3. Сканеры

Сканер - это внешнее устройство, подключаемое к компьютеру для ввода в него гра­фической информации с листа бумаги, газеты, книги, фо­тографии, слайда или негатива. Любой сканер вводит информацию в виде растра или набора от­дельных точек, поэтому он не отличает семейную фотографию от напечатанного на пи­шущей машинке текста. Отсканированный лист бумаги с текстом является обычным графическим растровым файлом и может занимать на диске несколько десятков мегабайт (как и любой другой рисунок), тогда как тот же текст, набранный на клавиатуре, занимает не более 3-4 килобайт. Хранить отсканированные тексты в виде графиче­ских файлов чрезвычайно неудобно из-за их большого размера, поэтому разработаны специальные OCR-про­граммы для перевода отсканированного текста в надлежащий вид. OCR - это сокращение от англий­ского Optical Character Recognition (Оптическое распознава­ние символов). Одной из таких программ является программа Fine Reader российской компании Abby. Сканеры бывают ручные и настольные, а настольные, в свою очередь, бывают рулонные и план­шетные. Одни сканеры могут сканировать только в черно-белом режиме, другие вос­при­нимают цвет сканируемого документа. Кроме этого, сканеры отличаются друг от друга разрешающей способ­ностью и количеством воспринимаемых цветов.

При скани­ровании документа ручным сканером его нужно провести над. нуж­ным рисунком или текстом. Им удобно сканировать небольшие рисунки и фрагменты текста. Листовой сканер при сканировании протягивает через себя отдельные листы документов, точно так же, как принтер протягивает бумагу при печати, по­этому на нем нельзя сканировать страницы из книги или журнала. При сканировании на планшетном сканере документ располагается под крыш­кой на неподвижном про­зрачном планшете, вдоль которого с помощью шагового двига­теля перемещается сканирующая каретка с лампой подсветки и системой зеркал.

Свет от лампы отражается от документа и че­рез систему зеркал попадает на приемный элемент. Приемный эле­мент преобразует уровень освещен­ности в уровень напряжения, который затем преоб­разуется в цифровой код и передается в компьютер. В цветных ска­нерах приемный элемент разделяет информацию на цвета. Таким обра­зом, на каждом шаге каретки фиксируется одна гори­зонтальная полоска сканируемого документа. Эта полоска, в свою очередь, разбита на определенное количество точек (пикселей) одина­кового размера. Все это справедливо и для ручных сканеров, только в этом случае дви­жется не каретка, а сканер проводится вручную над сканируемым документом.

Одной из характеристик сканера является разрешение, которое измеря­ется в количестве точек на дюйм - dpi (dot per inch). Для сканеров обычно указываются две величины разрешения: по горизонтали и по вертикали.

Если вы сканируете документ для вывода на экран монитора, то достаточно за­дать раз­решение сканера 100 dpi, т.к. разрешение монитора либо 72, либо 96 dpi. На цветном струйном принтере для формирования одной цветной точки используются три точки, поэтому для печати документа на струйном принтере с разрешающей способно­стью 600 dpi достаточно отсканировать оригинал с разрешением 200 dpi. Большое раз­решение сканера нужно в том случае, если вы собираетесь увеличивать отсканированное изобра­жение.

Другой важной характеристикой цветного сканера является количество раз­рядов на цвет. Для хранения ин­формации о цвете отдельной точки в компьютере ис­пользуются 24 разряда - по 8 на каждый из трех основных цветов RGB (Red, Green, Blue - красный, зеленый, синий). Это позволяет отобразить свыше 16 млн. цветов. Бо­лее тонкие оттенки глаз не различает, и устройства вывода их обычно не воспроизводят. Графические адап­теры работают также с 24-разрядным цветом. Но существуют сканеры с 30-разрядным и выше представлением цвета. Реально все устройства вывода работают с 24-разрядным цветом, а «лишние» разряды позволяют без потери каче­ства произво­дить цветовую кор­ректировку изображения, цветоделение и т.п.

Еще одной характеристикой сканера является его способность различать близле­жащие оттенки (это особенно важно для темных участков сканируемого документа). Для изме­рения этой характеристики используется единица, называемая оптической плотно­стью. Минимально возможное значение оптической плотности равно 0,0 D для иде­ально бело­го оригинала, и максимальное значение равно 4,0 D для идеально черного оригинала. Обычные цветные фотографии имеют оптическую плотность до 2,5 D, а не­гативы и рентгеновские снимки до 3,0-3,6 D. Если сканер имеет максимальную оптиче­скую плот­ность 2,5 D, то он может не различить участки негатива, ко­торые имеют оп­тическую плотность выше этого значения. На практике сканер с недостаточной макси­мальной оп­тической плотностью может потерять все детали как в темных, так и в свет­лых участках даже обычной фото­графии, не говоря уже о слайдах и тем более негати­вах.

