Определяющим фактором для данного параметра является способ перемещения считывающей головки сканера и бумаги относительно друг друга. В настоящее время все известные сканеры о этому критерию можно разбить на два основных типа: ручной (hand-held) и настольный (desktop). Тем не менее, существуют также комбинированные устройства, которые сочетают в себе возможности настольных и ручных сканеров. В качестве примера можно привести модель Niscan Page американской фирмы Nisca.

Типы вводимого изображения.

По данному критерию все существующие сканеры можно подразделить на черно-белые и цветные. Черно-белые сканеры в свою очередь могут подразделяться на штриховые и полутоновые («серые»). Однако, как мы увидим в дальнейшем, полутона изображения могут также эмулироваться. Итак, первые модели черно-белых сканеров могли работать только в двухуровневом (bilevel) режиме, воспринимая или черный, или белый цвет. Таким образом, сканироваться могли либо штриховые рисунки (например, чертежи), либо двух тоновые изображения. Хотя эти сканеры и не могли работать с действительными оттенками серого цвета, выход для сканирования полутоновых изображений такими сканерами был найден. Псевдополутоновой режим, или режим растрирования (dithering), сканера имитирует оттенки серого цвета, группируя, несколько точек вводимого изображения в так называемые gray-scale-пиксели. Такие пиксели могут иметь размеры 2х2 (4 точки), 3х3 (9 точек) или 4х4 (16 точек) и т.д. Отношение количества черных точек к белым и выделяет уровень серого цвета. Например, gray-scale-пиксель размером 4х4 позволяет воспроизводить 17 уровней серого цвета (включая и полностью белый цвет). Не следует, правда, забывать, что разрешающая способность сканера при использовании gray-scale-пикселя снижается (в последнем случае в 4 раза).

Полутоновые сканеры используют максимальную разрешающую способность, как правило, только в двухуровневом режиме. Обычно они поддерживают 16, 64 или 256 оттенков серого цвета для 4-, 6- и 8-разрядного кода, который ставится при этом в соответствие каждой точке изображения. Разрешающая способность сканера измеряется в количестве различаемых точек на дюйм изображения -- dpi (dot per inch). Если в первых моделях сканеров разрешающая способность была 200--300 dpi, то в современных моделях это, как правило, 400, а то и 800 dpi. Некоторые сканеры обеспечивают аппаратное разрешение 600х1200 dpi. В ряде случаев разрешение сканера может устанавливаться программным путем в процессе работы из ряда значений: 75, 1 150, 200, 300 и 400 dpi.

Надо сказать, что благодаря операции интерполяции, выполняемой, как правило, программно, современные сканеры могут иметь разрешение 800 и даже 1600 dpi. В результате интерполяции на получаемом при сканировании изображении сглаживаются кривые линии и исчезают неровности диагональных линий. Напомним, что интерполяция позволяет отыскивать значения промежуточных величин по уже известным значениям. Например, в результате сканирования один из пикселов имеет значение уровня серого цвета 48, а соседний с ним -- 76. Использование простейшей линейной интерполяции позволяет сделать предположение о том, что значение уровня серого цвета для промежуточного пикселя могло бы быть равно 62. Если вставить все оценочные значения пикселов в файл отсканированного изображения, то разрешающая способность сканера как бы удвоится, то есть вместо обычных 400 dpi станет равной 800 dpi.

Аппаратные интерфейсы сканеров.

Для связи с компьютером сканеры могут использовать специальную 8- или 16-разрядную интерфейсную плату, вставляемую в соответствующий слот расширения. Для портативных компьютеров подходит устройство PC Card. Кроме того, в настоящее время достаточно широкое распространение получили стандартные интерфейсы, применяемые в IBM PC-совместимых компьютерах (последовательный и параллельный порты, а также интерфейс SCSI). Стоит отметить, что в случае стандартного интерфейса у пользователя не возникает проблем с разделением системных ресурсов: портов ввода-вывода, прерываний IRQ и каналов прямого доступа DMA.

По понятным причинам наиболее медленно передача данных осуществляется через последовательный порт (RS-232C). Именно поэтому в ряде последних ручных или комбинированных моделей сканеров для связи с компьютером применяется стандартный параллельный порт. Это очень удобно, например, при работе с портативным компьютером.

Программные интерфейсы и TWAIN.

Для управления работой сканера (впрочем, как и иного устройства) необходима соответствующая программа -- драйвер. В этом случае управление идет не на уровне "железа" (портов ввода-вывода), а через функции или точки входа драйвера. До недавнего времени каждый драйвер для сканера имел свой собственный интерфейс. Это было достаточно неудобно, поскольку для каждой модели сканера требовалась своя прикладная программа. Логичнее было бы наоборот, если бы с одной прикладной программой могли работать несколько моделей сканеров. Это стало возможным благодаря TWAIN.

