Планшетные сканеры, как правило, являются соединением качества, гибкости и удобства работы. Они могут быть использованы для сканирования различных средств информации, включая фотографии и фильмы (с дополнительным использованием слайда-приставки); они также могут использоваться при сканировании текста для OCR (оптическое распознавание символов) и архивации документов; кроме того, планшетные сканеры могут быть использованы при сканировании материалов различных размеров и толщины – от мелких почтовых марок до огромных копий чертежей и 3D объектов. Чтобы определить планшетный сканер для ваших нужд, вы можете использовать это руководство, которое охватывает некоторые из наиболее важных его спецификаций, которые вам будет полезно знать.

Битовая глубина и передача цвета.

Практически все сканеры сегодня являются одноходовыми типами с 48-битовым цветом. Уже в прошлом те модели, которые требовали три прохода, чтобы получить полную цветовую информацию с изображения в режиме RGB (красный, зеленый, синий). Также в прошлом и 24-битовые, а также 36-битовые сканеры, которые считались существенным достижением прошлого для передачи около 68.7 миллиардов цветов.

Сегодняшние однопроходные 48-битовые сканеры работают намного быстрее и теоретически распознают до 250 триллионов цветов – безусловно, больше, чем может отличить глаз человека или чем может воспроизвести монитор или принтер. Игнорируйте любые сканеры, кроме однопроходных планшетных с 48-битовым цветом. Рассматривайте модели с меньшим количеством битов (такие как 42-битовые), только если данный сканер имеет другие спецификации, которыми высоко битовый аналог не обладает, например, запатентованной технологией или специальными характеристиками, которые компенсируют низко битовую глубину.

Разрешение.

Разрешение сканера определяет уровень деталей, которые могут быть отсканированы; чем выше разрешение, тем отчетливее будет полученное изображение. Имеется два вида разрешения: оптическое и интерполяционное. Оптическое разрешение обладает более важными спецификациями. Интерполяционное разрешение сканера полезно только в некоторых приложениях – таких как сканирование штрихованных рисунков, обеспечивая сглаживание контуров, где высокое разрешение может привести к отображению «зубчатой» поверхности.

Большинство планшетных сканеров сегодня характеризуются своеобразными спецификациями для оптического разрешения, колеблющегося от 2400 до 4800 точек на дюйм. Любой сканер с таким разрешением говорит о правильном выборе, т.к. эти характеристики более чем достаточны для сканирования мелких деталей или увеличения изображений для большинства печатных приложений. Помните также, что сканирование изображения при максимальном разрешении сканера подобно увеличению файла до неконтролируемых размеров – без видимых преимуществ в четкости или качестве изображения. Таким образом, забудьте о былой борьбе за высокое разрешение, когда каждый производитель считал создание наиболее высокой разрешающей способности своего товара козырным тузом в бесконечной конкуренции. Вместо этого обращайте сегодня внимание на другие характеристики планшетных сканеров, которые могут быть более полезны вам, или рассматривайте высокие возможности разрешения в совокупности с другими характеристиками при выборе подходящего вам сканера.

CCD против CIS сенсорных технологий.

Сенсоры изображения в планшетных сканерах могут быть двух типов - CCD или CIS. Сканеры с CCD (прибор с зарядовой связью) сенсорами используют систему зеркал и линз для изменения направления света, отраженного от основного документа на матрицу с зарядовой связью. Из-за специальных оптических приборов производство CCD сканеров обходится дороже и они значительно больше по размерам в сравнении с CIS аналогами. Качество изображения, полученное при помощи данных сканеров, однако, значительно выше, нежели у аналогичных CIS моделей.

CIS, или контактный сенсор изображения, сравнительно недавняя разработка, в которой матрица чувствительных элементов находится под планшетой сканера, для того чтобы сенсоры напрямую улавливали отраженный свет. Т.к. CIS сканеры не нуждаются в сложной оптической системе, их производство обходится значительно дешевле и они меньше по своим размерам, а портативные и достаточно легкие модели идеально подходят для домашних настольных компьютеров. CIS сенсоры также включают в себя встроенные логические платы, которые потребляют меньше энергии, чем CCD. Но из-за того, что встроенная логическая плата занимает место, которое, как правило, используется для зеркал и линз в CCD моделях, качество изображений, полученных при помощи CIS сканеров, ниже. Как результат, большинство людей, несмотря на более низкую цену CIS сканеров, предпочитают заплатить больше и приобрести вместо них высококачественные CCD модели.

