SKANER
Skaner jest urządzeniem, które potrafi informacje
utrwalone w postaci dokumentów papierowych lub fotograficznych
negatywów i slajdów zamienić na postać cyfrową, która jest następnie
zapisywana na dysku komputera w postaci tzw. mapy bitowej, nazywanej
też plikiem rastrowym. W zależności od budowy i sposobu skanowania
dokumentów skanery dzieli się zwykle na płaskie, bębnowe oraz
ręczne. Zawsze jednak efektem ich działania jest utworzenie mapy
bitowej.
Rodzaje skanerów
Z
uwagi na sposób pracy oraz przyjęte rozwiązania konstrukcyjne można
podzielić skanery na kilka grup. Do najpopularniejszych należą
skanery płaskie, przede wszystkim z uwagi na przystępną cenę
najtańszych modeli. Jednak profesjonalne egzemplarze potrafią być o
wiele droższe, co sprawia, że są właściwie niedostępne dla
prywatnych użytkowników.
Skanery
płaskie
Skanery płaskie, jakie najczęściej
stosuje się w domach i biurach, przypominają nieco zasadą działania
popularne kserokopiarki. Skanowane dokumenty umieszczane są na
przezroczystej szybie, pod którą przesuwa się specjalna lampa wraz z
listwą, na której umieszczone są światłoczułe elementy. Podczas
skanowania powierzchnia dokumentu oświetlana jest lampą, a jego
obraz kierowany jest na czujniki światłoczułe przez specjalny układ
optyczny, którego jakość decyduje w dużym stopniu o jakości skanera.
Czujniki odczytują informację o barwie poszczególnych punktów na
powierzchni dokumentu. Wielkość tych punktów, a więc dokładność
skanowania, zależy od wielkości użytych czujników. Czujniki
odczytują tylko fragment dokumentu, dlatego umieszczone są na
ruchomej listwie, która przesuwana jest przez silnik krokowy wzdłuż
dokumentu. Przy każdym kroku skanowane są kolejne linie, z których
budowany jest kompletny obraz. Barwa poszczególnych punktów obrazu
odczytywana jest w oparciu o nasycenie trzema kolorami podstawowymi
(czerwonym, zielonym i niebieskim). Na listwie umieszczone są osobno
czujniki odpowiedzialne za odczytywanie światła w każdym z tych
kolorów. Dzięki temu skanowanie we wszystkich kolorach podstawowych
odbywa się za jednym przebiegiem. Sygnały odebrane przez czujniki są
przetwarzane na postać cyfrową przez specjalny konwerter
analogowo-cyfrowy, a następnie wysyłane są do komputera.
Skanery bębnowe 
W skanerach bębnowych skanowane są filmy zarówno
negatywy, jak i pozytywy (slajdy). Wycięta klatka filmu jest
umieszczana na bębnie, który wiruje z dużą szybkością. Zwykle wzdłuż
bębna przesuwany jest układ optyczny o wysokiej jakości, który
odczytuje zdjęcie punkt po punkcie. Zaletą tych skanerów jest bardzo
duża rozdzielczość oraz precyzyjne odczytanie kolorystyki zdjęcia,
jednak są one niezwykle drogie. Jeszcze do niedawna skanery bębnowe
znacznie przewyższały swoimi parametrami skanery płaskie i były
stosowane właściwie tylko przez profesjonalne pracownie graficzne,
chociaż ta sytuacja ostatnio zmienia się i są one wypierane przez
profesjonalne skanery płaskie oraz specjalne skanery do
filmów.
Skanery do filmów
Skanery bębnowe są powoli zastępowane przez specjalne
skanery płaskie przeznaczone tylko do pracy z filmami. Pozwalają na
skanowanie negatywów i pozytywów filmów o różnej wielkości klatki.
Swoją konstrukcją przypominają skanery płaskie, bowiem umieszczone w
ich wnętrzu klatki filmu są nieruchome i skanowane przez układ
optyczny o wysokiej rozdzielczości, jednak z uwagi na bardzo wysokie
parametry nadają się one do profesjonalnych pracowni graficznych.
