В барабанных сканерах исходный материал закрепляется на цилиндрической поверхности барабана, вращающегося с высокой скоростью. Устройства этого типа обеспечивают наивысшее разрешение в диапазоне 2400—5000 dpi. Это связано с использованием в них в качестве чувствительных элементов фотоэлектронных умножителей (ФЭУ вместо ПЗС). В настоящее время барабанные сканеры используются главным образом в типографском производстве.
Наиболее распространены сегодня планшетные сканеры и слайд-модули к ним.
Планшетные сканеры
Планшетные сканеры предназначены для ввода графической информации с прозрачного или непрозрачного листового материала. Их стандартный формат А4, поэтому под крышку такого сканера «лицом» на стекло может закладываться не только отдельный лист или страница, но и целая развернутая книга или журнал. Этим планшетные сканеры напоминают копировальные аппараты. Основными элементами сканера являются полупроводниковый лазер и полупроводниковый фотоприемник.
Принцип действия этих устройств состоит в том, что луч света, отраженный от поверхности материала (или прошедший сквозь прозрачный материал), фиксируется специальными элементами, называемыми приборами с зарядовой связью (ПЗС). Когда сканер ведут по тексту или изображению, лазерный луч пробегает по листу, сканирует его и отражает на светочувствительный полупроводниковый элемент. Фотоэлемент преобразует световой сигнал в электрический, который затем по шине передается в компьютер. В нем сигнал преобразуется в цифровую форму, содержащую информацию о координатах и цвете каждого пиксела изображения. И, наконец, на последней стадии полученная об изображении информация записывается на диск в виде файла.
Сканеры являются также составной частью систем распознавания текста (Optical Character Recognition, OCR). В этом случае текст сначала сканируется с бумажного оригинала и вводится в графическом виде в компьютер, а затем обрабатывается специальными программными средствами (FineReader или CuneiForm) для перевода графических символов в коды ASCII.
В качестве примера на рис. 2.27 показан планшетный сканер ColorPage HR-7. Сканер имеет оптическое разрешение 1200 х 2400 dpi и 42-битную глубину цвета. Программное интерполяционное разрешение этой модели достигает 24000 х 24000 dpi при 48-битной глубине цвета, получаемой при использовании технологии улучшения цвета (СТЕ, Color Enhanced Technology). Дополнительно сканер комплектуется слайд-адаптером для 35-миллиметровых слайдов и негативных пленок.
Рис. 2.27. Планшетный сканер ColorPage HR-7
Технические характеристики сканеров
Для того чтобы правильно выбрать тип сканера, а соответственно максимально использовать его возможности для реализации поставленных задач, необходимо разобраться в технических характеристиках сканеров и существующей терминологии.
Разрешающая способность — главная характеристика сканера. В процессе сканирования изображение разбивается на отдельные точки, размер которых определяется особенностями оптической системы и фотоэлементов. Под оптическим разрешением подразумевается число таких точек, умещающихся на отрезке определенной длины. В технических характеристиках устройства могут быть указаны различные значения разрешения по горизонтали и вертикали. Например, параметр 300 х 600 dpi означает, что каждый квадратный дюйм изображения разбит на 300 точек по горизонтали и 600 по вертикали. Чем больше разрешение, тем больше информации об оригинале может быть введено в компьютер и подвергнуто дальнейшей обработке.
Для сравнения оптического разрешения сканеров друг с другом при выборе подходящей модели следует брать минимальное из этих двух значений. Дело в том, что большее разрешение по одной из координатных осей, как правило, достигается за счет перемещения сканирующей каретки с шагом меньшим, чем размер точки. Нередко в характеристиках сканера указывают и интерполяционное разрешение, которое, как правило, существенно превышает оптическое. Суть повышения разрешения при помощи интерполяции заключается в том, что на основе имеющихся элементов изображения формируются дополнительные. Изображения, полученные при помощи интерполяции, часто выглядят размытыми при отображении на дисплее в маештабе 1:1 (имеется в виду масштаб отображения пикселов). Типичный показатель для офисного применения от 600 до 1200 dpi (dpi – dots per inch – количество точек на дюйм). Для профессионального применения характерны показатели 1200—3000 dpi. Чем выше значение этого параметра, тем большее количество деталей оригинала сканер сможет повторить. Однако процесс повышения разрешения сканера за счет наращивания числа фотоэлементов имеет свои ограничения. Увеличение числа фотоэлементов влечет за собой неизбежные проблемы, связанные с их взаимным влиянием друг на друга. Действительно, чем меньше размеры фотоэлемента, тем плотнее они расположены и тем более вероятна ситуация, когда фотоэлемент, помимо "своего" потока света, получит и часть потока, предназначенного для соседа. В таком случае возникают помехи, ухудшающие конечный результат.
