Каждый пользователь обязательно сталкивается с проблемой ввода графического изображения в компьютер. Проблема эта решается очень легко - достаточно иметь сканер (устройство, преобразующее находящееся на бумаге изображение в электронную (цифровую) форму). Существует несколько типов сканеров:
Ручные сканеры.
Пожалуй, малые размеры - их единственное преимущество, так как возможности их, как правило, невелики. Процесс сканирования происходит следующим образом: взяв устройство в руку и установив на один из краев сканируемого изображения, начинаем плавно перемещать сканер. Постепенно (по мере прохождения) изображение преобразуется в цифровую форму. Благодаря простоте конструкции ручные сканеры имеют очень низкую стоимость (от 40 до 100 долларов США) и потребляют мало энергии. Очень удобно использовать ручной сканер с портативным компьютером. Недостатки: малый формат сканируемого изображения, довольно низкое качество.
Страничные сканеры (sheet-fed)
Могут сканировать лишь отдельные несброшюрованные листы. При сканировании перемещается сам оригинал с помощью небольших резиновых роликов, а головка остается неподвижной. Нужно лишь вставить лист и он протянется через устройство. Страничные сканеры ориентированы на оцифровку большого потока документов, а не на достижение наивысшего качества. Страничные сканеры занимают мало места и поэтому очень удобны для работы на маленьком рабочем столе.
Планшетные сканеры (flatbed)
Cостояние рынка сейчас таково, что они наиболее популярны. Этому способствует еще и значительное снижение цен на flatbed-сканеры. Высокая точность сканирования, огромные разрешения и высокая цветовая разрядность - вот лишь некоторые, наиболее очевидные преимущества. Кроме того, планшетные сканеры обладают очень важным достоинством, которое у ручных и страничных устройств отсутствует "по определению" - это предварительный просмотр, позволяющий подобрать оптимальное сочетание параметров сканирования. Еще одним достоинством яляется возможность подключения устройства для автоматической подачи документов, что немаловажно, так как позволяет значительно экономить рабочее время.
Проекционные сканеры (overhead)
Не получили широкого распространения, так как предназначены сугубо для профессионального использования. При цене, сравнимой с ценой планшетного сканера высокого класса, проекционный сканирует от крошечных до огромных изображений. Приборы эти незаменимы для дизайнеров и архитекторов, так как позволяют обойтись без предварительного фотографирования.
Тип вводимого изображения
Оригиналы можно разделить на две большие группы: прозрачные и непрозрачные. К непрозрачным относятся всевозможные фотографии, рисунки, страницы газет и журналов и т.д. Их мы видим в так называемом отраженном свете. В прозрачных оригиналах (к этой группе относятся различные негативы, слайды и т.д.) наш глаз обрабатывает свет, прошедший сквозь оригинал.
Принципы работы черно-белых сканеров
Изображение освещается белым светом, в основном для этой цели используются флуоресцентные лампы. Через редуцирующую линзу отраженный свет попадает на фоточувствительный полупроводниковый элемент - ПЗС(прибор с зарядовой связью, или Charge Coupled Device, в основе которого лежит чувствительность проводимости полупроводникового диода к степени его освещенности). Тогда строка сканируемого изображения формирует напряжение определенного значения на ПЗС. Получаемые таким образом значения напряжения преобразуются в цифровой вид. То, как сканируется каждая следующая строка изображения, полностью зависит от типа сканера.
Принципы работы цветных сканеров
В данный момент есть несколько технологий, позволяющих получить цветные сканируемые изображения:
-
Оригинал освещают через вращающийся RGB-светофильтр. Существуют три основных цвета: красный, синий и зеленый. Для каждого из них используется последовательность преобразований, очень схожая с черно-белым сканированием. Исключение - этап гамма-коррекции и предварительной обработки цветов. Результатом трехпроходного сканирования является файл, содержащий "образ" оригинала в трех основных цветах. При таком способе наибольшим недостатком является трехкратное увеличение времени сканирования.