TWAIN -- это стандарт, согласно которому осуществляется обмен данными между прикладной программой и внешним устройством (читай -- его драйвером). Напомним, что консорциум TWAIN был организован с участием представителей компаний Aldus, Caere, Eastman Kodak, Hewlett Packard & Logitech. Основной целью создания TWAIN-спецификации было решение проблемы совместимости, то есть легкого объединения различных устройств ввода с любым программным обеспечением. Конкретизируя, можно выделить несколько основных вопросов: во-первых, поддержку различных платформ компьютеров; во-вторых, поддержку различных устройств, включая разнообразные сканеры и устройства ввода видео; в-третьих, возможность работы с различными формата данных. Благодаря использованию TWAIN-интерфейса можно вводить изображение одновременно с работой в прикладной программе, поддерживающей TWAIN, например CorelDraw, Picture Publisher, PhotoFinish. Таким образом, любая TWAIN -совместимая программа будет работать с TWAIN-совместимым сканером.

В заключение стоит отметить, что образы изображений в компьютере могут храниться в графических файлах различных форматов, например TIFF, РСХ, ВМР, GIF и других. Надо иметь в ввиду, что при сканировании изображений файлы получаются достаточно громоздкими и могут достигать десятков и сотен мегабайт. Для уменьшения объема хранимой информации используется обычно процесс компрессии (сжатия) таких файлов.

Вводить графическую информацию в компьютер можно вручную. Устройств оцифровки графики много, и они очень разнообразны. Одно из них так и называется Digitiser - «оцифровщик» (обычно это название не переводят).

Дигитайзер оборудован прицельным приспособлением (лупа с перекрестием), которое оператор наводит на интересующие его точки. Если нажать кнопку на прицеле, координаты точки фиксируются. Таким способом можно ввести в компьютер характерные точки чертежа, чтобы по ним восстановить линии. Зачастую это проще, чем сканировать весь чертеж и потом восстанавливать линию из множества точек.

Матричные устройства, например телевизор, синтезируют двумерное изображение из строк, а строки - из точек. Обратным преобразованием - разложением плоскости на линии, а линий на точки (разверткой, сканированием) для передачи по последовательным линиям связи - заняты телекамеры и сканеры. Телекамера использует электронную развертку. Обычный сканер, по крайней мере, в одном из направлений, развертывает изображение механически - перемещая либо бумагу (рулонный), либо светочувствительные элементы (планшетный). Перемещать можно и весь сканер по бумаге - как правило, вручную (рисунок 3.3).

Такие сканеры намного меньше и дешевле обычных, но требуют хорошей тренировки оператора и сложных программ, компенсирующих неизбежные дрожания и перекосы. А в профессиональных издательских системах работают барабанные сканеры - лист с изображением крепится на массивном цилиндре, вращающемся перед фотоэлементами. Так меньше помех от неравномерности движения.

Рисунок 3-3. Ручной сканер

Планшетный сканер можно оборудовать устройством автоматической подачи листов. Это не только удобно, но и уменьшает перекос изображения (что особенно важно при вводе текстов).

Сканеры, в отличие от телекамер, сами подсвечивают рассматриваемую поверхность. Это гарантирует стабильное освещение и правильную цветопередачу или градации серого цвета черно-белого сканера.

Разрешающая способность современных «бытовых» сканеров 300 - 800 dpi, дорогих профессиональных - несколько тысяч. Существуют (входят в комплект большинства сканеров и иногда встраиваются в них на аппаратном уровне) программы интерполяции - расчета уровней яркости в промежуточных точках. Они позволяют формировать изображение, соответствующее разрешающей способности в 2 - 4 раза большей. Изготовители для рекламы указывают в первую очередь эту, программную, разрешающую способность, реальные возможности аппаратуры часто оказываются ниже.

Помимо ввода иллюстраций сканер можно использовать для чтения текстов. Программы оптического распознавания символов (Optical Character Recognition) пока слишком чувствительны и к разрешающей способности (причем далеко не всегда ее повышение улучшает распознавание), и к равномерности освещения. Достаточно не плохие результаты распознавания дает пакет FineReader, причем в версии 4.0 заложены возможности распознавания рукописного текста и структуры бланков, что позволяет, например, распознавать отсканированные первичные бухгалтерские документы, заполненные вручную.

Одни из лучших сканеров выпускает фирма HP. Сканеры (как и лазерные принтеры) этой фирмы стали фактически стандартом, и большинство программ изначально рассчитаны на использование именно их возможностей. Для правильного восприятия изображения зачастую нужна подстройка сканера (яркости подсветки, разрешающей способности...) программами, с ним работающими.

4. УСТРОЙСТВА ВЫВОДА

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9