9.9 Сканеры

Сканер (scaner) - устройство для копирования графической и текстовой информа­ции и ввода ее в компьютер. Персональные сканеры бывают трех типов - ручные, планшетные и барабанные. Основными элементами сканера являются полупровод­никовый лазер и полупроводниковый фотоприемник. Когда сканер ведут по тек­сту или изображению, лазерный луч пробегает по листу, сканирует его и отражает на светочувствительный полупроводниковый элемент. Фотоэлемент преобразует световой сигнал в электрический, который затем по шине передается в компьютер. В нем сигнал преобразуется в цифровую форму, содержащую информацию о коор­динатах и цвете каждого пиксела изображения. И наконец, на последней стадии полученная об изображении информация записывается на диск в виде файла.

Основным элементом сканера является массив фоточувствительных кремниевых ячеек (приборов с зарядовой связью, ПЗС), выполняющих функции датчиков для измерения интенсивности светового потока, отраженного от сканируемого ориги­нала или прошедшего сквозь него. С помощью аналого-цифрового преобразователя результаты измерений подразделяются на яркостные (цветовые) уровни (напри­мер, 256 уровней для каждого из основных цветов при использовании сканера с глубиной цвета 24 бит) и сохраняются в виде последовательности двоичных симво­лов, которые вы впоследствии можете рассматривать и преобразовывать с помощью вашего компьютера.

Цветные сканеры работают по принципу сложения цветов, при котором цветное изображение создается путем смешения трех цветов: красного, зеленого и синего. Технически это реализуется одним из двух способов:

• в процессе сканирования цветной оригинал освещается белым цветом, а отра­женный свет попадает на ПЗС-матрицу через систему специальных фильтров, разлагающих его на три компонента: красный, зеленый, синий, каждый из кото­рых улавливается своим набором фотоэлементов;

• цветной оригинал освещается не белым светом, а последовательно красным, зеленым и синим, для каждого из которых осуществляется своя процедура ска­нирования. Полученная таким образом информация предварительно обраба­тывается и передается в компьютер.

Планшетные сканеры

Планшетные сканеры предназначены для ввода графической информации с про­зрачного или непрозрачного листового материала, Принцип действия этих уст­ройств состоит в том, что луч света, отраженный от поверхности материала (или прошедший сквозь прозрачный материал), фиксируется специальными элемента­ми, называемыми приборами с зарядовой связью (ПЗС). Обычно элементы ПЗС конструктивно оформляют в виде линейки, располагаемой по ширине исходного материала. Перемещение линейки относительно листа бумаги выполняется меха­ническим протягиванием линейки при неподвижной установке листа или протя­гиванием листа при неподвижной установке линейки. Под крышку такого сканера «лицом» на стекло может закладываться не только отдельный лист или страница, а целая развернутая книга или журнал. Этим планшетные сканеры напоминают копировальные аппараты.

Рис. 9.12. Планшетный и ручной сканеры

Основными эксплуатационными параметрами планшетных сканеров являются:

• разрешающая способность;

• производительность сканера;

• динамический диапазон;

• максимальный размер сканируемого материала.

Значение разрешающей способности зависит от плотности размещения ячеек ПЗС на линейке, а также от точности механического позиционирования линейки при сканировании. Типичный показатель для офисного применения - 600-1200 dpi (dpi - dots per inch - количество точек на дюйм). Для профессионального приме­нения характерны показатели 1200-3000 dpi.

Производительность сканера характеризуется продолжительностью сканирования листа бумаги стандартного формата и зависит как от совершенства механической части устройства, так и от типа интерфейса, использованного для сопряжения с ком­пьютером.

Динамический диапазон определяется логарифмом отношения яркости наиболее светлых участков изображения к яркости наиболее темных участков. Типовой по­казатель для сканеров офисного применения составляет 1,8-2,0, а для сканеров профессионального применения - от 2,5 (для непрозрачных материалов) до 3,5 (для прозрачных материалов).

Ручные сканеры

Ручные сканеры - это относительно недорогие устройства небольшого размера. Они удобны для оперативного сканирования изображений из книг и жур­налов. Ширина полосы сканирования обычно не превышает 105 мм, стандартное разрешение 300-400 dpi. К недостаткам ручного сканера можно отнести зависи­мость качества сканирования от навыков пользователя и невозможность сканиро­вания относительно больших изображений целиком.

Барабанные сканеры

В барабанных сканерах исходный материал закрепляется на цилиндрической по­верхности барабана, вращающегося с высокой скоростью. Устройства этого типа обеспечивают наивысшее разрешение в диапазоне 2400-5000 dpi. Это связано с использованием в них в качестве чувствительных элементов фотоэлек­тронных умножителей (ФЭУ вместо ПЗС). В настоящее время барабанные скане­ры используются только в типографском производстве.

Сканирование слайдов (слайд-адаптер)

Существуют специальные сканеры, предназначенные для оцифровки слайдов и не­гативов. Основными производителями таких устройств являются компании Nicon и Polaroid. Слайдовые сканеры намного дороже планшетных или ручных скане­ров. Поэтому их применение оправдано только при необходимости получения боль­шого количества снимков.

Стандарт TWAIN

Этот стандарт разработан для осуществления обмена данными между прикладной программой и внешним устройством (в частности, сканером). Он привлекателен тем, что любая прикладная программа, поддерживающая TWAIN, будет работать с любым TWAIN-совместимым сканером независимо от его конструкции, типа используемого аппаратного интерфейса, параметров сканирования и прочего. По­этому производитель TWAIN-совместимого сканера может не беспокоиться о про­граммной поддержке своего сканера. Главная его задача - качественно написать TWAIN-совместимый драйвер сканера. Сделать это не так сложно, поскольку TWAIN - открытый и качественно документированный стандарт.

В настоящее время стандарт TWAIN поддерживается большинством современных программных средств, включая:

• популярные графические пакеты, такие как Adobe PageMaker, CorelDRAW, Adobe Photoshop, PhotoStyler, PicturePubliher и т. п.;

• программы оптического распознавания символов;

• факс-приложения (так как некоторые сканеры могут выполнять еще и функ­ции копировального аппарата и факса).