Некоторые планшетные сканеры могут сканировать прозрачные пленки, слайды, негати­вы и т.д. Для этого вме­сто крышки на них устанавливается слайд-адаптер. При этом лампа подсветки на каретке отключается и ис­пользуется собственный источник света, поэтому на систему зеркал попадает не отраженный свет, а прошедший через прозрач­ный оригинал.

Существуют также слайд-сканеры, специально предназначенные для сканиро­вания слайдов и негативов.

Сканеры могут по-разному подключаться к компьютеру. Некоторые сканеры подклю­чаются к компьютеру через свой собственный адаптер, который устанавливается в сво­бодный слот расширения материнской платы. Многие сканеры имеют SCSI-интер­фейс, другие подключаются к параллельному порту компьютера или USB.

На рынке появились сканеры, в которых вместо традиционной CCD-линейки (CCD - Charge Coupled Device - Зарядное спаренное устройство, но чаще его называют оптиче­ским сенсором) используется матрица CIS (Contact image sensors - Контактные дат­чики изобра­жения). Чувствительные элементы (сенсоры) располагаются очень близко (1-2 мм) к оригиналу, а источником света служит не флуоресцентная трубка или лампа с хо­лодным катодом, а светодиодная линейка, соб­ранная из излучающих элементов LED (Light emitting diodes - Светодиодов) трех разных цветов (RGB - красного, зеленого и си­него), в сумме дающих белый цвет. Это позволило отказаться от сложной оптической системы, со­стоя­щей из зеркал и линз. Новая конструкция занимает гораздо меньше места и отличается низким энергопотреб­лением, что, в свою очередь, позволяет обой­тись без громоздкого блока питания (для нее достаточно неболь­шого сетевого адап­тера, как в цифровых камерах или модемах, или USB-интерфейса с питающей жилой). В итоге новые сканеры получились дешевыми, надежными, легкими и удобными в экс­плуатации. Такие сканеры обеспечивают оптическое разрешение в пределах 300-600 dpi, однако динамический диапазон и глубина резко­сти у CIS несколько хуже, чем у CCD-сканеров (естественно, при условии, что оптическая система у последних не рас­строена). Поэтому CIS-сканеры больше годятся для офисных приложений.

2. Модемы

Модемом (модулятор - демодулятор) принято называть устройство, предна­значенное для осуществления обмена информацией между компьютером и каналом связи с удаленными компьютерами. При этом под каналом связи понимают физические линии (проводные, оптоволо­конные, ка­бельные, радиочастотные), способ их использования (коммутируемые или выде­ленные) и способ передачи данных (цифровые или аналоговые сигналы). В зависимости от типа канала связи, устройства приема-передачи подразделяют на радиомодемы, ка­бельные модемы и так далее.

Модемы, подключае­мые к телефон­ной сети из­готавливаются в различном исполнении: внутренние - подклю­чаемые к материн­ской плате компьютера в слот ISA или PCI, и внешние -выполненные в виде отдельного устройства в корпусе и подключаемые к компьютеру через порт С0М1, COM2 или USB. Кроме того, выпус­каются специальные модемы для переносных компьютеров, предназначенные для под­ключения к сотовой сети связи.

Принципы работы внешнего и внутреннего модема ничем не отличаются. Более того, в большинстве своем это просто один и тот же модем в разном исполнении. Основ­ным параметром модема является максимальная скорость, с которой он может пе­реда­вать и принимать данные. Для измерения скорости передачи информации ис­пользу­ется единица измерения bps (Bits Per Second - Количество переданных бит в се­кунду). Скорость передачи модемов часто измеряют единицей, называемой бод: 1 бод примерно равен 1 биту в секунду.

Модем подключается к телефонной сети как обычный телефон, а сам телефон­ный аппарат можно подключить к модему. Некоторые модемы, поддерживающие голосовые функции (запись и воспроизведение звука), имеют дополнительные разъемы для под­ключения микрофона и наушников.

Модемы выпускаются различными фирмами, поэтому для того, чтобы связаться друг с другом и обмениваться данными, они должны поддерживать одни и те же стан­дартные протоколы обмена. Существуют стандарты на способы модуляции сигнала (V.21, V.22, V.22bis, V.32, V.32.bis, V.34, V.90, V.92), на протоколы коррекции ошибок (MNP1 -MNP4, V.42) и на протоколы сжатия передаваемых данных (MNP5 - MNP10, V.42bis, V.44). От способа модуляции зависит скорость передачи информации, напри­мер, стан­дарт V.21 обеспечивает скорость 300 бит/с, стандарт V.34 - от 2400 до 33600 бит/с, стан­дарт V.90 обеспечивает скорость 56000 бит/с на приеме и 33600 бит/с на пе­редаче, а стандарт V.92 обеспечивает скорость 56000 бит/с на приеме и 48000 бит/с на передаче. Протоколы коррекции ошибок предназначены для автоматического исправ­ления оши­бок, появляющихся при передаче данных по телефонной линии. При исполь­зовании этих протоколов неправильно переданные данные запрашиваются повторно. Кроме коррек­ции ошибок, модемы выполняют также сжатие данных для увеличения ко­личества пере­даваемой информации.

