Что такое планшетный сканер. Сканер. Виды и устройство. Работа и применение. Как выбрать. По области применения сканирующие устройства могут быть

Сейчас почти в каждом доме наряду с кофеваркой, компьютером и телевизором можно увидеть устройство, которые умеет копировать фотки или, на худой конец, обычные листы А4 с текстом. Еть цветные, встречаются и черно-белые - и на рынке таких устройств море. А потому процесс выбора домашнего сканера - это вам задачка покруче Фауста... Попробуем навести ясность в этом вопросе?

История про сканеры, которая уже интересна

Ска́нер (англ. scanner) — устройство, которое, анализируя какой-либо объект, создает цифровую копию изображения объекта. Процесс получения этой копии называется сканированием. Такое, наиболее точное, на мой взгляд, описание представлено в Энциклопедии «Википедиия» //ru.wikipedia.org/wiki/.

Сканером также называют устройство, которое при помощи аналогово-цифрового преобразователя (АЦП) создает цифровое описание изображения внешнего для персонального компьютера (ПК) образа объекта и передает его посредством ввода/вывода в ПК.

Различают ручные (англ. Handheld), рулонные (англ. Sheet-Feed), планшетные (англ. Flatbed) - наиболее популярные для бытового применения - и проекционные сканеры. Разновидностью проекционных сканеров являются слайд-сканеры, предназначенные для сканирования фотопленок.

В высококачественной полиграфии используются барабанные сканеры, в которых в качестве светочувствительного элемента используется фотоэлектронный умножитель (ФЭУ).

Первые ручные сканеры были популярны в начале 90-х годов, когда других просто не было или они имели баснословную стоимость. Большинство ручных сканеров первого поколения были монохромными и для освещения изображения использовали свет нескольких светодиодов - красного или зеленого свечения.

«Ручники» имели специализированный интерфейс, подходящий к определенному типу компьютеров, к примеру Atari STБ, Apple Mac или Commodore Amiga.

В сравнении с планшетными сканерами, первые ручные сканеры имели компактные размеры, выполняли идентичные функции, но справлялись с задачей на порядок хуже.

Отсканировать стандартный лист А4 за один проход не представлялось возможным: необходимо было последовательно обрабатывать несколько участков, при цветном сканировании зачастую появлялись ореолы, искажалась цветовая гамма.

Главной же проблемой являлось соблюдение постоянной скорости — в большинстве случаев не получалось добиться равномерного движения, что приводило к искажению получаемого изображения.

Современные ручные сканеры давно перешагнули первоначальную специализацию, которая предполагала только сканирование изображений. Сегодня устройства, считывающие штрих-код в магазинах (и на кассе тоже), банковские и иные карты с магнитной полосой или чипом, бесконтактные карты и даже RFID-метки (прикрепляют к товару для уменьшения краж, потерь в магазинах) - все это модно по праву назвать сканерами.

Однако, поскольку нам интересны только сканеры в классическом понимании этого определения - для работы с ПК, далее будем рассматривать именно их, и начнем с наиболее популярных в быту - планшетных сканеров.

Принцип работы сканеров различного типа

Принцип работы однопроходного планшетного сканера состоит в том, что вдоль сканируемого изображения, расположенного на прозрачном неподвижном стекле (символами вниз), движется сканирующая каретка с источником света.

Фото 1 . Вид на подвижную каретку сканера

Отраженный свет через оптическую систему сканера (состоящую из объектива и зеркал или призмы) попадает на три (и более) расположенных параллельно друг другу фоточувствительных полупроводниковых элемента на основе приборов с зарядовой связью (ПЗС), каждый из которых принимает информацию о компонентах изображения.

Однопроходным такой сканер называют «за то», что для сканирования изображение с относительно небольшим разрешением (менее 300 dpi) потребуется только один проход каретки со специальной лампой или мощным светодиодом; dpi - значение параметра «точек на дюйм изображения».

Сегодня самой популярный и современной моделью планшетного сканера является Xerox DocMate3460 стоимостью более 60 000 рублей; его технические характеристики рассмотрены ниже.

Однако, покупать такой профессиональный, с позволения сказать, прибор не каждому по карману, да для дома и нет необходимости; есть более простые и вполне удовлетворительные современные модели, которые работают без ремонта в течении нескольких (на моей практике по 3-4 года) лет, и сменяются новыми только лишь оттого, что устарели морально.

Таким образом, можно с уверенностью говорить о том, что практически любой современный сканер - весьма надежное устройство, не смотря на то, что в его составе имеются подвижные механические части, приводимые в действие маломощными электродвигателями.

При анализе различных брендов, фирм и конкретных моделей часто возникает вопрос: какая фирма лучше, какая хуже, какое должно быть стекло - пластик или минеральное? какая разрешающая способность и глубина цвета будет оптимальной (или минимальной) для использования сканера в быту, как это делаем мы с вами. Далее разберемся и в этих вопросах.

Различные бренды и их особенности

Наиболее популярные бренды среди сканеров - это, прежде всего, Canon, Epson, Hewlett Packard, Xerox и относительно новая фирма - Plustek, которая уже несколько лет производит, но только недавно стала поставлять на российский рынок свою продукцию в виде цветных планшетных сканера формата А4.

Остальные бренды и модели, останутся за рамками этого обзора не потому, что недостойны, а потому, что один обзор - не резиновый. Поэтому, если вы увидите в продаже сканер фирмы Texet - это уже нормально. Как правило, в таком устройстве будет примерно тот же набор сервисных функций, что и в уже знакомых нам брендах, но стоить Texet будет в разы дешевле (из-за комплектации и механизмов).

Тут каждый выбирает для себя сам. За собой оставлю лишь мнение: все сканеры и многофункциональные устройства (МФУ) сегодня выпускаются в КНР, куда предусмотрительные фирмачи - для оптимизации издержек - давно перенесли свои производства-филиалы.

Canon

Разработанная компанией Canon скоростная технология Multi-Photo экономит время, позволяя сканировать за 1 проход каретки несколько оригинальных изображений (в том числе фото).

Оригиналы (изображения) можно просто разложить на стекле, не теряя время на их выравнивание, так как система Multi-Photo сама автоматически их распознает, обрежет, выровняет и создаст отдельный файл для каждой фотографии.

Epson

Сканеры Epson имеют отличное качество. Разрешение 2400х4800 dpi, 48-битная глубина цвета для контрастной и четкой цветопередачи. Датчик сканирования EPSON Matrix CCD, технология MicroStep Drive и On-Chip MicroLens для максимального качества передачи изображения оригинала.

Многофункциональное быстрое сканирование с меню EPSON SmartPanel и клавишей QuickStart Интерфейс USB 1.1, USB 2.0. Встроенный модуль для сканирования прозрачных оригиналов. Отличный выбор для дома, для фото и дизайна.

Hewlett Packard

Обработка бумажной документации в офисах относится к одной из трудоемких работ, на которую затрачивается большое количество времени. Быстродействующие и надежные сканеры фирмы Hewlett Packard максимально обеспечивают эту задачу, и минимизируют затраты на обработку бумажной документации.

Таким образом, сканеры Hewlett Packard будут незаменимыми помощниками в обработке документации там, где ее много, а также являются хорошим примером универсального устройства ввода информации.

Plustek

Модели сканеров Plustek представляют собой CCD-сканеры, имеющие оптическое разрешение 600x1200 dpi с глубиной фокуса до 3 см, что позволяет сканировать не только плоские, но и объемные объекты. Оснащены пятью функциональными кнопками на передней панели, которые позволяют вызвать установленное программное обеспечение для копирования, отправки электронной почты, распознавания текста, энергосбережения и настройки.

Сравнительная таблица наиболее популярных планшетных сканеров

Модель		Слайд-адаптер	Формат (max)	Улучшенное разрешение (max), dpi	Стандарт разрешение, dpi	Тип датчика	Мощность при работе / в режиме ожидания, Вт
Canon CanoScan LiDE 700F	планшетный
Canon CanoScan LiDE 110	планшетный
Canon CanoScan 5600F	планшетный
Canon CanoScan LiDE 210	планшетный
Epson Perfection V330 Photo	планшетный						Нет данных
Epson Perfection V33	планшетный						Нет данных
HP ScanJet G2410	планшетный						Нет данных
HP ScanJet G4010	планшетный	есть 120x120 мм					Нет данных

Cовременные сканеры, как правило имеют интерфейс USB 2.0 и совместимость с ПК типа IBM PC и MAC, что вполне соответствует современным стандартам. Формат файла сканирования PDF, JPEG, DOC.

