Современные сканеры по принципу действия можно разделить на несколько типов, ведущими среди которых являются планшетные и барабанные. Ниже рассмотрены основные типы и их модификации, описаны принцип действия и преимущества.
Планшетный сканер
Планшетные сканеры наиболее популярны в наше время. Они просты по своему устройству и не вызывают затруднений при эксплуатации. Сканер представляет собой планшет (отсюда и его название) с прижимной крышкой, которая нужна для защиты стекла от царапин и грязи и для прижатия изображения к стеклу для лучшего сканирования (рис. 1.1). Желательно, чтобы размеры сканера были больше формата сканируемого оригинала.
Рис. 1.1. Планшетный сканер
Под стеклом расположены лампа подсветки и светочувствительный элемент, которые перемещаются вдоль изображения. Светочувствительным элементом является матрица, которая состоит из множества маленьких датчиков, регистрирующих яркость света в конкретной точке. Все эти датчики расположены в одну линию, их количество – это горизонтальное разрешение сканера, то есть число точек в изображении по горизонтали. Такой тип светочувствительного элемента называется CCD (Charge Coupled Device – прибор с зарядовой связью). Он обладает хорошими показателями в плане распознавания оттенков, но сами сканеры на их основе довольно громоздки (6–8 см в высоту).
Принцип действия сканера довольно прост: лампа подсвечивает определенный участок изображения, луч, отражаясь от него, падает на матрицу, которая регистрирует свечение в каждой точке. В зависимости от интенсивности отражаемого света вычисляется цвет в данной точке. Эта технология основана на том, что любая поверхность имеет свойство поглощать или отражать свет, при этом чем больше света поглощается, тем темнее кажется нам поверхность. Полностью поглощающая поверхность будет выглядеть абсолютно черной, а полностью отражающая – абсолютно белой. Естественно, между этими крайностями существует огромное количество промежуточных вариантов.
Подсвечивая изображение белым цветом, можно получить только градации серого. Для распознавания многокрасочного изображения нужно осветить его каждым из базовых цветов – красным, зеленым и синим. Измерив интенсивность каждого цвета в конкретной точке и сложив эти значения, можно получить цвет с достаточно высокой точностью. Как эта система реализуется на практике, зависит от конкретной модели. Старые сканеры работали по одному из двух принципов: либо по очереди подсвечивали строку каждым цветом, либо сканировали изображение в три прохода, каждый раз используя разную подсветку. В современных моделях белый свет раскладывается на составляющие с помощью специальной призмы либо на светочувствительной матрице имеется специальное покрытие, отфильтровывающее лишние составляющие света.
Принцип действия сканера напоминает человека, смотрящего на местность с небольшого расстояния через щель между штакетниками забора, в которую видна только одна полоска. Перемещаясь от щели к щели, человек получит более или менее целостную картину. Так и сканер – освещает маленькую полоску изображения, получает данные о цветах и перемещается дальше. Получается, что изображение разбивается на определенное количество полос, которые потом склеиваются воедино. Поскольку процесс получения данных о строке занимает совсем немного времени, кажется, что каретка (состоит из источника света и оптической системы) движется равномерно.
В последнее время стали популярны сканеры на основе датчиков CIS (Contact Image Sensor – контактный датчик изображения), эти модели гораздо компактнее (тоньше) и дешевле. Недостатками являются меньшая глубина получаемых цветов и небольшой срок службы датчика.
Существуют сканеры, оборудованные дополнительными устройствами, расширяющими их возможности. Например, сканер, снабженный устройством автоматической подачи оригиналов, может сам отсканировать стопку листов, не требуя вашего участия.
Достоинствами планшетных сканеров являются:
• простота размещения оригинала;
• возможность сканирования различных форматов;
• относительно высокая скорость сканирования.
Во многих современных планшетных сканерах есть возможность обработки не только плоских, но и объемных оригиналов высотой до 3–4 см.
Среди недостатков можно отметить сложность сканирования книг, поскольку для получения качественных копий издание придется разобрать на страницы.
Основные компании, производящие планшетные сканеры, – Hewlett-Packard (www.hp.ru), Epson (www.epson.ru), Xerox (www.xerox.ru), Plustek (www.plustekusa.com), AGFA (www.agfa.com), Mustek (www.mustek.ru), Microtek (www.microtekusa.com), Pacific Image (www.scanace.com), UMAX (www.umax.com), Visioneer (www.visioneer.com) и др.
Слайд-сканеры и сканеры со слайд-модулем
В продаже можно встретить устройства, предназначенные для перевода прозрачных оригиналов (слайдов, фотопленок) в цифровой вид. Такие сканеры бывают двух видов: обычные, оборудованные слайд-модулем для сканирования таких материалов, и предназначенные исключительно для их обработки. Зачем изобретать для этих целей отдельное устройство?
Дело в том, что при сканировании слайдов элемент подсветки и светочувствительные датчики устанавливаются с разных его сторон. На чувствительную матрицу передается не отраженный, а пропущенный через оригинал свет. Таким образом, стандартный метод сканирования не подходит, и приходится использовать дополнительное устройство – слайд-модуль. Его назначение – сканирование слайдов.
Как правило, в комплект поставки сканеров, предназначенных для работы с фотографиями, входит набор специальных рамок для фиксации слайдов. На рис. 1.2 представлен сканер со слайд-модулем и слайдодержателем.
Рис. 1.2. Планшетный сканер со слайд-модулем и слайдодержателем
В слайд-сканерах светочувствительный элемент неподвижен, перемещается сам слайд, установленный в специальном держателе. Иногда в слайд-сканерах используется большая прямоугольная светочувствительная матрица, позволяющая ускорить процесс. На рис. 1.3 представлен типичный слайд-сканер.
Рис. 1.3. Слайд-сканер
Достоинства такого сканера – высокое качество и удобство сканирования прозрачных материалов. А недостаток – ограниченная область применения, из-за чего их пользователями являются лишь люди, работающие с пленками.
Барабанные сканеры
Барабанные сканеры – это дорогие, сложные и большие устройства, которые вы вряд ли увидите на столе обычных пользователей. В этих сканерах для регистрации яркости свечения точек используются фотоэлектронные умножители (ФЭУ). Оригинальное изображение закрепляется на барабане (стеклянном цилиндре), вращающемся с постоянной скоростью. Сканирующий элемент считывает изображение пошагово, перемещаясь вдоль оси барабана. На рис. 1.4 представлен такой сканер.
Рис. 1.4. Барабанный сканер
Достоинства барабанных сканеров перечислены ниже.
• Возможность сканирования как прозрачных, так и непрозрачных оригиналов.
• Высокое качество получаемого изображения.
• Возможность регулирования фокусного расстояния, что позволяет получать изображения с разной детализацией.
Недостатки.
• Невозможность сканирования негибких оригиналов (книг, журналов и др.).
• Высокая стоимость.
• Сложность правильной установки оригинала и настройки устройства.
Встречаются сканеры, сочетающие в себе дешевизну обычных светочувствительных матриц и преимущества закрепления изображения на цилиндрическом барабане.