Цель лекции - рассказ об устройстве и принципе действия сканирующих устройств различных типов. Здесь же приводятся советы по выбору сканера и применение его для перевода в цифровой формат архива бумажных аналоговых фотографий.
В арсенале фотолюбителя планшетный сканер занимает далеко не последнее место, поскольку это чаще всего используемый инструмент для перевода в цифровой формат отпечатанных на бумаге фотографий. Кроме того, сканер совершенно необходим при работе с текстом. С его помощью оцифровывают тексты книг, газетных и журнальных статей. С переведенными в цифровой формат энциклопедиями и справочниками гораздо легче работать, чем с их бумажными вариантами - облегчается поиск нужных слов и статей, более удобным становится цитирование. Оцифрованная сканером редкая книга становится доступной широкому кругу читателей без малейшего риска физического повреждения самой книги. Сканер значительно облегчает перевод в компьютерный формат машинописных текстов, и услуги машинистки по перепечатке рукописей становятся ненужными. Наконец,
(рис 7.1) Планшетный сканер EpsonВсе устройства сканирования изображений подразделяются на несколько типов. Наиболее распространены планшетные сканеры, предназначенные для сканирования непрозрачных оригиналов. В
Второй тип устройств сканирования - протяжные сканеры. В этих сканерах линейка со светочувствительными элементами установлена неподвижно, а перемещается сам оригинал - лист бумаги или фотоотпечаток.
(рис 7.2) Протяжный сканерТретий тип сканеров - ручные устройства сканирования. В этих устройствах линейка светочувствительных элементов и лампа подсветки перемещаются по поверхности сканируемого оригинала вручную. Этот тип сканеров вышел из широкого употребления еще раньше, чем протяжные устройства. Сегодня модифицированная разновидность ручных сканеров используется разве что в складском деле и в сфере торговли в качестве считывателя штрих-кодов.
(рис 7.3) Ручной сканер Четвертый тип - пленочные сканеры для оцифровки изображений с прозрачных оригиналов, другие их названия фильм-сканеры или слайд-сканеры. Устройство пленочных сканеров подобно устройству сканеров планшетных. Отличия в большей разрешающей способности (то есть в большем количестве светочувствительных элементов в сканирующей линейке) и в меньших физических размерах самих устройств. Для перевода аналоговых фотографий в цифровой формат этот тип устройств сканирования подходит лучше любых прочих.
(рис 7.4) Фильм-сканерНаконец, пятый тип сканеров - барабанные сканеры. В зависимости от конструкции (а именно, расположения сканирующей линейки и лампы подсветки внутри или снаружи барабана) они предназначены для сканирования непрозрачных оригиналов, пленок либо и того, и другого. Вместо предметного стекла в сканерах этого типа используется барабан, на поверхности которого закрепляются оригиналы.
В фотолюбительской практике применяются планшетные и пленочные сканеры.
Рассмотрим подробней устройство планшетного сканера. В зависимости от конструкции сканирующей линейки
(рис 7.5) Сканер с контактными датчиками CISВ корпусе сканера
Отраженный от поверхности оригинала свет через систему отклоняющих зеркал попадает на поверхность полупроводникового светочувствительного элемента. Светочувствительные элементы располагаются на одной линии. Для обеспечения точной фиксации значений яркости отраженного светового луча (а процесс сканирования заключается именно в фиксации разности яркостей светового потока, отраженного исходным изображением) каждый светочувствительный элемент снабжен микрообъективом, фокусирующим отраженный свет на его поверхности. Физическое
Схематично процесс сканирования изображения можно описать следующим образом. Лампа подсветки освещает поверхность оригинала. Лучи света проходят сквозь полупрозрачное отклоняющее зеркало, отражаются от поверхности оригинала, возвращаются, отклоняются рабочей поверхностью полупрозрачного зеркала и, фокусируясь микрообъективом, попадают на светочувствительную поверхность полупроводникового элемента. На поверхности элемента накапливается электрический заряд, величина которого зависит от яркости засветки. Эти сигналы переменной величины усиливаются и передаются в аналого-цифровой преобразователь ( АЦП ), где на их основе формируется цифровой код - последовательность логических нулей и единиц. Затем компьютерная программа-драйвер согласно цифровым данным восстанавливает изображение, идентичное изображению на поверхности оригинала.
Сканирование производится построчно, за один цикл линейка светочувствительных элементов считывает изображение с узкого линейного участка поверхности оригинала. Для считывания изображения с соседнего участка транспортный механизм, приводимый в действие шаговым электродвигателем, смещает линейку на небольшое расстояние, и процесс сканирования повторяется.
Величина шага, с которым перемещается
Разрешение по горизонтали в обозначении характеристик сканера всегда указывается первым, разрешение по вертикали вторым. При этом разрешение по горизонтали всегда больше разрешения по вертикали. К примеру, разрешение 1200х600 пикселей означает, что в сканирующей линейке на один дюйм ее длины приходится 1200 элементов, расположенных в ряд. А шаг, с которым линейка перемещается вдоль оригинала, составляет 1/600 дюйма.
Если указывается обратное значение, например, 600х1200, то это явная ошибка, поскольку такового быть не может. (Зачем добиваться сверхмелкого шага перемещения линейки, если сама линейка не способна сканировать оригинал с таким разрешением?) А если в характеристиках сканера указывается равное разрешение по горизонтали и вертикали, скажем, 1200х1200, то к таким данным следует относиться с большой осторожностью, поскольку это заявление, скорее всего, носит рекламный характер (производитель хочет привлечь внимание потенциального покупателя и выдает желаемое за действительное).