Возможность соединения и интерфейс.

Для большинства сканеров сегодня характерны USB порты – либо высокоскоростные USB (USB 2.0) на последних моделях, либо стандартные USB 1.1. Высокоскоростной USB совместим с USB 1.1, и имеет скорость передачи данных в 480 мегабит/с. Модели сканеров с более широкими возможностями могут также включать FireWire интерфейс, позволяющий использовать сканеры в современных аудио/видео передачах. Сканеры с USB или FireWire интерфейсом могут соединяться с другими устройствами без необходимости включения в сеть. Старые модели сканеров включают в себя SCSI (интерфейс малых компьютерных систем) или параллельные порты, но вам не следует рассматривать эти устаревшие модели – если только вы не собираетесь использовать их для соединения со старыми компьютерами. Если вы собираетесь приобрести планшетный сканер, следует покупать любой сканер с высокоскоростным USB портом, рассмотрите также модели с двойным высокоскоростным USB и FireWire интерфейсом для расширения сети возможных соединений внешних устройств.

Скорость сканирования.

Скоростные характеристики в планшетных сканерах тяжело определить, если только производитель не укажет определенные условия, при которых необходимо сканировать материал. Скорость сканирования может колебаться от нескольких секунд до нескольких минут, в зависимости от большого количества разнообразных факторов. Например, чтобы сравнить скорость сканирования двух моделей, нужно узнать размеры сканируемого материала, установочные параметры разрешения, используемый интерфейс, скорость обработки данных и мощность компьютера, к которому данный сканер подключен. Внимательно проверьте скоростные характеристики, это вам поможет сделать пробное сканирование, выполненное на выбранной вами модели. Сделать правильный выбор может также помочь просмотр специальных компьютерных журналов и сайтов, посвященных данной теме, т.к. там представлены результаты эталонных тестов, показывающих полную картину того, как быстро может работать сканер.

Размеры планшеты сканера.

Большинство планшетных сканеров сегодня начинаются со стандартной планшеты размером 8.5 x 11.7 дюймов, примерные размеры письма или документа. Далее идут различные конфигурации, включающие 8.5 x 14 дюймов для работы с форматом бумаги "стандарт" и 12 x 17 дюймов для формата бумаги “таблоид”. Обычно рекомендуется рассматривать сканеры с размером планшеты, который больше минимального, т.е. больше, чем 8.5 x 11.7 дюймов. Вы можете не только сканировать материалы больших размеров, но также можете сгруппировать на сканере несколько маленьких кусочков и выполнять сканирование партиями, чтобы сберечь время и свой труд.

Динамический диапазон.

Динамический диапазон сканера измеряет то, как хорошо он улавливает диапазон тонов изображения, который колеблется от яркого света до темных теней. Динамический диапазон измеряется шкалой от 0.0 (абсолютно белый) до 4.0 (абсолютно черный), и простым номером, показывающим уровень светоотличающей способности устройства. Минимальную и максимальную концентрацию света, которые могут быть распознаны сканером, называются Dmin и Dmax, соответственно. Если Dmin сканера составляет 0.2, а его Dmax – 3.0, то его динамический диапазон составляет 2.8.

В то время как динамический диапазон является показателем, который постоянно обсуждается, в действительности данная характеристика является важной, главным образом, для фотосканирующих устройств, используемых для сканирования негативов и диапозитивов, т.к. эти виды носителей имеют более расширенный диапазон цветов по сравнению с фотографиями, и для которых высокий динамический диапазон имеет существенное значение. Большинство планшетных сканеров имеют диапазон от 2.8 до 3.0, но не переживайте, если вам не удастся найти таких показателей, это не так важно для обычного пользователя, занимающегося сканированием фотографий и различного вида изображений.

Программное обеспечение.

