Классификация, разновидности, интерфейсы

Общий раздел

Конструкция планшетного сканера

Конструкция и используемые технологии. Несмотря на многообразие применяемых технологических решений, все планшетные сканеры имеют общую структурную схему. В верхней части корпуса сканера находится прозрачный планшет, на котором располагаются сканируемые материалы. Для минимизации влияния внешних источников света и для лучшего контакта сканируемых материалов с поверхностью планшета последний оснащается специальной крышкой. В некоторых моделях сканеров крепление крышки позволяет при необходимости приподнимать ее над поверхностью корпуса (что удобно при сканировании оригиналов большой толщины, например книг) или вообще снимать (например, для установки слайд-модуля). На многих современных сканерах имеются кнопки, позволяющие вызывать приложения сканирования, копирования или распознавания текста, минуя системные меню и пиктограммы. На задней панели обычно расположены разъемы питания и интерфейсов для подключения к компьютеру.

Внутри корпуса под планшетом расположена подвижная каретка, на которой располагаются источник света и светочувствительные элементы. Каретка перемещается вдоль планшета при помощи специального электродвигателя, связанного с ней посредством тросиковой или ременной передачи. Свет, излучаемый источником, отражается от поверхности оригинала и падает на линейку со светочувствительными элементами, которые фиксируют интенсивность светового потока. Сначала считывается одна горизонтальная строка пикселов, затем каретка перемещается на один пиксел по вертикали, считывается следующая строка и т.д.; таким образом формируется изображение. Технологии получения изображения при сканировании классифицируются по нескольких параметрам, и ниже мы их рассмотрим более подробно.

Принцип работы планшетного сканера

Принцип работы планшетного сканера состоит в том, что вдоль сканируемого изображения, расположенного на прозрачном неподвижном стекле, движется сканирующая каретка с источником света. Отраженный свет через оптическую систему сканера (состоящую из объектива и зеркал или призмы) попадает на три расположенных параллельно друг другу фоточувствительных полупроводниковых элемента на основе ПЗС, каждый из которых принимает информацию о RGB-компонентах цвета. В трехпроходных сканерах используется всего одна линейка ПЗС и лампы разных цветов или соответствующие светофильтры.

Характеристики планшетного сканера

Существует множество параметров сканера, непосредственно зависящих от его целевого назначения:

1. Разрешение

Разрешение характеризует величину самых мелких деталей изображения, передаваемых при сканировании без искажений. Измеряется обычно в dpi - числе отдельно видимых точек на дюйм изображения (dot per inch). Существует несколько видов разрешения, указываемого производителем сканеров.

1.1. Оптическое разрешение определяется плотностью элементов в ПЗС-линейке и равно количеству элементов ПЗС-линейки, деленному на ее ширину. Оно является самым важным параметром сканера, определяющим детальность получаемых с его помощью изображений. В силу этого не всегда приводится в рекламной информации производителем или продавцом сканера, стремящимся завысить его реальные характеристики. В массовых моделях сканеров обычно оно бывает равно 100 или 200 для ручных и рулонных сканеров и 300, 600 или 1200 dpi для планшетных сканеров. Сканирование всегда следует выполнять с разрешением, кратным оптическому, при этом интерполяционные искажения будут минимальны. Если же, например, на сканере с 300 dpi надо отсканировать изображение с 200 dpi, то оптимальнее будет выполнить сканирование с 300 dpi, а затем программным путем в пакете обработки (Adobe Photoshop, Paint Shop Pro, Ulead Photo Impact, Thumbs Plus и т. п.) понизить разрешение до 200 dpi.

1.2. Механическое разрешение определяет точность позиционирования каретки с ПЗС-линейкой при перемещении вдоль изображения. Механическое разрешение обычно в 2 раза больше оптического, что дает повод изготовителю сканера вводить в заблуждение покупателя тем, что сканер имеет < оптическое разрешение 300х600 dpi>, хотя без интерполяции на таком сканере можно сканировать только с разрешением 300 dpi.

1.3. Интерполяционным называется разрешение, полученное путем 16-кратного программного увеличения изображения. Оно не несет в себе абсолютно никакой дополнительной информации об изображении по сравнению с реальным разрешением, причем в специализированных пакетах операция масштабирования и интерполяции выполняется зачастую качественнее, чем драйвером сканера. Указанное на коробке планшетного сканера значение интерполяционного разрешения в 4800 dpi может ввести в заблуждение покупателя, так как реальное оптическое разрешение устройства может быть всего 300 dpi.

Глубина цвета, или разрядность.

Глубина цвета, или разрядность, характеризует количество бит, применяемых для хранения информации о цвете каждого пиксела. Черно-белые сканеры имеют один разряд, монохромные, как правило, 8 разрядов, а цветные сканеры, как минимум, 24 разряда (по 8 бит на хранение каждой из RGB-компонент цвета пиксела). Более совершенные сканеры могут иметь разрядность 30 или 36 (по 10 или 12 бит на каждый канал). При этом их внутренняя разрядность может быть выше внешней: < лишние> разряды используются для выполнения цветовой коррекции изображения до передачи в компьютер, хотя такая практика в основном характерна для дешевых моделей. Профессиональные и полупрофессиональные сканеры имеют и внешнюю разрядность 30 или 36 бит (а некоторые модели стоимостью свыше $10000 - и до 48 бит).

Диапазон оптических плотностей.