Что актуально при выборе сканера

При выборе сканера и анализе (сравнения) технических характеристик (различных моделей одного типа, к примеру, планшетных сканеров) важны такие параметры, как скорость сканирования цветного и черно-белого (монохромного) изображения, глубина цветопередачи, максимальная разрешающая способность.

Первые два параметра определяют быстродействие сканера; то есть - сколько страниц (изображений, соответственно цветных или монохромных) можно сканировать за определенный период времени. К примеру, для сканера Canon CanoScan LiDE 700F эти параметры соответственно будут:

скорость сканирования (цветн.) 34,3 мс на линию (4800 dpi);

скорость сканирования (ч/б) 11,4 мс на линию (2400 dpi);

глубина цвета 48 бит.

Чем выше все три показателя - скорости сканирования, глубины цветопередачи и разрешения (dpi), тем лучше, но и дороже будет сканер.

Кроме монохромного или цветного изображения во всех моделях современных сканеров есть возможность программно (через меню сканера в ПК) задавать в пределах максимальных возможностей параметр разрешения (в dpi). От этой установки значения этого параметра будет зависеть качество отсканированного изображения, цветопередача, скорость сканирования и «вес» (объем) готового файла.

К слову, лучше всего сохранять отсканированные изображения в растровом формате tiff; такой файл отлично (эффективно) сжимается архиватором RAR. К примеру, файл с разрешением tiff объемом 11 Мб, будет архивирован RAR до объема 1 Мб и менее, в зависимости от настроек архиватора; такой минимизированный файл много удобнее пересылать по электронной почте или даже хранить в ПК (чтобы места не занимал).

Другой не менее важной особенностью является материал стекла, через которое сканируется изображение. Минеральное стекло в хороших моделях сканеров используется чаще всего. Его отличительная особенность - прочность, прозрачность.

Органическое стекло (пластик) легче и хорошо сопротивляется ударам, по весу весьма легкое, в то время как минеральные стекла утяжеляют сканер. Тем не менее, пластик - это расплавленный природный кварцевый песок, с различными добавками.

Он значительно дешевле стекла, но и менее ценен, со времен стекло из пластика темнеет. Небольшие царапины на пластике в домашних условиях не исправляются (пластик не полируется).

С другой стороны сканеры, оснащенные стеклами из высококачественного пластика в разы дешевле «стеклянных», и легче. Если вы покупаете сканер на короткое время, можно взять самый дешевый, со стеклом из пластика в соответствии со сравнительными характеристиками бюджетных моделей, представленными ниже.

Для хорошего сканера, купленного для вашего удобства на годы, в том числе совмещенного с МФУ, лучше подойдет стекло. Подобным же методом подходят и к выбору линз для очков, фотоаппаратов и в других случаях. Здесь экономия сомнительна.

Достоинства Canon CanoScan LiDE 700F

Тонкий корпус, тихий и быстрый сканер. Без громоздких блоков питания («запитывается» от USB по которому же и качает файлы). Может стоять на столе вертикально. Это особенно удобно когда места на рабочем столе ограничено: - задвинул сканер за плоский монитор, его и не видно.

Дополнительные особенности «планшетника» Canon CanoScan LiDE 700F: 4 кнопки EZ Button.

Сканер имеет отдельный модуль сканирования слайдов и негативов. Позволяет оцифровывать слайды с отличным качеством. Это важно для тех, уже довольно пожилых людей, бабушек и дедушек, кто сохранил на память старые пленки (слайды, негативы); ведь еще 30 назад цифровых фотоаппаратов в свободном доступе не было (были лишь некоторые счастливцы-обладатели «полароидов»).

Многие сегодня хотят оцифровывать свои архивы пленок, в том числе 35-миллиметровых негативов. Цветопердача, оттеночность - все на высоте. Приятное и простое программное обеспечение, сканировать можно пакетно и поштучно, что тоже запишем в «плюсы». Есть функция дескрининга.

Крышка сканера на магнитах - сама дожимает документы к стеклу.

К примеру, на сканерах некоторых других моделей для сканирования тетради или брошюры, выпуклых листов картона приходилось сверху класть пачку бумаги.

Canon CanoScan LiDE 700F - простой и функциональный сканер для любой цветной работы (кроме скана пачек с распечатками).

Хорош для дома, поскольку почти не займет места на рабочем столе. Средняя розничная стоимость Canon CanoScan LiDE 700F на февраль 2011 года 3950 рублей. Это средняя модель и по стоимости и по параметрическим характеристикам.

Достоинства и недостатки Canon CanoScan LiDE 110

Скорость сканирования: 15 с; сканирует оттенки серого с разрешением 300 dpi. Относительно недорогая (бюджетная) модель, как и предыдущий, питается от USB. Программное обеспечение (ПО) работает хорошо, устанавливается без проблем. Тип источника света светодиод (LED). Однако, в данном случае, недостатков нашлось больше, чем достоинств.

Недостатки:

13 сек времени тратится на возврат каретки в исходное состояние; 15 с сканирует изображение с оттенком серого (средняя опция между черно-белым и цветным изображении при прочих равных условиях - установленного разрешения), затем еще 13 с ожидает возврата, чтобы сканировать дальше, итого 28 секунд - это относительно много за один прогон.

30 с сканируется цветное изображение с разрешением 300 dpi плюс 13 с на возврат каретки в исходное состояние, итого 43 с.

Сканер имеет CIS матрицу (не CCD). Это означает, что если вы сканируете книгу, если она толстая и у нее глубокий разворот, то из-за неплотно прикрытой крышки сканера вблизи к центру отсканированное изображение будет расплываться.

Сканер хорошо подходит только для сканирования плоских серых текстов, таких как документы на листах. Максимум - тонкие книги, либо книги без глубокого разворота между страницами.

Хотел сделать электронную версию толстого справочника, распознать и искать по нему текст. Данный сканер эту задачу решить не может.

Вывод: не смотря на ограничение бюджета в кармане покупателя (стоимость сканера 2700 руб.), для ученика и тем более студента такой сканер, на мой взгляд, дешев, но слабоват.

Canon CanoScan 5600F

Из достоинств Canon CanoScan 5600F-высокое качество сканирования - как на отражение, так и на просвет. Кроме этого:

скорость сканирования (цветн.) 67.5 мс/линия;

скорость сканирования (ч/б) 67.5 мс/линия;

глубина цвета (внешн.) 48 бит.

Недостатки:

несъемная крышка;

излишне яркий индикатор на крышке;

относительно не малые масса и габариты.

Вывод: превосходный для своей цены (5950 руб.) сканер. Замечательно сканирует негативы, не уступает специализированным пленочным сканерам (если хорошо подготовить пленку, тогда можно получить отличную сканированную копию даже из старых негативов).

Canon CanoScan LiDE 210

Более новая, улучшенная модель по сравнению Canon CanoScan LiDE 110.

Отличительные особенности устройства:

cкорость сканирования (цветн.) 2,2 мс на линию (300 т./д.), 33,2 мс на линию (4800 т./д.);

cкорость сканирования (ч/б) 2,2 мс на линию (300 т./д.), 11,1 мс на линию (4800 т./д.);

глубина цвета 48 бит;

глубина цвета (внешн.) 24 бит;

количество оттенков серого 256;

тип источника света светодиод (LED).

Изображение (внешний вид) аналогичен.

Достоинства: высокая скорость сканирования (смотри параметры выше), удобно расположенные кнопки быстрого доступа на корпусе, автоматический подгон изображения по размеру, питание от USB (внешнего БП нет). Хорошие параметры цветопередачи.

Вывод: хороший сканер по достойной цене, середнячок для школьника и студента. Работает быстрее многих CCD сканеров с внешним питанием. В комплекте есть подставка для установки сканера «на ребро».

Стандартная программа ПО многофункциональна и, на мой взгляд, сложна, но разобраться можно. Удобно придуманы кнопки быстрого доступа, нажал и получил результат.

Epson Perfection V330 Photo

Достоинства : адекватная цена и хорошее качество сканирования. Подвижный модуль в крышке для сканирования пленок.

Недостатки: не совершенная рамка для пленок (слайдов). Во всех предыдущих моделях, кроме относительно дешевого и простейшего Canon CanoScan LiDE 110, такая рамка идет в комплекте.

Вывод: Не идеально, но за небольшие деньги (4500 руб.), вероятно хороший вариант. На максимальное разрешение программировать нет смысла из-за большого размера файлов. Лучше сканировать в профессиональном режиме, используя те настройки, в которых вы разобрались, остальное - доверьте автоматическому выбору софта.

Epson Perfection V33

Достоинства:

удобное ПО;

быстрое сканирование;

высокое качество сканированных изображений.