При выборе сканера внимательно рассмотрите программное обеспечение, идущее вместе с ним. Оно включает в себя собственный драйвер сканера наряду с дополнительными программами, такими как фоторедактирующие программы, например, Adobe Photoshop, программы оптического распознавания символов, например, ABBYY FineReader Sprint, предназначенных для сканирования текста, программы калибровки цветов для высококачественного сканирования, и даже фото восстанавливающие программы, такие как Digital Ice. Также не забудьте проверить патент.

Оптическое и интерполированное разрешение Оптическое разрешение - измеряется в точках на дюйм (dots per inch, dpi). Характеристика, показывающая, чем больше разрешение, тем больше информации об оригинале может быть введено в компьютер и подвергнуто дальнейшей обработке. Часто приводится такая характеристика, как “интерполированное разрешение” (интерполяционное разрешение). Ценность этого показателя сомнительна - это условное разрешение, до которого программа сканера “берется досчитать” недостающие точки. Этот параметр не имеет никакого отношения к механизму сканера и, если интерполяция все же нужна, то делать это лучше после сканирования с помощью хорошего графического пакета.

Глубина цвета Глубина цвета – это характеристика, обозначающая количество цветов, которое способен распознать сканер. Большинство компьютерных приложений, исключая профессиональные графические пакеты, такие как Photoshop, работают с 24 битным представлением цвета (полное количество цветов -16.77 млн. на точку). У сканеров эта характеристика, как правило, выше - 30 бит, и, у наиболее качественных из планшетных сканеров, - 36 бит и более. Конечно, может возникнуть вопрос - зачем сканеру распознать больше бит, чем он может передать в компьютер. Однако, не все полученные биты равноценны. В сканерах с ПЗС датчиками два верхних бита теоретической глубины цвета обычно являются “шумовыми” и не несут точной информации о цвете. Наиболее очевидное следствие “шумовых” битов недостаточно непрерывные, гладкие переходы между смежными градациями яркости в оцифрованных изображениях. Соответственно в 36 битном сканере “шумовые” биты можно сдвинуть достаточно далеко, и в конечном оцифрованном изображении останется больше чистых тонов на канал цвета.

Динамический диапазон (диапазон плотности) Оптическая плотность есть характеристика оригинала, равная десятичному логарифму отношения света падающего на оригинал, к свету отраженному (или прошедшему - для прозрачных оригиналов). Минимально возможное значение 0.0 D - идеально белый (прозрачный) оригинал. Значение 4.0 D – абсолютно черный (непрозрачный) оригинал. Динамический диапазон сканера характеризует какой диапазон оптических плотностей оригинала сканер может распознать, не потеряв оттенки ни в светах, ни 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. Данная величина очень хорошо отделяет простые офисные сканеры, которые могут потерять детали, как в темных, так и светлых участках слайда и, тем более, негатива, от более профессиональных моделей. Как правило, для большинства планшетных сканеров данная величина лежит в пределах от 1.7D (офисные модели) до 3.4 D (полупрофессиональные модели). Большинство бумажных оригиналов, будь то фотография или журнальная вырезка, обладают оптической плотностью не более 2.5D. Слайды требуют для качественного сканирования, как правило, динамический диапазон более 2.7 D (Обычно 3.0 – 3.8). И только негативы и рентгеновские снимки обладают более высокими плотностями (3.3D – 4.0D), и покупать сканер с большим динамическим диапазоном целесообразно, если только планируется работа в основном с ними.

Тип подключения

По типу интерфейса сканеры делятся всего на четыре категории:

Сканеры с параллельным или последовательным интерфейсом , подключаемые к LPT- или COM-порту Эти интерфейсы самые медленные и постепенно себя изживают. Если ваш выбор все-таки пал на подобный сканер, заранее настройтесь на появление проблем, связанных с конфликтом сканера с LPT-принтером, если таковой имеется.

Сканеры с интерфейсом USB Стоят чуть-чуть дороже, но работают значительно быстрее. Необходим компьютер с USB-портом. Проблемы с установкой также могут возникнуть, но обычно они легко устранимы.

Сканеры со SCSI-интерфейсом С собственной интерфейсной платой для шины ISA или PCI либо подключаемые к стандартному SCSI-контроллеру. Эти сканеры быстрее и дороже представителей двух предыдущих категорий и относятся к более высокому классу.

Сканеры с ультрасовременным интерфейсом FireWire(IEEE 1394) Специально разработанным для работы с графикой и видео. Такие модели представлены на рынке относительно недавно.

В последнее время производители предлагают немало сканеров с двумя интерфейсами (например, LPT и USB). Такая универсальность может быть весьма полезной при покупке сканера «на вырост». Например, вы подключаете сканер к старому ПК (без USB) по параллельному интерфейсу, а после приобретения нового компьютера USB будет вам очень кстати

Оптическая система планшетного сканера

Далее речь пойдет о принципе действия планшетных сканеров. Потому что на мой взгляд планшетные сканеры более распространены на рынке, чем другие типы сканеров и имеют ряд преимуществ по объему применения, то есть как я уже говорил более универсальны, а следовательно – почти каждый пользователь компьютера работает с планшетным сканером, имея его у себя дома или на работе

Оптическая система планшетного сканера (состоит из объектива 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.

На качество изображения , получаемое в результате сканирования, в большой мере оказывает влияние источник света, используемый в конструкции сканера. В современных планшетных сканерах используется четыре типа источников света:

Ксеноновые газоразрядные лампы отличаются чрезвычайно малым временем прогрева, высокой стабильностью излучения, небольшими размерами и долгим сроком службы. С другой стороны, они требуют высокого напряжения, потребляют большой ток и имеют неидеальный спектр, что пагубно сказывается на точности цветопередачи. Люминесцентные лампы с горячим катодом обладают очень ровным, управляемым в определенных пределах спектром и малым временем прогрева. В качестве недостатков можно назвать крупные габариты и относительно короткий срок службы. Люминесцентные лампы с холодным катодом служат в десять раз дольше предшественниц с горячим катодом, имеют низкую рабочую температуру и ровный спектр, однако время прогрева у них велико - от 30 секунд до нескольких минут. Именно такие лампы используются в большинстве современных CCD-сканеров. Светодиоды (LED) применяются, как правило, в CIS-сканерах, не требуют времени для прогрева и обладают небольшими габаритами и энергопотреблением. В большинстве случаев используются трехцветные светодиоды, меняющие с большой частотой спектр излучаемого света. Светодиоды имеют довольно низкую интенсивность светового потока и неравномерный, ограниченный спектр излучения, поэтому у сканеров с таким источником света страдает качество цветопередачи, увеличивается уровень шума на изображении и снижается скорость сканирования.

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. |

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 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

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.

Разрешение

Разрешение характеризует величину самых мелких деталей изображения, передаваемых при сканировании без искажений. Измеряется обычно в dpi - числе отдельно видимых точек на дюйм изображения (dot per inch). Существует несколько видов разрешения, указываемого производителем сканеров.

Оптическое разрешение определяется плотностью элементов в ПЗС-линейке и равно количеству элементов ПЗС-линейки, деленному на ее ширину. Оно является самым важным параметром сканера, определяющим детальность получаемых с его помощью изображений. В силу этого не всегда приводится в рекламной информации производителем или продавцом сканера, стремящимся завысить его реальные характеристики. В массовых моделях сканеров обычно оно бывает равно 100 или 200 для ручных и рулонных сканеров и 300, 600 или 1200 dpi для планшетных сканеров. Сканирование всегда следует выполнять с разрешением, кратным оптическому, при этом интерполяционные искажения будут минимальны. Если же, например, на сканере с 300 dpi надо отсканировать изображение с 200 dpi, то оптимальнее будет выполнить сканирование с 300 dpi, а затем программным путем в пакете обработки (Adobe Photoshop, Paint Shop Pro, Ulead Photo Impact, Thumbs Plus и т.п.) понизить разрешение до 200 dpi.

Механическое разрешение определяет точность позиционирования каретки с ПЗС-линейкой при перемещении вдоль изображения. Механическое разрешение обычно в 2 раза больше оптического, что дает повод изготовителю сканера вводить в заблуждение покупателя тем, что сканер имеет "оптическое разрешение 300х600 dpi", хотя без интерполяции на таком сканере можно сканировать только с разрешением 300 dpi.