Skanery ręczne
Kilka lat temu, gdy skanery płaskie, z uwagi na ich
wysoką cenę, stosowane były wyłącznie przez profesjonalnych
grafików, dużą popularnością cieszyły się skanery ręczne. Stanowiły
one pewną namiastkę skanerów płaskich. Wyposażone były w nieruchomy
element skanujący, który należało przeciągnąć wzdłuż dokumentu. Ich
zaletą była niska cena, jednak jakość uzyskanych rysunków była
niezbyt duża, a dodatkow o
bywały one zniekształcone wskutek nierównego przesuwania. Wraz ze
spadkiem cen skanerów płaskich zniknęły z rynku. Ostatnio jednak
pojawiła się odmiana takich skanerów, pozwalająca na skanowanie
dokumentów tekstowych. Jest to właściwie przenośny komputer, który
ma kształt dość grubego pióra. Wystarczy przeciągnąć jego końcówkę
wzdłuż wiersza tekstu, jaki chcemy zapamiętać, a wbudowane
oprogramowanie dokona zamiany zeskanowanego obrazu na tekst, który
można następnie przesłać do komputera.
Skanery bębnowe służą do wykonywania profesjonalnych
kopii elektronicznych zdjęć z pozytywów i negatywów. Skanery
ręczne to znakomity sposób na wykorzystywanie szybkich kopii
fragmentów.
1. Listwa skanująca 2. Kontroler skanera 3. Taśma
komunikacyjna 4. Pasek przesuwu 5. Szyba 6. Dodatkowa lampa do
materiałów transparentnych CIS A. Diody LED R. G, B B. Listwa
elementów światłoczułych
Właściwości skanerów
O możliwościach skanerów decyduje kilka
parametrów, które zwykle są podawane przez producentów. Oczywiście
musimy pamiętać, że sucha informacja niewiele nam powie o faktycznej
jakości skanowania. Do jej oceny niezbędne jest wykonanie kilku
testów, w trakcie których skanowane są specjalne rysunki wzorcowe.
Dlatego warto przed podjęciem decyzji o zakupie konkretnego modelu,
przejrzeć informacje dostępne w prasie, chociażby w naszym dziale
Przegląd. Jednak znajomość podstawowych terminów pozwoli nam
ograniczyć wybór do modeli, które powinny najlepiej zaspokajać nasze
potrzeby.
Rozdzielczość
Rozdzielczość jest to gęstość, z jaką rozmieszczone
są punkty tworzące obraz, inaczej mówiąc określa ich wielkość.
Podaje się ją zwykle w jednostkach dpi (dot per inch) określających
ilości punktów przypadających na 1 cal długości obrazka, przy czym
jeden punkt jest zawsze kwadratem. Przy małej rozdzielczości widać
wręcz, że rysunek złożony jest z kolorowych kwadratów o dużej
wielkości. Przy zwiększaniu rozdzielczości rośnie ilość punktów, a
tym samym zmniejsza się ich wielkość, dzięki czemu obraz jest
bardziej precyzyjny. Z uwagi na budowę skanerów płaskich za
rozdzielczość skanowania odpowiadają dwa różne parametry. Jednym z
nich jest czułość użytych elementów światłoczułych, a więc również
gęstość, z jaką rozmieszczone są na listwie skanującej, a drugim
jest minimalna odległość, na jaką może być przesuwana listwa, za co
odpowiada mechanizm skanera. Dlatego też zwykle precyzję, z jaką
mogą być skanowane dokumenty, określa się, podając dwie wartości,
np. 600 x 1200 dpi. Pierwsza z nich określa rozdzielczość elementów
światłoczułych, a inaczej mówiąc gęstość, z jaką są one umieszczone
na listwie skanującej. W podanym przykładzie na każdy cal listwy
przypada 600 elementów światłoczułych, zaś sama listwa przesuwana
jest przy skanowaniu kolejnych pasków o 1/1200 cala.
