[ Pobierz całość w formacie PDF ]
M
U
agazyn
dodatek
do
lektroniki
miesięcznika
żytkowej
Poznać i zrozumi eć sprzęt
To warto wiedzieć
Skaner
− oko komputera
Skaner jest nad wyraz pożytecznym ele−
mentem systemu komputerowego. Po−
zwala w prosty sposób zamienić obrazy
i rysunki na postać cyfrową. Umożliwia
też obróbkę fotografii, ich późniejszy
wydruk na kolorowej drukarce i uzy−
skiwanie niesamowitych efektów nie−
możliwych do otrzymania innymi spo−
sobami. Skaner jest absolutnie nie−
zbędny dla wszystkich, którzy próbują
tworzyć strony www. Komputer ze
skanerem i drukarką pełni rolę ksero−
kopiarki i to kolorowej. Modem dodat−
kowo pozwala pełnić funkcję faksu.
Jeszcze kilka lat temu skaner był luksu−
sem, na który pozwalali sobie nieliczni. Dziś
prosty, ale przyzwoity skaner można kupić za
mniej niż 400zł.
Często użytkownik skanera wykorzystuje
wyłącznie typowe procedury i przyciski, żeby
np. od razu uzyskać zdjęcie do wydruku,
62
M
E
U
Elektronika dla Wszystkich
To warto wiedzieć
gotowy plik na stronę internetową, załącznik
do e−maila czy faks. Choć skanery stały się
bardzo popularne, większość użytkowników
nie potrafi wykorzystać ich możliwości,
a przyczyną jest nieznajomość pewnych klu−
czowych faktów oraz zasad obróbki obrazu.
Tymczasem wystarczy troszkę zaingerować
w obraz, a efekt będzie nieporównanie lepszy.
Niniejszy artykuł przybliża temat skane−
rów i skanowania. Pierwsza część zapoznaje
z różnymi rodzajami skanerów. Pozwoli to
wybrać skaner odpowiedni do potrzeb. Dalej
podane są najważniejsze informacje dotyczą−
ce obróbki zdjęć, co nie tylko zaspokoi cieka−
wość, ale pozwoli uzyskać obrazy o optymal−
nej jakości. Warto poznać te podstawy, żeby
nie błądzić po omacku, tylko świadomie zde−
cydować się na wybór skanera, a potem
w pełni wykorzystać jego możliwości.
Podstawowymi parametrami skanera są
rozdzielczość
, wskazująca na zdolność roz−
różniania najmniejszych detali, oraz
głębia
koloru
, wskazująca na dokładność odwzoro−
wania barw.
ne w użytkowaniu i nie zapewniające do−
brych parametrów urządzenia (
fotografia 2
)
zupełnie straciły rację bytu.
Rodzaje skanerów
Skanery bębnowe
. W takim skanerze, zgo−
dnie z nazwą, ruchomym elementem jest bę−
ben wykonany z przezroczystego tworzywa
oraz fotoelement. Na ten bęben nakleja się
skanowane materiały. Podczas skanowania
bęben obraca się z dużą prędkością (nawet
2000obr/min), a obraz jest analizowany
przez punktowy czujnik z trzema fotopowie−
laczami, przesuwający się pomału wzdłuż osi
bębna. W ten sposób obraz analizowany jest
punkt po punkcie wzdłuż linii śrubowej.
Skanery bębnowe mają znakomite para−
metry. Mogą skanować materiały refleksyjne
(klasyczne odbitki, wydruki, itp.) oraz przej−
rzyste (transparentne, np. slajdy lub negaty−
wy). Zapewniają znakomitą rozdzielczość
oraz głębię kolorów, o wiele lepszą niż inne
skanery. Ze względu na bardzo wysoką cenę
znajdują zastosowanie tylko w profesjonal−
nych studiach graficznych.
Fotografia 1
po−
kazuje skaner bębnowy Isomet 405H. Pre−
zentowany skaner ma zawrotnie wielką roz−
dzielczość (12000dpi), dobrą głębię kolorów
i może skanować oryginały o rozmiarach do
350x300mm.
