Изображение можно оцифровать с помощью сканера.

Изображение можно оцифровать с помощью сканера.

Сканеры предназначены для перевода графического изображения в цифровую форму. Он удобен для составления библиотеки снимков в компьютере, оцифровки всевозможных документов для дальнейшей трансформации текста в цифровой аналог символов (ведь в компьютере буквы представлены в кодах, преобразование можно выполнить с помощью специальных программ, например FineReader ), а потом переслать цифровой аналог документа по Интернет - почте или факс-модему. В комплекте с хорошим принтером сканер может служить как обычный копировальный аппарат, при снятой крышке он будет выполнять функции обычного цифрового фотоаппарата.

Сканер представляет собой устройство для ввода изображения с листов бумаги, картона, пленки и других материалов и бывает нескольких видов. Первое различие состоит в форме сканирования: черно-белое или цветное. К преимуществам черно-белого сканирования относится быстрота сканирования, меньшее количество необходимой памяти для хранения информации и дешевизна сканера.

Другое отличие состоит в методе сканирования изображения. Имеются ручные, листовые и планшетные сканеры. Ручной держат в руке и проводят им по листу бумаги. К его недостаткам следует отнести то, что необходимо равномерно проводить сканером по бумаге. Кроме того, у него может быть узкая рабочая зона. Поэтому для листа формата А4 нужно проводить по левой и правой его части, а потом соединять изображение на экране компьютера с помощью специальных программ. При неравномерной скорости сканирования края могут не соответствовать друг другу.

Следующий тип - листовые сканеры. Лист вставляется в устройство и внутри происходит сканирование. К недостаткам следует отнести то, что сканировать можно только один лист, но нельзя использовать лист из книги, потому что для этого книгу нужно расшивать. Этот тип дороже, чем ручные, но дешевле планшетных.

Наиболее интересны планшетные сканеры. Принцип их действия напоминает принцип действия копировальных аппаратов. Лист располагается на стекле, где можно поместить и открытую книгу, затем все закрывается крышкой и происходит процесс сканирования. Планшетные сканеры наиболее удобны, хотя и более дороги.

Кроме того, многие последние модели сканеров имеют съемные крышки, что позволяет сканировать и объемные предметы, к примеру, печатные платы или корпуса бытовых устройств, мобильные телефоны и так далее.

Кратко рассмотрим этот наиболее распространенный тип сканеров – планшетный.

По своим конструктивным особенностям они подразделяются на два типа – CCD и CIS.

Сканеры первого типа (см. рис. ниже) имеют активную лампу, как правило, это люминесцентная лампа с холодным катодом. Она освещает сканируемый оригинал, а отраженный свет проходит через систему зеркал и после специального объектива попадает на матрицу CCD- матрицу. В этой матрице световой поток преобразуется в электрические импульсы, которые после усиления поступают в аналогово–цифровой преобразователь, где электрические импульсы становятся последовательностью цифр – нулей и единиц, понятной компьютеру. Дальнейшая обработка визуальной информации происходит в компьютере после поступления через соответствующий порт - USB, FireWire и SCSI.

Рис. Схема сканера типа CCD.

Второй тип сканера CIS менее дорог, но и имеет худшие характеристики, так как не содержит активного источника света, а освещение оригинала производится с помощью светодиодной линейки. Эта линейка закреплена на лентопротяжном механизме, который перемещается вдоль оригинала, а отраженный свет от светодиодов через самофокусирующие линзы попадает на светосенсоры, где преобразуется в электрические импульсы. Далее эти импульсы аналогично поступают на усилитель и далее – в аналогово–цифровой преобразователь, а потом через имеющуюся шину – в компьютер.

Рис. Схема сканера типа CIS.

Оптическое разрешение сканеров CIS обычно не превышает 1200 точек на дюйм, а отсутствие фокусирующего объектива не позволяет сканировать графические объекты, имеющие некоторую толщину, например, разворот книги или журнала. Кроме того, такие сканеры, как правило, не могут сканировать слайды и негативы фотопленок, так как для этого требуется мощный светопоток для просвечивания изображения.

Для выполнения сканирования фотопленок разработаны специальные слайд-адаптеры, которые могут быть активными – с собственным источником света и лентопротяжным механизмом и пассивными - с использованием лампы планшетного сканера.

К характеристикам сканеров следует отнести:

- формат листа, который можно отсканировать. Форматы могут быть: А3, А4, что соответствует формату листов. Существует вид слайдового сканера, который отличается тем, что считывается информация со слайдов с небольшой площади, но с большим разрешением;

- разрешение. Подобно разрешению у принтеров и может быть 300 dpi (точек на дюйм, тнд), 600 dpi, 1200 dpi и так далее, либо пикселов на дюйм – пнд. Разрешение бывает двух видов: оптическое и интерполяционное. Оптическое разрешение зависит от физических характеристик аппарата, а точнее, от его оптики.

Интерполяционное разрешение зависит от математического обеспечения, поставляемого на дискетах к этому аппарату. Конечно, оптическое разрешение является более важным параметром устройства, так как программное обеспечение можно достаточно легко поменять, тогда как “железо” заменить сложнее;

- разрешение по цвету. Определяется количеством градаций оттенков, которое может воспринять устройство для каждой сканируемой точки. Отметим, что сканирование происходит поточечно с листа бумаги. Для черно-белого сканирования определяется количество градаций серого цвета;

- количество проходов. У старых цветных сканеров для сканирования может потребоваться несколько проходов, в которых за один проход сканирование происходит в определенном цвете. Обычно на лист может подаваться один из основных цветов (например, красный, зеленый и синий) и за один проход считывается этот цвет. Большинство более современных сканеров - однопроходные;

- скорость сканирования определяет скорость, с которой сканируется лист бумаги при максимальном разрешении. Измеряется в листах в минуту;

- тип подключения. Сканеры могут быть подключены, как обычные внешние устройства, к параллельному порту или при помощи специальной карты, вставляемой в разъем шины на материнской плате. Конечно, второй способ более производителен и позволяет быстро передать сканируемые данные. При этом разъем может быть разных видов (PCI, SCSI);

- наличие дополнительных возможностей. Например, в одном устройстве могут быть факс и сканер, тем более что в любом факсе имеется сканирующее устройство, правда, черно-белое.

Наиболее важная характеристика из представленных – разрешение. Оптическое разрешение указывается в пикселах на дюйм (пнд) или точек на дюйм (тнд) с двумя величинами – разрешение по оси Х (по горизонтали) и по оси Y (по вертикали). Первое значение определяется техническими возможностями применяемой матрицы ПЗС.

Рассмотрим это на примере. Предположим, что ширина сканирования составляет 8,5 дюйма, а количество элементов матрицы 5100. Тогда делим количество элементов 5100 на ширину пропускания 8,5 и получаем горизонтальное разрешение 600 тнд.

Другая величина – это вертикальное разрешение и зависит от расстояния, на которое перемещается каретка с помощью шагового двигателя. Измеряется в количестве таких перемещений на дюйм. На конечный результат зависит не только физические возможности матрицы ПЗС, но и такие факторы, как точность фокусировки оптики и ее качество, механические показатели – отсутствие вибрации в перемещаемых каретку устройствах, малое влияние на изменения окружающей среды – температуры и влажности и т.д.

В отличии от оптического интерполяционное разрешение зависит от программного обеспечения, вычисляемого значения цвета в промежуточных от измеренных точках.

Здесь на качество получаемых данных влияет прежде всего заложенные в программы алгоритмы обработки исходного изображения в цифровом виде.