(рис 7.6) Цифровой фотоаппарат - настоящий трехмерный сканерКаким образом оцифровывается цветное изображение? Существуют два типа сканирования цветного изображения - трехпроходное и однопроходное. При трехпроходном сканировании линейка светочувствительных элементов последовательно фиксирует цветовые характеристики изображения для каждого из базовых цветов. То есть при каждом проходе меняется цвет подсветки (путем введения в световой поток фильтров ), и линейка оцифровывает изображение для каждого базового цвета (красного, зеленого, синего). При последующем сложении цветов получается полноцветная картинка.
Трехпроходное сканирование применялось в первых цифровых сканерах и сегодня используется только в высокоточных барабанных устройствах. Современные
Процесс сканирования изображения устройствами этого типа выглядит следующим образом. Излучающая часть элемента освещает небольшой участок поверхности оригинала. Свет отражается и возвращается к комбинированному датчику, засвечивая светочувствительную его часть. В результате состояние фотоэлемента датчика меняется, пропуская ток или препятствуя его прохождению. На основе изменяющейся проводимости элементов электронная схема контроллера формирует электрический сигнал, который преобразуется аналого-цифровым преобразователем ( АЦП ) в цифровой код. Далее программа-драйвер восстанавливает оцифрованное сканером изображение на экране монитора компьютера.
Датчики линейки сканера
Все перечисленное превращает
Вместе с тем сканеры
Далее - устройства
Все это позволяет говорить о том, что
Качественный уровень планшетного сканера определяется теми же показателями, что и уровень цифрового фотоаппарата - характеристиками светочувствительного элемента, в данном случае, сканирующей линейки. С физическим, реальным разрешением мы разобрались, но существует еще и другое значение разрешения - программное. И чем дешевле сканер, тем заявленное программное разрешение выше. В чем тут дело?
Программное, или интерполяционное, разрешение величина очень и очень условная. Сам механизм интерполяции с практической точки зрения не только бесполезен, но и вреден. При интерполяции к реальным элементам изображения добавляются отсутствующие, виртуальные пиксели. То есть если интерполяционное разрешение устанавливается в 4800 пикселей, а реальное разрешение, с которым сканирован оригинал, составляет 1200 пикселей, три из четырех пикселей будут иметь не реальную, а усредненную яркость, вычисленную по показателям яркостей соседних элементов изображения. И вместо повышения разрешения мы получим картинку, на три четверти состоящую из элементов, которых на исходном изображении нет.
Результатом интерполяции является сниженная четкость изображения, размытые контуры, наличие артефактов (несуществующих на исходном изображении объектов - точек и пятен), плохая проработка мелких деталей, поскольку они теряются среди "фальшивых", синтезированных деталей картинки, и чрезмерно увеличенный по размеру графический файл. Совершенно удручающие результаты получаются при максимальных значениях интерполяции -до 9600 пикселей на дюйм и больше.
И все же иногда интерполяционные механизмы бывают полезны. Речь идет об аппаратной интерполяции, выполняемой встроенным в сканер специализированным процессором. Подобная интерполяция применяется в пленочных слайд-сканерах в тех случаях, когда необходимо получить цифровую копию пленочного негатива с максимальным разрешением. После сканирования и сохранения снимка в виде графического файла, интерполированное изображение можно подвергнуть тщательной правке, вручную выравнивая яркости интерполированных пикселей. Но и в этом случае речь идет об относительно небольшом увеличении реального
В отдельном ряду от других устройств сканирования стоят протяжные сканеры. Очень популярные в 1996-2000 годах, они были напрочь вытеснены с рынка планшетными сканерами. Причин стремительного взлета, а затем такого же стремительного исчезновения этой технологии оказалось несколько. Во-первых,
Сегодня говорить о протяжных сканерах во множественном числе трудно, поскольку на рынке можно найти всего одну или две до сих пор выпускаемые модели. Причем, это уже не дешевые массовые устройства (хотя Plustec и Genius выпускают и такие), а дорогие модели офисного применения. Пример - сканер
Достоинство протяжного сканера в его компактности. Он легко умещается между клавиатурой и монитором персонального компьютера и очень удобен при работе с листовыми, неброшюрованными документами. Формой корпуса в виде вытянутого цилиндра
Несмотря на удобство использования, недостатки протяжных устройств сканирования свели их выпуск до ничтожно малых масштабов. Протяжному сканеру не по силам оцифровывать сброшюрованные материалы, книги, газетные листы большого размера. Впрочем, газету можно сложить вдвое (втрое), но тогда во время транспортировки листа мимо линейки сканирования бумага сомнется, и оригинал будет сканирован неправильно. Единственный выход разрезать газетную страницу на полосы, ширина которых не превышала бы 20 см.
К концу эпохи протяжных сканеров появились комбинированные устройства со съемной крышкой, которые, перевернув, можно было использовать в качестве ручных сканеров для оцифровки больших оригиналов. Сканированные участки изображения соединялись воедино специальной программой. Были и совсем диковинные устройства, вроде самодвижущихся в перевернутом состоянии по оригиналу за счет вращения валика транспортировки, но они так и не получили распространения.