Обнаруженный недостаток : нет адаптера для пленки (слайдов, негативов). Хотя понятно, что и такой адаптер не всем сегодня нужен; в XXI веке живем…

Вывод : хороший сканер, по очень хорошей цене (3600 руб).

Произвело хорошее впечатление именно программное обеспечение, все удобно, просто, понятно и в тоже время очень функционально.

Отличный сканер, для домашнего использования и широкого круга пользователей.

HP ScanJet G2410

Недостатки : при переходе на ОС Windows-7 начинает очень сильно «тормозить». Из механических проблем: слетала крышка c направляющих, легко пачкалось стекло, через год эксплуатации стало как «подкопченное».

Вывод: дешево (2200 руб.) и сердито. Не функционально. Ищу сейчас другой, к примеру, HP ScanJet G3110. Хотите менять аппаратуру чаще чем раз в год - купить эту модель.

HP ScanJet G4010

Достоинства : быстрое сканирование, при разрешении 300 dpi, скорость возврата каретки около 8 с.

Недостатки : ПО подвело, при работе в сети нагревается до 45º С, чего у других моделей замечено не было.

Вывод: средняя модель; при стоимости 5200 руб, пользователь платит скорее всего за бренд, с учетом того, что за аналогичные материальные средства можно купить (см. выше) лучше и функциональнее.

На этом мы завершаем публикацию первой части обзора наиболее популярных недорогих сканеров. Разумеется, есть модели более дорогие и функциональные, профессиональные и многопрофильные. Об этом пойдет речь в последующих публикациях.

Современную жизнь сложно представить без компьютера, который сегодня используется и в быту, и в офисах, и на производстве. Расширить его функциональность помогает множество периферийных устройств. Одним из них является сканер, который служит для создания цифровой копии текстового, графического или растрового документа, размещённого на материальном носителе (бумаге, слайде, фото и киноплёнке). Процесс оцифровки изображений называется сканированием. Существует несколько разновидностей компьютерного устройства для сканирования, наибольшее распространение из них получили аппараты планшетного типа.

Что такое планшетный сканер

Современный компьютерный рынок отличается довольно высокой динамикой. Благодаря быстрому развитию новых и усовершенствованию существующих технологий он может предложить различные виды сканеров универсального назначения или оборудования, предназначенного для решения конкретных профессиональных задач:

• планшетные сканеры, являющиеся наиболее популярными и универсальными. В этих приборах сканируемый оригинал размещается на специальном стеклянном планшете;

  Планшентый сканер имеет специальный отсек с плоским стеклом, куда помещается документ, содержимое которого нужно перенести в компьютерный файл

• сканеры барабанного типа, предусматривающие размещение документа на специальном барабане. Они позволяют получить наивысшее качество изображения, но имеют довольно громоздкую конструкцию и высокую цену. В основном применяются в полиграфической отрасли;
  

  В сканере барабанного типа для размещения оригинала используется стеклянный барабан, позволяющий сканировать прозрачные и непрозрачные исходные материалы

• протяжные устройства, предназначенные для сканирования непрошитой документации, в которых ролики протягивают документ мимо неподвижно закреплённой считывающей головки;
  

  В протяжном сканере исходный документ при помощи роликов проводится мимо неподвижной головки с источником света и светочувствительными элементами

• плёночные сканеры, используемые для оцифровки изображения со слайдов и плёнок. Эти устройства имеют узкоспециализированное назначение для профессиональных фотостудий;
  

  Плёночный сканер служит для оцифровки информации с прозрачных носителей изображения в виде плёнок и слайдов

• планетарные устройства, в которых оригинал не соприкасается с рабочими поверхностями, что очень удобно при сканировании книг, подшитых бумаг или ветхих старинных документов;
  

  Сканер планетарного типа является идеальным периферийным устройством для перевода книг и старинных документов в компьютерный формат

• проекционные сканеры, передвижная головка которых может направляться на удалённые предметы;
  

  Считывающая головка проекционного сканера находится на удалении от копируемого документа

• ручные сканеры, не дающие высокого качества копии, но имеющие одно очень полезное свойство - портативность.
  

  Портативные ручные сканеры позволяют работать с документами в любом месте и без привязки к электрической сети

Принцип работы планшетного сканера

Популярность планшетного сканера можно объяснить его высокой функциональностью и удобством пользования. Чтобы перевести любой документ в компьютерный формат, его не нужно изгибать или деформировать каким-то другим способом как, например, в барабанных устройствах.

Принцип работы планшетного сканера состоит в следующем:

Устройство, основные узлы и детали

Как и любая другая компьютерная техника, планшетный сканер состоит из механических и электронных частей и компонентов. Именно наличие электроники позволяет отнести его к сложному по конструкции оборудованию, хотя на первый взгляд начинка устройства выглядит довольно просто.

В конструкции любого планшетного сканера имеются следующие детали и узлы:

Управление всеми существующими сегодня видами планшетных сканеров осуществляется через компьютер, для соединения с которым на корпусе периферийного устройства имеются разъёмы USB, FireWire или SCSI. Кроме того, на корпус некоторых моделей могут быть выведены кнопки быстрого сканирования.

На корпус планшетного сканера выводятся кнопки быстрого сканирования и разъёмы для подключения устройства к ПК

Главной деталью сканера любого типа является его матрица. В современных аппаратах применяются два вида матриц, имеющих разные светочувствительные элементы - CCD, работающие на приборах зарядовой связи ПЗС, и CIS, в которых используются контактные сенсоры. В CIS-сканерах отсутствует оптическая система зеркал, а отражённый от оригинала свет улавливается самофокусирующимися линзами и отправляется на установленные на одной с ними линейке контактные сенсоры. В таких устройствах применяется светодиодная подсветка сканируемого образца. Всё это позволяет сделать корпус устройства более тонким, но качество сканирования, цветопередача и глубина резкости у таких сканеров ниже, чем у приборов, оборудованных CCD-матрицей с оптической системой.

Именно благодаря более высокому качеству сканирования наибольшее распространение получили планшетные сканеры с CCD-матрицей. Но и устройства на контактных сенсорах тоже остаются востребованными там, где не нужна особая разрешающая способность, например, для листовой оцифровки текстовых документов. Преимуществом таких устройств является низкое энергопотребление и возможность получать питание по USB, что значительно повышает их мобильность.

Как выбрать планшетный сканер для дома и офиса

Современный рынок компьютерной техники предоставляет большой выбор самых разных сканеров. Чтобы подобрать подходящую модель для дома или офисного использования, нужно знать основные параметры, по которым различаются эти устройства.

Прежде всего, необходимо определиться, для каких целей вы покупаете сканер и насколько важно для вас качество получаемого изображения. Как правило, в домашних условиях это периферийное устройство используется для оцифровки фотографий и изображений. В этом случае качество цветопередачи и глубина резкости будут иметь первостепенное значение. Для сканирования же текстовых документов достаточно будет приобрести устройство с меньшим разрешением.

При выборе планшетного сканера в первую очередь внимание следует обращать на несколько основных параметров.

1. Разрешение. Это главный показатель, который определяет качество получаемого изображения. Он выражается количеством пикселей (ppi) или точек (dpi), на которые будет разбит 1 дюйм изображения при сканировании. Чем на большее количество точек разбивается сканируемый документ, тем выше будет качество полученной цифровой копии. В характеристиках сканеров этот параметр указывается двумя цифрами, обозначающими разрешение по горизонтали (оптическое разрешение) и по вертикали (механическое разрешение). Иногда указывается только оптическое разрешение, которое зависит от применяемой матрицы. Обычно для получения качественной цифровой копии для бытового использования достаточно разрешения сканера 600х1200 dpi. Но если в дальнейшем предполагается обработка полученного изображения в одном из графических редакторов, то следует выбирать сканер с разрешением не менее 2000 dpi. В любом случае нерационально покупать аппарат с разрешением, превышающим аналогичный показатель других периферийных устройств, например, принтера.

   Чем выше разрешение сканера (больше число точек на дюйм), тем более чёткие контуры имеют буквы на получаемом в результате сканирования документе

2. Цветопередача или битовая глубина цвета. Этот параметр в техническом паспорте планшетного сканера указывается в битах: чем он больше, тем более чётко при сканировании будут переданы цвета и оттенки исходного документа. Для сканирования текстовых документов, а также цветных диаграмм и графиков будет вполне достаточно 24-битного сканера. Если же вы планируете оцифровывать изображения и фотографии, то лучше приобрести устройство на 48 бит. Сканеры планшетного типа с глубиной цветопередачи 96 бит относятся к разряду профессиональных.
   