Fot. 2
Bardzo rzadko wykorzystywane są także
skanery przelotowe
, zwane swojsko wyży−
maczkami. Tu także wykorzystano linijkę fo−
toelementów, odczytujących jednocześnie
jedną linie obrazu, a elementem ruchomym
jest... skanowany dokument. Takie małe ska−
nery bywają wykorzystywane tylko do
współpracy z komputerami przenośnymi
w warunkach polowych.
Istnieją też skanery przeznaczone tylko
do
slajdów i negatywów
. Trzy przykłady można
zobaczyć na
fotografii 3
. Ze względu na wy−
sokie ceny są bardzo rzadko wykorzystywa−
ne przez hobbystów.
Zasada działania
Typowy skaner działa na zasadzie pomiaru
światła odbitego od skanowanego dokumentu.
Istnieją też skanery do skanowania materiałów
przejrzystych (transparentnych), np. slajdów
czy negatywów. W tym wypadku fotoelement
mierzy światło przechodzące przez oryginał.
Aby skanować materiały kolorowe, zwykle
wykorzystuje się trzy foto− elementy, reagują−
ce na podstawowe kolory RGB (Red – czer−
wony, Green – zielony, Blue – niebieski).
Dawniej stosowano zestaw ruchomych filtrów
o tych kolorach, współpracujący z jednym fo−
toelementem.
Rysunek 1
pokazuje w naj−
większym uproszczeniu zasadę skanowania
materiałów refleksyjnych (odbijających świa−
tło) i transparentnych (przejrzystych).
W pierwszym przypadku element fotoelek−
tryczny mierzy ilość światła odbitego od ma−
teriału. W drugim fotoelement mierzy ilość
światła przechodzącego przez przejrzysty ory−
ginał. W licznych skanerach zamiast pojedyn−
czego elementu fotoelektrycznego stosuje się
linijkę zawierającą kilka tysięcy oddzielnych
czujników. Dodatkowo zawsze co najmniej je−
den z pokazanych elementów jest ruchomy,
dzięki czemu możliwe jest skanowanie nie tyl−
ko pojedynczego punktu czy pojedynczej linii,
ale całej powierzchni dokumentu.
Co ciekawe, w różnych typach skanerów
ruchome są różne elementy.
Fot. 3
Fot. 1
Niezmiernie rzadko spotyka się szybkie
skanery fotograficzne, przeznaczone dla ce−
lów profesjonalnych, na przykład do szybkie−
go skanowania oryginałów w dużych biblio−
tekach.
Fotografia 4
pokazuje takie urządze−
nie o symbolu PS7000 firmy Minolta.
Na drugim biegunie są
skanery ręczne
.
Zamiast jednego, punktowego elementu za−
stosowana jest linijka czujników światła.
Elementem ruchomym jest... cały skaner,
który jest przesuwa−
ny powoli po po−
wierzchni doku−
mentu. Szerokość
skanowanego ob−
szaru nie jest duża,
zwykle 10...15cm,
co też jest istotnym
ograniczeniem.
Przed laty tylko
proste skanery ręcz−
ne były w zasięgu
zwykłego śmiertel−
nika. Te niewygod−
Fot. 4
Rys. 1
Elektronika dla Wszystkich
M
E
U
63
To warto wiedzieć
Szybki postęp w dziedzinie przetworni−
ków optycznych zaowocował pojawieniem
się cyfrowych aparatów fotograficznych, ka−
mer wideo i kamer internetowych. W zasa−
dzie mogą one zastąpić skaner i sfotografo−
wać obiekt w ułamku sekundy, ale na razie
jakość tak uzyskanego obrazu jest zdecydo−
wanie gorsza, niż w obrazie z jakiegokolwiek
skanera.
Zdecydowanie najpopularniejsze wśród
amatorów, a nawet wśród profesjonalistów są
obecnie
skanery płaskie
(flatbed scanners),
zwane też stacjonarnymi lub stołowymi.
Na rynku można znaleźć wielkie mnóstwo
skanerów płaskich, różniących się ceną
i możliwościami. Typowy skaner pozwala
pracować z arkuszami o wielkości A4 (ok.
