Особливості сканування

Класифікація сканерів

Тема: Сканери

Лекція № 11

1. Класифікація сканерів

2. Особливості сканування

Сканер це пристрiй введення текстової та графiчної iнформацiї в комп’ютер шляхом перетворення її в цифровий вигляд для подальшого викори­стання, обробки, зберiгання чи виведення. Scan (англ.) - уважно розглядати, швидко проглядати.

Розрізняють ручні, сторінкові, планшетні та барабанні сканери. Всі вони мають свої переваги та свої недоліки. Одні дуже великої вартості (барабанні), інші хоча й малої вартості, але результат їхньої роботи залишає бажати кращого (ручні), а сторінкові не дають можливості введення в комп’ютер об’ємного зображення.

Планшетнi сканери з’явилися в 80-х роках i зразу ж стали об’єктом пiдвищеної уваги. Але складнiсть використання, вiдсутнiсть унiверсаль­ного програмного забезпечення, а також висока вартiсть не дава­ли можливості їм вийти на загальний ринок. З тих пiр встиг видiлитись цiлий напрямок сканерiв, призначених в основному для офiсного та домашнього використання. Причому завдяки неймовiрному зниженю цiн популярнiсть сканерiв значно зросла.

Сканер незамiнний, ящо потрiбно ввести в комп’ютер графiку або тексти з паперових носiїв. Сучаснi сканери достатньо простi у використанi, але iснує ряд характеристик i особливостей, на якi потрiбно звертати увагу.

Ранiше для кольорового сканування потрiбно було використовувати трипрохiдну технологiю. Перший прохiд з черво­ним фiльтром для отримання червоної складової, другий - для зеленої та третiй - для синьої. Такий метод мав два вагомих недолiки: мала швид­кiсть роботи та проблема об’єднання трьох окремо сканованих зображень в одне, що призводить до несумiсноcті кольорiв. Оптимальним вирiшенням цієї проблеми стало створення True Color CCD, який дає можливiсть сприймати всi три складовi кольорового зображення за один прохiд. True Color CCD на данний момент є стандартом. В наш час трипрохiдних сканерiв не випускають.

Однопрохiднi сканери використовують одну iз двох пiдсистем для отримання iнформацiї про колiр зображення: деякi використо­вують пристрій із зарядовим зв’язком зi спецiальним покриттям, яке фiльтрує колiр за складовими, iншi використовують для роздiлення кольорiв призму.

Щоб розiбратися в характеристиках та особливостях сканера, необхiдно мати загальну уяву про фiзичнi принципи роботи сканера. Лампа пiдсвiчування та система дзеркал закрiпленi на каретцi, яка перемiщується за допомогою крокового двигуна (рис. 5.1). Свiтло вiд лампи на кожному кроцi двигуна вiдбивається вiд документа i через систему дзеркал потрапляє на матрицю. Її чутливi елементи визначають iнтенсивнiсть вiдбитого свiтла шляхом перетворення в електричний сиг­нал. Цi чутливi елементи називають CCD (Couple-Charged Device). Українською мовою цю назву можна перекласти як ПЗЗ (пристрiй із зарядовим зв’язком). Далi аналоговий сигнал, потрапивши в аналого-цифровий перетворювач (АЦП), набуває цифрову форму, в якій і потрапляє в комп’ютер для подальшої обробки. Таким чином, на кожному кроцi каретки сканер фiксує одну горизон­тальну смужку оригiналу, яка розбивається в свою чергу на деяке число пiкселiв на лiнiйцi ПЗЗ. Кiнцеве зображення схоже на мозаїку, що складена iз плиток ( пiкселiв) однакових за розмiрами та рiзних за кольором. Цифровi данi вiд сканера передаються в комп’ютер за допомогою апаратного iнтерфейсу.

Рисунок 5.1 – Структура, яка демонструє роботу сканера

Найбiльш розповсюджений спосiб передачi даних для планшетних сканерiв – це SCSI-нтерфейс, який є платформно-незалежним i дозволяє використовувати сканер як на Macintosh, так i на PC. Бiльшiсть виробникiв комплектують сканер урiзаним адаптером SCSI, який не дає можливостi пiдмикати iншi пристрої .

Рис. 10.6. Розміщення експонованих точок ліній під кутом до твірної барабана при звичайному експонуванні (ліворуч) та експонуванні зі змінною експозицією (праворуч)

При зменшенні часу експонування зменшується розмір розрядженої плями на барабані — це пов’язано з тим, що фоточутливий шар на ньому має кінцеву товщину (від одиниць до десятків мікрометрів) і експонуван­ня деякої ділянки поверхні зумовшоє найшвидший розряд у центрі цієї ділянки. Зміщення моменту дії експонувального імпульсу призводить до зсуву положення точки. В результаті матимемо точки різних діаметрів, розташовані зі зсувом. Це дає змогу побудувати зображення лінії з ма­лим кутом нахилу так, як показано на рис. 10.6 і 10.7.

Керування розміром точки приблизно однакове для лазерного та світлодіодного способів експонування. Єдина відмінність —світло діодом керувати легше, оскільки тривалість імпульсу, що подається на нього, на кілька порядків більша, хоча й у напівпровідникового лазера є достатній запас швидкодії. А в керуванні положенням точки є суттєві відмінності. В лазерному пристрої без проблем досягається зміщення в напрямку руху променя по твірній барабана (див. рис. 10.7) —для цього потрібно тільки затримати на кілька наносекунд імпульс лазера. Для зсуву в перпендику­лярному напрямку треба змінити частоту обертання барабана. Щоб діста­ти хоча б одне проміжне положення ряду точок, необхідно або вдвічі сповільнити частоту обертання барабана (тоді лазерний промінь прокрес­лить на барабані ще один додатковий рядок у проміжку між основними —штрихова лінія на рис. 10.8), або вдвічі збільшити частоту обертання дзеркальної призми. Друге здійснити нелегко, а в першому випадку відпо­відно зменшиться продуктивність принтера.

При світлодіодному способі експонування зсув точки в напрямку твірної барабана взагалі неможливий, адже всі світло діоди виконуються у вигляді лінійки, а зсувати треба тільки окремі точки. Зате в напрямку обертання барабана зсув точки досягається дуже легко (тривалість імпульсів і період їх чергування визначаються сотнями тисяч наносекунд). Тому навіть малогабаритний електрографічний принтер «ОКІРАСЕ 4\¥» з фізичною роздільною здатністю 300x300 точок/дюйм може адресувати в напрямку повороту барабана 1200 точок/дюйм.

Таке поліпшення якості друку не є результатом фізичного збільшення роздільної здатності, проте зображення літер при використанні цієї тех­нології виглядає навіть краще, ніж при подвоєнні роздільної здатності. Це потребує застосування ще однієї характеристики, якою є клас сірі.

Якщо експонувати вдвоє чи вчетверо меншу точку із зміщенням напо­ловину або чверть основного інтервалу рядків, а цей інтервал відповідає роздільній здатності людського ока, то можна імітувати і вдвічі більшу роздільну здатність. При цьому в одному напрямку дістають справді більше сірі, а в іншому — імітують це, користуючись обмеженими можли­востями людського зору (див. рис. 10.8).