Уcтpoйcтвa ввoдa инфopмaции

Особенность аппаратных и программных интерфейсов сканеров. Основные способы подключения оптико-электронной системы и программного обеспечения. Характеристика процесса сканирования изображений. Типичные значения оптической плотности некоторых оригиналов.

Рубрика Программирование, компьютеры и кибернетика
Вид реферат
Язык русский
Дата добавления 11.11.2015
Размер файла 35,9 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

УCТPOЙCТВA ВВOДA ИНФOPМAЦИИ

1. ИНТЕРФЕЙСЫ СКАНЕРОВ

Сегодня можно встретить сканеры с тремя типами интерфейсов - SCSI, USB или FireWire. Последние два практически полностью вытеснили устаревший
25-контактный параллельный интерфейс Centronix, которым раньше оснащались почти все сканеры младшего и среднего уровня.

Большинству современных пользователей достаточно возможностей, предоставляемых интерфейсом USB 2.0. Он обеспечивает высокую скорость передачи данных, им оснащен практически любой современный ПК, подключение устройства, как правило, не требует перезапуска, а некоторые сканеры используют его не только для передачи данных, но и для питания, обходясь без внешнего БП.

Интерфейс - IEEE 1394 (он же FireWire, он же iLink), который уже давно присутствует на всех компьютерах компании Apple, а также на всех машинах со звуковыми картами Creative семейств Audigy и Audigy 2. В настоящее время интерфейс FireWire уже не имеет особых преимуществ по сравнению с USB: он обеспечивал более высокую пропускную способность, чем USB 1.1, но с появлением USB 2.0 лишился этого преимущества. Надо отметить, что все сканеры среднего класса оснащены интерфейсом USB.

Сканеры с интерфейсом SCSI требуют установки в компьютер дополнительной платы SCSI-адаптера, которая поставляется в комплекте со сканером. Интерфейсом SCSI оснащаются сканеры старшего уровня, и это в какой-то степени дань традиции. В настоящее время интерфейс SCSI уже не имеет столь впечатляющего преимущества в пропускной способности, а кроме того, не так много сканеров, которым действительно необходим столь широкополосный канал для связи с ПК. Тем не менее этим интерфейсом оснащаются некоторые современные сканеры. Преимуществом интерфейса SCSI является обеспечение высокой скорости сканирования.

2. ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СКАНЕРОВ

Для того, чтобы правильно выбрать тип сканера, а соответственно максимально использовать его возможности для реализации поставленных задач, необходимо разобраться в технических характеристиках сканеров и существующей терминологии.

· Разрешающая способность -- главная характеристика сканера.
В процессе сканирования изображение разбивается на отдельные точки, размер которых определяется особенностями оптической системы и фотоэлементов. Под оптическим разрешением подразумевается число таких точек, умещающихся на отрезке определенной длины. В технических характеристиках устройства могут быть указаны различные значения разрешения по горизонтали и вертикали. Например, параметр 300х600 dpi означает, что каждый квадратный дюйм изображения разбит на 300 точек по горизонтали и 600 по вертикали.

· Чем больше разрешение, тем больше информации об оригинале может быть введено в компьютер и подвергнуто дальнейшей обработке.

РАЗРЕШЕНИЕ СКАНЕРА - это максимальное разрешение, которое можно установить при сканировании. Величина разрешения зависит от того, какие изображения предполагается сканировать и на какие устройства выводить. Ниже приводятся лишь ориентировочные значения.

Если сканируется изображение для последующего вывода на экран монитора, то обычно достаточно разрешения 72--l00ppi. Для вывода на обычный офисный или домашний струйный принтер -- 100-150 ppi, на высококачественный струйный принтер -- от 300 ppi.

При сканировании текстов из газет, журналов и книг с целью последующей обработки программами оптического распознавания символов (OCR -- Optical Character Recognition) обычно требуется разрешение 200-400 ppi. Для вывода на экран или принтер эта величину можно уменьшить в несколько раз.

Для любительских фотографий обычно требуется 100-300 ppi. Для иллюстраций из роскошных типографских альбомов и буклетов -- 300-600ppi.

Если необходимо увеличить изображение для вывода на экран или принтер без потери качества (четкости), то разрешение сканирования следует установить с некоторым запасом, т. е. увеличить его в 1,5--2 раза по сравнению с приведенными выше значениями.

Рекламным агентствам, например, требуется высококачественное сканирование слайдов и бумажных оригиналов. При сканировании слайдов для вывода на печать в формате 10x15 см потребуется разрешение 1200 ppi, а в формате А4 - 2400 ppi.