   Чем больше глубина цвета, тем большее количество оттенков и цветов отображает сканер и тем выше будет качество изображения, полученного в результате сканирования

3. Динамический диапазон. Для непрофессиональных моделей этот показатель часто даже не указывается в паспорте, но он существенно влияет на количество градаций яркости изображения, обеспечивая плавный переход в смежных его тонах. Для 24-битного цветного сканера этот показатель должен быть в пределах от 2,4 до 2,6 единиц, а для 48-битного - не менее 3.
   

   Чем выше показатель динамического диапазона сканирования, тем более насыщенными и контрастными получаются итоговые документы

4. Формат сканируемого документа. Большинство современных планшетных сканеров для домашнего использования и офисных целей рассчитаны на документы размером А4 (210х297 мм). Устройства большего формата применяются для создания макетов в полиграфии либо для изобразительных студий и относятся уже к разряду профессиональных.
5. Тип подключения к компьютеру. Большинство планшетных сканеров, выпускаемых сегодня, могут иметь три разновидности портов для подключения к ПК - USB, SCSI или комбинированный USB + SCSI. Лучше всего покупать устройство с наиболее популярным сегодня интерфейсом, который присутствует на абсолютном большинстве компьютерной техники - USB.
   

   Лучше всего покупать сканер в котором имеется USB-разъём, наиболее часто встречающийся в современной компьютерной технике

6. Поддерживаемые операционные системы. Поскольку любой сканер - это лишь периферийное устройство для ПК, он должен поддерживать установленную на нём операционную систему. Отличным выбором для покупки будет мультисистемный планшетный аппарат, который не будет привязывать вас к определённой ОС, и вы сможете в нужный момент сменить Windows на Linux или Mac OS.

При выборе планшетного сканера немаловажными могут быть и его дополнительные функции. Одной из них является возможность использования устройства для автоподачи листов. Такая опция будет не лишней для офиса, где планируется сканирование большого массива одиночных непрошитых документов.

Наличие устройства автоподачи сканируемых документов значительно повышает скорость работы сканера, что может пригодиться для офиса с большим объёмом работ по сканированию документов

Существуют также модели сканеров с возможностью подключения внешнего модуля для сканирования фотоплёнки и слайдов. Конечно, он не способен дать такого полноценного качественного цифрового отпечатка, как плёночный сканер, но для создания домашнего фотоархива на ПК его будет вполне достаточно.

Наличие модуля сканирования плёнки в обычном планшетном сканере поможет сэкономить на покупке дорогого плёночного устройства для дома

Подключение, установка и использование планшетного сканера

Прежде чем начать пользоваться планшетным сканером, его нужно подключить к компьютеру и установить на жёсткий диск ПК соответствующее программное обеспечение. Без него компьютер просто не будет распознавать подключённое к нему периферийное устройство.

Обычно драйверы и необходимые для работы утилиты идут в комплекте с устройством на специальном диске. Их установку необходимо выполнить на компьютере без подключения к нему сканера. Для этого нужно:

1. Вставить загрузочный диск в CD/DVD привод компьютера и дождаться автозагрузки.
2. Если загрузка драйверов не началась, зайти в меню «Пуск» - «Мой компьютер» и щёлкнуть правой кнопкой мыши на иконке вашего привода для дисков. Можно выбрать в меню пункт «Автозагрузка» или загрузить нужный файл вручную - такие файлы обычно обозначаются символами setup.exe.
3. Если в комплекте со сканером нет установочного диска, нужные драйвера и утилиты можно скачать с официального сайта компании-производителя планшетного сканера.

Только после этого компьютер начнёт распознавать подключённое периферийное устройство и сможет полноценно работать с ним. Остаётся проверить работу сканера. Для этого необходимо:

Программа для сканирования изображений уже имеется в операционной системе компьютера. Установив графический редактор, можно отправлять отсканированные фото со сканера непосредственно в него и работать с ними дальше. А вот для обработки текстового документа понадобится установить на ПК программу распознавания текстов. Её можно найти в интернете и установить аналогично тому, как это делалось для драйверов сканера.

Видео: установка сканера

Как пользоваться планшетным сканером

Сканирование изображений можно выполнять и не устанавливая на ПК дополнительных программ. Для этого необходимо:

Чтобы иметь возможность производить любые действия с оцифрованным изображением, необходимо скачать и установить на ПК дополнительные программы. Самой популярной из них является ABBYY FineReader. В некоторых моделях планшетных сканеров такая программа поставляется вместе с драйверами на загрузочном диске. Она значительно расширяет возможности работы с отсканированными текстами.

Порядок работы с FineReader (как и с другими подобными приложениями) аналогичен работе с программой, интегрированной в ОС Windows, с той лишь разницей, что в первом же диалоговом окне следует выбрать действие, которое нужно будет совершить после окончания процесса сканирования.

При работе с программой ABBYY FineReader перед выбором параметров сканирования необходимо определить конечную задачу в выпавшем диалоговом окне

Ремонт планшетного сканера

Ремонт планшетных сканеров является очень ответственным делом, требующим особых знаний и умений. Сканер - это электронное компьютерное устройство, причиной выхода из строя которого может быть неисправность механической или электронной части, а также сбой программного обеспечения. Для диагностики потребуется специальное оборудование, осциллограф, мультиметр, а также знания из области электроники.

Типичными поломками планшетных сканеров являются:

• неисправность лампы, её выгорание и появление тёмных пятен, уменьшающих поток света. Эта проблема решается путём замены лампы;
• засорение сканирующей головки. Для устранения дефекта потребуется чистка зеркал, лампы и других элементов оптики сканера;
• неисправность шагового двигателя. Потребуется проведение восстановительных работ или замена этого узла;
• сбои в работе подвижных частей сканера. Часто они устраняются проведением профилактической чистки, смазки, а в отдельных случаях - заменой шестерёнок с повышенным механическим износом;
• выход из строя блока питания. Обычно его заменяют на новый;
• неисправность разъёма USB. Устраняется пропайкой проводов или заменой этой детали в сборе.

Не так часто, но встречаются и неисправности электроники, требующие замены отдельных элементов или целых плат.

В большинстве приведённых случаев для ремонта нужно обращаться в специализированный сервисный центр. Но всё же одну, самую распространённую неисправность сканера, можно устранить и самостоятельно. Речь идёт о замене лампы. В современных планшетных сканирующих аппаратах используются люминесцентные лампы холодного свечения. Со временем на них появляются затемнения, которые чаще всего возникают в торцевой части, откуда выходят электроды. Это приводит к появлению дефектов отсканированного изображения.

Диагностировать наличие дефектов на лампе можно, приподняв крышку при включённом сканере. Неравномерное и тусклое свечение будет свидетельствовать о неисправности источника света. Для замены лампы необходимо:

Видео: снятие стекла планшетного сканера

Разборка планшетного сканера необходима и в тех случаях, когда требуется произвести его профилактическую чистку, убрать мусор, мешающий передвижению каретки, или заменить повреждённый шлейф. В зависимости от модели способы разборки могут быть разными. В некоторых сканерах может понадобиться открутить шурупы в районе крепления крышки планшета, а затем просто сдвинуть рамку со стеклом, вынимая её из пазов.

Видео: разборка планшетного сканера для чистки стекла

В других моделях нужно перевернуть сканер крышкой вниз и аккуратно разжать отвёрткой рамку планшета со стеклом в местах крепления её на защёлках.

Видео: как разобрать сканер с креплением планшета на защёлках

Сканеры планшетного типа наиболее универсальны из всех подобных периферийных устройств. Они применяются для оцифровки как отдельных листов, так и книг довольно крупного объёма. Сегодня это самый востребованный и популярный вид сканирующей техники, по качеству получаемого изображения приближающийся к простейшим моделям барабанных устройств, но являющийся гораздо более компактным и дешёвым. Обладая необходимой информацией об устройстве, принципе действия и основных параметрах работы планшетных сканеров, можно легко подобрать подходящую модель для домашнего пользования или офиса и научиться сканировать любые документы.

Введение

1. Виды сканеров

2. Характеристики сканеров

3. Программное обеспечение

4. Производители

Заключение

Литература

ВВЕДЕНИЕ

Сканер (англ. scanner) - это устройства ввода текстовой или графической информации в компьютер путем преобразования ее в цифровой вид для последующего использования, обработки, хранения или вывода.

В 1857 году флорентийский аббат Джованни Казелли (Giovanni Caselli) изобрёл прибор для передачи изображения на расстояние, названный впоследствии пантелеграф . Передаваемая картинка наносилась на барабан токопроводящими чернилами и считывалась с помощью иглы.

