Барабанные сканеры имеют барабан, на который крепится сканируемый материал. Сканирование производится при вращении барабана. Сканирующая головка перемещается по направляющей параллельно оси барабана. Размер сканируемого оригинала зависит от размера барабана.
Принцип работы планшетного сканера относительно прост. Внутри светонепроницаемого корпуса помещается устройство, состоящее из люминесцентной или специальной лампы, освещающей изображение, и фотоэлемента, собирающего отраженный (или прошедший) свет. Устройство представляет из себя матрицу из тысяч светочувствительных ячеек, каждая из которых накапливает заряд и приобретает потенциал, величина которого пропорциональна энергии поглощенного света. Затем аналого-цифровой преобразователь определяет для каждого потенциала его цифровое значение (диапазон значений зависит от разрешающей способности преобразователя). В то время как сканер считывает изображение, интерфейсная плата передает соответствующие данные в ПК, где они обрабатываются в прикладных системах.
Большинство черно-белых сканеров может работать в черно-белом контрастном и полутоновом режиме, кроме того, возможно получение так называемого псевдополутонового изображения, где для имитации оттенков серого используются контрастные графические структуры (маски) с переменной плотностью заполнения.
Черно-белый контрастный или штриховой режимы работы сканера предназначены для ввода чертежей или текстов.
Для получения качественного изображения можно сканировать образец с наивысшим разрешением и максимальным количеством оттенков цвета, однако, как правило, в этом нет необходимости при использовании результатов сканирования для векторизации или в качестве растровой подложки в ГИС. В этом случае удобно использовать псевдо-полутоновое изображение, которое сканируется значительно быстрее, и занимает на диске гораздо меньше места. Кроме того, такие изображения пригодны для непосредственного вывода на лазерный принтер без предварительной модификации.
Результат сканирования представляется в виде файла, который может быть представлен в различных форматах. Наиболее популярны TIFF, PCX, GIF, EPS, BMP.
Размеры места на диске, необходимого для хранения изображения, зависят от величины изображения, разрешающей способности сканера, а также от количества оттенков цвета. Изображение размером 10х13 см., отсканированное в штриховом режиме с разрешением 300 точек на дюйм, в формате TIFF занимает около 200 Кб на диске. То же изображение, отсканированное с 256 уровнями серого цвета, разрастается до 1,8 Мб в TIFF и еще больше в EPS. Для получения качественного картографического изображения, необходимого для последующей векторизации, следует сканировать изображение с разрешением 600-800 dpi.
Штриховой режим работы сканера предназначен для двух целей: сканирования непосредственно штриховых изображений (например, планшетов масштаба 1:500) и для сканирования текста с последующей его обработкой программами оптического распознавания символов.
Цветные сканеры обычно имеют два режима работы: черно-белый и цветной. В черно-белом они работают так же, как полутоновые. Цветное же сканирование осуществляется за три прохода:
отраженный от изображения свет поочередно проходит через три светофильтра: красный, зеленый и синий. Иногда применяется альтернативный вариант: последовательное освещение изображения светом трех цветов. Совмещение результатов дает представление о цвете. Количество передаваемых цветов зависит от числа разрядов отведенных на один пиксел (одну точку), обычно это 24, 30 или 36 разрядов (бит). Программное обеспечение, написанное для сканеров позволяет сканировать, редактировать и ретушировать изображения, а также записывать их в формате, удобном для последующей обработки и преобразования. С изображением, отсканированном в полутоновом режиме, можно производить самые разнообразные манипуляции, например, изменять его яркость и контрастность, увеличивать и уменьшать контрастность переходов при помощи фильтров. Кроме того, возможно получение псевдополутонового изображения.
Если изображение отсканировано в полутоновом режиме, с ним можно экспериментировать/ меняя результат, если же оно было получено как псевдополутоновое, то изменить его уже нельзя.
Лучшими фирмами-производителями широкоформатных сканеров считаются Contex, ANAtech (INTERGRAPH), Vidar Systems Corporation, Microtec, TDS Cad-Graphics Ltd.
