ВОПРОСЫ СКАНЕРНЫЕ
Анатолий Шеметов
В компьютерном мире многое переплетается. Если вы помните, в "КИ", 9 шел разговор о технологии Java. Ее основной принцип - "Напиши один раз, выполняй везде!" - стал символом успеха этой технологии на рынке программных средств Internet. Но было бы непростительной ошибкой приписывать данный принцип только Java; он имеет значение и в других областях компьютерной жизни. Например, при работе с текстами.
Попробуем сформулировать новый вариант указанного выше тезиса: "написанное один раз - должно быть воспринято без повторного клавиатурного ввода на любом компьютерном средстве!".
В цепочке технических средств, обеспечивающих выполнение данного условия, значительное место занимает сканер. О существовании этого устройства знают, наверное, все. Однако не все представляют диапазон его возможностей. Некоторые пользователи ошибочно считают, что живут в век "обвальной компьютеризации". Им трудно понять, что компьютер может приобрести не каждый, и что не всякий человек привык на нем работать. Например, я знаю немало профессиональных литераторов, которые, по их словам, не могут работать на компьютере и печатают свои тексты привычным способом, на машинке. А в редакциях и издательствах их рукописи набирают в ПК заново. Зачем? В офисах тоже нередко занимаются перепечатыванием уже написанного.
Проблемы с повторным вводом можно решить, если взять на вооружение обычный сканер - устройство, появившееся на свет довольно давно и верно служащее тем, кто грамотно его использует. Но удивительное дело: сами сканеры достаточно популярны, а материалы о них появляются в компьютерной прессе редко. Перелистав солидную пачку питерских и московских журналов за последние несколько месяцев, я обнаружил сотню статей об Internet, два десятка статей про "разборки" Microsoft c Sun и ...считанные единицы, посвященные сканерам. А сказать об этих замечательных устройствах, как вы сами убедитесь, есть что!
Начнем с того, что наше первоначальное определение сканеров как "распознавателей текстов" (с целью их редактирования и хранения) является далеко не полным. Применение этих устройств гораздо шире; они могут использоваться для сканирования фотографий, для архивации практически любых офисных документов, для сканирования слайдов и фотошаблонов, для работы с графическими изображениями. Сканеры используются в полиграфии, в компьютерной анимации. Задача сканера состоит в том, чтобы представить тексты или рисунки, - воспроизведенные на бумаге, фотопленках, слайдах - в цифровом коде, пригодном для занесения в ПК.
Иными словами, сканеры применяются в системах, которые удешевляют и упрощают хранение текстовых и графических документов, и позволяют их редактировать. Разработаны различные варианты конструкций сканеров - ручные, планшетные, рулонные, проекционные, слайд-сканеры и т.д. Все они обладают некоторыми общими характеристиками.
В профессиональной работе - иные критерии, здесь многое зависит от специфики работы; некоторые высокоуровневые модели сканеров имеют оптическое разрешение порядка 3000 dpi.
Производители часто декларируют более высокое разрешение, получаемое с помощью так называемой программной интерполяции (этот параметр иногда называют логическим разрешением). Интерполяция выполняется программно, путем добавления новых точек, каждой из которых присваивается среднее значение яркости и цвета соседних с ней точек, снятых с оригинала.
О целесообразности данной процедуры не существует единого мнения. Одни эксперты полагают, что интерполяция необходима и полезна, другие считают, что она ведет к необоснованному удлинению файлов без каких-либо заметных изменений качества.
Есть мнение, что данная операция зачастую вообще не нужна, поскольку пользователи вооружены сканерами с большим оптическим разрешением, чем требуется; например, большинство рисунков в Web-пространстве обладают разрешением 72 dрi, которые свободно "перекрывает" оптика практически любого современного сканера.
В прайс-листах можно встретить различные варианты обозначений для параметра "разрешение". Здесь может фигурировать и одна-единственная цифра - допустим, 600 dpi (при этом следует понимать, что сканер имеет 600 dpi по горизонтали и вертикали); и обозначения типа 600х1200, которое подразумевает разрешение 600 dpi по горизонтали и 1200 dpi по вертикали; и обозначение типа 600 (4800), где подразумевается 600 dpi оптического разрешения и 4800 dpi интерполированного.
Некоторые дилеры (вероятно, из скромности) приводят в прайсах только интерполированное разрешение.
Другим ключевым параметром является глубина цвета. Аналого-цифровые преобразователи сканеров позволяют идентифицировать огромное количество цветовых оттенков для каждой сканируемой точки. Количество этих оттенков зависит от числа бит АЦП. Так, при выделении 24 бит количество цветов равно 16,7 млн.
Исторически первыми появились черно-белые сканеры, которые имели только два представления о точке - существует точка или не существует? Затем появились сканеры с распознаванием оттенков серого. У хороших современных сканеров в сером режиме количество оттенков для каждой точки достигает 256.
При работе с цветными изображениями сначала использовали сканирование в сером режиме с фильтрами R, G, B (256 оттенков, три цветовых фильтра, 16,7 млн. цветов). Но для такого сканирования требовалось три прохода, что очень замедляло процесс считывания.
Позднее были спроектированы сканеры, позволяющие сканировать цветные изображения за один проход. Надо отметить, что по краям цветового спектра качество сканирования всегда хуже, чем в середине спектра. Это создает трудности при программной обработке изображений: размер палитры уменьшается, часть данных теряется. Поэтому для обеспечения надежной работы, ведущие производители выпускают модели с глубиной цвета 30-36 бит.
При оценке параметров сканера надо обращать внимание на допустимые пределы яркости и контрастности - т.е. на те пределы, за которыми детали изображения становятся неразличимы из-за того, что оригинал является слишком светлым или слишком темным.
При выборе модели сканера следует обратить внимание и на такие параметры, как:
Сканирование с распознаванием текста (OCR = Optical Character Recognition), о котором мы упоминали выше, является функцией, решаемой исключительно на программном уровне. Конструкция сканера в данном случае не имеет абсолютно никакого значения; трансляцию образа текста в текст, представленный в формате того или иного редактора (Word и т.д.) осуществляют программные средства.
В комплект аппаратных средств сканеров входят иногда специальные приставки для сканирования слайдов и фотошаблонов, которые обозначаются в рекламных проспектах как "слайд-модули".
К компьютеру сканеры могут подключаться различными способами: через адаптер и канал DMA; параллельный порт; последовательный порт; интерфейс SCSI.
ПО для сканеров многообразно. Оно содержит графические редакторы, системы обработки изображений, утилиты сканирования, "склейки" изображений. Можно изменять яркость и контрастность изображения, накладывать спецэффекты и т.д. ПО сканеров является стандартизованным и, как правило, адаптированным под MS Windows или MAC Windows. В свою очередь, сканеры заметно отличаются между собой и конструктивно, и способом подключения к ПК. А значит, для управления работой сканера требуется специальная программа-драйвер. Для разработки таких драйверов существует специальный стандарт, называемый TWAIN. Для каждой модели сканера разрабатывается свой драйвер, который поставляется вместе со сканером. Такие драйверы носят название twain-драйеров.
Перечисленные выше параметры сканеров можно дополнить и другими характеристиками, которые, однако, зависят от конструктивного исполнения. Рассмотрим существуюшие варианты конструкций сканеров.
Современные модели планшетных сканеров в отличие от прежних моделей не столь громоздки. Они просты в обращении и, главное, доступны по цене. На рынке планшетных сканеров выделяются трое ведущих мировых производителя - HP, Mustek, Epson.
Следует отметить новую модель HP, имеющую название ScanJet 5100C, которая потеснила популярную модель ScanJet 5P и принесла с собой ряд новых качеств, среди которых следует особенно отметить простоту в использовании.
Оптическое разрешение нового сканера, как и у многих других моделей, равно 300 dpi, однако, ScanJet 5100C работает быстрее и продуцирует при этом более четкое и чистое изображение. Сканирование любой картинки выполняется в один проход. Например, если страница-источник содержит в качестве изображения текст и цветное фото, то 5100C "проглатывает" оба изображения в течение одного цикла сканирования.
Стоимость модели HP ScanJet 5100C на петербургском рынке составляет в среднем $285. Отдельной разновидностью сканеров следует назвать overhead-сканеры (или проекционные), в которых считывающая часть перемешается при помощи микромеханизма. Такое устройство напоминает внешне фотоувеличитель. Большим недостатком проекционных сканеров является низкая скорость сканирования.
В sheetbed-сканерах считывающая головка находится на месте, а бумага перемещается относительно нее при помощи протяжного механизма. Пользоваться этими небольшими устройствами очень легко: достаточно приставить край листа или фотографии в слот сканера и он "засосет" ("съест") бумагу, пропустит через себя и выведет лист с обратной стороны.
Такие устройства позволяют сканировать документ формата А4 без программной склейки. Некоторые модели выпускаются со строенными факс-модемами, что позволяет отправлять документы в виде факсимильных сообщений, не тратя времени на их распечатку.
Одной из наиболее интересных разновидностей рулонных (протяжных) моделей являются встроенные сканеры, которые имеют различные варианты исполнения; одни из них встроены в клавиатуру, другие - в корпус PC. Эта категория сканеров включает и такие устройства, которые могут сканировать пластиковые карточки и диапозитивы.
Стоимость рулонных сканеров на петербургском рынке - $35 и выше.
Для любой конструкции сканера происходит относительное перемещение бумаги и считывающей головки. В ручном сканере бумага лежит неподвижно, а головку с фотоэлементами перемещает сам пользователь. Сканирование ведется линейкой фотоприемников, ширина которой составляет стандартно 105 мм.
У такого способа сканирования можно выделить два недостатка:
Последний недостаток можно несколько сгладить, если повысить скорость ввода сканируемых данных в компьютер. Чем выше допустимая скорость, тем проще перемещать сканер вдоль листа, не вызывая искажений.
Для повышения скорости ввода информации в ПК используется подключение сканера через специальный адаптер, который вставляется в слот расширения компьютера. Обмен информацией в этом случае происходит через один из свободных каналов DMA. Такое подключение используют, например, ручные сканеры Twain Scan.
На лицевой панели ручного сканера обычно бывает размещен светодиодный индикатор, который служит для сигнализации о превышении допустимой скорости передвижения головки сканера вдоль бумаги.
Для удобства работы ПО обычно включает алгоритм компенсирования пропущенных строк, а среди других достоинств ручного сканера - компактность и отсутствие двигателя, которое удешевляет конструкцию.
Цена таких устройств - $50 и выше, в зависимости от их сложности.
Однако перейдем к рассмотрению непосредственно цифровых камер.
Функционально эти устройства отличаются от сканеров тем, что цифровой код изображения в них не передается напрямую в компьютер, а накапливается в виде отдельных кадров во Flash-памяти. По мере заполнения Flash-памяти надо либо считывать файлы в компьютер, либо заряжать новую кассету с Flash.
Цифровая камера напоминает фотоаппарат, причем не только внешне. Многие модели камер выполнены на базе существующих моделей фотоаппаратов с добавлением цифровой начинки.
Функцию фотопленки в цифровой камере выполняет светочувствительная матрица, так называемая ПЗС. Она фиксирует изображение, которое заносится следом в электронную память.
Flash-микросхема рассчитана на запоминание определенного числа кадров, указанного в паспорте. После заполнения Flash-памяти пользователь может заменить карту Flash-памяти и продолжить съемку. Отсняв одну или несколько Flash-карт, можно переписать их содержимое в компьютер (длина файла, содержащего один кадр, зависит от разрешения цифровой камеры, цветовой гаммы и т.д. и находится в пределах 5-20 МБ).
