Сканирование

Процессом сканирования называется получение растрового изображения с бумажного оригинала (или аналогичного плоского носителя) при помощи специального устройства ввода – сканера.

Принято выделять ручные, планшетные и барабанные сканеры. Среди сканеров специального назначения различают также листопротяжные, книжные, слайд-сканеры, сканеры штрих-кода и т.д.

Мы будем обсуждать здесь более-менее подробно только планшетные, наиболее важные для рядового пользователя с точки зрения доступности и возможностей.

Содержание
Готовые рецепты для тех, кто не хочет думать
Типовое применение сканера
Классификация сканеров
Как работает сканер
Параметры сканера
Оптическое разрешение
Скорость
Динамический диапазон
Разрядность битового представления
Процесс сканирования
Размещение оригинала
Мастер сканирования в Windows
PhotoShop
Прикладные задачи
Сканирование текстов
Иллюстрации
Цифровая фотография и текст

Типовое применение сканера

Если сам сканер предназначен для получения растрового файла, то последующее использование получаемого изображения может быть достаточно разным. Зачем это надо знать? Дело в том, что от того куда мы направим картинку дальше, зависят все параметры сканирования.

Большинство счастливых обладателей сканеров могут заявить, что нет никакой разницы, но это совсем не так.

Низкое разрешение означает низкое качество. Каждый человек, распечатывавший материалы из Интернета, прекрасно знает, что картинки и некоторые надписи, великолепно выглядевшие на экране, отвратительно выглядят на бумаге.

Наоборот, избыточное число точек не повышает качества, а перегружает каналы передачи и устройства вывода.

(Подробная информация о необходимом разрешении – на уроке, посвещенном растровой графике.)

Классификация сканеров

  1. Планшетные. Безусловно, они составляют основную массу устройств. Как по числу моделей, так и в штучном выражении.
    Именно планшетные сканеры являются важнейшей составной частью многофункционального устройства (МФУ). Хотя для них характерно использование оптического разрешения 600 dpi, что существенно сужает возможное применение.
  2. Листопротяжные. Такие сканеры занимают совсем немного места на столе по сравнению с планшетными. Большинство моделей снабжены устройством автоматической подачи, что позволяет организовать потоковое сканирование большого количества листов. Это сделано за счет протягивания листа мимо лампы. Отсюда вытекает ограничение: обработка отдельных, несброшюрованных листов. Да и изменение наклона листа становится невозможным.
  3. Сканеры штрих-кода. Лазерные или светодиодные устройства для преобразования информации штрих-кода, обычно представляющего собой набор чисел.
  4. Слайд-сканеры предназначены для сканирования прозрачных плоских оригиналов (пленок, слайдов и т.п.). Могут быть самостоятельным устройством или в виде встроенных в крышку модулей к планшетным сканерам. Следует учитывать, что большинство недорогих устройств имеют совершенно неприемлемые характеристики. Отталкиваясь от того, что точность детелизации высококачественной пленки достигает 10000 dpi, а фотокадр стандартно увеличивается в 4 раза (10*15 см), пленка должна сканироваться с разрешением выше 1200 dpi. Дальнейший анализ несложно сделать самостоятельно.
  5. Ручные. Низкие качество и скорость сканирования компенсируются мобильностью и компактностью. Сомнительное устройство для безвыходных ситуаций.
  6. Барабанные. Применяются в полиграфии, использование ограничено из-за применения «мокрых» технологий и постепенно сходит на нет. Разрешающая способность достигает 12000 dpi, динамический диапазон – 4,5D.
  7. Книжные.

Как работает сканер

Планшетный сканер представляет собой коробку с крышкой. Под крышкой находится стекло, на которое укладывают оригинал лицевой стороной вниз.

По направляющим внутри коробки движется с большой точностью сканирующая каретка.

На ней размещён линейный источник света, освещающий оригинал сквозь стекло.

От белого листа свет отражается, а от небелых элементов отражается меньше или почти целиком поглощается. Отраженный свет попадет на светочувствительную матрицу и будет преобразован в электрический сигнал для каждой точки. В этой цифровой форме он отправляется в компьютерный файл. От количества чувствительных элементов в матрице зависит разрешение сканера. А, точнее говоря, оно ему равно и не может быть больше. Меньше можно сделать только за счет объединения информации с нескольких соседних элементов в одной точке. Таким образом разрешение уменьшаемо только в целое число раз, если мы хотим потерять минимум информации. Любое другое преобразование приведет к «выдумыванию» несуществующих точек.