В большинстве случаев аппаратного разрешения сканера 300 ppi достаточно. Если же сканер имеет разрешение 600 ppi, то это очень хорошо.

· Производительность сканера характеризуется продолжительностью сканирования листа бумаги стандартного формата и зависит как от совершенства механической части устройства, так и от типа интерфейса, использованного для сопряжения с компьютером. В базовых моделях чаще используется связь сканера через USB-порт. В профессиональных сканерах -- SCSI.

· Динамический диапазон сканера определяется логарифмом отношения яркости наиболее светлых участков изображения к яркости наиболее темных участков. Типовой показатель для сканеров офисного применения составляет 1,8-2,0, а для сканеров профессионального применения -- от 2,5 (для непрозрачных материалов) до 3,5 (для прозрачных материалов).

· Глубина цвета сканера отражает разрядность аналого-цифрового преобразователя, то есть это характеристика, показывающая, насколько точна информация о цвете каждой точки отсканированного изображения. Глубине цвета в 1 bit соответствует черно-белый режим работы сканера, каждая точка может быть только черной или белой. В сером режиме глубина цвета составляет обычно 8 bit. Этому соответствует 256 градаций серого. Именно такое количество оттенков возможно для каждой точки.

Цветное сканирование -- не что иное, как сканирование в сером режиме с разными фильтрами (красным, синим, зеленым). 256 оттенков по каждой компоненте из трех дают в сумме 16,7 млн возможных комбинаций цветов (24-битное изображение). Казалось бы, 24 bit достаточно для точной передачи любого оттенка, однако при дальнейшей корректировке гаммы, яркости или контрастности размер палитры значительно уменьшается, особенно по краям спектра, часть данных теряется. Именно по этой причине ведущие производители уже выпускают модели с глубиной цвета 36 и даже 48 bit. При неизбежной потере данных "запасные" биты позволяют получить настоящее 24-битное изображение.

3. ПРОГРАММНЫЕ ИНТЕРФЕЙСЫ СКАНЕРОВ

Как правило, вместе со сканером поставляется специализированное ПО, например, системы распознавания текста (OCR), пакеты обработки растровых изображений и др. Сейчас есть возможность использовать любые другие программы для работы с изображениями.

Раньше каждый изготовитель создавал программные интерфейсы к своим сканерам, и соответственно в распоряжении пользователя были только те программы, которые умели взаимодействовать с драйвером сканера. И если в 1970-1980-х гг., когда сканеры были редкими дорогостоящими специализированными устройствами (чаще всего это были барабанные модели), не возникало серьезных проблем, то с началом распространения в середине 80-х гг. планшетных сканеров отсутствие единого стандарта для работы со сканирующими устройствами стало неприемлемым.

TWAIN

В начале 1990-х гг. для создания единого программного интерфейса (он получил название TWAIN) группа изготовителей программных и аппаратных средств (в нее вошли такие компании, как Adobe, Canon, Kodak, Fujitsu Computers, Hewlett-Packard, Intel и др.) сформировала некоммерческое объединение TWAIN Working Group. С самого начала было решено сделать стандарт TWAIN открытым, чтобы обеспечить ему максимально быстрое и широкое распространение.

Стандарт TWAIN обеспечивает универсальный интерфейс для взаимодействия пользовательских приложений с драйверами сканера.

Основа API TWAIN - контроллер (Source Manager), позволяющий программному приложению обращаться к любому подключенному к ПК TWAIN-устройству.

Первая версия TWAIN, 1.1, была разработана всего за год и представлена в 1992 г.; в настоящее время уже создана девятая версия этого интерфейса - TWAIN 1.9.

Наиболее удачной расшифровкой псевдоаббревиатуры TWAIN считается "Technology Without An Interesting Name" (это можно перевести как "технология, не имеющая привлекательного названия").

WIA

Как было отмечено выше, стандарт TWAIN обеспечивает лишь универсальный интерфейс для взаимодействия пользовательских приложений с драйверами сканера.

Однако реализация таких функций, как пользовательский интерфейс процедуры сканирования, настройки сканера и т. п., возложена на создателей драйвера и не унифицирована.

Кроме того, интерфейс TWAIN практически не взаимодействует с ОС и не отвечает за интеграцию сканирующих устройств в систему управления аппаратными ресурсами ПК.

Последнее не удивительно - в то время, когда создавалась идеология и архитектура TWAIN, ОС семейства Windows были еще не столь широко распространены, а разрабатывать универсальные средства для самых разных ОС не представлялось возможным.