Производительность сканера характеризуется продолжительностью сканирования листа бумаги стандартного формата и зависит как от совершенства механической части устройства, так и от типа интерфейса, использованного для сопряжения с компьютером. В базовых моделях чаще используется связь сканера через USB или LPT-порт. В профессиональных сканерах – SCSI.
Динамический диапазон сканера определяется логарифмом отношения яркости наиболее светлых участков изображения к яркости наиболее темных участков. Типовой показатель для сканеров офисного применения составляет 1,8—2,0, а для сканеров профессионального применения – от 2,5 (для непрозрачных материалов) до 3,5 (для прозрачных материалов). Как известно, оптическая плотность оригинала – это десятичный логарифм отношения интенсивности света, падающего на оригинал, к интенсивности света, отраженного от оригинала или прошедшего через него. Сканирование может производиться лишь в определенном диапазоне оптических плотностей оригиналов, то есть существует предел, за которым детали изображения становятся неразличимыми, вследствие того, что оригинал является слишком светлым или слишком темным.
Глубина цвета сканера отражает разрядность аналого-цифрового преобразователя, т. е. это характеристика, показывающая, насколько точна информация о цвете каждой точки отсканированного изображения. Глубине цвета в 1 бит соответствует черно-белый режим работы сканера, каждая точка может быть только черной или белой. В сером режиме глубина цвета составляет обычно 8 бит, чему соответствует 256 градаций серого. Именно такое количество оттенков возможно для каждой точки. Цветное сканирование – не что иное, как сканирование в сером режиме с разными фильтрами (красным, синим, зеленым). 256 оттенков по каждой компоненте (из трех) дают в сумме 16,7 млн возможных комбинаций цветов (24-битное изображение). Казалось бы, 24 бит достаточно для точной передачи любого оттенка, однако, при дальнейшей корректировке гаммы, яркости или контрастности, размер палитры значительно уменьшается, особенно по краям спектра, часть данных теряется. Именно по этой причине ведущие производители уже выпускают модели с глубиной цвета 36 и даже 48 бит. При неизбежной потере данных «запасные» биты позволяют получить настоящее 24-битное изображение.
При выборе сканера следует учитывать и некоторые другие параметры, например: возможность сканирования с прозрачных и непрозрачных оригиналов; возможность пакетного сканирования и распознавания; емкость буфера памяти сканера, влияющую на скорость сканирования. Важным моментом является программное обеспечение, прилагаемое к сканерам. Сканер должен иметь Twain-драйвер. Twain – это стандарт, разработанный производителями сканеров и программного обеспечения для их совместимости. Стандарт Twain реализован в настоящее время в таких популярных графических пакетах, как Adobe PageMaker, CorelDRAW, Adobe Photoshop, в программах оптического распознавания символов в факс-приложениях (Win FaxPro), так как некоторые сканеры могут выполнять еще и функции копировального аппарата и факса.
Сканирование слайдов и негативных фотопленок
Сканирование слайдов и негативных фотопленок на планшетных сканерах можно осуществлять с помощью дополнительного модуля, называемого слайд-адаптером. Существуют также специализированные сканеры, предназначенные только для оцифровки слайдов и негативов. Известными производителями таких устройств являются компании Nicon и Polaroid. Слайд-приставки недороги, а вот специализированные слайдовые сканеры намного дороже планшетных или ручных сканеров. Поэтому их применение оправдано только при необходимости получения большого количества качественных изображений для профессиональных целей.