210x300mm).
Fotografia 5
pokazuje skaner
płaski Plustek Optic Pro UT−24, dostarczony
na potrzeby tego artykułu przez firmę MUL−
TIMEDIA VISION z Warszawy.
skanerów jest tak zwany czujnik CCD − linij−
ka zawierająca dużą liczbę fotoelementów.
Fotografia 6
pokazuje wnętrze popular−
nego skanera Plustek Optic Pro P−12. Głowi−
ca zawiera nie tylko lampę, ale też system lu−
sterek i prosty obiektyw, które rzutują obraz
o szerokości ponad 20 cm na przetwornik
CCD, który ma tylko kilka centymetrów
długości.
Fotografia 7
pokazuje wygląd
przetwornika CCD ze skanera Plustek Optic
Pro P−12. Aktywna część przetwornika, za−
wierająca w jednej linii około 5000 światło−
czułych punktów, ma tu niecałe 4cm długości.
Obraz uzyskiwany z elementu CCD,
a właściwie napięcia z poszczególnych foto−
elementów linijki są przesyłane do przetwor−
ników elektronicznych i dalej do komputera
W zależności od ilości światła padającego
na dany fotoelement, sygnał analogowy
(prąd lub napięcie) jest mniejszy lub większy.
Potem ten sygnał analogowy jest zamieniany
na liczby w przetworniku analogowo−cyfro−
wym, a następnie w tej postaci przesyłany do
komputera.
Rys. 2
F o t . 7
Jeśliby chodziło o obrazy w skali szarości,
wystarczyłoby mierzyć jasność. Aby uzyskać
obraz kolorowy, trzeba uzyskać informację
o zawartości trzech podstawowych kolorów
RGB (czerwony, zielony, niebieski). Potrzeb−
ne są do tego filtry o odpowiednich kolorach.
Kiedyś produkowano tak zwane skanery wie−
loprzebiegowe. Przy skanowaniu w kolorze
głowica trzykrotnie musiała przemieścić się
wzdłuż obszaru roboczego, za każdym razem
uzyskując informacje o kolejnym kolorze
podstawowym RGB.
Dziś wszystkie skanery płaskie są jedno−
przebiegowe, a informacje o podstawowych
kolorach uzyskuje się jednocześnie, dzięki
odpowiedniej budowie światłoczułego
przetwornika.
Fot. 5
Przystawka do slajdów
Tylko nieliczne skanery płaskie wyposażone są
w przystawkę do materiałów transparentnych
(przezroczystych), umożliwiającą skanowanie
Skaner płaski
Najpopularniejsze skanery płaskie mogą ska−
nować tylko materiały refleksyjne, czyli
odbijające światło. Wynika to z zasady dzia−
łania i budowy takiego skanera, pokazanej
w uproszczonym przekroju na
rysunku 2
.
Szybki postęp techniczny sprawia, że nawet
tanie skanery, umiejętnie wykorzystane, dają
zadziwiająco dobre obrazy.
Wewnątrz obudowy skanera umieszczona
jest głowica skanująca, zawierająca linijkę
fotoelementów oraz lampę, która w trakcie
pracy przesuwa się, napędzana silnikiem
krokowym za pośrednictwem paska zębate−
go. Głowica pomału przesuwa się i linia po
linii odczytuje obraz oryginału leżącego na
szybie.
Większość skanerów płaskich jako źródło
światła wykorzystuje specjalną świetlówkę
o precyzyjnie dobranej barwie białego świa−
tła. Elementem światłoczułym w większości
l a m p a
p a s e k z ę b a t y
s z y b a
p r o w a d n i c a
s i l n i k k r o k o w y
g ł o w i c a
p ł y t k a
z p r z e t w o r n i k i e m C C D
Fot. 6
u k ł a d y e l e k t r o n i c z n e
64
M
E
U
Elektronika dla Wszystkich
To warto wiedzieć
slajdów i negatywów. W praktyce taka przy−
stawka to dodatkowa lampa wbudowana w po−
krywę skanera. W drogich profesjonalnych
skanerach płaskich ta dodatkowa lampa poru−
sza się wzdłuż dokumentu wraz z główną gło−
wicą (dolna lampa w głowicy jest wtedy wyłą−
czona). Takie rozwiązanie umożliwia skano−
wanie materiałów przezroczystych o wielko−
ści obszaru roboczego skanera. W tańszych
skanerach domowych lampa w pokrywie jest
nieruchoma. Lampa oświetla niewielką część
obszaru roboczego i tylko tam można skano−
wać materiały transparentne. Na przykład
w skanerze UT−24 jest to obszar 4,5x9cm, co
pozwala skanować jedynieslajdy małoobraz−
kowe 36x24mm – patrz
fotografia 8
.