На современном уровне развития наиболее распространенной ОС Windows предоставляемые TWAIN возможности уже кажутся недостаточными. Поэтому компания Microsoft разработала собственный стандарт работы с устройствами-источниками изображений (сканерами, цифровыми фото- и видеокамерами) - WIA (Windows Imaging Architecture или Windows Imaging Acquisition - интерфейс доставки изображений Windows), впервые реализованный в ОС Windows Millennium Edition.

WIA тесно взаимодействует с ядром системы Windows и содержит широкий спектр системных компонентов. Отметим наиболее важные из них.

Windows Explorer User Interface. Он позволяет пользователю работать с устройством-источником изображений как с обычным расширением Windows. При подключении устройства к ПК его значок появляется в разделе My Computer, щелкнув на котором пользователь имеет возможность просмотреть "содержимое" этого устройства, например, отснятые кадры в памяти фото- и видеокамеры. В распоряжении пользователя контекстные меню, мастер подключения новых WIA-устройств и настройки уже подключенных.

Device Object. Компонент Device Object создает объект стандартного типа "Устройство" при подключении к компьютеру сканера. Это позволяет всем служебным программам обращаться к вновь подключенному устройству, используя стандартный интерфейс Windows для аппаратных средств. Благодаря этому упрощается мониторинг состояния устройства, обновление его драйверов и т. п.

Scanner Wizard. Мастер сканирования предоставляет пользователю стандартный интерфейс для работы с источниками изображений. В нем реализованы все основные возможности управления, такие, как предварительный просмотр изображения, выделение области сканирования, масштабирование, настройка разрешения, яркости, контрастности и глубины цвета сканируемого изображения. Благодаря возможностям этого компонента пользователь работает с одинаковыми диалоговыми окнами вне зависимости от того, устройством какого изготовителя он управляет.

Application Interfaces. Один из самых важных компонентов WIA обеспечивает самые разные программные интерфейсы, среди которых как высокоуровневые специфические интерфейсы WIA, так и эмулируемый TWAIN. Кроме того, предусмотрен стандартный интерфейс открытия/вставки файлов - любая прикладная программа, использующая стандартный диалог для работы с файловой системой, может получить изображение непосредственно со сканера или цифровой камеры.

ISIS

Возможности, предоставляемые архитектурой WIA, эффективны в случае использования достаточно простых и однотипных устройств. Однако многие современные сканеры среднего и старшего уровня, ориентированные на работу в корпорациях и на большой документооборот, имеют множество специфических особенностей и возможностей, которые не могут быть учтены в универсальном интерфейсе.

Одновременно современные программные системы, применяемые в организациях с активным электронным документооборотом, нуждаются в более мощных возможностях, чем выбор источника изображения и сканирование одиночного изображения. Но, очевидно, они также не могут быть ориентированы на возможности какой-то конкретной модели сканера, поскольку должны оставаться универсальными.

Таким образом, возникает необходимость в программном интерфейсе, занимающем ту же нишу, что и TWAIN, и обеспечивающем взаимодействие прикладных программ с аппаратным обеспечением, но имеющем гораздо более широкие возможности. Такой интерфейс был разработан компанией Pixel Translations в середине 1990-х гг., он получил название ISIS (Image and Scanner Interface Specification - стандартный интерфейс для работы со сканерами и изображениями).

Основное достоинство ISIS - модульная архитектура. Этот программный интерфейс состоит из множества стандартизованных программных блоков, выполняющих функции обработки изображений (сканирование, преобразование, сжатие и т. п.). Разработчики и пользователи могут компоновать эти блоки в так называемые конвейеры для решения тех или иных задач (например, конвейер обработки договора может состоять из блоков многостраничного сканирования, преобразования в наиболее подходящий графический формат, сжатия и сохранения в файл).

Как и в случае с TWAIN, каждый сканер должен иметь ISIS-совместимый драйвер, в котором реализованы все его возможности и учтены особенности. Интерфейс ISIS предоставляет разработчикам ПО мощную и гибко настраиваемую систему управления устройствами сканирования и изображениями, а изготовителям аппаратных устройств - максимальную совместимость их продукции с существующим ПО.

Выбирая сканер, следует исходить из задач, которые вы собираетесь решать с его помощью. Сканеры могут использоваться для текущих задач офисов, домашнего коллекционирования фотографий и профессиональной работы с графикой. Для Web-дизайна, например, вы можете обходиться и самыми дешевыми сканерами. Но для работ, предназначенных, в конечном счете, для полиграфии, вам, возможно, потребуется более мощное устройство.

Чтобы ориентироваться среди множества параметров сканеров, следует понимать, на что они практически влияют и от чего зависят.

