использоваться и прозрачный оригинал. Для работы с такими докумен­тами сканер может быть оборудован слайд-модулем.

2. Стеклянная пластина. К пластине предъявляются особые требования: качество стекла должно быть очень высоким, поверхность должна быть максимально ров­ной и внутри стекла не должно быть никаких неоднородностей. Это при том, что толщина стекла очень мала.

3. Фотопринимающая матрица эта, и следующие в списке детали находятся на так называемой сканирующей головке или каретке). Практически это самая существен­ная деталь сканера. От нее зависят оптическое разреше­ние, динамический диапазон, схема работы сканера (одно- или трехпроходный) и почти все остальные характеристики (за исключением разве что рабочей обла­сти сканера). На сегодняшний день наиболее распрост­ранены два типа фотопринимающей матрицы:

— ПЗС-матрицы (прибор с зарядовой связью, в англий­ских обозначениях — CCD, Couple-Charged Device);

— КДИ-матрицы (контактный датчик изображения, в ан­глийских обозначениях — CIS, Contact Image Sensor).

Основой элемента ПЗС-матриц является фототранзистор, выполненный по технологии МОП (металл—оксид —полу­проводник). 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 (фотоприемники в барабанных сканерах) — до 20%. Квантовая эффективность определяет способность фотоприемника переводить свет в электрические сигналы, то есть выражает эффективность перевода попавших на него квантов (частиц света) в электрический сигнал. Строго говоря, она равна отношению числа зарегистри­рованных зарядов к числу фотонов, попавших на свето­чувствительную область кристалла ПЗС. Энергия кванта зависит от длины волны света, поэтому четко обозна­чить эту характеристику для ПЗС невозможно — она ме­няется по всему спектру и обычно задается в виде функции от длины волны.

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. Главными недостатками ПЗС являются:.

Ограниченность разрешения. Во всех матричных фотоприемниках существует ограничение максимального раз­решения количеством элементов матрицы.

Шумы. Существует несколько видов шумов. Одни виды шумов зависят от температуры, поэтому для высокока­чественных ПЗС иногда применяется охлаждение. Дру­гие виды шумов зависят от качества сборки ПЗС. Но есть и шумы, которые нет возможности отфильтро­вать даже в самых качественных приборах. Например, таким шумом является фотонный шум. Этот шум — след­ствие природы света и не зависит от фотоприемиика. Все эти шумы вносят соответствующие искажения в ре­зультат сканирования. Обычно искажения проявляются в виде шумовых битов. В сканерах младшего класса для каждой из трех составляющих цвета (8 бит на каждую) два старших бита являются «шумовыми» и не содержат точной информации о цвете.

Растекание заряда. Этот эффект возникает в резуль­тате того, что заряд, накопленный элементом ПЗС, ли­нейно меняется в зависимости от попавшего на него света. Соответственно, есть некоторый предел, ограни­чивающий этот заряд. Если за время освещения суммар­ное количество фотонов (частиц света) превысит предельное значение, то заряд начнет «перетекать» в соседние пикселы. На получившемся изображении это выглядит как расплывчатость слишком ярких деталей изображения.

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

Однако от технологии фотопринимающей матрицы зави­сит устройство многих других узлов, так что следует гово­рить не о различиях в сканирующей матрице, а о различиях в сканерах.

Источник: diplomba.ru