Аппаратные и программные интерфейсы.

В настоящее время большинство планшетных сканеров и сканеров большого формата используют для связи с компьютером интерфейс SCSI. Этот интерфейс имеет то преимущество, что его, при наличии соответствующего драйвера, поддерживает широкий ряд аппаратных платформ - PC, Macintosh или рабочие станции UNIX. Некоторые из сканеров большого формата и почти все PC-совместимые ручные сканеры используют платформо-зависимые ISA-интерфейсы, что исключает их применение на других платформах. Поэтому, если вы собираетесь приобрести не ручной, а какой-либо иной сканер, то выбирайте устройство со SCSI-интерфейсом, чтобы не ограничить себя и свой сканер каким-либо одним типом компьютера и архитектурой шины.

Считалось, что Windows освободит нас от досадной необходимости иметь специальный драйвер для каждого устройства, чтобы использовать его с каждой отдельной программой. К несчастью, Microsoft так и не представил стандартного формата драйвера для сканеров. Как часто случается в компьютерной индустрии, заинтересованные стороны забрали дело в свои руки – производители аппаратных и программных средств рынка сканеров соединили свои усилия в создании собственного формата драйвера, Twain.

Twain разработан для ввода изображения от любого растрового источника: ручного сканера, слайдового сканера, фрейм-граббера, цифровой фотокамеры и др. Это драйвер, при помощи которого любая поддерживающая Twain программа (Photoshop, CorelDraw, PageMaker, Photostyler, PicturePublisher и др.) может импортировать растровые результаты, забыв о необходимости иметь драйвер для каждого из устройств, существующих под солнцем. Стандарт Twain должен максимально упростить общение с любым устройством ввода изображения.

Пока драйверы Twain не доступны для сканеров большого формата (следует ожидать, что скоро этот стандарт будет для них так же обычен, как сейчас для настольных сканеров). Однако если вы приобретаете ручной или планшетный сканер, то выбирать надо из тех, которые поддерживают интерфейс Twain. Этот стандарт наиболее распространен в среде Windows, но спецификации Twain включают поддержку Макинтоша и расширяемы до поддержки других операционных систем, таких как UNIX и OS/2.

Принципы работы сканера.

На рис.4.13 приведена примерная блок-схема, отражающая принцип работы черно-белого сканера. Сканируемое изображение освещается белым светом, получаемым либо от лампы накаливания, раскаляемой добела, либо галогенного источника, либо от флуоресцентной лампы с холодным катодом. Отраженный свет через уменьшающую линзу попадает на фотоумножитель или фоточувствительный полупроводниковый элемент, называемый прибором с зарядовой связью – ПЗС (Charge-Coupled Device, CCD).

Фотоумножитель проще всего сравнить с радиолампой-фотосенсором, у которой имеются пластины катода и анода и которая конвертирует свет в электрический сигнал. Считываемая информация подается на фотоумножитель точка за точкой с помощью засвечивающего луча. ПЗС – относительно дешевый полупроводниковый элемент довольно малого размера. ПЗС так же как и умножитель конвертирует световую энергию в электрический сигнал.

Потенциально ПЗС-сканеры более быстродейственны, чем барабанные сканеры на фотоумножителях.

В основу ПЗС положена чувствительность проводимости p-n-перехода обыкновенного полупроводникового диода к степени его освещенности. На p-n-переходе создается заряд, который рассыпается со скоростью, зависящей от освещенности. Чем выше скорость рассасывания, тем больший ток проходит через диод. Набор из двух тысяч и выше элементарных ПЗС-элементов располагают последовательно в линию, получая линейки для считывания сразу целой строки, естественно и освещается сразу целая строка оригинала. Каждая строка сканируемого изображения соответствует определенным значениям напряжения на ПЗС. Эти значения напряжения преобразуются в цифровую форму либо через аналого-цифровой преобразователь АЦП (для полутоновых сканеров), либо через компаратор (для двухуровневых штриховых сканеров). Компаратор сравнивает два напряжения (от ПЗС и опорное), причем в зависимости от результата сравнения на его выходе формируется сигнал 0 (черный цвет) или 1 (белый). Разрядность АЦП для полутоновых сканеров зависит от количества поддерживаемых уровней серого цвета. Например, сканер, поддерживающий 64 уровня серого, должен иметь 6-разрядный АЦП, для 256 уровней – 8-разрядный.

Минимальный размер прямоугольного участка, воспринимаемого сканером в качестве отдельной точки пикселя (pixel) определяет его разрешающую способность. Если разрешение 300 dpi (точек на дюйм по вертикали и горизонтали), то это значит 12 точек на мм или 140 точек на мм².

 

 

Рис.5.6. Блок-схема черно-белого сканера.

Каким образом сканируется каждая следующая строка изображения, целиком зависит от типа используемого сканера. У планшетных (flatbed)-сканеров движется сама сканирующая головка. В рулонных (sheet-fed)-сканерах головка остается неподвижной, а движется носитель с изображением – бумага. Проекционные (overhead)-сканеры используют движение отражающего зеркала. Собрав все строки сканирования, получают полное изображение.

В настоящее время существует несколько технологий для получения цветных сканируемых изображений. На рис.5.7 представлена блок-схема, поясняющая один из наиболее общих принципов работы цветного сканера. Сканируемое изображение освещается уже не белым светом, а через вращающийся RGB-светофильтр. Для каждого из основных цветов (красного, зеленого и синего) последовательность операций практически не отличается от последовательности операций при сканировании черно-белого изображения. Исключение составляет только этап предварительной обработки и гамма-коррекции цветов, перед тем как информация передается в компьютер. Понятно, что этот этап является общим для всех цветных сканеров.

 

 

Рис.5.7. Блок-схема цветного сканера.

 

В результате трех проходов сканирования получается файл, содержащий образ изображения в трех основных цветах - RGB (образ композитного сигнала). Если используется 8-разрядный АЦП, который поддерживает 256 оттенков одного цвета, то каждой точке изображения ставится в соответствие один из 16, 7 миллиона цветов (24 разряда). Планшетные сканеры, использующие подобный принцип действия, выпускаются, например, фирмой Microtek.

Наиболее существенным недостатком описанного выше метода является увеличение времени сканирования в три раза. Проблему может представлять также “выравнивание” пикселей при каждом из трех проходов, так как в противном случае возможно размывание оттенков и “смазывание” цветов.

Второй способ получения цветных изображений заключается в том, что отраженный белый свет разлагается системой специальных фильтров на 3 компонента: красный, зеленый и синий. Матрица таких сканеров имеет 3 параллельные линейки ПЗС, и сканирование цветных оригиналов осуществляется за один проход, так как каждая линейка считывает один из трех базовых цветов. Подобная технология исключает неправильное выравнивание пикселей и реализуется в сканерах фирм Hewlett-Packard, Richon и др.

 

⇐ Предыдущая12345678Следующая ⇒

Поделиться: