Бездротові пристрої введення

Сьогодні на ринку присутня велика кількість периферійних пристроїв, що мають бездротовий інтерфейс.

На сьогоднішній день існує три бездротових інтерфейсу передачі даних для периферії. Це IrDa, радіоінтерфейс і Bluetooth. Комплект бездротової, скажімо, миші завжди складається з двох компонентів. Це сама миша з передавальним елементом і ресивер, який підключається безпосередньо до комп'ютера. Ресивери можуть мати різні інтерфейси підключення - РS / 2, СОМ або USB. Що корисно знати, комп'ютер не розрізняє, бездротова у вас миша чи ні, йому в сутності все одно. Він орієнтується лише на інтерфейс підключення, і якщо наприклад ресивер миші підключений до СОМ-порту, то він бачить пристрій «миша», підключений до послідовного порту. І неважливо, якого типу ресивер був підключений - радіо- або інфрачервоний.

Розглянемо кожну технологію в окремо і визначимо їх переваги і недоліки.

IrDa

Самий старий і самий недосконалий інтерфейс бездротового зв'язку. Тут передача даних здійснюється по оптичному каналу в інфрачервоному (ІЧ) діапазоні. Периферійний пристрій (клавіатура) обладнується ІК-передавачем, до комп'ютера або ноутбука підключається ІЧ-приймач. Інфрачервоний інтерфейс володіє рядом істотних обмежень, які впливають на зручність роботи з подібними пристроями. По-перше, ефективна дальність ІЧ-випромінювання становить 1-2 метри. По-друге, передавач і приймач повинні знаходитися в зоні прямої видимості один одного. Серед позитивних сторін ІЧ-периферії назвемо низьке енергоспоживання і низьку ціну.

Радіо

Передача сигналу в пристроях відбувається по радіоканалу. До переваг технології можна віднести те, що випромінювач і ресівер не повинні знаходитися в зоні прямої видимості, і на якість сигналу не впливають фізичні перепони. Більшість нині існуючих периферійних радіопристроїв спілкуються на частоті 27 МГц. Є і більш високочастотні пристрої, частота їх «мовлення» - 900 Мгц. Останнім часом посилено освоюється і діапазон 2,4 ГГц. Такі пристрої на порядок практичніше своїх низькочастотних побратимів. По-перше, ефективне видалення від бази - досягає 5-6 метрів (при повній зарядці акумулятора). По-друге, це значно знижує енергоспоживання пристроїв і, як наслідок, збільшує час роботи від одного комплекту батарей.

Bluetooth

Ця технологія не обійшла своєю увагою і клавіатури з мишами. В принципі, про Bluetooth написано вже досить багато, опишемо коротенько лише її реалізацію в мишах. У комплект миші входить Bluetooth - адаптер, який підключається до комп'ютера. В миша вбудований передавач відповідного стандарту. Як відомо, один адаптер (теоретично) дозволяє бездротово підключати до 127 пристроїв, що підтримують цей протокол і знаходяться в радіусі до 10 метрів. Обмін даними відбувається в діапазоні частоти 2,2 -2,4 ГГц.

До загальних недоліків всіх бездротових маніпуляторів можна віднести автономність харчування і як наслідок - необхідність в періодичній підзарядки акумуляторів або зміні батарей. Як варіант вдалого дизайнерського та інженерного рішення можна привести бездротові оптичні миші останнього покоління. Їх ресивери виконані у вигляді кредл і виконують також роль зарядного пристрою. Тобто після закінчення роботи потрібно просто помістити мишку в кредл, а розумний зарядник вчасно відключить живлення на контактах при завершенні зарядки, сигналізувати це подія згаслої лампочкою на корпусі.

Сканер

Цифрове кодування зображень

Сканування іноді називають цифровим кодуванням зображення, так як відбувається перетворення аналогового сигналу яскравості в цифрову форму, зрозумілу комп'ютеру. Під терміном сканування слід розуміти отримання цифрового зображення - процес перетворення візуальної інформації в цифрову. Тому підготовку оригіналів для введення в комп'ютер часто називають оцифруванням. Зображення при цьому розбивається на елементарні частинки, звані пікселями, кожному з яких відповідає певний код яскравості і колірного відтінку.

Сканером традиційно називається пристрій, що дозволяє вводити в комп'ютер зображення об'єктів, які можуть бути представлені у вигляді тексту, малюнків, слайдів, фотографій на плоских носіях зображень, а також зображення об'ємних об'єктів невеликих розмірів. Фактично сканер являє собою пристрій, основним елементом якого є датчик (або система датчиків), призначений для фіксування кількості відбитого або переломленого світла в кожній області оригіналу.

Чорні об'єкти рівномірно поглинають всі кольори спектру видимого випромінювання, а білі відображають їх. Чим більше світла вбирає об'єкт, тим темніше він виглядає, і навпаки, чим більше світла об'єкт відображає, тим світліше він нам здається.

У сканерах реалізуються різні способи фіксування зображень. Якщо кількість прийнятого датчиком світла не перевищує попередньо встановленого порогу чутливості, що фіксується елемент оригіналу сприймається як чорний. В іншому випадку йому присвоюється кодове значення, відповідне або білому кольору, або (для напівтонових сканерів) відтінку сірого кольору.

У деяких сканерах передбачається можливість налаштування порогу чутливості. Це дозволяє отримувати зображення сканованих оригіналів в широкому діапазоні яскравості - від штучно затемнених (майже брудних) до освітленого настільки, що текстура паперу починає сприйматися як елементи зображення. Програмне забезпечення для налаштування шкали яскравості дозволяє змінювати значення рівнів сірого кольору, тобто проводити коректування так званої сірої карти.

Принцип роботи кольорових сканерів аналогічний, за винятком тієї обставини, що поріг чутливості в даному випадку визначається для кожного з основних кольорів системи кольороутворення.

Послідовно зчитуючи інформацію про кожному елементі джерела зображення, датчик переміщується вздовж нього до тих пір, поки не буде зафіксований весь образ.

Пристрої введення зображень призначені для фіксування візуальної інформації, перетворення її в цифрові дані і введення їх в комп'ютер. Розрізняються ці пристрої способом фіксування зображення.

Більшість традиційних сканерів здатне фіксувати тільки плоскі зображення і в цьому сенсі вони більше схожі на фотокопіювальні пристрої. За допомогою таких пристроїв проводиться сканування оригіналу: в одному випадку для відтворення його на папері, а в іншому - для його оцифровки. У всіх сканерах є джерело світла, механізм, переміщення датчика (або оптичної системи) уздовж оригіналу (або переміщення оригіналу уздовж датчика), а також електронний пристрій, призначений для перетворення прочитуваної інформації в цифрову форму.

Спосіб формування зображення

У процесі сканування оригінал висвітлюється джерелом світла. Світлі області оригіналу відображають більше світла, ніж темні. Відбите (або заломлене) світло за допомогою спеціальної оптичної системи направляється на датчик у вигляді лінійки або матриці світлочутливих елементів, які перетворять інтенсивність прийнятого світла в відповідне значення напруги. Аналоговий сигнал перетвориться в цифровий, і в цьому вигляді інформація про зображення може бути введена в комп'ютер.

Апаратний інтерфейс

Для зв'язку сканера з комп'ютером, як правило, використовується спеціальна 8-чи 16-розрядна інтерфейсна плата, установлювана у відповідний слот розширення РС. При цьому може виникнути необхідність в налаштуванні системних ресурсів інтерфейсної плати.

В даний час для підключення сканера часто використовуються стандартні інтерфейси комп'ютера (послідовний і рівнобіжний порти). У цьому випадку в користувача не виникає проблем з розподілом системних ресурсів - адрес портів введення / виводу, ліній переривання IRQ і каналів DМА.

Якщо сканер підключається через послідовний порт (з яким зазвичай пов'язана миша), а комп'ютер має тільки два послідовних порти і обидва зайняті, - доведеться додати ще один послідовний порт або користуватися розгалужувачем. Через послідовний порт (RS-232) передача даних здійснюється повільно. Саме тому більшість сучасних моделей сканерів підключається до комп'ютера через стандартний паралельний порт. Сканери, що підключаються через паралельний порт, з яким часто працюють і принтери, звичайно мають вбудований прохідний роз'єм. Це дозволяє підключати сканер безпосередньо до роз'єму порту, а принтер - до сканера.

У більшості планшетних сканерів і сканерів великого формату для зв'язку з комп'ютером використовується інтерфейс SСSI. Для підключення цих сканерів до РС в комплект постачання входить інтерфейсна плата. Щоб її встановити, потрібен вільний слот на материнській платі комп'ютера. Інтерфейс SСSI має ту перевагу, що його, за наявності відповідного драйвера, підтримують різні апаратні платформи. Для підключення деяких сканерів великого формату і майже всіх РС-сумісних ручних сканерів використовуються платформно-залежні ISА-інтерфейси, що виключає їх застосування на інших платформах. Тому, якщо використовується не ручний, а інший сканер, то краще скористатися пристроєм з інтерфейсом SСSI, щоб його можна було підключити до будь-якого комп'ютера незалежно від його типу (РС або Macintosh) та архітектури шини.