Самый большой порок протяжных сканеров - неравномерная транспортировка оригинала. В планшетном сканере перемещается только
(рис 7.7) МФУ - не только принтер, но и сканерРазрешение - далеко не единственная важная характеристика планшетного сканера, от которой зависят его возможности по оцифровке изображений и, в конечном счете, стоимость самого устройства. Для цифровой фотографии большое значение имеют динамический диапазон сканера и разрядность оцифровки цвета. Динамический диапазон - способность устройства различать градации серого между абсолютно белым и абсолютно черным - у планшетных сканеров среднего уровня (если ориентироваться по стоимости, то это от 100 до 500 долларов) шире, чем у цифровых фотоаппаратов того же уровня (при вдвое и даже втрое большей стоимости). Чем шире динамический диапазон, тем больше деталей будет иметь оцифрованное изображение, и тем больше цифровая копия будет соответствовать оригиналу.
Второй показатель - разрядность цвета - играет важную роль именно в цифровой фотографии, когда при сканировании фотоснимка важна максимально точная цветопередача. 24-битовое представление цвета, достаточное для сканирования оригиналов любого типа (книг, газетных и журнальных статей, репродукций и так далее), для оцифровки высококачественных бумажных фотоотпечатков и, тем более, пленочных негативов, скорее всего, окажется недостаточным. При 24-битовом представлении цвета на каждый из базовых цветовых каналов - красный, зеленый, синий - приходится по 8 битов. То есть в каждом цветовом канале будут различаться по 64 оттенка каждого цвета. При этом тонкие цветовые градации могут быть утрачены. Особенно это касается оцифровки негативов, поскольку при сканировании бумажных отпечатков, изначально подверженных искажениям цветопередачи, требования к самому сканеру ниже.
Для улучшения цветопередачи в
(рис 7.8) Планшетный сканер для профессионаловДля особо точной цветопередачи, необходимой для печати снимков на фотонаборных автоматах и специальных печатающих устройствах, применяемых в высококачественной полиграфии, в профессиональных сканерах внутренняя разрядность оцифровки цвета совпадает с внешней.
Говоря о планшетных и протяжных сканерах, мы имеем в виду устройства, предназначенные для сканирования изображений с непрозрачных оригиналов. Но существует еще два типа сканеров для тех же целей - ручные сканеры и специальные устройства для сканирования фотографий. Ручные сканеры рассматривать не будем, поскольку они совершенно непригодны для сколько-нибудь серьезной работы с фотографиями (а сегодня к тому же и не выпускаются). А вот специальные сканеры - устройства очень любопытные.
К специальным устройствам сканирования мы отнесем компактные портативные сканеры с уменьшенной площадью сканируемой поверхности. Максимальный формат оригинала, с которым эти сканеры работают без каких бы то ни было программных ухищрений по увеличению площади сканирования, не превышает 10х15 см, что совпадает с наиболее ходовым форматом бумажных фотографий, отпечатанных в массовых сервисных центрах и мини-лабораториях.
По конструкции сканеры для фотоотпечатков можно условно разделить на два вида - встраиваемые сканеры, устанавливаемые в гнездо для накопителей 5,25 дюйма (слот с внешним доступом), и
Впрочем, встраиваемые сканеры большого распространения не получили и выпускаются лишь парой небольших компаний. Эти устройства не обладают гибкостью и универсальностью планшетных сканеров для оцифровки фотографий, таких как Hewlett-Packard PhotoSmart 1200. Эта модель не единственное на рынке портативное планшетное устройство сканирования, но по соотношению цены (менее 100 долларов) и качества, а также по функциональной насыщенности ему равных нет.
(рис 7.9) Портативный фотосканер Hewlett-Packard PhotoSmart 1200По размерам сканер PhotoSmart 1200 примерно вдвое меньше обычных планшетных сканеров, предназначенных для работы с оригиналами формата А4. Рабочее разрешение 1200 пикселей на дюйм,
Что приходит нам в голову, когда мы рассматриваем фотоальбомы друзей, видим интересную фотографию в журнале, знакомимся со снимками мастеров? Вот бы отсканировать этот замечательный снимок для своей коллекции. Но компьютер и сканер далеко… Сканер Hewlett-Packard PhotoSmart 1200 идеально подходит для подобного вида работ, поскольку снабжен аккумуляторным блоком питания (в сканере используются аккумуляторы формата АА). Для сохранения сканированных снимков используются карты флэш-памяти, а сам сканер способен работать в качестве внешнего кард-ридера для считывания содержимого карточек памяти.
Для цифровой фотографии описываемое устройство - настоящая находка. Сканер прекрасно заменяет мобильный комплект из ноутбука и планшетного сканера
Единственным существенным (или в данном случае условным) недостатком сканера можно считать отсутствие драйверной поддержки для платформы Макинтош (но остается возможность переписывать графические файлы с карт памяти посредством ридера). Впрочем, компьютеры Макинтош изначально позиционируются в качестве машин для обработки графики и компьютерной верстки. Поэтому с ними используются более серьезные сканеры, которые и по качеству оцифровки, и по стоимости значительно превышают портативный сканер откровенно любительского класса PhotoSmart 1200...
Несмотря на универсальность планшетных сканеров, даже тех моделей, что оснащены слайд-адаптерами для сканирования изображений с пленочных оригиналов, полноценным фотосканером может быть признан только пленочный сканер. При сканировании пленочных негативов в ходе оцифровки фотоснимков устраняется главный "виновник" ухудшения изображения -
(рис 7.10) Планшетный сканер со слайд-адаптеромПоскольку фотография на основе галогенидов серебра является аналоговой технологией, здесь действует тот же закон, что и в любой аналоговой технологии, например, в звукозаписи - любая копия хуже оригинала. Копирование снимка даже на дорогой профессиональной аппаратуре (например, на барабанном сканере) не обходится без потерь в разрешении и цветопередаче. Пленочные сканеры предназначены для того, чтобы по возможности свести подобные потери к минимуму.