В 1902 году, немецким физиком Артуром Корном (Arthur Korn) была запатентована технология фотоэлектрического сканирования, получившая впоследствии название телефакс . Передаваемое изображение закреплялось на прозрачном вращающемся барабане, луч света от лампы, перемещающейся вдоль оси барабана, проходил сквозь оригинал и через расположенные на оси барабана призму и объектив попадал на селеновый фотоприёмник. Эта технология до сих пор применяется в барабанных сканерах.

В дальнейшем, с развитием полупроводников, усовершенствовался фотоприёмник, был изобретен планшетный способ сканирования, но сам принцип оцифровки изображения остаётся почти неизменным.

1. ВИДЫ СКАНЕРОВ

В зависимости от способа сканирования объекта и самих объектов сканирования существуют следующие виды сканеров:

Планшетные - наиболее распространённый вид сканеров, поскольку обеспечивает максимальное удобство для пользователя - высокое качество и приемлемую скорость сканирования. Представляет собой планшет, внутри которого под прозрачным стеклом расположен механизм сканирования.

Сканируемый объект кладется на стекло планшета сканируемой поверхностью вниз. Под стеклом располагается подвижная лампа, движение которой регулируется шаговым двигателем.

Свет, отраженный от объекта, через систему зеркал попадает на чувствительную матрицу, Приёмный элемент преобразует уровень освещенности в уровень напряжения. Далее, после возможной коррекции и обработки, аналоговый сигнал поступает на аналого-цифровой преобразователь (АЦП). С АЦП информация выходит уже в двоичном виде и, после обработки в контроллере сканера через интерфейс с компьютером поступает в драйвер сканера - обычно это так называемый TWAIN-модуль, с которым уже взаимодействуют прикладные программы.

За каждый шаг двигателя сканируется полоска объекта, которые потом объединяются программным обеспечением в общее изображение.

В качестве линейного источника света используется люминесцентная лампа со спектром света, близким к дневному свету, а в качестве приёмника – используется линейка ПЗС (прибор с зарядовой связью).

Ручные - в них отсутствует двигатель, следовательно, объект приходится сканировать пользователю вручную, единственным его плюсом является дешевизна и мобильность, при этом он имеет массу недостатков - низкое разрешение, малую скорость работы, узкую полосу сканирования (до 10-ти см.), возможны перекосы изображения, поскольку пользователю будет трудно перемещать сканер с постоянной скоростью.

Листопротяжные - лист бумаги вставляется в щель и протягивается по направляющим роликам внутри сканера мимо лампы. Имеет меньшие размеры, по сравнению с планшетным, однако может сканировать только отдельные листы, что ограничивает его применение в основном офисами компаний. Многие модели имеют устройство автоматической подачи, что позволяет быстро сканировать большое количество документов.

Книжные сканеры - предназначены для сканирования брошюрованных документов. Современные модели профессиональных сканеров позволяют значительно повысить сохранность документов в архивах, благодаря очень деликатному обращению с оригиналами. Сканирование производится лицевой стороной вверх. Программное обеспечение, используемое в книжных сканерах позволяет устранять дефекты, сглаживать искажения, редактировать полученные отсканированные страницы. Книжные сканеры обладает уникальной функцией "устранения перегиба" книги, которая обеспечивает отличное качество отсканированного (или напечатанного) изображения.

Планетарные сканеры - применяются для сканирования книг или легко повреждающихся документов. При сканировании нет контакта со сканируемым объектом (как в планшетных сканерах).

Барабанные сканеры - Барабанные сканеры, по светочувствительности, значительно превосходящие потребительские планшетные устройства, применяются исключительно в полиграфии, где требуется высококачественное воспроизведение профессиональных фотоснимков. Разрешение таких сканеров обычно составляет 8000-11000 точек на дюйм и более.

В барабанных сканерах оригиналы размещаются на внутренней или внешней (в зависимости от модели) стороне прозрачного барабана. После монтажа оригинала барабан приводится в движение. За один его оборот считывается одна линия пикселей, так что процесс сканирования очень напоминает работу токарно-винторезного станка. Проходящий через слайд (или отраженный от непрозрачного оригинала) сфокусированный луч света попадает на расщепляющую систему (призму или блок зеркал) и через три светофильтра попадает на светочувствительные элементы - фотоэлектронные умножители.

В качестве точечного источника света используются галогенные или ксеноновые лампы мощностью 30-75 Вт, т.к. они сочетают высокую интенсивность излучения с достаточно равномерным распределением мощности во всем диапазоне спектра излучения.

Слайд-сканеры - как ясно из названия, служат для сканирования плёночных слайдов, выпускаются как самостоятельные устройства, так и в виде дополнительных модулей к обычным сканерам.

Сканеры штрих-кода - небольшие, компактные модели для сканирования штрих-кодов товара в магазинах.

3 D -сканеры - устройства, анализирующие физический объект, и c помощью полученных данных, создающие 3d модель. Они используются для инженерного анализа, контроля, дизайна, в играх и развлечениях (создание цифровых моделей персонажей), в медицине и других сферах.

Трехмерное или 3D-сканирование – это процесс перевода физической формы реального объекта в цифровую форму, т.е. получение трехмерной компьютерной модели объекта.

Для того, чтобы сканер «привязался» к сканируемому объекту, на объект перед сканированием наклеиваются специальные индексные метки-привязки. Совокупность этих меток формирует уникальную, связанную с объектом систему координат, в которых строится поверхность. В случае с оптическим сканером эти точки служат для склейки отдельных сканов между собой.

Все блестящие, зеркальные или прозрачные поверхности объекта покрываются антибликовым составом, создающим белую матовую поверхность пригодную для оптического или лазерного 3D-сканирования.

На выходе со сканера получают треугольную полигональную модель объекта.

3D-сканеры делятся на два типа по методу сканирования:

· Контактный, такой метод основывается на непосредственном контакте сканера с исследуемым объектом.

Контактные 3D сканеры построены по принципу обвода модели специальным высокочувствительным щупом, с помощью него в компьютер передаются трехмерные координаты сканируемой модели.

· Бесконтактный.

Неконтактные устройства в свою очередь можно разделить на две отдельные категории:

· Активные сканеры

· Пассивные сканеры

Активные сканеры излучают на объект некоторые направленные волны (свет, луч лазера, ультразвук или рентгеновские лучи) и обнаруживают их отражение для анализа.

Пассивные сканеры не излучают ничего на объект, а вместо этого полагаются на обнаружение отраженного окружающего излучения. Большинство сканеров такого типа обнаруживает видимый свет - легкодоступное окружающее излучение.

Ультразвуковые сканеры (УЗИ-сканеры) – используются в медицине для исследования внутренних органов человека.

Работа УЗИ - сканера основывается на том, что ультразвуковые колебания при распространении подчиняются законам геометрической оптики. Любая среда, в том числе и ткани организма, препятствует распространению ультразвука, то есть обладает различным акустическим сопротивлением, величина которого зависит от их плотности и скорости ультразвука.

Достигнув границы двух сред с различным акустическим сопротивлением, пучок ультразвуковых волн претерпевает существенные изменения: одна его часть продолжает распространяться в новой среде, в той или иной степени поглощаясь ею, другая - отражается. Коэффициент отражения зависит от разности величин акустического сопротивления граничащих друг с другом тканей: чем это различие больше, тем больше отражение и, естественно, больше амплитуда зарегистрированного сигнала, а значит, тем светлее и ярче он будет выглядеть на экране аппарата. Полным отражателем является граница между тканями и воздухом.

2. ХАРАКТЕРИСТИКИ СКАНЕРОВ:

Вид оригинала . Сканирование может осуществляться в проходящем свете (для оригиналов на прозрачной подложке) или отраженном (для оригиналов на непрозрачной подложке). Сканирование негативов отличается особой сложностью, поскольку этот процесс не сводится к простому инвертированию градаций цвета от негатива до позитива. Чтобы точно оцифровать цвет в негативах, сканер должен компенсировать цветную фотографическую вуаль на оригинале. Есть несколько способов решения этой проблемы: аппаратная обработка, программные алгоритмы перехода от негатива к позитиву или справочные таблицы для конкретных типов фотопленки.

Для ввода графической информации используют сканеры, графические планшеты (дигитайзеры) и цифровые фотокамеры. Интересно отметить, что с помощью сканеров можно вводить и знаковую информацию. В этом случае исходный материал вводится в графическом виде, после чего обрабатывается специальными программными средствами (программами распознавания образов).

Ручной сканер, как правило, чем-то напоминает увеличенную в размерах электробритву.

