Сканеры.
Подобно многим техническим разработкам, базирующимся на принципах строения человеческого тела, конструкция сканера во многом повторяет строение нашего глаза.Для сканера, как и для органа зрения, все начинается со света. В типовом настольном цветном сканере над сканируемым изображением перемещается флюоресцентная лампа. Свет лампы отражается от сканируемого документа, затем проходит через линзу и фокусируется на матрице ПЗС, которая в сканере выполняет роль сетчатки.
Элементы ПЗС с фильтрами красного, зеленого и синего в однопроходных сканерах считывают соответствующие цветовые составляющие данных изображения (что ничем не отличается от функций колбочек и палочек в глазе).
В трехпроходных сканерах элементы ПЗС несут тройную нагрузку, так как в каждом проходе фильтруют разный цвет. В теории однопроходные сканеры быстрее, а трехпроходные позволяют добиться большей точности.
Истинное оптическое разрешение сканера так же, как и качество сканированного изображения, прямо пропорционально числу элементов ПЗС в сканере.В сканерах с большей разрешающей способностью число элементов ПЗС больше.
Зная размеры матрицы (линейки) ПЗС, можно просто вычислить оптическое разрешение сканера. Например, линейка ПЗС из 3400 элементов, рассчитанная на сканирование изображения шириной 8.5 дюймов, обеспечит оптическое разрешение 400 ppi (3400 делится на 8.5).
В сканированных штриховых изображениях каждому пикселу соответствует 1 бит (разряд) - черный или белый. Шкала полутонов применяет 8-разрядную технологию, разрешающую 256 градаций для каждого пиксела. При воспроизведении света используются три уровня 8-разрядного сканирования (по одному уровню на красный, зеленый и синий цвета) для создания 24-разрядных изображений, в которых для пиксела возможны 16.7 миллионов градаций цвета. Пропорционально растут и размеры файлов для черно-белого, полутонового и цветного изображений. Многие из протестированных сканеров являются 30-разрядными (по 10 разрядов на канал основного цвета), но Джон Лэмб, специалист по маркетингу продукции компании Umax Technologies, считает, что "с точки зрения технологии, эти устройства все еще принадлежат к семейству 24-разрядных сканеров".
В качестве единицы измерения разрешения используется показатель количества точек, которые сканер в состоянии воспринять на одном дюйме оригинала - dpi. Это сокращение буквально означает "точек на дюйм" - dots per inch. В спецификации часто указывается два параметра - горизонтальное разрешение и вертикальное. Например, 600 х 1200 dpi.
В данном случае имеется ввиду не квадратный дюйм, а линейный. Таким образом сканер с указанным в спецификации оптическим разрешением 600 х 1200 при установке в режим "600 dpi" способен выдать изображение оригинала, в котором на каждом дюйме по горизонтали и вертикали будет размещено 600 цветовых точек со своими параметрами. При установке большего, чем 600 dpi разрешения, драйвер сканера, используя методы математического увеличения разрешения выравнивает горизонтальное и вертикальное разрешение. Например, при установке сканера в режим 1200 dpi физическим останется только вертикальный параметр dpi, горизонтальный же будет "вытянут" математикой до 1200.
Деликатность вопроса заключается в том, что иногда механические возможности устройства подразумеваются как истинное оптическое разрешение. Например, сканер с истинным оптическим разрешением 1200 х 1200 dpi предусматривает наличие особой линейки CCD - оптико-электронного устройства, имеющего разрешение именно 1200 dpi. На практике нередко оказывается, что сканер с заявленным физическим разрешением 1200 х 1200 dpi имеет абсолютно такое же устройство CCD , что и сканер с заявленными параметрами 600 х 1200. Кроме того, очевидно, что сканер с разрешением 1200 х 1200 dpi должен стоить по крайней мере в 2-2,5 раза дороже своего собрата 600 х 1200.
Следует иметь ввиду, что именно показатель горизонтального разрешения характеризует физические возможности CCD-устройства сканера и, в конечном счете, оптические возможности сканера. Вертикальный же параметр - не более чем показатель прецизионности механического устройства движения каретки.
В листовых моделях сканеров нередко указывают лишь одну характеристику разрешения - горизонтальную. Считается, что физическое разрешение по вертикали такое же. С точки зрения многих специалистов заявленные некоторыми производителями высокие показатели оптического разрешения листовых сканеров на самом деле являются результатом максимального математического увеличения разрешения, причем по вертикали.
Отличить на практике истинное оптическое разрешение от математического представляется довольно затруднительной задачей. Критерий здесь, видимо, один: чем меньшее оптическое разрешение заявлено в документации, тем больше вероятность, что эта информация достоверна.