По сравнению с адаптерами, предназначенными для сканирования прозрачных оригиналов на
И все же среди слайд-сканеров есть бюджетные, недорогие устройства и есть особо точные, топовые модели. Отличия между ними не столь заметны, как, скажем, между цифровыми фотоаппаратами разного уровня сложности, но очень и очень существенны. Первое, самое заметное - устройство рамки для сканируемых пленок. В дешевых моделях любительского класса возможно сканирование узкопленочных (шириной 35 мм) негативов и слайдов, закрепленных в картонных или пластмассовых рамках или сканируемых в виде коротких, по 6-7 кадров, отрезков. Если сканируется вставленный в рамку негатив (или позитив), то
Сканеры среднего и старшего уровня (стоимостью около 600-700 и 1000-1500 долларов соответственно) оборудованы автоматическим механизмом подачи оригиналов. Рамки с негативами или позитивами вставляются в специальные транспортировочные панели, которые перемещают снимки по мере их обработки, автоматически заменяя один негатив другим. Примерно такое же устройство применяется и для транспортировки отрезков пленки.
Рамки для сканируемых пленок у дешевых пленочных сканеров могут не иметь покровных стекол. С одной стороны, это устраняет интерференционные оптические помехи (в виде концентрических ореолов), которые вносит стекло, прижатое к поверхности пленки, с другой стороны, трудно добиться идеального выравнивания поверхности пленки относительно сканирующей линейки. При этом глубина резкости оптической системы пленочного сканера меньше, чем у планшетных устройств, неровная поверхность пленки может привести к нерезкому изображению.
Основные же отличия пленочных сканеров начального уровня от полупрофессиональных и профессиональных устройств - в разрешении (то есть в размерах каждого светочувствительного элемента) и размерах шага перемещения сканирующей линейки. Для дешевых сканеров приемлемым считается разрешение в 2700 пикселей на дюйм, для профессиональных устройств - 4000 и более.
Пленочный сканер устройство весьма неторопливое. Сканирование 36-кадровой пленки может занять десятки минут. Но при этом качество оцифровки фотоизображений будет несравнимо выше, чем при использовании планшетного сканера. Так стоит ли тратиться на дорогой узкоспециализированный пленочный сканер? Ведь его можно применять исключительно для обработки фотопленок? Да, по универсальности применения пленочному сканеру трудно угнаться за планшетными устройствами. Но у человека, серьезно занимающегося фотографией и работающего с пленочным фотоаппаратом, другого выхода нет. При этом специально заметим, что оцифровывать нужно только негативы, а не позитивы. Перевод негативного изображения в позитивное лучше делать в графическом редакторе - в таком, как Adobe Photoshop...
Несколько слов об интерфейсах соединения сканера с персональным компьютером. Все устройства сканирования изображений начального и среднего уровня подключаются к компьютеру через порт USB 2.0. Использовавшееся ранее подключение через параллельный порт, давно вышло из употребления, поскольку в этом случае не обеспечивается автоматическое распознавание подключенного устройства и возникают конфликты с другой периферией (в частности, с подключенным к тому же порту принтером).
Заметим, что приемлемую скорость сканирования и передачи оцифрованного изображения в компьютер обеспечивает и медленный порт USB 1.1, но только в том случае, если графический файл имеет размер не более 1-2 Мбайт. В профессиональной практике и, особенно, при сканировании пленочных негативов с большим разрешением графические файлы имеют размеры в десятки мегабайт. Пропускная способность USB 1.1 оказывается недостаточной, из-за чего передача информации в компьютер может затягиваться на минуты. Поэтому
С внедрением шины USB стандарта 2.0 и последовательной шины FireWire устройства сканирования были переведены на эти интерфейсы. Быстродействие при этом оказалось выше, чем у порта SCSI (во всяком случае, не меньше), а конфигурирование упростилось до предела, поскольку в полной мере обеспечивается функционирование механизма PlugPlay (дословно "включи и играй")...
Отметим особо - пленочный фотоаппарат и слайд-сканер позволяют достичь более впечатляющего качества оцифрованного изображения, чем цифровые фотоаппараты. При этом у фотолюбителя есть возможность отпечатать снимки как цифровым, так и традиционным оптическим способом, подвергнуть оцифрованный снимок обработке в графическом редакторе и получить отпечаток очень большого, недостижимого для цифровых камер, формата с пленочного оригинала.
Именно эти соображения и позволяют говорить о том, что требовательному фотографу, увлеченному творчеством, рано избавляться от старого пленочного фотоаппарата, по крайней мере, в тех случаях, когда к качеству снимка предъявляются особо высокие требования. Признанные мастера художественной фотографии, которые в наши дни вовсе не обходят стороной современную цифровую технику, для получения высококачественных фотографий используют все-таки пленочную аппаратуру, подвергая затем аналоговый негатив оцифровке пленочным сканером.
Цель лекции - рассказ об устройстве и принципе действия сканирующих устройств различных типов. Здесь же приводятся советы по выбору сканера и применение его для перевода в цифровой формат архива бумажных аналоговых фотографий.