Rozdzielczość optyczna
Rozdzielczość ograniczona technicznymi
możliwościami skanera określana jest zwykle mianem rozdzielczości
optycznej. Informuje ona o rzeczywistej precyzji, z jaką może być
skanowany rysunek czy zdjęcie. Musimy jednak pamiętać, że nie jest
to do końca stwierdzenie prawdziwe, w przypadku gdy rozdzielczość
pozioma skanera różni się od rozdzielczości pionowej. Otóż tworzony
podczas skanowania rysunek bitowy musi mieć rozdzielczość identyczną
w obu kierunkach. Inaczej mówiąc, każdy punkt tworzący rysunek jest
kwadratem wypełnionym określonym kolorem. Jeżeli skaner o
rozdzielczości optycznej 600x1200 dpi pracuje z maksymalną jakością,
to uzyskuje informację o 600 punktach na każdy cal w poziomie i 1200
punktach na cal w pionie. Każdy więc odczytany punkt jest w
rzeczywistości prostokątem złożonym z dwóch, ułożonych pionowo
kwadratów, których kolory mogą być różne. Aby uzupełnić brakującą
informację i uzyskać cztery punkty tworzące kwadrat, skaner musi sam
dodać dwa punkty i określić ich kolory. Dokonywane jest to na drodze
interpolacji, wskutek czego kolorystyka tych punktów może ulec
pewnemu zafałszowaniu. Chcąc tego uniknąć, należy więc skanować
dokumenty z maksymalną rozdzielczością, która odpowiada niższej z
wartości podawanych przez producenta jako rozdzielczość optyczna
skanera.
Rozdzielczość interpolowana
Interpolacja wykorzystywana jest w skanerach do
sztucznego zwiększenia rozdzielczości uzyskiwanych rysunków. W
trakcie tej operacji skaner, porównując kolorystykę sąsiadujących ze
sobą punktów, tworzy pomiędzy nimi punkty o kolorystyce pośredniej.
Pozwala to, co prawda, na wygładzanie fragmentów, w których
występują ostre przejścia kolorystyczne, a więc ostre granice między
elementami rysunku, jednak może też być przyczyną zafałszowań
obrazu. Możemy z niej korzystać, ale musimy zdawać sobie sprawę z
ograniczeń, jakie niesie wykorzystanie tej funkcji, zwłaszcza że
korzystając z interpolacji, skanery mogą uzyskać niebotyczne
rozdzielczości, co skwapliwie wykorzystują ich producenci w swoich
reklamach. Jednak wykorzystanie tych możliwości jest mało realne z
uwagi na olbrzymią wielkość uzyskanych w ten sposób map
bitowych.
Głębia koloru
Do określenia koloru każdego punktu w grafice
komputerowej stosuje się zwykle format RGB, w którym kolor punktu
powstaje przez zmieszanie trzech kolorów podstawowych ([R]ed - czer-
wony, [G]reen - zielony i [B]lue - niebieski). Wystarczy więc
zastosowanie odpowiedniej ilości każdego z tych kolorów, aby każdy z
punktów zabarwić na dowolny odcień z 16 milionów, jakie może
rozpoznać ludzkie oko. Chcąc jednak skusić klientów, producenci
skanerów wyposażyli je w możliwość odczytywania większej głębi
kolorów. Czyli kolor każdego z punktów opisywany jest większą
ilością informacji. Niestety, w praktyce trudno to wykorzystać. Nie
każdy skaner przekazuje bowiem obraz do komputera z użyciem takiej
głębi. Zwykle konwertuje go na postać 24-bitową, a jeżeli nawet
zapisuje pliki 48-bitowe, to żaden z programów graficznych, poza
drogim, profesjonalnym Photoshopem nie jest w stanie ich wczytać. W
sumie więc i tak pozostaje nam użycie 24-bitowej głębi kolorów, z
wyjątkiem nietypowych sytuacji, gdy skanujemy rysunki od razu w
skali szarości lub w kolorze czarno-białym. Programy graficzne
pozwalają jednak zmienić ilość kolorów użytych do oddania
kolorystyki rysunku.
Gęstość optyczna
Parametr ten nie zawsze jest podawany przez
producentów, zwłaszcza w przypadku tańszych modeli, przeznaczonych
do użytku biurowego lub domowego. Określa się go w oparciu o
skomplikowany wzór matematyczny, ale dla uproszczenia można przyjąć,
że określa on zdolność skanera do rozróżniania odcieni
poszczególnych barw. Skanery przeznaczone do prac profesjonalnych
powinny się charakteryzować gęstością co najmniej równą 3 D, a do
zastosowań półprofesjonalnych nie mniejszą niż 2,5 D.