У кожного з перерахованих апаратних інтерфейсів є свої переваги і недоліки. При підключенні сканера до послідовного або паралельного порту немає необхідності відкривати корпус РС і задіяти слот розширення на материнській платі. Такі сканери можна підключати до будь-якого комп'ютера. Однак при використанні їх разом з принтером (як копір) можуть виникнути проблеми, пов'язані з використанням одного і того ж порту різними пристроями. Використання інтерфейсу SСSI забезпечує більш високу швидкість сканування, хоча і вимагає установки в РС спеціальної интерфейсной карти.

Програмний інтерфейс

У комплект постачання всіх сканерів входить спеціальна програма (драйвер), призначена для управління процедурою сканування та налаштування основних параметрів сканера. Подібні програми часто доповнюються інструментальними засобами маніпулювання зображеннями, що сканують. Як правило, є можливість вибрати один з підтримуваних файлових форматів для збереження отриманих зображень.

Донедавна кожен драйвер для сканера мав свій власний інтерфейс. Використання такого спеціалізованого інтерфейсу незручно, оскільки в цьому випадку для кожної моделі сканера потрібна своя прикладна програма, а програми різних фірм-виробників часто бувають несумісні. Тому виробники апаратних і програмних засобів об'єднали свої зусилля для створення власного формату драйвера TWAIN.

З моменту організації консорціуму TWAIN за участю компаній Aldus, Саеrе, Eastmen KodaK, Hewlett Packard і Logitech ситуація кардинально змінилася. Подання стандарту з однойменною назвою, що визначає порядок обміну даними між прикладною програмою і драйвером сканера, дозволило вирішити проблеми сумісності різних комп'ютерних платформ, сканерів різних моделей та форматів представлення даних. За допомогою TWAIN - сумісного сканера можна сканувати зображення з будь-якої програми, що підтримує цей стандарт. Прикладами таких програм можуть слугувати Photoshop, CorelDraw, PageMaKer, PhotoStyler, PicturePublisher та ін.

TWAIN Tool Without An Interesting Name - стандарт, створений виготовлювачами сканерів, що забезпечує взаємодію сканера з ПЗ. TWAIN драйвер сканера - це програмний додаток з графічним інтерфейсом, який несе на собі функції панелі керування сканером і здійснює передачу даних від сканера в програмний додаток, з якої викликається сканер. За допомогою TWAIN драйвера проводиться установка параметрів і області сканування, попереднє сканування і перегляд, забезпечується можливість колірного коректування і постобробки одержуваного зображення.

Стандарт TWAIN розроблений для введення зображення від будь-якого джерела растрових даних - ручного, настільного або слайдового сканера, цифрової фотокамери і т. п. TWAIN - це, по суті справи, драйвер, за допомогою якого будь-яка підтримує стандарт TWAIN програма може імпортувати графічні дані. Застосування стандарту TWAIN максимально спрощує роботу з будь-яким пристроєм введення зображення.

Розглянемо різні види сканерів.

Планшетні сканери

Планшетні сканери - найбільш популярні пристрої введення. Вони забезпечують необхідну якість зображень, використовуваних як у діловій кореспонденції, так і в високохудожніх виданнях.

Переваги:

• Простота використання. Технологія «розмісти і скануй» сприяє швидкому введенню оригіналів різних форматів, що не завжди можливо при використанні інших сканерів. Сканування оригіналів різних розмірів. Якщо максимальний розмір сканованого оригіналу залежить тільки від розміру робочої області сканера, то його мінімальний розмір не обмежується.

• Широкий діапазон оригіналів. Планшетні сканери можна використовувати для сканування більшості плоских непрозорих оригіналів. Як і у копіювальних апаратів, в планшетних сканерів є кришка, притискує до робочої поверхні такі нестандартні оригінали, як, наприклад, книга. Типовий планшетний сканер призначений для сканування оригіналів розміром 8,5 x13 дюймів (21,6 x33 см).

• Сканування невеликих тривимірних об'єктів. Ви можете сканувати тривимірні об'єкти невеликих розмірів, такі як ключі, годинники, монети, листя і т. п. Проте результат не завжди може вийти задовільним.

• Великий арсенал допоміжних пристроїв. Деякі моделі планшетних сканерів додатково оснащуються адаптером для обробки прозорих Оригіналів і / або механізмом автоматичної подачі аркушів.

• Сканування оригіналів нестандартного великого формату. Оригінали великого (більш А4) формату можна відсканувати по частинах, а потім об'єднати їх в якомусь графічному редакторі.