Дигитайзеры
Дигитайзер - это устройство планшетного типа, предназначенное для ввода информации в цифровой форме. Дигитайзер состоит из электронного планшета (иногда на нем имеется прямоугольное меню) и курсора. Дигитайзер имеет собственную систему координат и при передвижении курсора по планшету координаты перекрестья его нитей передаются в компьютер. Размеры планшета дигитайзера колеблются от А4 до АО, переменным является также количество кнопок на курсоре (от одной до семнадцати). Стандартом считается наличие двенадцати кнопок. Чем большим количеством их обладает курсор дигитайзера, тем больше команд при работе может быть осуществлено нажатием на них. Обладая двенадцатикнопочным дигитайзером, оператор может осуществлять цифрование, практически не прибегая к помощи клавиатуры. Это очень актуально, так как при цифровании оператору приходится пользоваться дисплеем, планшетом дигитайзера, "мышью", курсором и клавиатурой. Исключение из работы клавиатуры, полное или частичное, значительно облегчает работу, особенно при большом размере планшета. Во многих дигитайзерах, используют своеобразное меню, также снижающее необходимость обращения к клавиатуре. Меню - это очерченная часть рабочего поля (обычно левый нижний угол), разделенная на секции и очень напоминающая по своему внешнему виду и способу работы сенсорную клавиатуру, только нажатие "клавиш" осуществляется не руками, а курсором дигитайзера. Выпуском дигитайзеров занимаются такие фирмы как Summagraphics, Aristo Graphics Systeme GmbH, Kontron Electronik GmbH, TDS Csd-GraphicsLtd.
Периферийные устройства вывода
К компьютерам подключаются периферийные устройства ввода, к которым относятся принтеры, графопостроители. В настоящее время произошло почти полное слияние этих видов устройств.
Принтеры
Принтеры предназначены для вывода информации на бумагу.
Все они могут выводить текстовую информацию, многие способны изображать графику (рисунки, диаграммы и т.п.), некоторые - цветные изображения. Существует несколько тысяч моделей принтеров. Основные характеристики принтеров определяют способы печати (ударный и безударный), формирования символов (знакопечатающий и знакосинтезирующий, в том числе матричный) и выведение строк (последовательно и параллельно). Встречаются принтеры литерные, матричные, термические, электростатические, струйные и лазерные.
Матричные (или точечно-матричные) принтеры все еще достаточно распространены. Печатающая головка этих устройств содержит вертикальный ряд тонких стержней-иголок. Она движется вдоль строки, а стержни в нужный момент ударяют по бумаге через красящую ленту, обеспечивая формирование нужного изображения. В ряде матричных принтеров применяется многоцветная печать. Матричные принтеры различаются по количеству игл в печатающей головке (от 9 до 24) и формату (А4 или A3).
В струйных принтерах изображение формируется микрокаплями специальных чернил, выдуваемых на бумагу при помощи сопел; такие принтеры работают практически бесшумно и имеют очень большую разрешающую способность (до 1000 точек в знаке), а также возможность многоцветной печати. Этот способ обеспечивает более высокое качество печбти по сравнению с матричными принтерами, однако струйные принтеры несколько дороже матричных и требуют более тщательного ухода и обслуживания. Скорость печати струйных принтеров приблизительно такая же как у матричных - от 60 до 10 секунд на страницу.
Литерные принтеры в настоящее время практически не используются. Они обеспечивали высокое качество печати, высокую надежность, но набор символов у них ограничен. У наиболее распространенных моделей количество символов в наборе недостаточно для печати текстов с русскими и латинскими буквами. Кроме того, они не могут выводить графическую информацию. Скорость печати литерных принтеров - от 15 минут до 20 секунд на страницу.
Лазерные принтеры обеспечивают в настоящее время наилучшее качество печати (близкое к типографскому), их разрешающая способность 12 точек/мм. При этом способе для печати используется принцип ксерографии: изображение переносится на бумагу со специального барабана, к которому электрически притягиваются частички краски. Отличие лазерного принтера от обычного ксерокопировального аппарата состоит в том, что печатающий барабан электризуется с помощью луча лазера по командам из компьютера. Лазерные принтеры, хотя и дороги (часто дороже самого ПК), но удобны для получения качественных печатных документов. Скорость печати лазерных принтеров от 15 до 3 секунд на страницу.
Электростатическая технология печати основывается на создании скрытого электрического изображения на поверхности носителя, которым является специальная электростатическая бумага. Поверхность этой бумаги покрыта тонким слоем диэлектрика. Записывающие головки представляют собой блоки очень тонких электродов. Эти электроды возбуждаются высоковольтными импульсами, что приводит к отеканию на поверхность диэлектрика свободных зарядов. Далее бумага проходит через узел с жидким намагниченным красителем, частички которого осаждаются на заряженных участках. Для создания цветного изображения цикл повторяется четыре раза с разными красителями. Такие принтеры надежны и обладают высокой скоростью печати, а полученное изображение очень устойчиво и не выгорает под действием ультрафиолетовых лучей.