Od razu warto nadmienić, że skanowanie
negatywów na tanich skanerach płaskich
z kilku powodów nie daje dobrych rezulta−
tów. Problemem jest nie tylko rozdzielczość,
ale i fakt, że do uzyskania optymalnych wyni−
ków nie wystarczy po prostu „odwrócić kolo−
rów“. Oprogramowanie profesjonalnych ska−
nerów zwykle zawiera dodatkowe sterowniki,
pozwalające uwzględnić specyficzne cechy
negatywów różnych producentów. Lepiej jest
ze skanowaniem przezroczy (slajdów), ale i tu
nie można uzyskać dużych powiększeń ze
względu na ograniczoną rozdzielczość.
Foto−
grafia 9
to skan slajdu 36x24mm uzyskany za
pomocą UT−24. Ogólnie biorąc, tanie, domo−
we skanery dają bardzo dobre rezultaty tylko
przy skanowaniu typowych materiałów odbi−
jających światło (refleksyjnych), na przykład
odbitek fotograficznych.
CCD kontra CIS
Większość skanerów płaskich zawiera świa−
tłoczuły element zwany przetwornikiem CCD
(Charge Coupled Device). Od pewnego czasu
na rynku obecne są skanery z przetwornikiem
CIS (Contact Image Sensor). System optycz−
ny z lusterkami i obiektywem został wyelimi−
nowany, a źródło światła i czujnik o szeroko−
ści strony poruszają się tuż pod szybą. Dzięki
prostszej budowie głowicy, skanery CIS są
zdecydowanie bardziej płaskie, co skrzętnie
wykorzystuje się w materiałach reklamo−
wych. Rząd diod LED świecących w podsta−
wowych kolorach zamiast świetlówki oraz in−
nego rodzaju przetwornik pozwalają na
F o t . 1 0
F o t . 9
Fot. 8
znaczną redukcję kosztów, jednak
póki co, uzyskiwany obraz ma ja−
kość gorszą niż obraz ze skanerów
CCD. W skanerze z przetworni−
kiem CIS można skanować tylko
obiekty płaskie (kartka), natomiast
skanery CCD pozwalają uzyskać
przyzwoite „zdjęcia“ wielu obiek−
tów trójwymiarowych, co w wielu
przypadkach jest istotną zaletą.
Fotografie 10 i 11
pokazują takie
„zdjęcia“, uzyskane za pomocą
skanera Plustek UT24 z przetwor−
nikiem CCD. Skanery z czujni−
kiem CIS nie nadają się do skano−
wania obiektów trójwymiarowych,
bo elementy choć trochę oddalone
od szyby są bardzo ciemne.
Fotografie 5 i 12
pokazują ska−
nery płaskie UT−24 oraz P−12 oraz
firmy Plustek, wyposażone w czuj−
nik CCD. Skanery tej firmy cieszą
się dużą popularnością. Ze wzglę−
du na przystępną cenę i dobre wła−
ściwości są chętnie wykorzystywa−
ne zarówno w domach, jak i w biu−
rach. Fotografie w tym artykule po−
wstały z użyciem skanera UT−24,
pokazanego na fotografiach 5 i 8.
F o t . 1 1
Elektronika dla Wszystkich
M
E
U
65
To warto wiedzieć
Fot. 12
wzdłużna wynika
z faktu, że głowica
skanująca, napędzana
silnikiem krokowym,
może być przesuwa−
na na dowolnie małą
odległość.