-
Другой принцип получения цветных изображений несколько отличается от описанного. Как правило, в таком случае используются три источника света, свой для каждого из основных цветов. Такой подход позволяет снизить время, затрачиваемое на сканирование, ровно в три раза. Кроме того, этот способ позволяет избежать неверного выравнивания пикселов.
-
Третий способ основан на замене ПЗС фототранзисторами. Цветные фильтры устроены таким образом, что каждая линия фототранзисторов воспринимает только один из основных цветов. Такой способ позволяет достичь высокой разрешающей способности без применения редуцирующей линзы.
-
Последний, четвертый метод, несколько отличается от трех предыдущих. Сканируемый оригинал освещается источником белого света. Затем отраженный свет попадает на трехполосный ПЗС через редуцирующую линзу и систему специальных светофильтров, разделяющих белый свет на три основные составляющие. После системы светофильтров разделенный синий, зеленый и красный свет попадает на свою собственную полоску ПЗС. Последующая обработка сигналов практически идентична обычной.
TWAIN
Как и для всех прочих устройств, для полноценной работы сканера нужна соответствующая программа, или драйвер. Писать под каждый сканер новую рабочую программу было бы, мягко говоря, неудобно (и нелогично), гораздо лучше, если с одной программой сможет работать большое количество сканеров. Так появился TWAIN - стандарт, согласно которому, осуществляется обмен данными между прикладной программой и устройством. Основной целью создания TWAIN было решение проблемы совместимости. Благодаря использованию TWAIN-спецификации можно вводить изображение одновременно с работой прикладной программы. Следовательно, любая TWAIN-совместимая программа будет стабильно работать с любым TWAIN-совместимым сканером.
Интерполяция
Приобретая сканер, полезно знать его оптическое разрешение. Достаточно часто можно увидеть модели, в названиях которых красуются числа 4800 или 9600. Если вы зададите продавцу вопрос, что они обозначают, то, скорее всего, услышите, что эти числа обозначают наибольшее разрешение, с которым способен работать данный сканер. На самом деле действительное разрешение, или оптическое, ниже максимального в несколько раз., а такие громадные числа получаются благодаря использованию интерполяции. При этом цвет промежуточного пиксела рассчитывается из значений двух соседних. Например, если в результате сканирования один пиксел имеет значение уровня серого 50, а второй - 80, то значение уровня серого цвета для промежуточного пиксела составит - 65. Вот таким образом и достигаются фантастические разрешения на недорогих моделях сканеров.
Тип интерфейса
Существует два варианта подключения сканера к персональному компьютеру. В первом случае он подключается через стандартный параллельный порт (LPT port) , который имеется практически на любом компьютере. Подключение через параллельный порт является наиболее удобным и быстрым вариантом, так как от вас не потребуются дополнительные затраты на приобретение довольно дорогих SCSI-кабелей и переходников. Единственное, что нужно сделать, это правильно подключить устройство к параллельному порту. Главное достоинство этого способа - мобильность, т.е. сканер не привязывается к одной машине. Но и здесь есть недостатки. Одной из отрицательных особенностей параллельного порта является низкая скорость передачи данных, поэтому сканерам, подключенным через параллельный порт, достаточно тяжело тягаться по производительности с моделями, подключающимися через SCSI-контроллер. Наконец, не все модели сканеров имеют порт для подключения принтера, что, согласитесь, не очень удобно. В другом случае сканер подключается через облегченный SCSI-контроллер - 8-битную SCSI-карту. Как правило, она устанавливается в свободный ISA-слот компьютера, и затем к ней подключается сканер. Проблема заключается в том, что в вашем компьютере может не оказаться свободного ISA-слота, тогда придется покупать довольно дорогой PCI-вариант SCSI-контроллера и потратиться на шнуры. Но если на системной плате есть интегрированный SCSI-контроллер, ничто не помешает вам повесить на него сканер. Плюсом такого подключения является довольно высокая скорость передачи данных, обеспечиваемая SCSI-контроллером.