Следует учитывать, что если ваш сканер очень плоский и не имеет подключения к электрической розетке (питается через разъем USB), то в нем установлена контактная матрица CIS (Contact Image Sensor). На практике это предъявляет повышенные требования к прилеганию оригинала в связи с очень маленькой глубиной резкости.

Довольно подробно о технических подробностях работы сканера можно прочитать в этой статье.

Параметры сканера

Оптическое разрешение

Этот параметр следует считать основной характеристикой сканера. Он показывает максимальное количество данных, считываемых ПЗС. Больше информации получить просто невозможно. При этом сканирование в режиме наибольшего разрешения почти всегда самое медленное. Оно требует наиболее точного движения каретки. Для современных, сравнительно недорогих планшетных сканеров его значение находится в диапазоне 1200–2400 dpi, что достаточно для большинства стандартных целей. Однако, как уже упоминалось ранее, МФУ почти всегда снабжаются сканером лишь на 600 dpi.

Ни в коем случае нельзя путать оптическое разрешение с интерполированным. В последнем случае сканер аппаратно или программно «выдумывает» недостающие пиксели в смежных областях, не улучшая детализацию изображения. Этот параметр обязательно упоминается в рекламе и на коробке, и многие пользователи с удовольствием клюют на это лукавство.

Оптическое разрешение, измеряемое в точках на дюйм (dpi – dot per inch), имеет довольно четкий шаг, изменяющийся в два раза: 600, 1200, 2400, 4800. При его уменьшении, мы получим 300, 150 и 75 dpi. Такие значения связаны с историей развития сканеров и принтеров и упрощением программно-аппаратных алгоритмов.

Важно отметить, что если в технических характеристиках мы видим две разных величины разрешения, например, 2400×4800 dpi, то принимать во внимание можно только меньшую из них. Второе число описывает точность движения каретки. Не поддавайтесь на лукавство производителей.

Идеальным для сканирования можно считать только разрешение, равное оптическому или меньше его в 2n раз. А если оно слишком большое для конкретного случая? Вопреки заблуждениям, что чем больше, тем лучше, следует отметить, что сканеры извесных брендов всегда поставляются с качественным драйвером. Его алгоритмы уменьшения разрешения идеально настроены для конкретной модели. Ни одна, даже самая прекрасная программа не сможет сделать лучше. То есть сканировать лучше всего с тем разрешением, которое необходимо для последующего использования картинки.

Из изложенного выше следует, что сканеры на 600 dpi совершенно не пригодны для подготовки качественного штрихового изображения или для увеличения изображения с последующей распечаткой приемлемого качества. К этому классу относятся практически все многофункциональные устройства (МФУ).

К счастью, можно сказать, что в 2009–2010 гг. практически все ведущие производители прекратили выпуск планшетных устройств с разрешением ниже 1200 dpi. (P.S.! Увы, это было временной рыночной ситуацией.)

Так какое разрешение сканера нужно считать наилучшим?

Однозначно ответить на этот вопрос нельзя, но, если это позволяют средства, эта величина должна составлять не менее 2400 dpi. Тогда при необходимости можно увеличить отсканированное изображение, а основное сканирование будет производиться на одну-две ступеньки ниже оптического разрешения, то есть сравнительно быстро.

Скорость

Число страниц, обрабатываемое сканером за минуту. Если для домашних задач вполне достаточно и 5–10 стр./мин., то для потоковых задач из нескольких десятков страниц, я однозначно рекомендую скорость от 35–40 стр./мин. при обязательном наличии автоподатчика. Промежуточные версии не стоят своих денег!

Большинство производителей «лукавит» и указывает скорость для разрешения ниже оптического (обычно для 600 dpi). По существу, это можно было бы решить только обязательным указанием ряда скоростей для 600, 1200, 2400 dpi с обязательным включением туда оптического разрешения.

Динамический диапазон

Описывает способность устройства воспроизводить различия между самыми темными и самыми светлыми тонами, диапазон градаций яркости. ем выше этот показатель, тем больше деталей может быть выявлено, особенно в темных областях. Значение динамического диапазона для планшетных сканеров может колебаться в диапазоне 2,5–4. Для его оценки следует сказать, что обычные фотографии содержат динамический диапазон около 2,3, негативы — 2,8, а высококачественные слайды — 3–4. Отсюда следует, что для достаточно качественного сканирования бумажных оригиналов подойдет любой планшетный сканер.

Разрядность битового представления цвета

Для обсуждаемых сканеров практически не имеет значения, в связи с тем, что абсолютное большинство из них работает с 24 разрядной схемой (RGB), а достоверность воспроизведения цветов в наибольшей степени зависит от качественных характеристик ПЗС.

Процесс сканирования

В окружающем нас мире бытует мнение: включил, положил, нажал кнопку, получил файл. Если сравнить это с мытьем посуды, то получитвя: включил воду, сунул под нее посуду, поставил на полку. Короче, тяп-ляп.

Размещение оригинала

Для получения нормального результата, необходимо чтобы оригинал лежал ровно и был прижат к стеклу всей своей поверхностью.

Внимание! Никогда не смотрите на включенную лампу сканера, так как это может привести к нарушению зрения.

При сканировании отдельных листов возникает только проблема выравнивания. Когда к результату предъявляются высокие требования, может потребоваться неоднократное перемещение оригинала с последующим повторным сканированием. Вот некоторые случаи: диаграмма с вертикальными и горизонтальными осями, фотография, которую нельзя обрезать, важный текст и т.п.

Если сканируется книга, то в большинстве случаев приходится её придавливать во время всего процесса. Иногда надо даже снять крышку сканера. В противном случае корешковая часть может оказаться слишком затененной или несфокусированной.

Некоторые сканеры обрезают довольно большую часть изображения у края стекла. Решить эту проблему поможет узкая прямоугольная вставка из пластика или картона между оригиналом и рамкой стекла.

В связи с тем, что отражение света происходит не только от поверхности бумаги, но и (при проходе сквозь нее) от крышки сканера, в результирующем файле могут частично проявиться буквы с обратной стороны листа. Особенно это неприятно для распознавания текста и получения качественных рисунков. Способ борьбы с этим явлением прост: сверху на сканируемый лист укладывается лист картона черного цвета, который поглощает свет лампы и не дает ему проявить заднюю сторону листа.

Мастер сканирования в Windows

С каждым сканером поставляется комплекс программ, облегчающих процесс сканирования для наиболее распространенных случаев. Рассмотрение частных случаев не входит в задачи данного материала. Поэтому давайте обратимся к Мастеру сканирования, поставляемому вместе с Windows.

Поскольку подсказка к мастеру отсутствует, давайте обсудим его работу.

Запуск его производится через меню Пуск→Стандартные→??? (Start→Acces­sories→Scanner and Camera Wizard). Если ярлык вынесен на рабочий стол, то выглядеть он будет таким образом:

В течение короткого времени (иногда мгновенно) происходит поиск подключенных устройств:

Если устройство будет найдено, вы увидите следующее сообщение.
Русский English

Продолжив работу мастера, вы попадете в основное окно с настройками режима сканирования.

Многие пользователи совсем не обращают внимания на этот шаг, что является грубой ошибкой.
Русский English

Видно, что по умолчанию предлагается режим сканирования цветной картинки. Справа показана область сканирования, помеченная четырьмя квадратными маркерами, за которые её можно изменить с помощью мыши. Зачем? Чтобы ускорить процесс и сразу уменьшить размер файла в тех случаях, когда ясно, что оригинал намного меньше всей области сканирования.

Хотя сделать это точно можно только по результатам предварительного сканирования (preview). Нажатие на соответствующую кнопку приведет к сканированию с низким разрешением (то есть быстро: иногда чуть-чуть, но чаще – в 2–3 раза) и выводом результата в окошке.

Кнопки в правом нижнем углу (теперь они активировались) служат для переключения вывода изображения на всё окошко или работы с маркерами:

Примечание. На иллюстрации хорошо видно, что оригинал положен неровно, хотя специально это не делалось.

Перетащив маркеры, вы можете отсканировать только нужную часть. Это очень важно для тех, кто не хочет или не имеет возможности обрезать (кадрировать) рисунок после сканирования. Маркеры меняют цвет на зеленый.

Нажав на кнопку пользовательских настроек (Custom settings), мы попадем в режим расширенных настроек. Его установки сохраняются на весь сеанс текущей работы.
Русский English

Наиболее важным элементом диалога следует считать разрешение (resolution) сканирования в точках на дюйм (dpi). Нельзя не порадоваться за разработчиков, решивших, что для рядового пользователя хватит 150 dpi. Такую картинку можно использовать исключительно для отображения на экране.

Настройки яркости (brightness) и контраста (contrast) следует менять только при достаточном опыте и четком понимании последствий. Сделать это можно ползунками, либо введя числовое значение в поле справа от ползунка.

Также здесь можно сменить цветность рисунка, если это не было сделано раньше.

Важно! Если менять тип картинки в предыдущем диалоге, то сменится и разрешение на всё те же 150 dpi. Но пользователь об этом не узнает.

Следующий шаг мастера предлагает присвоить название сканируемой группе изображений.
Русский English

В папке Мои рисунки (My Pictures) будет создана подпапка с введенным названием (если её нет). В ней и будут сохраняться сканируемые изображения.
(Характерная невнимательность переводчиков: п.1 – изображение, п.3 – фотографии.)

Выбор форматов невелик, но более чем достаточен. (Надписи в списке зависят от установленного ПО.)

Примечание. Попробуйте самостоятельно разобраться, почему здесь выбран формат TIFF, а не такой популярный JPEG.

Далее производится собственно сканирование. Его продолжительность зависит от скорости работы сканера, разрешения и размера области сканирования.
Русский English

Результат будет сохранен в названной папке с именем файла "х" + расширение, соответствующее указанному типу.

Следующий шаг также прекрасный образец затейливого образа мышления программистов. Попробуете угадать, что нажать для сканирования ещё одной картинки (наиболее частый случай)?
Русский English

Наверняка вы решили, что кнопку Далее. Тогда вы сильно ошиблись, так как работа мастера на этом прекратится.

Для продолжения работы следует нажать кнопку Назад, которая вернет вас к этапу выбора параметров нового сканирования.

Имена последующих файлов будут создаваться прибавлением трехзначного порядкового номера. Для нашего примера – «x001.tif», «x002.tif»...

Adobe PhotoShop

Из этого популярного графического редактора также можно произвести непосредственное сканирование. Это отчасти намного удобнее, так как вы сразу увидите результат и сможете провести дополнительную обработку изображения.

Бóльшая часть обработки изображений после сканирования может быть произведена в программе Adobe PhotoShop. Обсуждать какие-либо альтернативные приложения не имеет смысла, так как они не соответствуют современным практическим задачам и никогда не используются в профессиональной работе.

В связи с ограниченной возможностью, здесь будут обсуждаться только некоторые прикладные вопросы.

... на занятиях.

Контрольные вопросы и задания

  1. Чем определяется оптическое разрешение сканера?
  2. В каком формате лучше сохранять растровые файлы при сканировании?
  3. Почему конкретный сканер может быть непригоден для сканирования некоего изображения?
  4. От чего зависит выбор настроек при сканировании?
  5. В чем заключаются недостатки избыточной информации в файле картинки.
  6. Можно ли отсканировать изображение с разрешением 400 dpi, 500 dpi и почему? (Вопрос не так прост, как может показаться на первый взгляд.)
  7. Для чего пригодна картинка с размерами 600×1000 точек?
  8. Какой размер в точках (мегапикселах) должна иметь картинка, найденная в Интернете, чтобы получить качественное изображение шириной в 10 см: а) на экране, б) при распечатке.
  9. Практическое задание
    1. Найти в Интернете необходимое программное обеспечение для сканера.
    2. Подключить сканер к компьютеру и установить его драйвер.
    3. Произвести сканирование фрагмента иллюстрации с разрешением для определенной цели.

Copyright © 1993–2020 Мацкявичюс Д.А. Все права защищены.
Никакая часть сайта не может быть воспроизведена никаким способом без письменного разрешения правообладателя и явной ссылки на данный ресурс.