2.7 Сканери
Сканером називається пристрій, який дозволяє вводити в комп’ютер образне зображення, яке представлене у вигляді тексту, малюнків, слайдів, фотографій або іншої графічної інформації. Не зважаючи на велику кількість різних моделей сканерів їх можна класифікувати по декільком ознакам. Наприклад, по кінематографічному механізму сканера (конструкція механізму руху) і по типу зображення, яке вводиться.
На сьогоднішній день всі відомі сканери можна розділити на два основних типи: ручний і настільний. Існують і комбіновані пристрої, які компонують можливості ручних та настільних пристроїв. Для того щоб ввести в комп’ютер будь - який документ з допомогою ручного сканера, потрібно без різких рухів провести скануючою голівкою по зображенню. Таким чином, проблема переміщення зчитуваної голівки відносно паперу повністю залежить від користувача. Рівномірність переміщення сканера дуже відображається на якості зображення, яке вводиться в комп’ютер. В ряді моделей для підтвердження нормального вводу є спеціальний індикатор. Ширина зображення, яке вводиться, для ручних сканерів, звичайно, не перевищує 4 дюймів (10 см). В деяких моделях ручних сканерів, з метою підвищення роздільної здатності, зменшують ширину зображення, яке вводиться. До основних переваг ручних сканерів відносяться невеликі габаритні розміри і відносно невелика ціна.
Настільні сканери називають і сторінковими, і планшетними, і навіть авто сканерами. Такі сканери, звичайно дозволяють вводити зображення розмірами 8,5 на 11 дюймів або 8,5 на 14с дюймів. Існують три різновиди настільних сканерів: планшетні, рулонні і проекційні. Основною відміною планшетних сканерів є те, що їх скануючи головка переміщується відносно паперу з допомогою крокового двигуна. Подібні сканери - достатньо дорогі пристрої, але й найбільш якісні. Ззовні вони можуть нагадувати деякі види копіювальних машин. Для сканування зображення необхідно відкрити кришку сканера, покласти сканує мий листок на скляну пластину зображенням вниз, після чого закрити кришку сканера. Все подальше керування процесом сканування здійснюється з клавіатури комп’ютера - при роботі з одною з спеціальних програм, які йдуть разом з таким сканером. Зрозуміло, що конструкція сканера дозволяє сканувати не тільки окремі листи, але й сторінки журналу або книги.
Робота рулонних сканерів нагадує роботу звичайної факс - машини. Окремі листи документів протягуються через такий пристрій, при цьому й здійснюється їх сканування. В даному випадку скануючи головка залишається на місці, а вже відносно неї переміщується папір. Зрозуміло, що в цьому випадку копіювання сторінок книг і журналів не можливо. Сканери достатньо широко використовуються в областях, зв’язаних з оптичним розпізнаванням символів OCR (Optical Character Recognition). Для зручності роботи рулонні сканери, звичайно, оснащені пристроями для автоматичної подачі сторінок. Третій різновид сканерів - проекційні сканери, які більш всього нагадують своєрідний проекційний апарат (або фотозбільшувач). Документ, який вводиться кладеться на поверхню сканування зображенням вверх, блок сканування знаходиться при цьому також зверху. Переміщується тільки скануючий пристрій. Основною особливістю даних сканерів є їхня можливість сканування проекцій трьохвимірних предметів.
Принцип роботи чорно - білого сканера полягає в слідую чому: зображення, що сканується освітлюється білим світлом. Відображене світло через зменшувальну лінзу попадає фото чуттєвий напівпровідниковий елемент, який називається Пристроєм з зарядним зв’язком - ПЗЗ (Charge - Сoupled Device, CCD). Кожен рядок сканування відповідає окремим значенням напруги на ПЗЗ. Ці значення напруги перетворюються в цифрову форму або через аналого - цифровий перетворювач АЦП (для пів тонових сканерів), або через компаратор (для дворівневих сканерів). Розрядність АЦП для пів тонових сканерів залежить від кількості підтримуючих рівнів сірого кольору. Блок - схема чорно - білого сканера наведена на мал.1.
Мал.1 Схема чорно-білого сканера
Перші моделі чорно - білих сканерів мали можливість працювати тільки в дворівневому режимі, сприймаючи або чорний, або білий колір. Таким чином, скануватися могли тільки креслення, або двохтонні зображення. Хоча ці сканери і не мали можливості працювати з дійсними відтінками сірого кольору, вихід для сканування пів тонових зображень був знайдений. Псевдовпівтоновий режим або режим растрування, сканера імітує відтінки сірого кольору, групуючи декілька крапок зображення в gray - scale - пікселі.
Півтонові сканери використовують максимальну роздільну здатність, як правило, тільки в дворівневому режимі. Звичайно такі сканери підтримують 16, 64 або 256 відтінків сірого кольору для 4 - , 6 - і 8 - розрядного коду. Роздільна здатність сканера вимірюється кількістю розрізняємих крапок на дюйм зображення - dpi (dot per inch).
Завдяки операції інтерполяції, виконує мій програмно, сучасні сканери можуть мати роздільну здатність 800 і навіть 1600 dpi. В результаті інтерполяції на отриманому зображенні вирівнюються криві лінії і зникають нерівності діагональних ліній.
На сьогоднішній день існує декілька технологій для отримання сірих і кольорових скануємих зображень. Якщо використовується 8 - розрядний АЦП, який підтримує 256 відтінків для одного кольору, то кожній крапці зображення ставиться в відповідності один з 16,7 мільйона можливих кольорів (24 розряду).
Для зв’язку з комп’ютером сканери можуть використовувати спеціальну 8 - або 16 - розрядну інтерфейсну плату, яка вставляється в відповідний слот розширення. Крім цього, на сьогоднішній день достатньо широко використовуються стандартні інтерфейси, які застосовуються в IBM PC - сумісних комп’ютерах (послідовний і паралельний порти, а також інтерфейс SCSI).