В арсенале фотолюбителя планшетный сканер занимает далеко не последнее место, поскольку это чаще всего используемый инструмент для перевода в цифровой формат отпечатанных на бумаге фотографий. Кроме того, сканер совершенно необходим при работе с текстом. С его помощью оцифровывают тексты книг, газетных и журнальных статей. С переведенными в цифровой формат энциклопедиями и справочниками гораздо легче работать, чем с их бумажными вариантами - облегчается поиск нужных слов и статей, более удобным становится цитирование. Оцифрованная сканером редкая книга становится доступной широкому кругу читателей без малейшего риска физического повреждения самой книги. Сканер значительно облегчает перевод в компьютерный формат машинописных текстов, и услуги машинистки по перепечатке рукописей становятся ненужными. Наконец,
(рис 7.1) Планшетный сканер EpsonВсе устройства сканирования изображений подразделяются на несколько типов. Наиболее распространены планшетные сканеры, предназначенные для сканирования непрозрачных оригиналов. В
Второй тип устройств сканирования - протяжные сканеры. В этих сканерах линейка со светочувствительными элементами установлена неподвижно, а перемещается сам оригинал - лист бумаги или фотоотпечаток.
(рис 7.2) Протяжный сканерТретий тип сканеров - ручные устройства сканирования. В этих устройствах линейка светочувствительных элементов и лампа подсветки перемещаются по поверхности сканируемого оригинала вручную. Этот тип сканеров вышел из широкого употребления еще раньше, чем протяжные устройства. Сегодня модифицированная разновидность ручных сканеров используется разве что в складском деле и в сфере торговли в качестве считывателя штрих-кодов.
(рис 7.3) Ручной сканерЧетвертый тип - пленочные сканеры для оцифровки изображений с прозрачных оригиналов, другие их названия фильм-сканеры или слайд-сканеры. Устройство пленочных сканеров подобно устройству сканеров планшетных. Отличия в большей разрешающей способности (то есть в большем количестве светочувствительных элементов в сканирующей линейке) и в меньших физических размерах самих устройств. Для перевода аналоговых фотографий в цифровой формат этот тип устройств сканирования подходит лучше любых прочих.
(рис 7.4) Фильм-сканерНаконец, пятый тип сканеров - барабанные сканеры. В зависимости от конструкции (а именно, расположения сканирующей линейки и лампы подсветки внутри или снаружи барабана) они предназначены для сканирования непрозрачных оригиналов, пленок либо и того, и другого. Вместо предметного стекла в сканерах этого типа используется барабан, на поверхности которого закрепляются оригиналы.
В фотолюбительской практике применяются планшетные и пленочные сканеры.
Рассмотрим подробней устройство планшетного сканера. В зависимости от конструкции сканирующей линейки
(рис 7.5) Сканер с контактными датчиками CISВ корпусе сканера
Отраженный от поверхности оригинала свет через систему отклоняющих зеркал попадает на поверхность полупроводникового светочувствительного элемента. Светочувствительные элементы располагаются на одной линии. Для обеспечения точной фиксации значений яркости отраженного светового луча (а процесс сканирования заключается именно в фиксации разности яркостей светового потока, отраженного исходным изображением) каждый светочувствительный элемент снабжен микрообъективом, фокусирующим отраженный свет на его поверхности. Физическое
Схематично процесс сканирования изображения можно описать следующим образом. Лампа подсветки освещает поверхность оригинала. Лучи света проходят сквозь полупрозрачное отклоняющее зеркало, отражаются от поверхности оригинала, возвращаются, отклоняются рабочей поверхностью полупрозрачного зеркала и, фокусируясь микрообъективом, попадают на светочувствительную поверхность полупроводникового элемента. На поверхности элемента накапливается электрический заряд, величина которого зависит от яркости засветки. Эти сигналы переменной величины усиливаются и передаются в аналого-цифровой преобразователь ( АЦП ), где на их основе формируется цифровой код - последовательность логических нулей и единиц. Затем компьютерная программа-драйвер согласно цифровым данным восстанавливает изображение, идентичное изображению на поверхности оригинала.
Сканирование производится построчно, за один цикл линейка светочувствительных элементов считывает изображение с узкого линейного участка поверхности оригинала. Для считывания изображения с соседнего участка транспортный механизм, приводимый в действие шаговым электродвигателем, смещает линейку на небольшое расстояние, и процесс сканирования повторяется.
Величина шага, с которым перемещается
Разрешение по горизонтали в обозначении характеристик сканера всегда указывается первым, разрешение по вертикали вторым. При этом разрешение по горизонтали всегда больше разрешения по вертикали. К примеру, разрешение 1200х600 пикселей означает, что в сканирующей линейке на один дюйм ее длины приходится 1200 элементов, расположенных в ряд. А шаг, с которым линейка перемещается вдоль оригинала, составляет 1/600 дюйма.
Если указывается обратное значение, например, 600х1200, то это явная ошибка, поскольку такового быть не может. (Зачем добиваться сверхмелкого шага перемещения линейки, если сама линейка не способна сканировать оригинал с таким разрешением?) А если в характеристиках сканера указывается равное разрешение по горизонтали и вертикали, скажем, 1200х1200, то к таким данным следует относиться с большой осторожностью, поскольку это заявление, скорее всего, носит рекламный характер (производитель хочет привлечь внимание потенциального покупателя и выдает желаемое за действительное).
(рис 7.6) Цифровой фотоаппарат - настоящий трехмерный сканерКаким образом оцифровывается цветное изображение? Существуют два типа сканирования цветного изображения - трехпроходное и однопроходное. При трехпроходном сканировании линейка светочувствительных элементов последовательно фиксирует цветовые характеристики изображения для каждого из базовых цветов. То есть при каждом проходе меняется цвет подсветки (путем введения в световой поток фильтров ), и линейка оцифровывает изображение для каждого базового цвета (красного, зеленого, синего). При последующем сложении цветов получается полноцветная картинка.
