Главная
Коллекция "Otherreferats"
Программирование, компьютеры и кибернетика
Сканеры: краткая характеристика и сравнительный анализ
Сканеры: краткая характеристика и сравнительный анализ
Периферийное устройство ввода информации в компьютер – сканер. Основные характеристики сканеров: разрешение, глубина цвета, динамический диапазон (диапазон плотности) и тип подключения. Характеристики, преимущества и недостатки различных видов сканеров.
| Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 23.12.2010 |
| Размер файла | 32,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Содержание
- Введение
- 1. Основные характеристики сканеров
- Разрешение
- Глубина цвета
- Динамический диапазон (диапазон плотности)
- Тип подключения
- 2. Виды сканеров
- Ручные сканеры
- Листопротяжные сканеры
- Настольные (планшетные) сканеры
- Барабанные сканеры
- Роликовые сканеры
- Проекционные сканер
- Протяжные сканеры
- Книжные сканеры
- Сканеры-цифровики
- Сканеры штрих-кода
- Сканеры мозга
- Заключение
Введение
В своем реферате я хочу рассказать о сканерах, а точнее о видах, принципах действия, основных характеристиках. Сканер (англ. scanner) - устройство, которое создаёт цифровую копию объекта, то есть переводит текст или изображение в цифровую форму. Почти каждый пользователь компьютера постоянно сталкивается с проблемой преобразования документов из бумажной формы в электронную. Однако процедура ввода информации вручную отнимает огромное количество времени и чревата ошибками. Кроме того, вручную можно вводить только тексты, но не изображения. Выходом из положения является сканер, позволяющий вводить в компьютер как изображения, так и текстовые документы. Сканеры считывают с бумаги, пленки или иных твердых носителей "аналоговые" тексты или изображения и преобразуют их в цифровой формат. Они служат везде: в крупных конторах, где обрабатываются огромные архивы документов, в издательствах и проектно-конструкторских организациях, а также в небольших фирмах и домашних офисах. Насколько широка сфера применения сканеров, настолько много их разновидностей. Оптическое разрешение сканера может составлять от 100 до 11000 точек на дюйм (на английском dpi, dot per inch), а скорость сканирования - от 1-2 до 80 с. /мин. Для выполнения тех или иных конкретных задач пригодна отнюдь не каждая модель. Как правило, пригодность сканера определяется совокупностью его технических параметров: конструктивным типом, форматом, разрешением, глубиной цвета, диапазоном оптических плотностей и т.д.
История изобретения.
В 1857 году флорентийский аббат Джованни Казелли изобрёл прибор для передачи изображения на расстоянии, названный впоследствии пантелеграф. Передаваемая картинка наносилась на барабан токопроводящими чернилами и считывалась с помощью иглы. В 1902 году немецкий физик Артур Корн была запатентовал технологию фотоэлектрического сканирования (телефакс). Передаваемое изображение закреплялось на прозрачном вращающемся барабане, луч света от лампы, перемещающейся вдоль оси барабана, проходил сквозь оригинал и через расположенные на оси барабана призму и объектив попадал на селеновый фотоприёмник. Эта технология до сих пор применяется в барабанных сканерах. В дальнейшем, с развитием полупроводников, усовершенствовался фотоприёмник, был изобретён планшетный способ сканирования, но сам принцип оцифровки изображения остается почти неизменным.
1. Основные характеристики сканеров
Разрешение
Разрешение характеризует величину самых мелких деталей изображения, передаваемых при сканировании без искажений. Измеряется обычно в dpi - числе отдельно видимых точек на дюйм изображения (dot per inch). Существует несколько видов разрешения, указываемого производителем сканеров.