КАК УСТРОЕНЫ И РАБОТАЮТ СКАНЕРЫ

Для офисных и домашних задач, а также для большинства работ по компьютерной графике лучше всего подходят так называемые планшетные сканеры. Различные модели этого типа шире других представлены в продаже. Поэтому начнем с рассмотрения принципов построения и функционирования сканеров именно этого типа. Уяснение этих принципов позволит лучше понять значение технических характеристик, которые учитываются при выборе сканеров.

Планшетный сканер (Flatbed scanner) представляет собой прямоугольный пластмассовый корпус с крышкой. Под крышкой находится стеклянная поверхность, на которую помещается оригинал, предназначенный для сканирования. Через это стекло можно разглядеть кое-что из внутренностей сканера. В сканере имеется подвижная каретка, на которой установлены лампа подсветки и система зеркал. Каретка перемещается посредством так называемого шагового двигателя. Свет лампы отражается от оригинала и через систему зеркал и фокусирующих линз попадает на так называемую матрицу, состоящую из датчиков, вырабатывающих электрические сигналы, величина которых определяется интенсивностью падающего на них света.

Эти датчики основаны на светочувствительных элементах, называемых приборами с зарядовой связью (ПЗС, Couple Charged Device -- CCD). Точнее говоря, на поверхности ПЗС образуется электрический заряд, пропорциональный интенсивности падающего света. Далее нужно только преобразовать величину этого заряда в другую электрическую величину -- напряжение. Несколько ПЗС располагаются рядом на одной линейке. Электрический сигнал на выходе ПЗС является аналоговой величиной (т.е. ее изменение аналогично изменению входной величины -- интенсивности света). Далее происходит преобразование аналогового сигнала в цифровую форму с последующей обработкой и передачей в компьютер для дальнейшего использования.

Эту функцию выполняет специальное устройство, называемое аналого-цифровым преобразователем(АЦП, Analog-to-digital Converter -- ADC). Таким образом, на каждом шаге перемещения каретки сканер считывает одну горизонтальную полоску оригинала, разбитую на дискретные элементы (пикселы), количество которых равно количеству ПЗС на линейке. Все отсканированное изображение состоит из нескольких таких полос.

Схема устройства и работы планшетного сканера на основе ПЗС (CCD): свет лампы отражается от оригинала и через оптическую систему попадает на матрицу светочувствительных элементов, а затем на аналого-цифровой преобразователь (АЦП)

В цветных сканерах сейчас используются, как правило, трехрядная матрица ПЗС и подсветка оригинала калиброванным белым светом. Каждый ряд матрицы предназначен для восприятия одной из базовых цветовых составляющих света (красной, зеленой и синей). Чтобы разделить цвета, используют либо призму, разлагающую луч белого света на цветные составляющие, либо специальное фильтрующее покрытие ПЗС. Однако существуют цветные сканеры и с однорядной матрицей ПЗС, в которых оригинал по очереди подсвечивается тремя лампами базовых цветов. Однорядная технология с тройной подсветкой считается устаревшей.

Кроме CCD-сканеров, основанных на матрице ПЗС, имеются CIS-сканеры (Contact Image Sensor), в которых применяется фотоэлементная технология. Светочувствительные матрицы, выполненные по этой технологии, воспринимают отраженный оригиналом свет непосредственно через стекло сканера без использования оптических систем фокусировки.
Это позволило уменьшить размеры и вес планшетных сканеров более чем в два раза (до 3--4 кг). Однако такие сканеры хороши только для исключительно плоских оригиналов, плотно прилегающих к стеклянной поверхности рабочего поля. При этом качество получаемого изображения существенно зависит от наличия посторонних источников света (крышка CIS-сканера во время сканирования должна быть закрыта). В случае объемных оригиналов качество оставляет желать лучшего, в то время как ССО-сканеры дают неплохие результаты и для объемных (до нескольких см в глубину) предметов.

Планшетные сканеры могут быть снабжены дополнительными устройствами, такими как слайд-адаптер, автоподатчик оригиналов и др. Для одних моделей эти устройства предусмотрены, а для других нет.

Слайд-адаптер (Transparency Media Adapter, TMA) -- специальная приставка, позволяющая сканировать прозрачные оригиналы.

Автоподатчик -- устройство, подающее оригиналы в сканер, которое очень удобно использовать при потоковом сканировании однотипных изображений (когда не нужно часто перенастраивать сканер), например, текстов или чертежей приблизительно одинакового качества.

Кроме планшетных, есть и другие типы сканеров: ручные, листопротяжные, барабанные, слайдовые, для сканирования штрих-кодов, скоростные для потоковой работы с документами.