Трехпроходное сканирование применялось в первых цифровых сканерах и сегодня используется только в высокоточных барабанных устройствах. Современные
Процесс сканирования изображения устройствами этого типа выглядит следующим образом. Излучающая часть элемента освещает небольшой участок поверхности оригинала. Свет отражается и возвращается к комбинированному датчику, засвечивая светочувствительную его часть. В результате состояние фотоэлемента датчика меняется, пропуская ток или препятствуя его прохождению. На основе изменяющейся проводимости элементов электронная схема контроллера формирует электрический сигнал, который преобразуется аналого-цифровым преобразователем ( АЦП ) в цифровой код. Далее программа-драйвер восстанавливает оцифрованное сканером изображение на экране монитора компьютера.
Датчики линейки сканера
Все перечисленное превращает
Вместе с тем сканеры
Далее - устройства
Все это позволяет говорить о том, что
Качественный уровень планшетного сканера определяется теми же показателями, что и уровень цифрового фотоаппарата - характеристиками светочувствительного элемента, в данном случае, сканирующей линейки. С физическим, реальным разрешением мы разобрались, но существует еще и другое значение разрешения - программное. И чем дешевле сканер, тем заявленное программное разрешение выше. В чем тут дело?
Программное, или интерполяционное, разрешение величина очень и очень условная. Сам механизм интерполяции с практической точки зрения не только бесполезен, но и вреден. При интерполяции к реальным элементам изображения добавляются отсутствующие, виртуальные пиксели. То есть если интерполяционное разрешение устанавливается в 4800 пикселей, а реальное разрешение, с которым сканирован оригинал, составляет 1200 пикселей, три из четырех пикселей будут иметь не реальную, а усредненную яркость, вычисленную по показателям яркостей соседних элементов изображения. И вместо повышения разрешения мы получим картинку, на три четверти состоящую из элементов, которых на исходном изображении нет.
Результатом интерполяции является сниженная четкость изображения, размытые контуры, наличие артефактов (несуществующих на исходном изображении объектов - точек и пятен), плохая проработка мелких деталей, поскольку они теряются среди "фальшивых", синтезированных деталей картинки, и чрезмерно увеличенный по размеру графический файл. Совершенно удручающие результаты получаются при максимальных значениях интерполяции -до 9600 пикселей на дюйм и больше.
И все же иногда интерполяционные механизмы бывают полезны. Речь идет об аппаратной интерполяции, выполняемой встроенным в сканер специализированным процессором. Подобная интерполяция применяется в пленочных слайд-сканерах в тех случаях, когда необходимо получить цифровую копию пленочного негатива с максимальным разрешением. После сканирования и сохранения снимка в виде графического файла, интерполированное изображение можно подвергнуть тщательной правке, вручную выравнивая яркости интерполированных пикселей. Но и в этом случае речь идет об относительно небольшом увеличении реального
В отдельном ряду от других устройств сканирования стоят протяжные сканеры. Очень популярные в 1996-2000 годах, они были напрочь вытеснены с рынка планшетными сканерами. Причин стремительного взлета, а затем такого же стремительного исчезновения этой технологии оказалось несколько. Во-первых,
Сегодня говорить о протяжных сканерах во множественном числе трудно, поскольку на рынке можно найти всего одну или две до сих пор выпускаемые модели. Причем, это уже не дешевые массовые устройства (хотя Plustec и Genius выпускают и такие), а дорогие модели офисного применения. Пример - сканер
Достоинство протяжного сканера в его компактности. Он легко умещается между клавиатурой и монитором персонального компьютера и очень удобен при работе с листовыми, неброшюрованными документами. Формой корпуса в виде вытянутого цилиндра
Несмотря на удобство использования, недостатки протяжных устройств сканирования свели их выпуск до ничтожно малых масштабов. Протяжному сканеру не по силам оцифровывать сброшюрованные материалы, книги, газетные листы большого размера. Впрочем, газету можно сложить вдвое (втрое), но тогда во время транспортировки листа мимо линейки сканирования бумага сомнется, и оригинал будет сканирован неправильно. Единственный выход разрезать газетную страницу на полосы, ширина которых не превышала бы 20 см.
К концу эпохи протяжных сканеров появились комбинированные устройства со съемной крышкой, которые, перевернув, можно было использовать в качестве ручных сканеров для оцифровки больших оригиналов. Сканированные участки изображения соединялись воедино специальной программой. Были и совсем диковинные устройства, вроде самодвижущихся в перевернутом состоянии по оригиналу за счет вращения валика транспортировки, но они так и не получили распространения.
Самый большой порок протяжных сканеров - неравномерная транспортировка оригинала. В планшетном сканере перемещается только
(рис 7.7) МФУ - не только принтер, но и сканерРазрешение - далеко не единственная важная характеристика планшетного сканера, от которой зависят его возможности по оцифровке изображений и, в конечном счете, стоимость самого устройства. Для цифровой фотографии большое значение имеют динамический диапазон сканера и разрядность оцифровки цвета. Динамический диапазон - способность устройства различать градации серого между абсолютно белым и абсолютно черным - у планшетных сканеров среднего уровня (если ориентироваться по стоимости, то это от 100 до 500 долларов) шире, чем у цифровых фотоаппаратов того же уровня (при вдвое и даже втрое большей стоимости). Чем шире динамический диапазон, тем больше деталей будет иметь оцифрованное изображение, и тем больше цифровая копия будет соответствовать оригиналу.