Для того чтобы ввести в компьютер какой-либо документ при помощи этого устройства, надо без резких движений провести сканирующей головкой по соответствующему изображению. Таким образом, проблема перемещения считывающей головки относительно бумаги целиком ложится на пользователя. Кстати, равномерность перемещения сканера существенно сказывается на качестве вводимого в компьютер изображения. В ряде моделей для подтверждения нормального ввода имеется специальный индикатор.

Ширина вводимого изображения для ручных сканеров не превышает обычно 4 дюймов (10 см). В некоторых моделях ручных сканеров в угоду повышения разрешающей способности уменьшают ширину вводимого изображения. Современные ручные сканеры могут обеспечивать автоматическую «склейку» вводимого изображения, то есть формируют целое изображение из отдельно вводимых его частей. Это, в частности, связано с тем, что при помощи ручного сканера невозможно ввести изображения даже формата А4 за один проход.

Ручные сканеры - самые простые и дешевые. Основной недостаток в том, что человек сам перемещает сканер по объекту, и качество полученного изображения зависит от умения и твердости руки. Другой важный недостаток - небольшая ширина полосы сканирования (до 10 см), что затрудняет чтение широких оригиналов.

Ручные сканеры. Принцип действия ручных сканеров в основном соответствует планшетным. Разница заключается в том, что протягивание линейки ПЗС в данном случае выполняется вручную. Равномерность и точность сканирования при этом обеспечиваются неудовлетворительно, и разрешающая способность ручного сканера составляет 150-300 dpi.

Штрих-сканер. Предназначены они для считывания штрих-кодов с маркировки товаров в магазинах. Штрих-сканеры позволяют автоматизировать процесс подсчета стоимости покупок. Они особенно удобны в торговых помещениях, оборудованных электронной связью и производящих расчеты с покупателями с помощью электронных платежных средств (кредитных карт и т.п.) К основным достоинствам ручных сканеров относятся небольшие габариты и сравнительно низкая цена.

Штрих-сканеры. Эта разновидность ручных сканеров предназначена для ввода данных, закодированных в виде штрих-кода. Такие устройства имеют применение в розничной торговой сети.

Настольные сканеры. Само понятие «настольный» говорит о том, что данные сканеры располагаются на столе и устанавливаются в неподвижное положение (их не надо перемещать относительно документа). Такие сканеры позволяют вводить изображения размерами 8,5 на 11 или 8,5 на 14 дюймов. Существуют следующие разновидности настольных сканеров: листовые, планшетные (flatbed), рулонные (sheet-fed), проекционные (overhead), барабанные и сканеры форм.

Листовые сканеры позволяют за одну операцию сканировать лист бумаги стандартного формата. Блок сканирования у таких сканеров неподвижен, а бумага протягивается мимо него при помощи специальных валиков (как в принтере). Эти сканеры гарантируют хорошее качество сканирования, но они способны сканировать только отдельные листы. Перевести с их помощью в электронную форму страницу, книги или разворот журнала невозможно.

Листовые сканеры. Их основное отличие от двух предыдущих в том, что при сканировании неподвижно закреплена линейка с CCD - элементами, а лист со сканируемым изображением движется относительно нее с помощью специальных валиков.

Планшетные сканеры Основным отличием планшетных сканеров является то, что сканирующая головка перемещается относительно бумаги с помощью шагового двигателя. Планшетные сканеры - наиболее «способные». Внешне они чем-то могут напоминать копировальные машины - «ксероксы», внешний вид которых известен, конечно, многим. Для сканирования изображения (чего-нибудь) необходимо открыть крышку сканера, подключить сканируемый лист на стеклянную пластину изображением вниз, после чего закрыть крышку.

Планшетные сканеры. Это самый распространенный сейчас вид для профессиональных работ. Сканируемый объект помещается на стеклянный лист, изображение построчно с равномерной скоростью считывается головкой чтения с CCD - сенсорами, расположенной снизу. Планшетный сканер может быть оборудован специальным устройством слайд-приставкой для сканирования диапозитивов и негативов.

Все дальнейшее управление процессом сканирования осуществляется с клавиатуры компьютера - при работе с одной из специальных программ, поставляемых вместе с таким сканером. Понятно, что рассмотренная конструкция изделия позволяет (подобно «ксероксу») сканировать не только отдельные листы, но и страницы журнала или книги. Наиболее популярными сканерами этого типа на российском рынке являются модели фирмы Hewlett Packard.

Для сканирования слайдов и микроизображений ранее использовались слайд-сканеры. Сейчас возможность сканирования слайдов включена во многие модели планшетных сканеров.

Основными потребительскими параметрами планшетных сканеров являются:

Разрешающая способность;

Производительность;

Динамический диапазон;

Максимальный размер сканируемого материала.

Рулонные (роликовые) сканеры

Работа рулонных сканеров чем-то напоминает работу обыкновенной факс-машины. Отдельные листы документов протягиваются через такое устройство, при этом и осуществляется их сканирование. Таким образом, в данном случае сканирующая головка остается на месте, а уже относительно нее перемещается бумага. Понятно, что в этом случае копирование страниц книг и журналов просто невозможно.

Проекционные сканеры напоминают своеобразный проекционный аппарат (или фотоувеличитель).

Проекционные сканеры. Относительно новое направление. Цветной проекционный сканер является мощным многофункциональным средством для ввода в компьютер любых цветных изображений, включая трехмерные. Он вполне может заменить фотоаппарат.

Вводимый документ кладется на поверхность сканирования изображением вверх, блок сканирования находится при этом также сверху. Перемещается только сканирующее устройство. Основной особенностью данных сканеров является возможность сканирования трехмерных проекций. Например, комбинированный сканер Niscan Page обеспечивает работу в двух режимах: протягивания листов (сканирование оригиналов форматом от визитной карточки до 21,6 см) и самодвижущегося сканера.

Для реализации последнего режима сканера необходимо снять нижнюю крышку. При этом валики, которые обычно протягивают бумагу, служат своеобразными кодами, на которых сканер и движется по сканируемой поверхности. Хотя понятно, что ширина вводимого сканером изображения в обоих режимах не изменяется (чуть больше формата А4), однако в самодвижущемся режиме можно сканировать изображение с листа бумаги, превышающего этот формат, или вводить формацию со страниц книги.

Барабанные сканеры обеспечивают наивысшее разрешение сканирования, но они предназначены в основном для сканирования не бумажных документов, а прозрачных материалов, например слайдов, негативов и т.п. В сканерах этого типа считывающая головка устанавливается неподвижно, а изображение, закрепленное на цилиндрическом барабане, вращается с высокой скоростью и сканируется построчно.

Барабанные сканеры применяются в профессиональной типографической деятельности. Принцип заключается в том, что оригинал на барабане освещается источником света, а фотосенсоры переводят отраженное излучение в цифровое значение.

Барабанные сканеры. В сканерах этого типа исходный материал закрепляется на цилиндрической поверхности барабана, вращающегося с высокой скоростью. Устройства этого типа обеспечивают наивысшее разрешение (2400-5000 dpi) благодаря применению не ПЗС, а фотоэлектронных умножителей. Их используют для сканирования исходных изображений, имеющих высокое качество, но недостаточные линейные размеры (фотонегативов, слайдов и т. п.)

И, наконец, особым рядом стоят сканеры форм. Это специальные сканеры для ввода информации с заполненных бланков. Некоторые специалисты считают сканеры форм разновидностью листовых сканеров. С их помощью вводят данные из анкет, опросных листов, избирательных бюллетеней. От сканеров этого типа требуется не высокая разрешающая способность, а очень высокое быстродействие.

Сканеры форм. Предназначены для ввода данных со стандартных форм, заполненных механически или «от руки». Необходимость в этом возникает при проведении переписей населения, обработке результатов выборов и анализе анкетных данных.

От сканеров форм не требуется высокой точности сканирования, но быстродействие играет повышенную роль и является основным потребительским параметром.

В наше время у сканеров появилось еще одно применение - считывание рукописных текстов, которые затем специальными программами распознавания символов преобразуются в коды ASC II и в дальнейшем могут обрабатываться текстовыми редакторами.

Лекция №7. Планшетные сканеры

2. Планшетные сканеры.

1.Общие характеристики сканеров

Каждый тип сканеров имеет свои особенности применения, что обусловливает различия в технологии сканирования и, следовательно, в характеристиках устройств. Однако существуют и некоторые общие критерии оценки как самого сканера, так и полученного с его помощью изображения. Рассмотрим общие характеристики сканирования безотно­сительно к конкретным видам или моделям сканеров.

Цветность сканера. Как и большинство других устройств для обработки изображений, сканеры делятся на

Цветные;

Черно-белые (полутоновые)

Штриховые черно-белые.

Цвет­ные сканеры - самый распространенный вид.