• Висока швидкість сканування. Сучасні однопрохідні планшетні сканери дозволяють сканувати кольорові оригінали стандартних форматів з високою роздільною здатністю всього за 20 - 30 с.

• Сканування високохудожніх робіт для видавничих цілей. Професійні планшетні сканери характеризуються дозволом до 5000 dpi (DPI - це абревіатура від «Dots Per Inch» і означає точок на дюйм) і динамічним діапазоном до 3,7. За своїми характеристиками кращі моделі планшетних сканерів практично зрівнялися з недорогими барабанними сканерами.

Недоліки:

• Велика займана площа. Кришка сканера також повинна бути вільною, оскільки її доводиться підводити для заміни оригіналу.

• Складність вирівнювання оригіналу з нерівно розміщеним на носії зображенням, тому оригінал розміщується на робочій поверхні сканера лицьовою стороною вниз і закривається кришкою.

• Неможливість сканування прозорих оригіналів. На жаль, не у всіх моделей планшетних сканерів передбачена можливість установки додаткового слайд-модуля.

Сложность установки. Большинство планшетных сканеров подключается к РС через интерфейс 8С81, а это значит, что придется установить соответствующую плату в компьютер, инсталлировать программное обеспечение и устранить возможные конфликты между другими компонентами РС и периферийными устройствами.

Проекційні сканери

Проекційні сканери, як правило, працюють з оригіналами формату А3. Ці сканери, завдяки можливості змінювати фокусну відстань, дозволяють вибрати оптимальний дозвіл; вони особливо корисні при скануванні тривимірних об'єктів.

Переваги:

• Зручність позиціонування оригіналу. Оригінал розташовується лицьовою стороною вгору, що полегшує процедуру його вирівнювання. На підставці сканера, як правило, є спеціальні напрямні, які можна використовувати для точного позиціонування документа.

• Невелика займана площа. Проекційні сканери займають на робочому столі трохи більше місця, ніж розмір сканованого об'єкта.

• Різноманітність сканованих оригіналів. Книги, художні ілюстрації на плоских носіях і навіть невеликі тривимірні об'єкти - все це можна сканувати за допомогою проекційних сканерів. Що не міститься на підставці оригінал можна сканувати по частинах. Цей процес реалізується навіть простіше, ніж у випадку використання планшетного сканера, оскільки видно, які частини оригіналу вже відскановані.

• Можливість комбінування плоских і тривимірних оригіналів. На підставці сканера на двовимірному об'єкті можна розмістити невеликий тривимірний і сканувати їх одночасно. Це найшвидший спосіб комбінування двох зображень.

Недоліки:

• Відсутність вбудованого джерела зовнішнього освітлення. У недорогих моделях проекційних сканерів немає вбудованого джерела світла. Якщо освітлення слабке або на підставку сканера падає тінь, результат сканування може виявитися незадовільним. У цьому випадку для освітлення оригіналу скористайтеся настільною лампою - зазвичай цього виявляється достатньо.

• Обмежений розмір оригіналу. Конструкцією проекційних сканерів не завжди передбачена можливість регулювання висоти розташування і центрування скануючої головки. В результаті діапазон розмірів сканованих оригіналів обмежується полем зору сканера.

• Складність сканування переплетених оригіналів. На відміну від планшетних сканерів, де книга утримується в розгорнутому вигляді за рахунок притиску кришкою, в проекційних сканерах вам доведеться розташувати її лицьовою стороною вгору і притиснути склом або спеціальним утримувачем.

• Складність установки. Так само як і планшетні, проекційні сканери підключаються до РС через інтерфейс SCSI.

Слайдові сканери

Слайдові сканери призначені для сканування прозорих оригіналів - слайдів, плівок і діапозитивів. Переваги:

• Простота установки оригіналів. У комплект поставки більшості моделей слайд-сканерів входить одна або кілька рамок, в які встановлюються слайди різних розмірів і типів, а також фрагменти плівок.

• Автоматичний режим роботи. Завдяки можливості пакетного сканування можна без втручання оператора виробляти оцифровування слайдів пакетами по 50 штук.

• Високий оптичний дозвіл. Навіть найдешевші слайд-сканери мають дозвіл не нижче 2000 dpi.

• Розвинуті засоби підвищення продуктивності. У багатьох моделях (необов'язково дорогих) реалізується апаратна обробка сканованих зображень.

• Невеликі розміри. Останнім часом намітилася тенденція до виробництва мініатюрних слайд-сканерів, що забезпечують швидке пакетне сканування 35-мм слайдів. Якщо ви як і раніше віддаєте перевагу плівковій фотографії, такий сканер допоможе створити електронний фотоархів.

