Сканеры в цифровой фотографии

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-сканер

Наконец, 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. Сканирующая линейка и лампа подсветки установлены неподвижно. При сканировании барабан вращается с большой скоростью, а оцифровка проводится построчно при каждом обороте барабана с небольшим линейным сдвигом вдоль поверхности оригинала. Подобная конструкция позволяет добиться минимального шага сканирования и, соответственно, высокого разрешения и качества оцифровки. Барабанные сканеры применяются в области высококачественной полиграфии и стоят очень дорого, десятки и даже сотни тысяч долларов.

В фотолюбительской практике применяются планшетные и пленочные сканеры. Протяжные сканеры используются в системах безбумажного документооборота и в деловой сфере (хотя нет никаких препятствий к использованию их для оцифровки бумажных фотографий).

Рассмотрим подробней устройство планшетного сканера. В зависимости от конструкции сканирующей линейки планшетные сканеры подразделяются на две группы - устройства CCD, в которых в качестве светочувствительных элементов применяются полупроводниковые приборы с зарядовой связью, и устройства CIS (Contact Image Sensor), где светочувствительными элементами служат контактные комбинированные датчики.

Рис. 7.5. Сканер с контактными датчиками CIS

В корпусе сканера CCD под предметным стеклом находится оптический блок, перемещаемый механизмом транспортировки вдоль поверхности оригинала. В оптическом блоке установлена люминесцентная лампа подсветки, спектральный состав светового потока которой максимально приближен к спектру солнечного света.

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 разрешение сканера определяется шагом расположения элементов на линейке. Этот шаг измеряется в пикселях на дюйм. Стандартный ряд значений разрешения планшетных сканеров выглядит так - 300, 600, 1200, 2400 пикселей на дюйм. То есть на каждом дюйме (2,54 см) сканирующей линейки расположены в ряд 300, 600, 1200 или 2400 светочувствительных элементов. Можно представить, какова степень миниатюризации современной электроники, причем речь идет о массовых недорогих устройствах.

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.