Ручной сканер (Handheld Scanner) -- портативный сканер, в котором сканирование осуществляется путем его ручного перемещения по оригиналу. По принципу действия такой сканер аналогичен планшетному. Ширина области сканирования -- не более 15см. Первые сканеры для широкого применения появились в продаже в 80-х годах XX века. Они были ручными и позволяли сканировать изображения в оттенках серого цвета. Теперь такие сканеры нелегко найти. сканер интерфейс программный оптический

Листопротяжный или роликовый сканер (Sheetfed Scanner) -- сканер, в котором оригинал протягивается мимо неподвижной линейной CCD- или CIS-матрицы, разновидность такого сканера -- факс-аппарат.

Барабанный сканер (Drum Scanner) -- сканер, в котором оригинал закрепляется на вращающемся барабане, а для сканирования используются фотоэлектронные умножители. При этом сканируется точечная область изображения, а сканирующая головка движется вдоль барабана очень близко от оригинала.

Слайдовый сканер (Film-scanner) -- разновидность планшетного сканера, предназначенная для сканирования прозрачных материалов (слайдов, негативных фотопленок, рентгеновских снимков и т. п.). Обычно размер таких оригиналов фиксирован. Заметим, что для некоторых планшетных сканеров предусмотрена специальная приставка (слайд-адаптер), предназначенная для сканирования прозрачных материалов (см. выше).

Сканер штрих-кодов (Bar-code Scanner) -- сканер, предназначенный для сканирования товарных штрих-кодов. По принципу действия он сходен с ручным сканером и подключается к компьютеру, либо к специализированной торговой системе. При наличии соответствующего программного обеспечения распознавать штрих-коды может любой сканер.

Скоростной сканер для работы с документами (Document Scanner) -- разновидность листопротяжного сканера, предназначенная для высокопроизводительного многостраничного ввода. Сканеры могут быть оборудованы приемными и выходными лотками объемом свыше 1000 листов и вводить информацию со скоростью свыше 100 листов в минуту. Некоторые модели этого класса обеспечивают двустороннее (дуплексное) сканирование, подсветку оригинала разными цветами для отсечки цветного фона, компенсацию неоднородности фона, имеют модули динамической обработки разнотипных оригиналов.

Сканеры весьма разнообразны, и их можно классифицировать по целому ряду признаков. В основе классификации могут быть следующие признаки:

· способ формирования изображения (линейный, матричный);

· конструкция кинематического механизма (ручной, настольный, комбинированный);

· тип вводимого изображения (черно-белый, полутоновый, цветной);

· степень прозрачности оригинала (отражающий, прозрачный);

· аппаратный интерфейс (специализированный, стандартный);

· программный интерфейс (специализированный, TWAIN-совместимый).

При выборе сканера решающими являются три аспекта: аппаратный интерфейс (способ подключения), оптико-электронная система и программный интерфейс (так называемый TWAIN-модуль).

4. ПОДКЛЮЧЕНИЕ СКАНЕРА К КОМПЬЮТЕРУ

Данные результатов сканирования в цифровой форме передаются от сканера в компьютер для последующей обработки и/или хранения в виде файлов. Сканеры могут подключаться к компьютеру различными способами. Иначе говоря, они могут иметь различный аппаратный интерфейс.

Одним из наиболее распространенных является SCSI-интерфейс. Он обеспечивается специальной платой (адаптером, картой), вставляемой в разъем (слот) расширения на материнской плате компьютера. К этой плате можно подключать не только сканер с SCSI-интерфейсом, но и другие устройства (например, жесткие диски).

SCSI-интерфейс надежен и обеспечивает быструю передачу данных. В компьютерах, совместимых с IBM PC, SCSI не пользуется такой популярностью в связи со своей сложностью и сравнительно высокой стоимостью и применяется преимущественно в серверах.

Сегодняшний файл-сервер или web-сервер никак не обходится без RAID-массива. Только этот режим работы может обеспечить нужную пропускную способность и скорость работы с системой хранения данных. До недавнего времени единственными жесткими дисками, подходящими для такой работы были диски с интерфейсом SCSI и скоростью вращения шпинделя 10-15 тысяч оборотов в минуту. Для работы таких дисков требовался отдельный контроллер SCSI. Скорость передачи данных по SCSI достигала 320 Мб/с, однако интерфейс SCSI - это обычный параллельный интерфейс со всеми его недостатками

Совсем недавно появился новый дисковый интерфейс. Его назвали SAS (Serial Attached SCSI). SAS - это гибрид SATA и SCSI. Технология вобрала в себя достоинства двух интерфейсов. Начнем с того, что SATA - последовательный интерфейс с двумя независимыми каналами чтения и записи, а каждое устройство SATA подключается к отдельному каналу. SCSI имеет очень эффективный и надежный корпоративный протокол передачи данных, но недостатком является параллельный интерфейс и общая шина для нескольких устройств. Таким образом, SAS свободен от недостатков SCSI, обладает достоинствами SATA и обеспечивает скорость до 300 Мб/с на один канал. По схеме ниже можно примерно представить схему подключения SCSI и SAS.