Полутоновые сканеры «различают» оттенки серого, но не способны вос­принимать цветные изображения.

Штриховые черно-белые сканеры различают только два цвета и практически не пред­ставлены в торговой сети - они используются в основном на различных производствах (например, для сканирования чертежей или штрих-кодов).

Разрешение сканера (resolution) - это совокупность пара­метров, характеризующих минимальный размер деталей изображения, который сканер в состоянии считать. Разреше­ние делят на оптическое, механическое и интерполяционное.

Оптическое разрешение (optical resolution ) характеризует минимальный размер точки по горизонтали, которую сканер в состоянии распознать. В сканерах, использующих для считывания цветовой информации матрицу (например, план­шетных или листопротяжных), эта характеристика определяется отношением количества элементов в линии матрицы к ширине рабочей области. Для других типов сканеров таких как барабанный) она ограничивается возможностя­ми фокусировки света на фотопринимающем элементе. Оптическое разрешение - всегда наименьшее из всех указанных для конкретной модели сканера, поэтому производители сканеров часто не указывают его.

Механическое разрешение (mechanical resolution ) - количество шагов, которое делает сканирующая каретка, деленное на длину пройденного ею пути. Поскольку на каждом шаге происходит считывание информации матрицей, этот параметр определяет минимальный размер точки по вертикали, которую сканер может распознать. Иногда механическое разрешение тоже называют оптическим, но это неверно. Например, если для какой-либо модели сканера указано оптическое разрешение 300х1200 ppi, то оптическим разрешением будет 300 ppi, а механическим - 1200 ppi. Обычно механическое разрешение в два раза больше оптического, но встречаются и модели, в которых оно в четыре раза больше или, напротив, они равны. Ввиду того, что ПЗС-матрица не может сканировать с разрешением по горизонтали больше оптического, для добавления недостающих точек используются математические методы интерполяции (ина­че вертикальный размер любого отсканированного квадрата получился бы, больше горизонтального). Механическое разрешение применимо только к сканерам с матрич­ной структурой фотоприемников.

Интерполяционное разрешение - искусственно увеличен­ное с помощью математических методов разрешение. Про­грамма, входящая в комплект поставки сканера, пытается довести изображение до этого разрешения путем добавле­ния недостающих точек (например, при реальном разреше­нии 3х3 программа выдает 9х9). Этот параметр не имеет ничего общего с реальными физическими параметрами сканера и может характеризовать только программу обработки изображения.

Разрешение сканера обычно измеряется в пикселах на дюйм (ppi, pixel per inch). Измерять данный параметр в точках на дюйм (dpi, dots par inch) в принципе неверно, так как под dpi подразумевается фактиче­ское разрешение принтера, а это несколько иное понятие. Обычно принтер для получения одного цветного пиксела отпечатывает несколько точек, и каждая из них отвечает за свою составляющую цвета. Эти точки находятся очень близко, что создает эффект одного пиксела нужного цвета: они как бы сливаются. Соответственно, dpi подразуме­вает количество составляющих цвет точек на дюйм. Под ppi подразуме­вается именно количество полноцветных пикселов на дюйм.

Разрядность (глубина цвета) - параметр, характеризующий количество цветов или оттенков серого (в зависимости от цветности сканера). Разрядность означает, сколько бит используется сканером для представления цвета одной точки изображения. Различают разрядность внешнюю и внутреннюю. Внутренняя разрядность - это количество бит, представляющих точку для внутренних операций в сканере (то есть до прохождения сигналом АЦП и преобразования в цифровой вид). Внешняя разрядность определяет битность цвета после прохождения сигнала через АЦП. Внешняя разрядность сканеров обычно 8 бит (256 оттенков серого) для полутоновых сканеров и 24 бита (по 8 бит на составля­ющую, итого 16,77 млн цветов) - для цветных сканеров. Внутренняя разрядность обычно не меньше, а больше внешней. Дополнительные биты во внутренней разрядности (если они есть) используются для улучшения точности цветопередачи и снижения влияния искажений на цвет. |

Динамический диапазон - еще одна цветовая характеристика. «Качество» отражения света любым оригиналом выражает оптическая плотность. Она вычисляется как десятичный логарифм отношения светового потока, падающего на оригинал, к световому потоку, отраженному от оригинала (для непрозрачных оригиналов) или прошедшему сквозь него (для негативов или слайдов).

Оптическая плотность измеряется в OD (Optical Density), или просто D, и может меняться в диапазоне от 0,0D для абсолютно белого (прозрачного) цве­та до 4,0D для идеально черного (непрозрачного) цвета.

Поскольку речь идет о логарифме, например, 2,0D и 3,0D бу­дут различаться не на 25%, а в 10 раз. Оптические плотности для некоторых видов оригиналов приведены в табл. 1.

Таблица 1. Оптические плотности некоторых оригиналов

Оригинал

Диапазон оптических плотностей

Газетная бумага

Мелованная бумага

Фотоснимки

Негативные пленки

Цветные слайды коммерческого качества

Высококачественные диапозитивы, пленочные и двойные слайды

Диапазон оптических плотностей сканера говорит о том, какие из цветов оригинала еще будут распознаны, а какие - уже нет, то есть будут восприняты либо как полностью бе­лые, либо как абсолютно черные. Диапазон оптических плот­ностей включает в себя две характеристики: D min и D max . Первая, D min - такая оптическая плотность оригинала, ниже которой сканер будет считать оригинал идеально белым. Соответственно, D max - такая оптическая плотность ориги­нала, выше которой сканер будет считать оригинал абсо­лютно черным. Сам диапазон представляет собой разность D min и D max . Диапазон оптических плотностей сканера зави­сит от качества и разрядности АЦП и фотоэлементов, а также от алгоритма работы контроллера сканера. В табл. 2 ука­заны типичные динамические диапазоны для распростра­ненных видов сканеров.

Таблица 2. Типичные динамические диапазоны сканеров

Вид, класс сканера

Типичный динамический диапазон

Ручные сканеры

Полутоновые сканеры

Цветные планшетные сканеры, старые модели и модели класса SOHO

Цветные планшетные сканеры промежуточного класса

Цветные планшетные сканеры высокого класса

Настольные барабанные сканеры

Барабанные сканеры высокого класса

Работая область сканера -максимальный формат доку­мента, который сканер в состоянии обработать. Формат за­висит от конструкции и области применения сканера. Так, формат документа для листопротяжных и ручных сканеров ограничен только по ширине. Обычные домашние и офис­ные сканеры чаще всего соответствуют форматам А4 и приня­тому на западе формату Legal. Профессиональные модели могут иметь фиксированные размеры, приспособленные для конкретных оригиналов (например, слайд-сканер 35-мйллиметровой пленки), или просто иметь большой формат - до АО.

Скорость сканирования - параметр, отражающий время, за которое будет отсканирован тот или иной документ. На са­мом деле эта характеристика не может иметь какого-либо зна­чения, так как зависит от быстродействия компьютера, объ­ема его оперативной памяти, от аппаратного интерфейса и т. д. Поэтому быстродействие сканера можно оценивать только для конкретного рабочего места. Иногда этот параметр указыва­ется в характеристиках сканера в миллисекундах на линию.

Аппаратный интерфейс сканера (интерфейс передачи данных) обеспечивает обмен информацией между сканером и компьютером. От него зависит скорость передачи данных между компьютером и сканером. Эта характеристика мо­жет быть очень важна, если есть необходимость в высоком качестве отсканированных фотографий (или каких-либо других графических материалов). Например, для стандарт­ной цветной фотографии размером 10х15 см, отсканиро­ванной с разрешением 720 ppi при разрядности цвета 24 бит (True color), потребуется около 40-Мбайт дискового про­странства. Соответственно, если скорость передачи данных между сканером и компьютером низка, то и ждать результа­та придется очень-долго. Поэтому интерфейс передачи дан­ных по важности ставится наравне с такими характеристи­ками, как разрешение и глубина цвета. Сейчас на рынке представлены сканеры с пятью типами интерфейсов:

1. Интерфейс LPT (стандартный параллельный порт Centronics ). Этот интерфейс один из самых медлен­ных, но и наиболее прост при установке сканера: Иног­да встречаются улучшенные варианты - с поддерж­кой (или даже требованием) ЕРР/ЕСР. В таком случае могут возникнуть проблемы с установкой, так как не все компьютеры оборудованы такими портами. Сканеры с интерфейсом LPT практически всегда имеют «сквозной порт», то есть сканер не монопольно ис­пользует LPT-порт, оставляя возможность подклю­чения еще одного устройства (обычно этим устрой­ством бывает принтер).