Układ optyczny
W
skanerach do odczytu obrazu stosuje się obecnie układy optyczne typu
CCD. W niektórych konstrukcjach są one umieszczone na ruchomej
listwie, w innych skanerach są nieruchome, a obraz jest kierowany na
nie przez układ luster. Potrafią odczytywać szczegóły obiektów
trójwymiarowych, które nie przylegają dokładnie do szyby skanera.
Dzięki zastosowaniu silnych lamp oraz specjalnych układów optycznych
możliwe jest uzyskanie wyraźnego obrazu nawet w przypadku obiektów o
dość skomplikowanym kształcie. W odróżnieniu od układów typu CIS,
jakie stosowane były w starszych modelach, pozwalają one na
budowanie niewysokich skanerów.
Przystawki do filmów
Niektóre ze skanerów wyposażone są w specjalne
przystawki, pozwalające na skanowanie filmów. W takim przypadku
dołączone oprogramowanie zwykle pozwala na zeskanowanie zarówno
zdjęć pozytywowych, tzw. slajdów, jak i negatywowych, czyli zwykłych
klisz uzyskiwanych z aparatów fotograficznych. Nie- które skanery
mają po prostu wbudowaną w pokrywę skanera specjalną lampę, która
oświetla kliszę umieszczoną w odpowiedniej ramce, dzięki czemu
elementy światłoczułe mogą odczytać obraz z filmu. Przy zastosowaniu
dużej rozdzielczości możemy uzyskać obraz znacznie lepszy niż w
przypadku skanowania zwykłych zdjęć. Są one przecież uzyskiwane na
drodze dość skomplikowanej obróbki chemicznej, w trakcie której
obraz zachowany na kliszy jest przenoszony na papier i utrwalany na
nim. W związku z tym na ostateczną jakość zdjęcia wpływ ma rodzaj
zastosowanego papieru oraz chemikalia użyte w całym procesie.
Wystarczy zresztą wykonać w pewnym odstępie czasu kilka odbitek tego
samego zdjęcia, aby przekonać się, na ile mogą się różnić. Przy
skanowaniu kliszy uzyskujemy pierwotny obraz utrwalony w aparacie
fotograficznym, a otrzymany rysunek możemy poddać dodatkowej
korekcie w programach graficznych, z których można go wydrukować na
specjalnych papierach przeznaczonych do druku fotografii, uzyskując
efekt niemal identyczny jak na klasycznej odbitce.
Wybór skanera
W sklepach znajdziemy teraz szeroką ofertę skanerów,
na pierwszy rzut oka niewiele różniących się między sobą ceną i
możliwościami. Dlatego też, rozważając taki zakup, musimy zastanowić
się przede wszystkim nad:
Przeznaczenie
Skanery stosuje się zwykle do trzech rodzajów prac:
skanowania dokumentów tekstowych, zdjęć i rysunków oraz filmów. W
zależności od rodzaju wykonywanych prac powinniśmy zwrócić uwagę na
różne elementy skanera.
Skanowanie tekstów - OCR
Tego rodzaje dokumentów skanuje się zwykle w biurach
oraz podczas przygotowania różnych prac naukowych lub w przypadku
tłumaczeń. Nie potrzebujemy do tego skanerów o dużej rozdzielczości,
bowiem przy skanowaniu tekstów stosuje się maksymalnie 300 dpi,
głównie z uwagi na wielkość miejsca. Istotne natomiast staje się
dołączone oprogramowanie, a zwłaszcza narzędzia pozwalające zamienić
zeskanowany obraz na postać czysto tekstową. Pro- gramy tego typu
dołączone są zwykle do skanerów. Jednak aby zaspokoić nasze
potrzeby, program taki musi przynajmniej rozpoznawać polskie znaki
lub znaki charakterystyczne dla języka, w którym napisane są
skanowane teksty. Zaletą będzie też wysoka skuteczność rozpoznawania
tekstów oraz polski interfejs. Do skanerów dołączane są zwykle
uproszczone wersje programów dostępnych normalnie w sprzedaży, więc
przy wyborze możemy posiłkować się naszym testem programów OCR,
który również zamieszczamy w tym numerze.