Кроме того, есть планшетные сканеры, имеющие собственную интерфейсную плату, которая помимо передачи данных обеспечивает электрическое питание сканера от системного блока компьютера. При этом питание на сканер будет подаваться только при запуске программы сканирования. Следует иметь в виду, что интерфейсная плата сканера может подходить к ISA-слоту или к PCI-слоту материнской платы компьютера. Поэтому прежде чем выбрать такой сканер, следует выяснить, имеется ли в вашем компьютере свободный подходящий слот.

Многие модели планшетных сканеров подключаются к параллельному порту (LPT) компьютера, к которому обычно подключается принтер. В этом случае сканер подключается через кабель непосредственно к LPT-порту, а принтер -- к дополнительному разъему на корпусе сканера. Этот интерфейс медленнее, чем описанные выше. Для подключения сканера к LPT-порту не требуется снимать крышку системного блока, но выключать компьютер на время этой операции все же необходимо.

Вообще говоря, сканеры с любым из рассмотренных выше интерфейсов могут использоваться для работы с графикой. Однако мы отдаем предпочтение интерфейсам SCSI и USB, исходя из соображений надежности, быстродействия и удобства эксплуатации.

Еще один перспективный интерфейс - IEEE 1394 (он же FireWire, он же iLink), который уже давно присутствует на всех компьютерах компании Apple, а также на всех машинах со звуковыми картами Creative семейств Audigy и Audigy 2. Собственно говоря, выбирать здесь особенно нечего, поскольку практически все сканеры среднего класса оснащены интерфейсом USB.

5. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОЙ СИСТЕМЫ СКАНЕРА

Рассмотрим основные характеристики оптико-электронной системы сканера: разрешение, глубину цвета, разрядность, оптическую плотность и область высокого разрешения.

РАЗРЕШЕНИЕ

Разрешение (Resolution) или разрешающая способность сканера -- параметр, характеризующий максимальную точность или степень детальности представления оригинала в цифровом виде. Разрешение измеряется в пикселах на дюйм (pixels per inch, ppi). Нередко разрешение указывают в точках на дюйм (dots per inch, dpi), но эта единица измерения является традиционной для устройств вывода (принтеров). Говоря о разрешении, мы будем использовать ppi. Различают аппаратное (оптическое) и интерполяционное разрешение сканера.

АППАРАТНОЕ (ОПТИЧЕСКОЕ) РАЗРЕШЕНИЕ

Аппаратное (оптическое) разрешение (Hardware/optical Resolution) непосредственно связано с плотностью размещения светочувствительных элементов в матрице сканера. Это -- основной параметр сканера (точнее, его оптико-электронной системы). Обычно указывается разрешение по горизонтали и вертикали, например, 300x600 ppi. Следует ориентироваться на меньшую величину, т. е. на горизонтальное разрешение.

ИНТЕРПОЛЯЦИОННОЕ РАЗРЕШЕНИЕ

Интерполяционное разрешение (Interpolated Resolution) -- разрешение изображения, полученного в результате обработки (интерполяции) отсканированного оригинала. Этот искусственный прием повышения разрешения обычно не приводит к увеличению качества изображения. Представьте себе, что реально отсканированные пикселы изображения раздвинуты, а в образовавшиеся промежутки вставлены «вычисленные» пикселы, похожие в каком-то смысле на своих соседей. Результат такой интерполяции зависит от ее алгоритма, но не от сканера. Однако эту операцию можно выполнить средствами графического редактора, например, Photoshop, причем даже лучше, чем собственным программным обеспечением сканера. Интерполяционное разрешение, как правило, в несколько раз больше аппаратного, но практически это ничего не означает, хотя может ввести в заблуждение покупателя. Значимым параметром является именно аппаратное (оптическое) разрешение.

В техническом паспорте сканера иногда указывается просто разрешение. В этом случае имеется в виду аппаратное (оптическое) разрешение. Нередко указываются и аппаратное, и интерполяционное разрешение, например, 600х 1200 (9600) ppi. Здесь 600 -- аппаратное разрешение, а 9600 -- интерполяционное.

РАЗЛИЧИМОСТЬ ЛИНИЙ

Различимость линий (Line detectability) -- максимальное количество параллельных линий на дюйм, которые воспроизводятся с помощью сканера как раздельные линии (без слипаний). Этот параметр характеризует пригодность сканера для работы с чертежами и другими изображениями, содержащими много мелких деталей. Его значение измеряется в линиях на дюйм (lines per inch, Ipi).