Интерполяционным называется разрешение, полученное путем 16-кратного программного увеличения изображения. Оно не несет в себе абсолютно никакой дополнительной информации об изображении по сравнению с реальным разрешением, причем в специализированных пакетах операция масштабирования и интерполяции выполняется зачастую качественнее, чем драйвером сканера. Указанное на коробке планшетного сканера значение интерполяционного разрешения в 4800 dpi может ввести в заблуждение покупателя, так как реальное оптическое разрешение устройства может быть всего 300 dpi.

Глубина цвета

Глубина цвета - это характеристика, обозначающая количество цветов, которое способен распознать сканер. Большинство компьютерных приложений, исключая профессиональные графические пакеты, такие как Photoshop, работают с 24 битным представлением цвета (полное количество цветов - 16.77 млн. на точку). У сканеров эта характеристика, как правило, выше - 30 бит, и, у наиболее качественных из планшетных сканеров, - 36 бит и более. Конечно, может возникнуть вопрос - зачем сканеру распознать больше бит, чем он может передать в компьютер. Однако, не все полученные биты равноценны. В сканерах с ПЗС датчиками два верхних бита теоретической глубины цвета обычно являются “шумовыми" и не несут точной информации о цвете. Наиболее очевидное следствие “шумовых” битов недостаточно непрерывные, гладкие переходы между смежными градациями яркости в оцифрованных изображениях. Соответственно в 36 битном сканере “шумовые” биты можно сдвинуть достаточно далеко, и в конечном оцифрованном изображении останется больше чистых тонов на канал цвета.

Динамический диапазон (диапазон плотности)

Оптическая плотность есть характеристика оригинала, равная десятичному логарифму отношения света падающего на оригинал, к свету отраженному (или прошедшему - для прозрачных оригиналов). Минимально возможное значение 0.0 D - идеально белый (прозрачный) оригинал. Значение 4.0 D - абсолютно черный (непрозрачный) оригинал. Динамический диапазон сканера характеризует какой диапазон оптических плотностей оригинала сканер может распознать, не потеряв оттенки ни в светах, ни 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. Данная величина очень хорошо отделяет простые офисные сканеры, которые могут потерять детали, как в темных, так и светлых участках слайда и, тем более, негатива, от более профессиональных моделей. Как правило, для большинства планшетных сканеров данная величина лежит в пределах от 1.7D (офисные модели) до 3.4 D (полупрофессиональные модели). Большинство бумажных оригиналов, будь то фотография или журнальная вырезка, обладают оптической плотностью не более 2.5D. Слайды требуют для качественного сканирования, как правило, динамический диапазон более 2.7 D (Обычно 3.0 - 3.8). И только негативы и рентгеновские снимки обладают более высокими плотностями (3.3D - 4.0D), и покупать сканер с большим динамическим диапазоном имеет смысл, если вы будете работать в основном с ними, иначе вы просто переплатите деньги.

Тип подключения

По типу интерфейса сканеры делятся всего на четыре категории:

Сканеры с параллельным или последовательным интерфейсом, подключаемые к LPT - или COM-порту.

Эти интерфейсы самые медленные и постепенно себя изживают. Если ваш выбор все-таки пал на подобный сканер, заранее настройтесь на появление проблем, связанных с конфликтом сканера с LPT-принтером, если таковой имеется.

Сканеры с интерфейсом USB.

Стоят чуть-чуть дороже, но работают значительно быстрее. Необходим компьютер с USB-портом. Проблемы с установкой также могут возникнуть, но обычно они легко устранимы.

Сканеры со SCSI-интерфейсом.

С собственной интерфейсной платой для шины ISA или PCI либо подключаемые к стандартному SCSI-контроллеру. Эти сканеры быстрее и дороже представителей двух предыдущих категорий и относятся к более высокому классу.

Сканеры с ультрасовременным интерфейсом FireWire (IEEE 1394).

Специально разработанным для работы с графикой и видео. Такие модели только-только начали появляться на рынке. В последнее время производители предлагают немало сканеров с двумя интерфейсами (например, LPT и USB). Такая универсальность может быть весьма полезной при покупке сканера "на вырост". Например, вы подключаете сканер к старому ПК (без USB) по параллельному интерфейсу, а после приобретения нового компьютера USB будет вам очень кстати.

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. |

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 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

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

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 вкомпьютер (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.