Оптическое разрешение определяется плотностью элементов в ПЗС-линейке и равно количеству элементов ПЗС-линейки, деленному на ее ширину. Оно является самым важным параметром сканера, определяющим детальность получаемых с его помощью изображений. В силу этого не всегда приводится в рекламной информации производителем или продавцом сканера, стремящимся завысить его реальные характеристики. В массовых моделях сканеров обычно оно бывает равно 100 или 200 для ручных и рулонных сканеров и 300, 600 или 1200 dpi для планшетных сканеров. Сканирование всегда следует выполнять с разрешением, кратным оптическому, при этом интерполяционные искажения будут минимальны. Если же, например, на сканере с 300 dpi надо отсканировать изображение с 200 dpi, то оптимальнее будет выполнить сканирование с 300 dpi, а затем программным путем в пакете обработки (Adobe Photoshop, Paint Shop Pro, Ulead Photo Impact, Thumbs Plus и т.п.) понизить разрешение до 200 dpi.
Механическое разрешение определяет точность позиционирования каретки с ПЗС-линейкой при перемещении вдоль изображения. Механическое разрешение обычно в 2 раза больше оптического, что дает повод изготовителю сканера вводить в заблуждение покупателя тем, что сканер имеет "оптическое разрешение 300х600 dpi", хотя без интерполяции на таком сканере можно сканировать только с разрешением 300 dpi.
Интерполяционным называется разрешение, полученное путем 16-кратного программного увеличения изображения. Оно не несет в себе абсолютно никакой дополнительной информации об изображении по сравнению с реальным разрешением, причем в специализированных пакетах операция масштабирования и интерполяции выполняется зачастую качественнее, чем драйвером сканера. Указанное на коробке планшетного сканера значение интерполяционного разрешения в 4800 dpi может ввести в заблуждение покупателя, так как реальное оптическое разрешение устройства может быть всего 300 dpi.
Глубина цвета
Глубина цвета - это характеристика, обозначающая количество цветов, которое способен распознать сканер. Большинство компьютерных приложений, исключая профессиональные графические пакеты, такие как Photoshop, работают с 24 битным представлением цвета (полное количество цветов - 16.77 млн. на точку). У сканеров эта характеристика, как правило, выше - 30 бит, и, у наиболее качественных из планшетных сканеров, - 36 бит и более. Конечно, может возникнуть вопрос - зачем сканеру распознать больше бит, чем он может передать в компьютер. Однако, не все полученные биты равноценны. В сканерах с ПЗС датчиками два верхних бита теоретической глубины цвета обычно являются “шумовыми" и не несут точной информации о цвете. Наиболее очевидное следствие “шумовых” битов недостаточно непрерывные, гладкие переходы между смежными градациями яркости в оцифрованных изображениях. Соответственно в 36 битном сканере “шумовые” биты можно сдвинуть достаточно далеко, и в конечном оцифрованном изображении останется больше чистых тонов на канал цвета.
Динамический диапазон (диапазон плотности)
Оптическая плотность есть характеристика оригинала, равная десятичному логарифму отношения света падающего на оригинал, к свету отраженному (или прошедшему - для прозрачных оригиналов). Минимально возможное значение 0.0 D - идеально белый (прозрачный) оригинал. Значение 4.0 D - абсолютно черный (непрозрачный) оригинал. Динамический диапазон сканера характеризует какой диапазон оптических плотностей оригинала сканер может распознать, не потеряв оттенки ни в светах, ни в тенях оригинала. Максимальная оптическая плотность у сканера - это оптическая плотность оригинала, которую сканер еще отличает от полной темноты. Все оттенки оригинала темнее этой границы сканер не сможет различить. Данная величина очень хорошо отделяет простые офисные сканеры, которые могут потерять детали, как в темных, так и светлых участках слайда и, тем более, негатива, от более профессиональных моделей. Как правило, для большинства планшетных сканеров данная величина лежит в пределах от 1.7D (офисные модели) до 3.4 D (полупрофессиональные модели). Большинство бумажных оригиналов, будь то фотография или журнальная вырезка, обладают оптической плотностью не более 2.5D. Слайды требуют для качественного сканирования, как правило, динамический диапазон более 2.7 D (Обычно 3.0 - 3.8). И только негативы и рентгеновские снимки обладают более высокими плотностями (3.3D - 4.0D), и покупать сканер с большим динамическим диапазоном имеет смысл, если вы будете работать в основном с ними, иначе вы просто переплатите деньги.