РАЗРЕШЕНИЕ СКАНЕРА -- это максимальное разрешение, которое можно установить при сканировании. Так какая же величина разрешения нам нужна? Ответ зависит от того, какие изображения вы собираетесь сканировать и на какие устройства выводить. Ниже мы приведем лишь ориентировочные значения.

Если вы собираетесь сканировать изображения для последующего вывода на экран монитора, то обычно достаточно разрешения 72--l00ppi. Для вывода на обычный офисный или домашний струйный принтер -- 100-150 ppi, на высококачественный струйный принтер -- от 300 ppi.

При сканировании текстов из газет, журналов и книг с целью последующей обработки программами оптического распознавания символов (OCR -- Optical Character Recognition) обычно требуется разрешение 200-400 ppi. Для вывода на экран или принтер эта величину можно уменьшить в несколько раз.

Для любительских фотографий обычно требуется 100-300 ppi. Для иллюстраций из роскошных типографских альбомов и буклетов -- 300-600ppi.

Если вы собираетесь увеличивать изображение для вывода на экран или принтер без потери качества (четкости), то разрешение сканирования следует установить с некоторым запасом, т. е. увеличить его в 1,5--2 раза по сравнению с приведенными выше значениями.

Рекламным агентствам, например, требуется высококачественное сканирование слайдов и бумажных оригиналов. При сканировании слайдов для вывода на печать в формате 10x15 см потребуется разрешение 1200 ppi, а в формате А4 - 2400 ppi.

Обобщая изложенное выше, можно сказать, что в большинстве случаев аппаратного разрешения сканера 300 ppi достаточно. Если же сканер имеет разрешение 600 ppi, то это очень хорошо.

ГЛУБИНА ЦВЕТА И РАЗРЯДНОСТЬ

Глубина цвета, как мы уже говорили в главе 1, определяется количеством цветов, которые могут быть переданы (представлены), или количеством разрядов (битов) цифрового кода, содержащим описание цвета одного пиксела. Одно с другим связано простой формулой:

Количество цветов = 2Количество бит

В настоящее время все цветные планшетные сканеры для широкого применения обеспечивают как минимум 24-битную глубину цвета (8 бит на каждую из трех базовых составляющих цвета). В пересчете на количество цветов это 224 = 16 777 216, чего вполне достаточно.

6. ОПТИЧЕСКАЯ ПЛОТНОСТЬ

Понятие оптической плотности (Optical Density) относится прежде всего к сканируемому оригиналу. Этот параметр характеризует способность оригинала поглощать свет; он обозначается как D или OD. Минимальная оптическая плотность (Dmin) соответствует самому светлому (прозрачному) участку оригинала, а максимальная плотность (Dmax) соответствует самому темному (наименее прозрачному) участку. Диапазон возможных значений оптической плотности заключен между 0 (идеально белый или абсолютно прозрачный оригинал) и 4 (черный или абсолютно непрозрачный оригинал).

Типичные значения оптической плотности некоторых типов оригиналов представлены в следующей таблице:

Тип оригинала

Оптическая плотность

Изображения на газетной бумаге

0,9

Изображения на мелованной бумаге (высококачественные полиграфические издания)

1,5-1,9

Фотографии любительского и коммерческого качества

2,3

Цветные слайды

2,7-3,0

Негативные пленки

2,8

Высококачественные профессиональные диапозитивы и слайды с двойной эмульсией

3,0-4,0

Для многих планшетных сканеров, главным образом, предназначенных для офисных работ, этот параметр не указывается. В таких случаях считается, что значение оптической плотности приблизительно равно 2,5 (типовое значение для офисных 24-битных сканеров). Для 30-битного сканера этот параметр равен 2,6--3,0, а для 36-битного -- от 3,0 и выше.

Динамический диапазон у планшетных сканеров весьма скромный, поэтому его значение, как правило, не указывают, а если и указывают, то сильно завышают. У моделей среднего класса он колеблется в границах от D1.8 до D3.0. Именно поэтому планшетники плохо справляются со сканированием прозрачных оригиналов и, в особенности, негативных фотопленок, которые имеют повышенную оптическую плотность. Специализированные слайд-сканеры имеют динамический диапазон, как правило, в пределах от D3.2 до D3.6, при этом максимальное теоретическое значение оптической плотности - D4.0.