Перезапись информации в компьютер производится, как правило, через фотокамеру, при подсоединении ее к параллельному порту ПК. Отснятые ранее Flash-карты необходимо установить на момент их перезаписи в цифровую камеру. Оптическое разрешение у моделей цифровых камерах сильно отличается. Мне, например, запомнилось и 320х200 dpi, и 3072х2048 dpi.
Важными параметрами являются количество кадров, вмещаемое в одну Flash-память, и скорость съемки. Цифровые камеры бывают ручные и стационарные, для удобства работы в них часто бывает установлен миниатюрный ЖК-экран, который позволяет увидеть отснятое изображение.
Цифровые камеры представляют значительный интерес для тех, кто занят изготовлением презентационной продукции и оформлением WEB-сайтов. Одним из факторов, сдерживающих внедрение данных устройств в бытовом секторе, является отсутствие у пользователей фото-принтеров необходимого качества. Иногда эти устройства укомплектовываются встроенным микрофоном, и это позволяет записывать голосовые комментарии к кадрам.
ПО цифровых камер позволяет делать с преобразованными в цифровой код файлами практически то же, что и с файлами из сканера (урезать, склеивать и т.д.).
На российском рынке предлагаются цифровые камеры, которые подключаются не только к настольным ПК, но и к ноутбукам (из чего нетрудно предположить, что этому изделию, подобно ноутбуку, суждено стать новой элитной игрушкой). Добавим, что помимо цифровых фотокамер существуют также цифровые видеокамеры, которые позволяют, например, записывать фрагменты видеоконференций или создавать короткие презентационные видеофильмы.
В данном секторе есть предложения от таких известных производителей, как HP, Mustek, Cannon, Oki. На первый взгляд такие устройства кажутся весьма привлекательными: они экономят деньги на приобретение техники, и место на рабочем столе. Но, присмотревшись, можно обнаружить ряд недостатков. В частности: не очень высокие параметры сканирования. Возьмем к примеру Okifax 1050. При всех достоинствах (работа на обычной бумаге, автоподача, лоток на 250 листов и т.д.) он имеет при сканировании всего лишь 16 оттенков серого.
Пользователям необходимо учитывать и тот факт, что при поломке комбинированного устройства можно лишиться всех его функций сразу! Одной из наиболее интересных моделей, которую с интересом ждут на петербургском рынке (разрешение на продажу, к сожалению, пока еще не получено) и которая, судя по информации в Internet, обладает неплохими характеристиками, является HP LaserJet 3100, который соединяет высокую скорость работы и лазерный способ печати с достоинствами многофункционального устройства.
Соединяя в себе принтер, сканер, копир и факc, модель LaserJet 3100 имеет: 6 ppm; 600 dpi программное разрешение при печати и копировании; 300 dpi оптического разрешения; 256-уровневая шкала градаций серого. Подающий и приемный карманы рассчитаны на 100 листов; для удобства управления предусмотрена панель на плоском LCD-экране; устройство может делать 99 копий. Емкость оперативной памяти рассчитана на 150 страниц (2 МБ). Есть возможность принимать или отправлять факсовые сообщения.
LaserJet 3100 подключается к компьютеру через параллельный порт "С". В комплект входят программы для трансляции сканированных текстов в форматы Microsoft Word, Corel WordPerfekt и LotusWord Pro. Розничная цена устройства на западном рынке составляет $700.
Богатство выбора сканеров впечатляет ничуть не меньше, чем разброс цен на эти устройства. Если посмотреть цены на сканеры на петербургском компьютерном рынке, то можно заметить колебание в пределах $50-2000 (что-же касается сканеров, входящих в состав комбинированных устройств, то здесь "удельный вес" сканера определить практически невозможно.
"Сканерные вопросы" не слишком часто отражаются на страницах периодики. А между тем данные устройства, как вы могли сегодня убедиться, способны сослужить неплохую службу. Надо только присмотреться к ним повнимательнее, а, присмотревшись, нетрудно найти и для себя что-нибудь новое и полезное!