48 Вопрос

Базовые элементы и принцип работы

Настольный сканер содержит следующие базовые элементы: источник света, приемный чувствительный элемент (или матрица) и один или несколько аналого-цифровых преобразователей (АЦП).

В современных сканерах наиболее распространены два типа приемных чувствительных элементов: CCD-матрица (Charge Coupled Device – прибор с зарядовой связью) и CIS-матрица (Contact Image Sensor – контактный датчик изображения).

В первом случае световой поток проецируется на CCD-матрицу посредством системы зеркал и фокусирующего объектива. Все элементы CCD-матрицы располагаются в ряд – по одному элементу для каждого пиксела строки развертки. Сканирование изображения выполняется построчно. Пучок света отражается от мишени и через объектив попадает на CCD-матрицу. Каждый CCD элемент преобразует свет в аналоговое напряжение (зависящее от интенсивности света), определяя уровень серого для одного пиксела. Если на каждый дюйм вдоль линии сканирования приходится 300 элементов CCD-матрицы, то максимально возможное оптическое разрешение составляет 300 dpi. Если – 600 элементов CCD-матрицы, то максимально возможное оптическое разрешение составляет 600 dpi.

Контактный датчик изображения стал применяться в сканерах несколько позже CCD-матрицы. CIS-матрица воспринимает отраженный оригиналом свет непосредственно через стекло сканера без использования дополнительных систем зеркал и фокусировки. Этот факт позволил уменьшить размеры планшетных сканеров на CIS-матрице более чем в два раза.

В сканерах с CIS-матрицей в качестве источника света применяют светодиодную линейку, за счет чего данный класс аппаратов потребляет так мало энергии. В сканерах с CCD-матрицей оригиналы стандартно освещает люминесцентная лампа с холодным катодом. Ее свет в тысячи раз ярче светодиодов. Но для того чтобы вызвать свечение газа внутри лампы нужно подать на ее вход очень высокое напряжение. Его вырабатывает отдельный блок, называемый инвертором.

В аналого-цифровых преобразователях (АЦП) аналоговое напряжение преобразуется в цифровое значение с использованием 8, 10 или 12 бит для каждого (основного) цвета. Преобразователь рассчитывает цвета точек, из которых складывается изображение. Чем больше разрядность преобразователя, тем достовернее сканер может передать цвет каждой точки изображения. Соответственно, тем больше изображение будет походить на оригинал.

49 Вопрос

Технические характеристики

Разрешение (Resolution) – число точек или растровых ячеек, из которых формируется изображение, на единицу длины или площади. Чем больше разрешение устройства, тем более мелкие детали могут быть воспроизведены. Сканеры начального уровня имеют оптическое разрешение 600 или 1200 dpi, при этом даже разрешения в 600 dpi достаточно для подавляющего большинства задач, включая сканирование фотографий и даже любительских слайдов.

Разрядность обработки цвета, еще называемая глубиной цвета (color depth) – этот параметр характеризует максимальное число оттенков цветов, которые способен обрабатывать сканер, то есть он свидетельствует о качестве цветопередачи устройства. Обозначается в виде степени числа 2. Одному разряду соответствует черно-белое изображение, 8-ми – серое полутоновое, 16-ти – цветное, 24-цветное изображение, наиболее близкое к человеческому восприятию (модель RGB), 36 bit и больше – полноцветное изображение с высокой достоверностью цветопередачи, предназначенное для профессиональной работы.

Динамический диапазон (или оптическая плотность) говорит о том, насколько хорошо сканер способен воспроизводить плавные цветовые переходы, а также насколько хорошо устройство «различает» самые светлые и самые темные фрагменты оригинала. Динамический диапазон у планшетных сканеров колеблется в границах от D1.8 до D3.0, именно поэтому такие сканеры плохо справляются со сканированием прозрачных оригиналов и, в особенности, негативных фотопленок, которые имеют повышенную оптическую плотность. Специализированные слайд-сканеры имеют динамический диапазон, как правило, в пределах от D3.2 до D3.6, при этом максимальное теоретическое значение оптической плотности – D4.0.

Скорость сканирования – скоростные качества любого сканера главным образом зависят от типа используемого интерфейса, посредством которого производится передача данных управляющему компьютеру. Для абсолютного большинства домашних аппаратов – это порт USB версии 2.0, в вариантах Hi-Speed и Full-Speed. Соответственно, пропускная способность Hi-Speed USB – 480 Mbit/s, Full-Speed USB – 12 Mbit/s. Несмотря на столь огромный отрыв, ощутимая разница во времени сканирования заметна на разрешениях выше 300 dpi.

Интерфейс передачи данных (Scanner Interface) – способ подключения сканера к компьютеру. Сканер может подключаться на порт принтера, с последовательным подключением последнего, к SCSI карте, к порту COM, USB или FireWire, а также к собственному оригинальному адаптеру.