Второй показатель - разрядность цвета - играет важную роль именно в цифровой фотографии, когда при сканировании фотоснимка важна максимально точная цветопередача. 24-битовое представление цвета, достаточное для сканирования оригиналов любого типа (книг, газетных и журнальных статей, репродукций и так далее), для оцифровки высококачественных бумажных фотоотпечатков и, тем более, пленочных негативов, скорее всего, окажется недостаточным. При 24-битовом представлении цвета на каждый из базовых цветовых каналов - красный, зеленый, синий - приходится по 8 битов. То есть в каждом цветовом канале будут различаться по 64 оттенка каждого цвета. При этом тонкие цветовые градации могут быть утрачены. Особенно это касается оцифровки негативов, поскольку при сканировании бумажных отпечатков, изначально подверженных искажениям цветопередачи, требования к самому сканеру ниже.
Для улучшения цветопередачи в
(рис 7.8) Планшетный сканер для профессионаловДля особо точной цветопередачи, необходимой для печати снимков на фотонаборных автоматах и специальных печатающих устройствах, применяемых в высококачественной полиграфии, в профессиональных сканерах внутренняя разрядность оцифровки цвета совпадает с внешней.
Говоря о планшетных и протяжных сканерах, мы имеем в виду устройства, предназначенные для сканирования изображений с непрозрачных оригиналов. Но существует еще два типа сканеров для тех же целей - ручные сканеры и специальные устройства для сканирования фотографий. Ручные сканеры рассматривать не будем, поскольку они совершенно непригодны для сколько-нибудь серьезной работы с фотографиями (а сегодня к тому же и не выпускаются). А вот специальные сканеры - устройства очень любопытные.
К специальным устройствам сканирования мы отнесем компактные портативные сканеры с уменьшенной площадью сканируемой поверхности. Максимальный формат оригинала, с которым эти сканеры работают без каких бы то ни было программных ухищрений по увеличению площади сканирования, не превышает 10х15 см, что совпадает с наиболее ходовым форматом бумажных фотографий, отпечатанных в массовых сервисных центрах и мини-лабораториях.
По конструкции сканеры для фотоотпечатков можно условно разделить на два вида - встраиваемые сканеры, устанавливаемые в гнездо для накопителей 5,25 дюйма (слот с внешним доступом), и
Впрочем, встраиваемые сканеры большого распространения не получили и выпускаются лишь парой небольших компаний. Эти устройства не обладают гибкостью и универсальностью планшетных сканеров для оцифровки фотографий, таких как Hewlett-Packard PhotoSmart 1200. Эта модель не единственное на рынке портативное планшетное устройство сканирования, но по соотношению цены (менее 100 долларов) и качества, а также по функциональной насыщенности ему равных нет.
(рис 7.9) Портативный фотосканер Hewlett-Packard PhotoSmart 1200По размерам сканер PhotoSmart 1200 примерно вдвое меньше обычных планшетных сканеров, предназначенных для работы с оригиналами формата А4. Рабочее разрешение 1200 пикселей на дюйм,
Что приходит нам в голову, когда мы рассматриваем фотоальбомы друзей, видим интересную фотографию в журнале, знакомимся со снимками мастеров? Вот бы отсканировать этот замечательный снимок для своей коллекции. Но компьютер и сканер далеко… Сканер Hewlett-Packard PhotoSmart 1200 идеально подходит для подобного вида работ, поскольку снабжен аккумуляторным блоком питания (в сканере используются аккумуляторы формата АА). Для сохранения сканированных снимков используются карты флэш-памяти, а сам сканер способен работать в качестве внешнего кард-ридера для считывания содержимого карточек памяти.
Для цифровой фотографии описываемое устройство - настоящая находка. Сканер прекрасно заменяет мобильный комплект из ноутбука и планшетного сканера
Единственным существенным (или в данном случае условным) недостатком сканера можно считать отсутствие драйверной поддержки для платформы Макинтош (но остается возможность переписывать графические файлы с карт памяти посредством ридера). Впрочем, компьютеры Макинтош изначально позиционируются в качестве машин для обработки графики и компьютерной верстки. Поэтому с ними используются более серьезные сканеры, которые и по качеству оцифровки, и по стоимости значительно превышают портативный сканер откровенно любительского класса PhotoSmart 1200...
Несмотря на универсальность планшетных сканеров, даже тех моделей, что оснащены слайд-адаптерами для сканирования изображений с пленочных оригиналов, полноценным фотосканером может быть признан только пленочный сканер. При сканировании пленочных негативов в ходе оцифровки фотоснимков устраняется главный "виновник" ухудшения изображения -
(рис 7.10) Планшетный сканер со слайд-адаптеромПоскольку фотография на основе галогенидов серебра является аналоговой технологией, здесь действует тот же закон, что и в любой аналоговой технологии, например, в звукозаписи - любая копия хуже оригинала. Копирование снимка даже на дорогой профессиональной аппаратуре (например, на барабанном сканере) не обходится без потерь в разрешении и цветопередаче. Пленочные сканеры предназначены для того, чтобы по возможности свести подобные потери к минимуму.
