Визначити поняття роздільної здатності сканера. Вибір сканера. Пояснити принцип роботи сканера

Принцип дії

Принцип дії сканера (схема)

В основі принципу дії сканерів лежить застосування фотоелементів у вигляді лінійки або матриці світлочутливих датчиків для вимірювання сигналів оригіналу. Переважно застосовують два типи датчиків: прилади з зарядовим зв'язком і фотопомножувачі.

Розглянемо принцип дії планшетних сканерів, як найпоширеніших моделей. Сканований об'єкт кладуть на скло планшета сканованою поверхнею вниз. Під склом розташовується рухома лампа, рух якої забезпечує кроковий електродвигун.

Світло, відбите від об'єкта, через систему дзеркал потрапляє на лінійку фотоприймачів — ПЗЗ-лінійку або лінійку фотодіодів. Значення вихідних напруг лінійки фотоприймачів через комутатор подають на АЦП. Цифрові коди АЦ-перетворення передаються в комп'ютер. За кожен крок двигуна сканується смужка об'єкта, що потім поєднується програмним забезпеченням у загальне зображення.

 

Характеристики та параметри сканерів

 

В останнiй час все більшою популярнiстю користуються моделі, для підключення яких не потрібно знімати кришку системного блока і встановлювати плату – достить з єднати з паралельним портом комп ютера. Як правило, всі сканери з таким інтерфейсом мають прозорий порт для під’єднання принтера.

Крім того, деякі планшетні сканери мають власну інтерфейсну плату, яка крім функцій передачі даних здійснює електричне живлення сканера від системного блока комп ютера. Підімкнення такого сканера зводиться до встановлення інтерфейсно плати, під’єднання шнура сканера до зовнішнього роз єму на платі, встановлення драйверів та програмного забезпечення. Живлення на сканер буде подаватись тільки при запуску програми сканування.

Оптична роздільна здатність - одна з основних характеристик сканера. Вимірюється в точках на дюйм, dpi. Для настільних сканерів характерні такі значення роздільної здатності: 300 × 300, 400 × 400, 300 × 600, 400 × 800, 600 × 600, 600 × 1200 dpi. Чим більша величина роздільної здатності, тим більш детальну інформацію про зображення можна отримати.

Оптична роздільна здатність сканера визначається параметрами ПЗЗ - матрицею по горизонтальній осі. Механізм двигуна сканера визначає кількіcть кроків каретки на дюйм, а він, в свою чергу, роздільну здатність по вертикальній осі. В зв зку з цим більшість виробників вказують різні значення по горизонталі та вертикалі, завищуючи реальну роздільну здатність, тому що у сканера з роздільною здатністю 300 × 600 (300 ліній за рахунок обмежень в ПЗЗ і 600 за рахунок обмежень в кроковому двигуні). При заданій роздільності 600 × 600 програмний додаток (інколи це робиться на апаратному рівні) буде штучним чином збільшувати роздільну здатність по лінійці, математично розраховуючи недостаючі точки. Якби він реально сканував з різними значеннями по вертикаліі горизонталі, отримуючи з одного дюйма по одній осі в два рази більше точок, ніж по другій, кінцеве зображення було б розтягнутим в два рази по вертикальній осі. Тому при виборі сканера до уваги потрібно брати менше значення, яке показує реальну оптичну роздільну здатність пристрою.

Iнтерполяційне розділення - штучно збільшена розрізнювальна здатність сканера досягається програмним шляхом в драйвері сканера за допомогою математичних алгоритмів.

Для виведення на екран “один до одного” достатньо задати 72 точки на дюйм або 100 точок на дюйм, тому що всі монітори видають або 72, або 96 точок на дюйм.

При використанні струменевого принтера для виведення кольорових зображень корисна формула:

 

розділенення сканера = розділенення принтера/ 3

 

При друкуванні в кольорі струменеві принтери використовують 3 точки, щоб утворити одну, яка отримується зі сканера, тобто вистачить 200 – 250 точок на дюйм. Тодів яких випадках потрібна велика роздільна здатність? Відповідь проста: якщо потрiбно збільшувати зображення, яке зняте з оригіналу.

Людське око здатне сприймати біля 17 мільйонів відтінків або 256 градацій сірого (фотографічна якість). Це відповідає 24-бітовому поданню кольора або 8-бітовому для зображення в градаціях сірого.

В сканері електричний сигнал з CCD – матриці перетворюється в цифровий за допомогою АЦП. Розрядність АЦП і якість виконання CCD визначає глибину кольору сканера. Отримуючи по кожнiй кольоровій складовій 256 градацій (8 біт), в кольорі виходить 8× 3=24 біт = 16, 77 млн. відтінків.

У наш час всі настільні сканери дозволяють отримати 24-бітовий колір. З ним графічні адаптери і монітори ще справляються, але 30- або 36-бітовий колір уже не підтримується. При цьому існують сканери з 30-бітовим і 36-бітовим поданням кольору (10 і 12 біт відповідно на кожну складову).

Реально сканер працює з 24-бітовим кольором, але при великій розрядності АЦП, маючи надлишкову інформацію, можна без втрат якості виконувати корекцію кольору та зображення в ширшому діапазоні. Сканери, що мають більшу глибину кольору, дозволяють зберегти більше відтінків і переходів в темних тонах.

Оптична щільність - це характеристика оригіналу. Обчислюється як десятковий логарифм відношення падаючого світла до відбитого (при скануванні непрозорих оригіналів) або до прохідного (при скануванні слайдів і негативів). Мінімально можливе значення D=0, 0 Б – ідеально білий оригінал. Максимально можливе значення D=4, 0 Б - ідеально чорний оригінал. На практиці діапазон оптичних щільностей характеризує можливість сканера охоплювати різні оригінали. Чим більший діапазон, тим краще. Діапазон оптичних щільностей сканера визначається оптикою пристрою і глибиною кольору.

Реально при скануванні непрозорих оригіналів сканер із значенням D=2, 5 Б буде добре справлятися із покладеними на нього завданнями. Це головна причина відсутності вказань на цю характеристику у багатьох планшетних сканерах.