Skanowanie zdjęć i rysunków
Skanowanie tego typu materiałów to chyba najbardziej
popularne zastosowanie skanerów. Wbrew pozorom nie wymaga olbrzymich
rozdzielczości, bowiem nawet w poligrafii stosuje się zwykle 300
dpi. Pod- stawowym ograniczeniem jest i tak wielkość uzyskiwanych
plików, która rośnie do niebotycznych rozmiarów przy większych
rozdzielczościach, a poza tym oko ludzkie i tak nie wychwyci
istotnych różnic.Większe rozdzielczości możemy stosować do niedużych
fragmentów zdjęć, które później będą powiększane, w innym przypadku
będzie to zwykłe marnowanie miejsca na dysku. Ważniejsza jest
dokładność skanowania oraz wierność kolorystyczna. Należy przy tym
unikać oceny skanerów na podstawie rozdzielczości interpolowanej, od
której znacznie ważniejsza jest rzeczywista rozdzielczość optyczna.
Również niezbyt istotna jest głębia kolorów uzyskiwana przez skaner,
bowiem i tak zwykle stosować będziemy głębię 24- bitową. Ważniejsze
jest wyposażenie skanera w bardziej rozbudowane programy graficzne
oraz zastosowanie sterowników TWAI N o rozbudowanych opcjach
sterujących skanowaniem.
Skanowanie filmów
Jeżeli chcemy korzystać ze skanowania filmów,
najlepiej zdecydować się od razu na skaner wyposażony w odpowiednią
przystawkę. Można do niektórych skanerów dokupić osobno taki
element, jednak w sumie zapłacimy znacznie więcej, niż od razu
kupując cały komplet. Do takich celów musimy jednak stosować skanery
o jak największej rozdzielczości, z uwagi głównie na niewielkie
rozmiary klatek filmu. Co prawda, niektóre modele mogą skanować
nawet filmy o formacie 60x90 mm, jednak najczęściej będziemy raczej
skanowali typowe filmy amatorskie o formacie 35 mm. W takim
przypadku rozdzielczość 600 dpi wydaje się być nieco za mała.
Wystarczającą rozdzielczością na domowe lub biurowe potrzeby będzie
na pewno 1200 dpi. Bardzo dużą rolę pełni w takim przypadku
sterownik skanera, zwłaszcza w przypadku gdy Przy ocenie dość
istotne są też pewne elementy związane z budową skanera. Trudno je
ocenić na podstawie ulotki informacyjnej czy reklamy. Dlatego warto
przed zakupem obejrzeć samemu różne konstrukcje i bliżej przyjrzeć
się opisowi technicznemu.
Interfejs
Obecnie większość popularnych skanerów korzysta z
interfejsu USB 1.1, który pozwala na proste podłączenie do
komputerów. Niektóre modele mogą jeszcze korzystać z portu
równoległe- go (LPT), wykorzystywanego też przez drukarki, który
jest znacznie wolniejszy, ale dzięki temu można je podłączyć do
starszych komputerów. Najnowsze konstrukcje wykorzystują już
interfejs USB 2.0, który pozwala na bardzo szybkie przesyłanie
dużych ilości danych, jakie występują przy skanowaniu z dużą
rozdzielczością.

Listwa czujników 
Niektóre skanery dysponują podwójną listwą
czujników. Jedna część wykorzystywana jest przy skanowaniu z niższą
rozdzielczością do 300 lub 600 dpi, zaś druga przy skanowaniu w
wysokich rozdzielczościach, np. 1200 lub 2400 dpi. Dzięki temu unika
się zniekształceń kolorystycznych w pierwszym przypadku oraz
zwiększenie szybkości skanowania. Przy skanach o dużej
rozdzielczości uzyskujemy zaś mniejszą ziarnistość
obrazu
Zespół optyczny
Za jakość skanowania w dużej mierze odpowiada też
cały zespół optyczny, na który składają się lampy oświetlające
skanowany materiał, zwierciadła kierujące obraz na czujniki oraz
filtry kolorystyczne i konwerter analogowo-cyfrowy przetwarzający
sygnały z czujników na postać cyfrową. Niestety, w opisie skanerów
nie znajdziemy żadnych informacji, które pozwoliłyby w miarę
obiektywnie ocenić jakość tych elementów.