Так как размер файла, а вместе с ним и требования к компьютерной обработке и объему памяти при увеличении разрядности сканирования растут в геометрической прогрессии, большинство производителей средств обработки изображений приняли за стандарт 24-разрядный вариант, в котором оптимально сочетаются стоимость и качество. Поэтому, хотя на стадии предварительной обработки 30-разрядный драйвер сканера позволяет манипулировать с 30-разрядным изображением (аргументом в пользу этих драйверов служит возможность работы на этой стадии с элементами критических участков, таких как области затенения и повышенной яркости), но к моменту записи изображения в файл для последующего редактирования или печати его разрядность уменьшается до 24. В ближайшие годы мы окажемся в 48-разрядном мире, но это зависит от многого, в том числе от характеристик создаваемых мониторов, сканеров и принтеров.
Разнообразие моделей сканеров столь велико, а число их достигло такой величины, что уже вполне можно говорить о собственном мире этих устройств, образованном ими самими, людьми, которые непосредственно с ними связаны, и полем интересов, без которого ни одна ассоциация сколь-нибудь долго существовать не может.
Действительно, то, что мы обычно видим в офисах и на прилавках компьютерных салонов, лишь вершина айсберга. Если присмотреться, то оказывается, что кроме планшетных сканеров фирмы Hewlett-Packard существует продукция других фирм, иного назначения, размеров, веса, цены. На рынок выходят производители, предлагающие зачастую принципиально новые разработки.
Вообще, можно утверждать, что материальная основа мира сканеров уже существует. Как и в любой другой области, человеческий ум уже жаждет создания классификации этих устройств.
Воспользуемся классификацией, приведенной в статье "Сканеры: субъекты об объектах" (Мир ПК #10/97, с. 10), согласно которой существуют планшетные ручные и страничные (или листовые) сканеры. Но как и у любого заслуживающего уважения правила, здесь тоже есть свои исключения.
В статье рассматриваются сканеры SCANROM 4E фирмы Artec, ParagonPageExpress фирмы Mustek и Ultrascan 300 фирмы Primax.
Эти модели объединяет одно, но очень важное свойство - исключительная приспособленность к работе в домашних условиях. Свободное местечко на рабочем столе для сканера размером с книгу среднего формата вы всегда найдете.
Все эти модели подключаются через параллельный двунаправленный порт (EPP), позволяя подсоединить еще одно устройство, например принтер. Недостатком при таком способе общения с компьютером можно считать только невысокую скорость передачи данных, но дома это может не играть существенной роли. Управление моделями SCANROM 4E и ParagonPageExpress осуществляет "облегченный" TWAIN-драйвер, обладающий тем не менее всеми необходимыми возможностями: функция предварительного сканирования, выбор разрешения и др. И все же, несмотря на все вышеизложенное, эти модели совершенно не похожи друг на друга.
Сканер SCANROM 4E, выпущенный фирмой Artec, внешне напоминает устройство для чтения компакт-дисков, правда, чуть больше его. Сочетание таких размеров и возможность связываться с компьютером через параллельный порт делает его удобным в работе с переносными компьютерами. Однако рабочая поверхность (максимальная область сканирования 10,16 15,24 см) слишком мала и не позволяет использовать его для оцифровки документов формата А4. Но зато двойной источник света (сверху и снизу) дает возможность переносить в компьютер не только фотографии, но и слайды (предварительно их следует извлечь из рамок), причем без каких бы то ни было дополнительных устройств.
Диапазон возможных разрешений (оптического и интерполяционного) составляет от 100 до 4800 точек на дюйм. Режим работы - однопроходный. При этом лампа остается неподвижной, а перемещается сам оригинал, расположенный между двумя прозрачными пластинами. Заметим, что эта малышка позволяет выводить изображение в полноцветном и черно-белом вариантах. Следующая модель - ParagonPageExpress фирмы Mustek - объединила в себе возможности сканеров двух типов: ручного и страничного. Это симпатичный цветной сканер с оптическим разрешением 300 300 точек на дюйм, глубиной цвета 24 разряда и возможностью передачи 256 оттенков серого, позволяет работать с оригиналами форматом до В4(25,7 36,4 см) включительно. Недостаток любого страничного сканера - невозможность оцифровки изображения из книги или журнала. Но в данной модели разработчики использовали весьма оригинальное решение, позволившее обойти эту проблему. Снабженный четырьмя небольшими колесиками, сканер получил возможность самостоятельно передвигаться по документу. При этом в отличие от ручных сканеров траектория движения более стабильна, и эффект "нетвердой руки" отсутствует. Устройство, передвигаясь по документу, останавливается как раз на границе листа. Но даже такое решение не спасает: около разворота книги могут возникать искажения большие или меньшие в зависимости от того, насколько близко расположен текст к линии разворота.
Модель Ultrascan 300 фирмы Primax - это планшетный сканер, но отличия от устройств, традиционно относимых к этому классу, достаточно велики. Это цветной сканер с оптическим разрешением 300 300 точек на дюйм и возможностью интерполяционно увеличивать его до 4800 точек на дюйм. Размер рабочей поверхности позволяет сканировать документы формата А4.