Новые модемы могут работать на высоких скоростях только через современные электронные АТС, так как протокол V.90 работает лишь там, где один из напрямую связываемых модемов имеет доступ к цифровому каналу. Это озна­чает, что ваша телефонная станция должна быть связана (непосредственно или через ряд узлов) с другим модемом цифровым, а не аналоговым каналом. На практике, при под­ключении к сети Интернет, ваш провайдер (поставщик услуг) должен быть связан с ва­шей АТС посредст­вом цифрового канала.

Типовой процесс соедине­ния через модем включает четыре стадии. Первая: установление физического соединения путем дозвона клиентского оборудования до серверного (или наоборот, при использовании Call­back (Обратный вызов)). Вторая: выполнение процедуры измерения параметров канала связи, выбор оптимальной скорости соединения, компенсация неравномерно­сти АЧХ канала, подавление эхо сигналов аналоговой петли, компенсация прямой и обратной за­держки прохождения и пр. Третья: установка цифрового соединения с коррекцией оши­бок по протоколу V.42 и, наконец, четвертая: соединение по протоколу РРР или SLIP. Суммарное время всех этапов - 25-30 секунд. Не считая процесса дозвона, ко­торый при тональном наборе достаточно быстр и может быть ускорен не более чем на пару секунд за счет длительности DTMF-сигналов в 200-300 мс против 700-800 положенных, наиболь­шее время занимает вторая стадия. Режим Quick Connect преду­сматривает сохранение параметров (аналоговых - АЧХ и характеристик подавления эхосигналов, а также цифро­вых - задержки прохождения сигнала и т.п.) настройки клиентского модема в энергоне­зависимой памяти при первом соединении с использо­ванием процедуры тестирования канала по стандарту V.90. При последующих соеди­нениях клиентский модем загружает предыдущие установки и тестирует только то­нальный ответ модема провайдера. Если условия связи близки к предыдущим, про­цесс тестирования канала пропускается, если нет - снова выполняется стандартная процедура соединения V.90. Если клиент подклю­чен к АТС, имеющей выход на го­родскую сеть по цифровому каналу, параметры анало­говой линии от модема до стан­ции не подвержены изменениям, а значит, технология Quick Connect будет работать.

Все выпускаемые в настоящее время модемы дополнительно обладают функ­циями факсимильного аппа­рата и обеспечивают прием и передачу факсов на скоро­стях 9600 и 14400 бит/с, поэтому их часто называют факс-модемами.

Многие современные модемы, кроме передачи данных и факсов, имеют набор команд для работы с голосом, т.е. могут записывать и передавать голосовые сообще­ния, рабо­тать в качестве автоответчика и электронного секретаря. Большинство таких модемов имеют дополнительные встроенные функции автоматического опреде­ления номера зво­нящего абонента (АОН) и поддерживают режим удаленного управления, т.е. вы можете про­слушать записанные вашим модемом сообщения, находясь в другом месте и управляя модемом с помощью то­нальных команд с телефонного аппарата.

Кроме аналоговых модемов, для работы с телефонными линиями существуют и цифро­вые модемы, поддерживающие стандарт ISDN (Integrated Services Digital Net­work -Цифровая сеть с интегрированными службами). Такие модемы обеспечивают бы­стрый доступ к сети Интернет и к офисным сетям, но в их работе есть и крупные не­достатки. В отличие от аналогового модема, который, как правило, нужно всего лишь подключить к компьютеру, перед покупкой цифрового модема вам придется проделать некоторую подготовительную работу.Для работы цифрового модема необходим сетевой терминатор (Network Termi­nator или NT 1). Это устройство служит своего рода буфером между цифровым каналом и компьютером.

ISDN-модемы обеспечивают скорость передачи данных до 128 Кбит/с, но такая скорость не является предельной. В последнее время распространены кабельные модемы, предназна­ченные для работы с кабельными сетями, например, телевизионными. Средняя скорость передачи информации при использовании таких модемов достигает 10 Мбит/с. При такой скорости передачи в полноэк­ранном ре­жиме принимают видеоинформацию, а компьютер, подключенный через такой модем к Ин­тернету, полноправно заменяет телевизор.