Oprogramowanie
Na wykorzystanie możliwości skanera niebagatelny
wpływ ma dołączone do niego oprogramowanie. W sytuacji, gdy różne
modele tych urządzeń mają zbliżone parametry techniczne i cenę,
właśnie pakiet oprogramowania może zadecydować o wyborze
skanera.
Sterownik TWAIN
Najważniejszym elementem oprogramowania jest
sterownik TWAIN służący do komunikacji systemu Windows ze skanerem
oraz wykorzystania jego możliwości. Niekiedy pozwala on jedynie na
ustawienie podstawowych parametrów skanowania, takich jak wybór
obszaru do skanowania. rozdzielczości głębi kolorów. Bywa jednak, że
sterownik TWAIN jest bardzo rozbudowany, przypominając przy tym
niemal program graficzny. Dzięki niemu możemy od razu na etapie
skanowania wprowadzić pewne korekty do uzyskiwanego obrazu (Gamma,
jasność, kolorystyka, wyostrzenie), a nawet od razu przekształcić go
różnymi filtrami. Prawidłowo działający sterownik pozwa la na
szybkie uzyskanie wiernej kolorystycznie kopii oryginału, bez
potrzeby dokonywania dalszej edycji rysunku w jakimś
programie.
Dodatkowe programy
Jeżeli nie zajmowaliśmy się edycją rysunków przed
zakupem skanera, to raczej nie dysponujemy programami, które na to
pozwalają, a są dość drogie. Dlatego dość istotne jest wyposażenie
skanera w aplikacje, które pozwolą na jego pełne wykorzystanie. Na
pewno powinien być dołączony program do edycji uzyskanych obrazów,
które pozwoli na ich korektę oraz wydrukowanie. Przydatny może też
być pro- gram OCR do zamiany zeskanowanych dokumentów na postać
tekstową, co pozwoli na ich poprawę, uzupełnienie i dalsze
wykorzystanie. Coraz większą rolę zaczynają też pełnić programy do
tworzenia albumów, dzięki którym możemy przeglądać swoje zdjęcia,
jak i tworzyć z ich użyciem różne prezentacje. Chcąc zachęcić do
zakupu swoich skanerów, niektórzy producenci dołączają do nich
zestawy oprogramowania, których wartość wręcz przerasta cenę samego
urządzenia.
Sterownik TWAIN
 Wszystkie skanery komunikują się obecnie z
systemem Windows za pośrednictwem sterownika TWAIN, który kieruje
pracą skanera. Od zakresu funkcji dostępnych w tym sterowniku zależy
w dużej mierze, na ile wykorzystamy możliwości skanera. Zwykle do
skanerów dołączone jest mniej lub bardziej skomplikowane
oprogramowanie graficzne oraz sam sterownik. Niezależnie jednak od
zastosowanego programu graficznego, jeżeli tylko może on komunikować
się ze sterownikiem TWAIN, zawsze po wywołaniu funkcji skanowania
pojawi się takie samo, typowe dla tego skanera, okno sterujące jego
funkcjami. Zeskanowany rysunek natomiast będzie od razu wczytywany
do uruchomionego programu graficznego. Sterownik TWAl N pozwala
zawsze na wykonanie podglądu skanowanego obrazu, wybór obszaru, jaki
chcemy skanować, określenie rozdzielczości i głębi kolorów. Jeżeli
dołączona jest przystawka do skanowania filmów, możemy też określić
rodzaj skanowanego materiału oraz rodzaj kliszy Niekiedy możemy od
razu podczas skanowania wprowadzić korektę jasności i kontrastu, a w
bardziej rozbudowanych modelach również korekcję gamma, histogramu
lub krzywych tonalnych. Niestety, podgląd obrazu jest zwykle zbyt
niskiej jakości, aby wprowadzać takie korekty już na etapie
skanowania i operacje te lepiej jest wy- konać w programie
graficznym.
do początku
strony |