Недоліки:

• Відсутність можливості сканувати непрозорі оригінали. При необхідності сканувати як прозорі, так і відображаючі оригінали доцільно зупинити свій вибір або на універсальному пристрої, прикладом якого можуть служити моделі планшетних сканерів фірми Agfa або додатково до вже наявного слайд-сканера придбати планшетний або роликовий.

• Неможливість сканування оригіналів великого розміру з максимальним дозволом. Не всі сканери можуть оцифровувати з максимальним оптичним дозволом плівки розміром більше 35 мм. Пристрої, скануючі 35-мм слайди з дозволом, наприклад, 3000 dpi, введення зображень з оригіналів більшого формату будуть здійснювати з дозволом 2000 dpi, використовуючи алгоритм інтерполяції.

• Обмежений діапазон розмірів оригіналу. Не всі спеціалізовані слайдові сканери дозволяють сканувати нестандартні прозорі оригінали, наприклад, слайди без рамок.

• Складність установки. Сканер підключається до РС через інтерфейс SCSI. Тому в комп'ютері повинна бути встановлена картка контролера цього інтерфейсу.

Ручні сканери

Ручні сканери використовуються для сканування оригіналів малих розмірів або поверхонь нестандартних громіздких предметів.

Переваги:

• Низька вартість. Вартість ручних сканерів складає від 90 до 260 у.о.

• Портативність. Ви можете відключити ручний сканер і прибрати його, наприклад, у висувний ящик столу, поки він вам не потрібен, робочий простір ручний сканер практично не займає - головне, щоб знайшлося місце для оригіналу. Невеликі розміри і простота підключення роблять ручні сканери незамінними для користувачів РС типу NotebooK.

• Можливість безпосереднього контролю області сканування. При використанні ручних сканерів немає необхідності попередньо вказувати область сканування. Через вікно в корпусі сканера ви можете контролювати, який фрагмент зображення зчитується в даний момент. Ручний сканер особливо корисний при скануванні оригіналів нестандартних розмірів.

• Малі габарити і вага. Ручний сканер можна використовувати в якості переносного пристрою, такого, як, наприклад, зовнішній накопичувач Zip. У цьому випадку рекомендуємо купувати сканер, що підключається до паралельного порту РС.

• Простота установки. Використання стандартних інтерфейсів дозволяє уникнути конфліктів з іншими периферійними пристроями РС.

Недоліки

• Обмежена ширина області сканування. Сканувати можна тільки фрагмент зображення шириною не більше чотирьох дюймів (близько 105 мм). У деяких випадках цього виявляється достатньо, якщо немає - сканувати зображення можна частинами, з невеликим накладенням фрагментів, щоб потім простіше було їх об'єднати в одне ціле.

• Сприйнятливість до помилки оператора. Дня досягнення найкращих результатів сканер потрібно переміщати рівномірно і прямолінійно. Для цього необхідний відповідний навик.

• Обмежені можливості застосування програм ОСR. На відміну від сканерів інших типів, використання ручних сканерів для сканування тексту не завжди виправдано.

• Обмежена сфера застосування. Конструктивні особливості ручного сканера не дозволяють використовувати його для сканування складних оригіналів і обмежують область застосування завданнями введення простих малюнків.

Кольорові сканери

Кольоровий сканер повинен розрізняти основні кольори (червоний, зелений і синій). Для цього застосовуються різні технології. Наприклад, у кольоровому сканері з одним джерелом світла сканування оригіналу може здійснюватися в три проходи з послідовним застосуванням різних фільтрів (червоного, зеленого, синього), почергово розміщуються між джерелом світла і оригіналом. Скануєме зображення висвітлюється білим світлом не безпосередньо, а через обертовий RGB-світлофільтр. Для кожного з основних кольорів послідовність операцій практично не відрізняється від послідовності операцій при скануванні напівтонового зображення.

Суттєвими недоліками описаного методу є, збільшення часу сканування в три рази і необхідність точного поєднання колірних шарів, так як в противному випадку можливе розмивання деталей зображення.

В інших сканерах можуть використовуватися три джерела світла: червоний, зелений, синій; сканування при цьому проводиться одноразово і джерела світла задіюються черзі, короткочасно висвітлюючий оригінал. Цей метод дозволяє уникнути несуміщення кольорів, однак з'являється інша складність - підбір джерел світла зі стабільними характеристиками.

У деяких кольорових сканерах використовується одне джерело світла, але сканування кольорових оригіналів, тим не менш, здійснюється за один прохід.