ОБЛАСТЬ ВЫСОКОГО РАЗРЕШЕНИЯ

Некоторые планшетные сканеры могут использовать дополнительный объектив с большой степенью увеличения. Для этого случая в техническом паспорте указываются размеры части области рабочего поля сканера, в которой может осуществляться сканирование с повышенным в несколько раз разрешением. Этаобласть высокого разрешения (High Resolution Area, HRA) обычно намного меньше рабочего поля.

Аппаратный и программный интерфейсы сканеров

Сканеры с интерфейсом SCSI требуют установки в компьютер дополнительной платы SCSI-адаптера, которая поставляется в комплекте со сканером. Преимуществом интерфейса SCSI является обеспечение высокой скорости сканирования.

К компьютерам, оснащенным USB-портом, лучше подключать сканер с USB-интерфейсом. Скорость при этом несколько уступает интерфейсу SCSI, однако простота подключения сканера искупает этот недостаток.

Сканеры с интерфейсом параллельного порта подключаются к уже имеющемуся параллельному порту. Пропускная способность параллельного порта значительно меньше по сравнению с интерфейсом SCSI. Однако при этом нет необходимости устанавливать дополнительную плату.

В комплект поставки сканера входит специальная программа -- драйвер, предназначенная для управления процедурой сканирования и настройки основных параметров сканера.

Ведущие производители аппаратных и программных средств -- компании Aldus, Caere, Eastman Kodak, Hewlett-Packard и Logitech -- объединили свои усилия для создания собственного формата драйвера TWAIN. Стандарт TWAIN определяет порядок обмена данными между прикладной программой и драйвером сканера, что позволило решить проблему совместимости различных компьютерных платформ, сканеров разных моделей и форматов представления данных. С помощью TWAIN-совместимого сканера можно сканировать изображения из любой программы, например Photoshop, CorelDRAW, PageMaker, PhotoStyler и др.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Этапы преобразования изображения в репродукционной системе, сущность процесса считывания. Технологии сканирования: механизмы, элементы конструкции, типы сканеров и принцип работы. Анализ работы образца устройства, скорость и качество сканирования.

    курсовая работа [550,1 K], добавлен 13.02.2012

  • Характеристика программных средств, использованных при разработке сайта. Параметры аппаратных средств для демонстрации ПП. Особенности архитектуры программного обеспечения. Анализ модели жизненного цикла программного продукта. Построение Gant-диаграммы.

    курсовая работа [886,9 K], добавлен 30.05.2015

  • Инструменты для осуществления электронной коммерции. Международная и российская аудитория сети Интернет. Стадии реализации коммерческой сделки. Средства электроники и электронных коммуникаций. Обзор аппаратных и программных средств электронной коммерции.

    курсовая работа [78,0 K], добавлен 09.04.2014

  • Разработка программных и аппаратных компонентов для проведения информатизации объекта. Выбор конфигурации рабочих станций. Комплектация персонального компьютера и сервера для обеспечения обработки информации. Схема лицензирования программного обеспечения.

    курсовая работа [2,5 M], добавлен 20.12.2012

  • Обзор существующего программного обеспечения для автоматизации выделения границ на изображении. Разработка математической модели обработки изображений и выделения контуров в оттенках серого и программного обеспечения для алгоритмов обработки изображений.

    дипломная работа [1,7 M], добавлен 27.03.2013

  • Строение и принцип работы ручных, планшетных, барабанных, роликовых, проекционных сканеров - устройств ввода в ЭВМ информации. Основные характеристики сканеров: оптическое и интерполированное разрешение; глубина цвета; динамический диапазон плотности.

    презентация [418,3 K], добавлен 15.04.2013

  • Особенности интерфейсов подключения периферийных устройств ввода/вывода и хранения информации. Механизм передачи данных, способность к одновременной обработке данных нескольких приложений как важная характеристика. Многозадачность в настольных системах.

    статья [32,8 K], добавлен 05.05.2010

  • Возможности среды программирования delphi при разработке приложения с визуальным интерфейсом. Отладка программных модулей с использованием специализированных программных средств. Тестирование программного обеспечения. Оптимизация программного кода.

    курсовая работа [974,0 K], добавлен 21.12.2016

  • Понятие программного обеспечения, вопросы его разработки и использования. Общая характеристика системного программного обеспечения и работа операционной системы. Специфика процесса управления разработкой программного обеспечения и его особенности.

    курсовая работа [636,2 K], добавлен 23.08.2011

  • Оснащенность предприятия системным программным обеспечением, используемым для организации производственного процесса. Проектирование, внедрение и эксплуатация системного и прикладного программного обеспечения. Тестирование и отладка программного продукта.

    отчет по практике [272,2 K], добавлен 29.12.2014

Работа, которую точно примут
Сколько стоит?

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.