Диапазон оптических плотностей - это динамический диапазон сканера, который во многом определяется его разрядностью. Он характеризует возможность сканера правильно передавать изображения с большим или с очень маленьким разбросом яркости (возможность отсканировать < фото черной кошки в темной комнате>). Вычисляется как десятичный логарифм от отношения интенсивности падающего на оригинал света к интенсивности отраженного света, и измеряется в D: 0, 0 D соответствует идеально белому цвету, 4, 0 D - идеально черному. У сканера этот диапазон зависит от разрядности: у 36-битного сканера он не превышает 3, 6 D, у 30-битного - 3, 0 D. Сканируемые изображения обычно обладают диапазоном до 2, 5 D для фотографий и 3, 5 D для слайдов. Дешевые 24-битные планшетные сканеры имеют динамический диапазон 1, 8 - 2, 3 D, хорошие 36-битные - до 3, 1-3, 4 D. Производители недорогих сканеров обычно не указывают динамический диапазон своих изделий.

Размер области сканирования.

Для бытовах планшетных сканеров наиболее распространены форматы A4 и (существенно реже) A3, для рулонных сканеров - A4, а для ручных сканеров область сканирования составляет обычно полосу шириной 11 см.

Для подключения сканеров в настоящее время применяют следующие интерфейсы:

1. Собственный (Proprietary) интерфейс разработчика сканера, применявшийся в ранних моделях планшетных и ручных сканеров. Как правило, представлял собой специализированную плату на шине ISA, для работы которой требовался драйвер. После прекращения выпуска таких сканеров прекращался и выпуск новых драйверов для них, что делало невозможным использовать выпущенный в эпоху Windows 3.1 сканер под Windows NT, OS/2 или Linux.

2. С параллельным портом EPP (LPT, или ECP) выпускаются самые младшие модели в семействах планшетных сканеров различных производителей. Сканеры с таким интерфейсом имеют, как правило, посредственные характеристики и рассчитаны на выполнение несложных работ наподобие сканирования небольших фотографий или нескольких страниц текста. Использование параллельного порта совместно с принтером и дополнительными устройствами (например, Iomega Zip часто приводит к трудноразрешимым аппаратным конфликтам и несовместимости.

3. Сканеры с интерфейсом PCMCIA встречаются редко. Для владельцев ноутбуков предпочтительнее использовать сканеры с интерфейсом SCSI, подключая их посредством SCSI-адаптера в конструктиве PCMCIA, или в крайнем случае сканеры с LPT-интерфейсом.

4. Интерфейс SCSI является стандартом для подключения высококачественных и высокопроизводительных устройств, обеспечивает межплатформенную совместимость сканера и его малую зависимость от смены операционной системы. К SCSI-сканерам обычно прилагается SCSI-плата на шине ISA, хотя такой сканер можно подключать и к полнофункциональным SCSI-контроллерам на шине PCI (рекомендуются платы производства Adaptec, хотя устройства от Symbios Logic, BusLogic и других производителей также показывают неплохую совместимость). Большинство 30- и 36-разрядных сканеров с разрешением 600 dpi и выше выпускаются с этим интерфейсом.

5. Интерфейс USB - это новый интерфейс для подключения сканеров, активно рекомендуемый спецификациями PC98 и PC99, однако пропускная способность USB недостаточно велика для подключения высокопроизводительных сканеров.

Качество драйвера

Все современные сканеры обмениваются данными с прикладными программами под Windows 95/98 и Windows NT при помощи программного интерфейса TWAIN, однако предоставляемый драйвером набор функций может быть разным, его обязательно следует уточнить при выборе сканера. Среди них наиболее важны:

– возможность предварительного просмотра изображения с выбором области сканирования и количества цветов;

– возможность регулировки яркости, контраста, и нелинейной цветовой коррекции (обычно задаваемой в виде кривых);

– возможность подавления муара при сканировании изображений с печатным растром;

– возможность простейших преобразований изображения (инверсия, поворот и т. п.);

– возможность сетевого сканирования;

– возможность режимов автоматической коррекции контраста и цветопередачи;

– возможность работы сканера (в сочетании с принтером) в режиме копира;

– возможности по цветокалибровке как сканера, так и всей системы;

– возможности по пакетному сканированию;

– возможности тонкой настройки фильтров и параметров цветокоррекции.

Количество и качество прилагаемого к сканеру ПО

Традиционно в комплекте со сканерами поставляются ПО обработки изображений (Adobe PhotoDeluxe или Photoshop LE, ULead Photo Impact и др.) и программа оптического распознавания текста (OCR - Optical Character Recognition). В комплект ПО обычно входят две таких программы: англоязычная (Xerox TextBridge или Caere OmniPage Pro) и предназначенная для распознавания русских текстов программа OCR отечественной разработки, обычно - одна из версий FineReader производства ABBY Software.

Классификация, разновидности, интерфейсы

Планшетные сканеры в свою очередь классифицируются на однопроходные или трехпроходные.

Раньше для цветного сканирования приходилось использовать трехпроходную технологию То есть первый проход с красным фильтром для получения красной составляющей, второй - для зеленой составляющей и третий - для синей. Такой метод имеет два существенных недостатка: малая скорость работы и проблема объединения трех отдельных сканов в один, с вытекающим отсюда несовмещением цветов.

Решением стало создания True Color CCD, позволяющих воспринимать все три цветовые составляющие цветного изображения за один проход.

Схема для однопроходного сканера

True Color CCD является стандартом на данный момент и в мире уже никто не выпускает трехпроходные сканеры. Однопроходные сканеры используют одну из двух подсистем для получения данных о цвете изображения: некоторые используют ПЗС со специальным покрытием, которое фильтрует цвет по составляющим, другие используют призму для разделения цветов.

Три составляющие планшетного сканера оказывают решающее воздействие на результат сканирования: оптико-электронная система, TWAIN-модуль и интерфейс. Разберемся с каждой из названных составляющих по отдельности.