2. Собственный интерфейс. Его еще иногда называют ISA. Такой интерфейс реализуется в виде отдельной карты, с которой может работать сканер. Такие карты для каждой модели сканера уникальны, из-за чего могут возникнуть проблемы при замене (если карта, например, вышла из строя) или после Upgrade.

3. SCSI-интерфейс - один из наиболее скоростных ва­риантов интерфейса передачи данных. Однако, если в комплекте со сканером не поставляется SCSI-кар­та, то могут возникнуть проблемы совместимости о другим контроллером SCSI. Меньше всего проблем создают контроллеры Adaptec. Если в комплект по­ставки сканера включена своя карта, то подключение и использование сканера не вызовут проблем, однако не факт, что другие SCSI-устройства смогут быть ус­тановлены на этот контроллер (например, из-за от­сутствия или несовместимости драйверов). При подключении сканера к SCSI-плате должно быть соблюдено согласование шины, иначе подключенные к ней устройства не смогут нормально работать. На­чало и конец цепочки устройств должны быть обес­печены терминаторами (согласующими сопротивлени­ями). Если на шине отсутствуют внешние устройства, то терминатор можно установить прямо на контрол­лере, который служит последним звеном в цепочке SCSI. Поскольку сканер лучше всего установить пос­ледним в цепочке, необходимо задействовать соб­ственный терминатор сканера, отключив терминатор контроллера. У большинства сканеров терминаторы находятся внутри. Лишь немногие сканеры (напри­мер, HP ScanJet 4p) имеют внешний переключатель.

4. Интерфейс USB - преемник LPT-интерфейса. Сто­имость USB-сканера ниже, а производительность этого интерфейса - значительно выше, чем для па­раллельного порта, однако не на всех компьютерах есть поддержка USB.

5. Интерфейс PCMCIA (PC card ) - интерфейс для ра­боты с портативными компьютерами. Данный интер­фейс претендует на универсальность, однако это не всегда так. Поэтому стоит проверить совместимость кон­кретного портативного компьютера с таким сканером.

2. Планшетные сканеры

Планшетные сканеры - самый распространенный вид скане­ров. Популярность эта вполне заслуженна: устройство таких ска­неров создает все удобства при сканировании любых ориги­налов. Оригинал в планшетном сканере неподвижно лежит на стекле, а считывание в большинстве случаев происходит в отраженном от него свете. Высокие скоростные характе­ристики таких сканеров также являются несомненным пре­имуществом. Это преимущество достигается за счет того, что фотоэлементом в планшетных сканерах является не единич­ный фотоэлемент, а считывающая линейка фотоэлементов.

Рис.1. Устройство планшетного сканера 1-оригинал; 2- стекло; 3- источник света; 4 – система зеркал; 5 - линза; 6 – линейный фотоприемник; 7- АЦП

На рис. 1 изображена схема устройства планшетного ска­нера. Полоса света, испускаемая источником освещения, попадает на оригинал, растянутый на стекле. Отразившись, свет попадает на первое зеркало из системы зеркал. Зерка­ла расположены таким образом, чтобы отраженный свет попадал на собирающую линзу. Линза проецирует попав­ший на нее свет на линейку фотоэлементов (с увеличени­ем). Свет, попавший на эту линейку, трансформируется в электрический аналоговый сигнал, который далее попа­дает в АЦП. В некоторых сканерах между фотоприемни­ком и АЦП находятся промежуточные ступени, работаю­щие с аналоговым сигналом. Эти ступени предназначены для аппаратного исправления погрешностей сканирования и, иногда, самого изображения. В результате на выход, то есть вкомпьютер (после АЦП), идет полоска изображе­ния исходного оригинала.

Описанная выше процедура сканирования охватывает толь­ко одну строку изображения. Поэтому для полного скани­рования и используется головка. После того как отскани­рованная строка пикселов попадет в компьютер, каретка сдвигается на один шаг. Длина этого шага фиксирована и от нее зависит механическое разрешение сканера (см. раз­дел «Общие характеристики сканеров»). Затем вся проце­дура повторяется до тех пор, пока заданная область не бу­дет считана полностью. Рассмотрим описанные детали сканера подробнее.

1. Источник изображения. В приведенной схеме источник изображения непрозрачен (сканер работает на отраже­ние), но в некоторых случаях может использоваться и прозрачный оригинал. Для работы с такими докумен­тами сканер может быть оборудован слайд-модулем.

2. Стеклянная пластина. К пластине предъявляются особые требования: качество стекла должно быть очень высоким, поверхность должна быть максимально ров­ной и внутри стекла не должно быть никаких неоднородностей. Это при том, что толщина стекла очень мала.

3. Фотопринимающая матрица эта, и следующие в списке детали находятся на так называемой сканирующей головке или каретке). Практически это самая существен­ная деталь сканера. От нее зависят оптическое разреше­ние, динамический диапазон, схема работы сканера (одно- или трехпроходный) и почти все остальные характеристики (за исключением разве что рабочей обла­сти сканера). На сегодняшний день наиболее распрост­ранены два типа фотопринимающей матрицы:

ПЗС-матрицы (прибор с зарядовой связью, в англий­ских обозначениях - CCD, Couple-Charged Device);

КДИ-матрицы (контактный датчик изображения, в ан­глийских обозначениях - CIS, Contact Image Sensor).

Основой элемента ПЗС-матриц является фототранзистор, выполненный по технологии МОП (металл-оксид -полу­проводник). Эта технология используется и во многих дру­гих приборах для считывания изображений, от мощнейших телескопов до приборов ночного видения.

Данному виду фотоэлементов присущи свои преимущества и недостатки. Среди преимуществ ПЗС необходимо отме­тить следующие:

Высокая чувствительность. Квантовая эффективность ПЗС чрезвычайно высока и может достигать 95%. Для сравнения, квантовая эффективность человеческого гла­за - около 1%, лучшие фотоэмульсии имеют квантовую эффективность до 3%, фотоэлектронные умножители (фотоприемники в барабанных сканерах) - до 20%. Квантовая эффективность определяет способность фотоприемника переводить свет в электрические сигналы, то есть выражает эффективность перевода попавших на него квантов (частиц света) в электрический сигнал. Строго говоря, она равна отношению числа зарегистри­рованных зарядов к числу фотонов, попавших на свето­чувствительную область кристалла ПЗС. Энергия кванта зависит от длины волны света, поэтому четко обозна­чить эту характеристику для ПЗС невозможно - она ме­няется по всему спектру и обычно задается в виде функции от длины волны.

Широкий спектральный диапазон. ПЗС может реагиро­вать на свет, начиная от гамма- и рентгеновского излучения и заканчивая инфракрасным излучением. Такого диапазона не дает на текущий момент ни одна из мат­ричных технологий. Главными недостатками ПЗС являются:.

Ограниченность разрешения. Во всех матричных фотоприемниках существует ограничение максимального раз­решения количеством элементов матрицы.

Шумы. Существует несколько видов шумов. Одни виды шумов зависят от температуры, поэтому для высокока­чественных ПЗС иногда применяется охлаждение. Дру­гие виды шумов зависят от качества сборки ПЗС. Но есть и шумы, которые нет возможности отфильтро­вать даже в самых качественных приборах. Например, таким шумом является фотонный шум. Этот шум - след­ствие природы света и не зависит от фотоприемиика. Все эти шумы вносят соответствующие искажения в ре­зультат сканирования. Обычно искажения проявляются в виде шумовых битов. В сканерах младшего класса для каждой из трех составляющих цвета (8 бит на каждую) два старших бита являются «шумовыми» и не содержат точной информации о цвете.

Растекание заряда. Этот эффект возникает в резуль­тате того, что заряд, накопленный элементом ПЗС, ли­нейно меняется в зависимости от попавшего на него света. Соответственно, есть некоторый предел, ограни­чивающий этот заряд. Если за время освещения суммар­ное количество фотонов (частиц света) превысит предельное значение, то заряд начнет «перетекать» в соседние пикселы. На получившемся изображении это выглядит как расплывчатость слишком ярких деталей изображения.

Принципиального различия между КД И- и ПЗС-матрица-ми нет. КДИ-сканеры отличаются of ПЗС-сканеров тем, что в них матрица растянута на всю ширину рабочей области, поэтому полностью отсутствует оптическая система.

Однако от технологии фотопринимающей матрицы зави­сит устройство многих других узлов, так что следует гово­рить не о различиях в сканирующей матрице, а о различиях в сканерах.

Репетиторство

Нужна помощь по изучению какой-либы темы?

Наши специалисты проконсультируют или окажут репетиторские услуги по интересующей вас тематике.
Отправь заявку с указанием темы прямо сейчас, чтобы узнать о возможности получения консультации.