Z czasem upo−
wszechniły się skane−
ry dające obraz o roz−
dzielczości optycznej
600x1200dpi i one są
dziś standardem na−
wet wśród tanich ska−
nerów. Przykładem
jest rodzina P−12 (fot.
10). Dziś za rozsądną
cenę można kupić
skanery o rozdzielczości optycznej
1200x2400dpi, na przykład UT−24.
Rozdzielczość 2400dpi oznacza, że na dłu−
gości jednego milimetra skaner rozróżnia aż
94 punktów. Podczas skanowania można
oczywiście wybrać potrzebną rozdzielczość,
bo czym większa rozdzielczość skanowania,
tym większą objętość ma powstały plik.
Szczegóły podane będą w dalszej części arty−
kułu. Jako ciekawostkę można podać, że
okładka EdW zeskanowana przy maksymal−
nej rozdzielczości 2400dpi zajęłaby na dysku
około 1,5GB.
Należy wyraźnie podkreślić, że cały czas
chodzi o tak zwaną
rozdzielczość optyczną
.
W materiałach reklamowych podawana jest
także tak zwana
rozdzielczość interpolowa−
na
, uzyskiwana sztucznie, przez wyliczanie
wartości pośrednich. Duża rozdzielczość in−
terpolowana, sięgająca czasem 10000dpi
i więcej, nie jest żadną zaletą – to tani chwyt
reklamowy dla laików, podobnie jak niebo−
tyczna moc PMPO w reklamach najtańszego
sprzętu audio.
W warunkach domowych całkowicie wy−
starczy skaner o rozdzielczości 300x600dpi.
Rozdzielczość 600x1200dpi, uzyskiwana
w tanich współczesnych skanerach, jest cał−
kowicie wystarczająca nawet w typowych za−
stosowaniach profesjonalnych. Większa roz−
dzielczość byłaby potrzebna tylko do skano−
wania slajdów i negatywów. Testowany ska−
ner UT−24 o maksymalnej rozdzielczości
optycznej 1200x2400dpi rozróżnia naprawdę
drobne detale – przykładem jest
fotografia
wstępna
, pokazująca kompozycję kwiatową.
„Zdjęcie“ powstało przez zeskanowanie z na−
tury kwiatów położonych wprost na szybie
skanera.
Fotografia 13
na tej stronie zawiera
u góry wąski wycinek fotografii wstępnej
oraz powiększenia czterech maleńkich frag−
mentów tego cieniutkiego paska. Powiększo−
ne fragmenty zaznaczone są niebieskimi kwa−
dracikami.
Fotografia 14
pokazuje zeskano−
wane „z natury“ fragment układu scalonego
w małej obudowie SMD oraz... komara.
Drugim, oprócz rozdzielczości optycznej,
bardzo ważnym parametrem skanera jest
głę−
bia kolorów
. Sygnał elektryczny z czujnika
fotoelektrycznego jest zamieniany na liczbę
Kluczowe parametry
Jednym z dwóch najważniejszych parame−
trów skanera jest uzyskiwana
rozdzielczość
optyczna
. W zależności od liczby elementów
w światłoczułej linijce, uzyskuje się różną
rozdzielczość, czyli ogólnie biorąc, zdolność
rozróżniania najdrobniejszych szczegółów.
Dawniej typowy skaner amatorski miał
rozdzielczość 300x600dpi (dots per inch),
czy jak podają inni 300x600ppi (points per
inch). Rozdzielczość 300dpi na szerokości
strony A4 oznacza, że linijka czujnika CCD
zawierała około 2500 punktów, a na odległo−
ści jednego cala (inch) skaner rozróżniał 300
punktów (points, dots), czyli niecałe 12
punktów na milimetr. Większa rozdzielczość
Fot. 13
F o t . 1 4
66
M
E
U
Elektronika dla Wszystkich
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
  • zanotowane.pl
  • doc.pisz.pl
  • pdf.pisz.pl
  • zawrat.opx.pl
  • Archiwum
    Powered by wordpress | Theme: simpletex | © Nie można obronić się przed samym sobą.