Полная версия

Главная arrow Информатика

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Сканер и слайд-сканер

Сканер и слайд-сканер. Сканером называют устройство, позволяющее вводить в компьютерную систему графическую информацию в виде рисунков, фотографий, слайдов и др. Сканер, обеспечивающий обработку слайдов и диапозитивов, называют слайд-сканером (рис. 8.24).

Известны различные конструктивные типы сканеров, обеспечивающие возможность сканирования широкого спектра объектов разного размера:

  • • для работы с прозрачными носителями:
    • - барабанный сканер;
    • - цветной слайд-сканер с одним CCD;
    • - цветной слайд-сканер с тремя CCD;
    • - сканер с CDD-массивом;
  • • для работы с непрозрачными носителями:
  • - сканирующая головка на плоттере;
  • - планшетный сканер;
  • - рулонный сканер;
  • - проекционный сканер.
Сканер

Рис. 8.24 Сканер: а) слайд-сканер; б) сканер со слайд-модулем

Сканеры классифицируют по различным признакам:

  • - по типу формирования изображения: линейный и матричный;
  • - типу сканируемых материалов: прозрачные, непрозрачные;
  • - области применения: профессиональные, полупрофессиональные, офисные, фото-сканеры;
  • - типу сканирующего элемента сканера: CCD (Charge-Coupled Device) - прибор с зарядовой связью (ПЗС); CIS (Contact Image Sensor) - прибор на фотодиодах; прибор на фотоэлектронных умножителях (ФЭУ) и др.

Общим в организации сканирования является то, что сканируемый объект освещается и сканирующее устройство сканера (матрица) воспринимает построчно или поточечно либо интенсивность отраженного света (для непрозрачных объектов), либо интенсивность света после прохождения прозрачного объекта. Затем аналого-цифровой преобразователь сканера переводит уровень освещенности каждой воспринятой сканирующим элементом точки объекта в цифровую форму, после чего специализированный процессор формирует данные об изображении для передачи их в компьютер. Наиболее распространенными в настоящее время типами интерфейсов для передачи оцифрованной информации в компьютер являются (рис. 8.25):

  • - последовательный высокоскоростной интерфейс и порт USB (интерфейс позволяет обеспечить питанием отдельные группы CIS-сканеров без подключения их к электрической сети);
  • - последовательный высокоскоростной интерфейс и порт IEEE 1394 (FireWire) (интерфейс не требует специального управляющего контроллера, поэтому потребляет меньше ресурсов центрального процессора).

Большинство современных сканеров для дома и офиса разрабатываются на матрицах двух типов: на CCD или на CIS, достоинства и недостатки которых приведены в таблице 8.1.

Для выполнения офисных работ наибольшее распространение получили планшетные сканеры и сканеры со слайд-модулями.

Структурная схема взаимодействия сканера и компьютера

Рис. 8.25 Структурная схема взаимодействия сканера и компьютера

Таблица 8.1

Тип

сканера

Достоинства

Недостатки

CCD

высокая разрешающая способность ( 2 400 dpi и выше);

  • - долгий срок службы лампы;
  • - высокое качество сканирования;
  • - большая глубина резкости;

возможность работы со слайд- модулями и автоподатчиками документов

  • - сравнительно высокая стоимость по отношению к C1S- скансрам;
  • - длительный прогрев лампы перед сканированием;

необходимость отдельного источника питания

CIS

  • - небольшие габариты;
  • - не требуется прогрев лампы;
  • - невысокая стоимость по отношению к CCD-сканерам;
  • - низкое энергопотребление (с возможностью обойтись без внешнего источника питания за счет мощности от интерфейса USB);
  • - автономность
  • - невысокая разрешающая способность (до 1 200 dpi);
  • - небольшая глубина резкости;
  • - чувствительность к боковой засветке;

сравнительно низкое качество сканирования

Основные характеристики сканера:

  • - оптическое разрешение (optical resolution) определяется числом элементов линии матрицы, деленное на ширину ее рабочей области, и измеряется в точках на дюйм (dpi); чем больше светочувствительных элементов содержит матрица, тем больше точек на изображении в одной строке может различить сканер;
  • - механическое (аппаратное) разрешение определяется минимально возможной длиной шага сканирующей каретки по направлению движения (для получения оцифрованного прямоугольного изображения матрица со светочувствительными элементами движется, построчно снимая все изображение);
  • - для планшетных сканеров перемещение каретки осуществляется механическим приводом; измеряется в точках на дюйм; обозначение в описании к сканеру, например «600x1 200», говорит о том, что его оптическое разрешение составляет 600, а механическое 1 200 dpi;
  • - максимальное (интерполированное) разрешение определяет программное (искусственное) увеличение оригинального изображения за счет вставки между сканированными точками дополнительных, цвет которых рассчитывается исходя из значений соседних точек;
  • - динамический диапазон (dynamic range) оптической плотности (D) характеризует способность сканера воспроизводить плавность и насыщенность тоновых изменений, градационную различимость; определяется разностью между самыми светлыми и самыми темными тонами (D=Dmax - Dmin); максимально возможное теоретическое значение оптической плотности 4,0D (объект сканирования черного цвета), минимальное значение 0,0D (объект сканирования прозрачен или белого цвета); если изображение имеет фрагменты с оптической плотностью, выходящей за пределы динамического диапазона сканера, то после сканирования они будут отображены сплошным черным и белым цветом без оттенков; динамический диапазон сканера для оцифровки цветных фотографий должен быть не хуже 2,7-2,8D, для слайдов - 3,1-3,9D;
  • - глубина резкости характеризует способность сканера передавать без искажений, т. е. потери резкости, фрагменты объемного объекта, удаленные от плоскости сканирования;
  • -разрядность (глубина) цвета (bit length representation) характеризует максимальное число цветов или оттенков серого по каждому цветовому каналу; измеряется в битах, например, 24 бит (по 8 бит на каналы R, G, В в цветовом пространстве RGB), 32 бит в цветовом пространстве CMYK, 48 бит для внутреннего представления цвета в сканере и передачи в поддерживающие такой формат программы обработки изображений;
  • - скорость сканирования (scanning speed) определяется временем обработки одной строки объекта сканирования и измеряется в миллисекундах; на практике характеризует количество страниц цветных или черно-белых изображений, сканируемых за единицу времени.

Цифровой фотоаппарат (рис. 8.26) отличается от пленочного в основном способом фиксирования изображения. В пленочном фотоаппарате изображение фиксируется на светочувствительной пленке, в цифровом - на светочувствительном электронном датчике (прямоугольной матрице типа ПЗС или КМОП (комплементарный металл-оксид-полупроводник)).

Каждый элемент (ячейка) датчика преобразует световой поток в напряжение, пропорциональное яркости. Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) оцифровывает полученные значения напряжений из каждой ячейки и транслирует результат в виде дискретного кода в цифровой сигнальный процессор. В процессоре выполняются коррекция изображения (постобработка) и сжатие данных для уменьшения объема записываемых на карту памяти или другой носитель информации.

Цифровой фотоаппарат

Рис. 8.26 Цифровой фотоаппарат

Цветность изображения получают посредством установки перед матрицей, фиксирующей яркость светового потока, цветового фильтра, состоящего из красных (R), зеленых (G) и синих (В) светофильтров. Одна точка результирующего изображения - пиксель (pixel, от англ, picture element - «элемент изображения») формируется путем взаимной цветовой интерполяции в соседних ячейках R, G и В. В связи с особенностью восприятия человеческим глазом (наибольшей чувствительностью к желто-зеленому спектру) зеленых светофильтров в матрице в два раза больше, чем красных или синих.

Способ оцифровки объектов цифровым фотоаппаратом похож на сканирование (восприятие интенсивности отраженного света, оцифровка, формирование изображения и передача его в компьютер), поэтому при определенных условиях его можно использовать и в качестве сканера. Отличие в том, что в цифровом фотоаппарате матрица воспринимает весь объект целиком, а сканер считывает его построчно.

Важными характеристиками цифрового аппарата, отличающими его от пленочного, являются:

  • - разрешение матрицы, определяемое умножением числа пикселей по ее обеим сторонам; измеряется в мегапикселях (Мрх), например ЮМрх соответствует размерам матрицы 3 648x2 736 пикселей; реальное разрешение матрицы значительно выше, так как один пиксель состоит из нескольких светочувствительных элементов;
  • - физический размер матрицы, влияющий на качество получаемого изображения - чем больше размер матрицы при одинаковом разрешении, тем выше качество получаемого изображения и выше стоимость фотоаппарата; матрица размером в один кадр 35-мм фотопленки (24x36 мм) устанавливается в дорогостоящие профессиональные фотоаппараты; при уменьшении размера матрицы для удешевления и увеличении ее разрешения уменьшаются размеры единичных светочувствительных элементов, они уплотняются, все вместе это приводит к переходным помехам и возникновению цветового шума, снижающего качество изображения;
  • - сервисная возможность видеозаписи телевизионного качества со скоростью до 30 кадров/с;
  • - сервисное наличие видеовыхода для соединения фотоаппарата с телевизором;
  • - хранение снимков в цифровых распространенных форматах (raw, jpeg, def, avi, tiff и др.) во внутренней памяти, в подключаемых картах памяти или других носителях информации;
  • - наличие интерфейса с компьютером USB, IEEE 1394 (FireWire), IrDa (инфракрасный порт), Wi-Fi (беспроводный интерфейс), Bluetooth (беспроводный интерфейс низкопотребляющих цифровых устройств); менее распространенные - RS-232 (serial port, СОМ, последовательный порт), SCSI, LPT (parallel port, параллельный порт).
 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>