По сравнению с адаптерами, предназначенными для сканирования прозрачных оригиналов на
И все же среди слайд-сканеров есть бюджетные, недорогие устройства и есть особо точные, топовые модели. Отличия между ними не столь заметны, как, скажем, между цифровыми фотоаппаратами разного уровня сложности, но очень и очень существенны. Первое, самое заметное - устройство рамки для сканируемых пленок. В дешевых моделях любительского класса возможно сканирование узкопленочных (шириной 35 мм) негативов и слайдов, закрепленных в картонных или пластмассовых рамках или сканируемых в виде коротких, по 6-7 кадров, отрезков. Если сканируется вставленный в рамку негатив (или позитив), то
Сканеры среднего и старшего уровня (стоимостью около 600-700 и 1000-1500 долларов соответственно) оборудованы автоматическим механизмом подачи оригиналов. Рамки с негативами или позитивами вставляются в специальные транспортировочные панели, которые перемещают снимки по мере их обработки, автоматически заменяя один негатив другим. Примерно такое же устройство применяется и для транспортировки отрезков пленки.
Рамки для сканируемых пленок у дешевых пленочных сканеров могут не иметь покровных стекол. С одной стороны, это устраняет интерференционные оптические помехи (в виде концентрических ореолов), которые вносит стекло, прижатое к поверхности пленки, с другой стороны, трудно добиться идеального выравнивания поверхности пленки относительно сканирующей линейки. При этом глубина резкости оптической системы пленочного сканера меньше, чем у планшетных устройств, неровная поверхность пленки может привести к нерезкому изображению.
Основные же отличия пленочных сканеров начального уровня от полупрофессиональных и профессиональных устройств - в разрешении (то есть в размерах каждого светочувствительного элемента) и размерах шага перемещения сканирующей линейки. Для дешевых сканеров приемлемым считается разрешение в 2700 пикселей на дюйм, для профессиональных устройств - 4000 и более.
Пленочный сканер устройство весьма неторопливое. Сканирование 36-кадровой пленки может занять десятки минут. Но при этом качество оцифровки фотоизображений будет несравнимо выше, чем при использовании планшетного сканера. Так стоит ли тратиться на дорогой узкоспециализированный пленочный сканер? Ведь его можно применять исключительно для обработки фотопленок? Да, по универсальности применения пленочному сканеру трудно угнаться за планшетными устройствами. Но у человека, серьезно занимающегося фотографией и работающего с пленочным фотоаппаратом, другого выхода нет. При этом специально заметим, что оцифровывать нужно только негативы, а не позитивы. Перевод негативного изображения в позитивное лучше делать в графическом редакторе - в таком, как Adobe Photoshop...
Несколько слов об интерфейсах соединения сканера с персональным компьютером. Все устройства сканирования изображений начального и среднего уровня подключаются к компьютеру через порт USB 2.0. Использовавшееся ранее подключение через параллельный порт, давно вышло из употребления, поскольку в этом случае не обеспечивается автоматическое распознавание подключенного устройства и возникают конфликты с другой периферией (в частности, с подключенным к тому же порту принтером).
Заметим, что приемлемую скорость сканирования и передачи оцифрованного изображения в компьютер обеспечивает и медленный порт USB 1.1, но только в том случае, если графический файл имеет размер не более 1-2 Мбайт. В профессиональной практике и, особенно, при сканировании пленочных негативов с большим разрешением графические файлы имеют размеры в десятки мегабайт. Пропускная способность USB 1.1 оказывается недостаточной, из-за чего передача информации в компьютер может затягиваться на минуты. Поэтому
С внедрением шины USB стандарта 2.0 и последовательной шины FireWire устройства сканирования были переведены на эти интерфейсы. Быстродействие при этом оказалось выше, чем у порта SCSI (во всяком случае, не меньше), а конфигурирование упростилось до предела, поскольку в полной мере обеспечивается функционирование механизма PlugPlay (дословно "включи и играй")...
Отметим особо - пленочный фотоаппарат и слайд-сканер позволяют достичь более впечатляющего качества оцифрованного изображения, чем цифровые фотоаппараты. При этом у фотолюбителя есть возможность отпечатать снимки как цифровым, так и традиционным оптическим способом, подвергнуть оцифрованный снимок обработке в графическом редакторе и получить отпечаток очень большого, недостижимого для цифровых камер, формата с пленочного оригинала.
Именно эти соображения и позволяют говорить о том, что требовательному фотографу, увлеченному творчеством, рано избавляться от старого пленочного фотоаппарата, по крайней мере, в тех случаях, когда к качеству снимка предъявляются особо высокие требования. Признанные мастера художественной фотографии, которые в наши дни вовсе не обходят стороной современную цифровую технику, для получения высококачественных фотографий используют все-таки пленочную аппаратуру, подвергая затем аналоговый негатив оцифровке пленочным сканером.
Для получения официальных документов о завершении программы дополнительного профессионального образования (удостоверения о повышении квалификации, дипломов о профессиональной переподготовке и MBA) необходимо предоставить:
Внимание! Вы можете не заказывать доставку бумажной версии официального документы, а скачать его в электронном виде и распечатать самостоятельно. Информация о выданном документе в течение 1 месяца загружается в Федеральную информационную систему «Федеральный реестр сведений о документах об образовании и (или) о квалификации, документах об обучении» - ФИС ФРДО.
Доступ на новый сайт осуществляется с использованием адреса электронной почты, который был указан вами при регистрации на "старом". Мы постарались перенести все ваши данные с прежнего ресурса, однако не исключена вероятность потери части информации.
При возникновении проблемы со входом, воспользуйтесь функцией сброса пароля
Если вы обнаружите несоответствия, пожалуйста, сообщите нам.