Тип подключения
По типу интерфейса сканеры делятся всего на четыре категории:
Сканеры с параллельным или последовательным интерфейсом, подключаемые к LPT - или COM-порту.
Эти интерфейсы самые медленные и постепенно себя изживают. Если ваш выбор все-таки пал на подобный сканер, заранее настройтесь на появление проблем, связанных с конфликтом сканера с LPT-принтером, если таковой имеется.
Сканеры с интерфейсом USB.
Стоят чуть-чуть дороже, но работают значительно быстрее. Необходим компьютер с USB-портом. Проблемы с установкой также могут возникнуть, но обычно они легко устранимы.
Сканеры со SCSI-интерфейсом.
С собственной интерфейсной платой для шины ISA или PCI либо подключаемые к стандартному SCSI-контроллеру. Эти сканеры быстрее и дороже представителей двух предыдущих категорий и относятся к более высокому классу.
Сканеры с ультрасовременным интерфейсом FireWire (IEEE 1394).
Специально разработанным для работы с графикой и видео. Такие модели только-только начали появляться на рынке. В последнее время производители предлагают немало сканеров с двумя интерфейсами (например, LPT и USB). Такая универсальность может быть весьма полезной при покупке сканера "на вырост". Например, вы подключаете сканер к старому ПК (без USB) по параллельному интерфейсу, а после приобретения нового компьютера USB будет вам очень кстати.
2. Виды сканеров
Ручные сканеры
Это самый старый тип сканеров, разработанный в конце 80-х годов фирмами "Logitech" и "Genius". В основу работы ручных сканеров положен процесс регистрации отраженных лучей светодиодов от поверхности сканируемого документа. Пользователь медленно перемещает сканер по поверхности документа, а отраженный луч принимается с помощью линз и преобразуется в цифровую форму. Поток данных со сканера с помощью программного обеспечения преобразуется в цифровое изображение. Различные типы сканеров могут регистрировать черный или белый цвета, оттенки серого, а современные модели ручных сканеров могут работать с цветом глубиной до 24 бит. Первые модели ручных сканеров подключались к компьютеру с помощью отдельной интерфейсной платы. В настоящее время практически все устройства этого класса подключаются к параллельному порту, избавляя пользователя от установки в компьютер отдельной платы, требующей ресурсов и настройки.
Преимущества ручных сканеров:
Низкая стоимость. (Поскольку в ручных сканерах в качестве “позиционирующего механизма" выступает пользователь, который самостоятельно перемещает сканер по поверхности сканируемого документа, отпадает необходимость в дорогом механическом элементе).
Портативность. (Ручные сканеры можно использовать как с настольными, так и с портативными компьютерами).
Сканирование книг без их повреждения. (С помощью ручного сканера можно отсканировать книгу, не сгибая и не разрывая ее).
Недостатки ручных сканеров:
Отсутствие механизма позиционирования. (То есть, возможны перекосы изображения, поскольку невозможно перемещать сканер с постоянной скоростью)
Оригинал по размерам больше сканера. (Требуются большие усилия, чтобы “сшить” отсканированные полосы изображения.)
Низкое разрешение.
Малая скорость работы.
Узкая полоса сканирования.
Листопротяжные сканеры
Листопротяжные сканеры используют устройство подачи оригинала относительно неподвижного блока сканирования. Лист бумаги вставляется в щель и протягивается по направляющим роликам внутри сканера мимо лампы. Чаще всего эти типы сканеров могут работать с документами формата А-4.
Преимущества листопротяжных сканеров:
Простота подключения. (Подключаются к параллельному порту).
Низкая стоимость. (Устройство подачи оригинала имеет несложную конструкцию, поэтому добавление этого узла не намного увеличивает стоимость сканера).
Портативность. (Листопротяжные сканеры отличаются небольшими размерами).
Многие модели имеют устройство автоматической подачи, что позволяет быстро сканировать большое количество документов.
Недостатки листопротяжных сканеров:
Ограничение на разрешение, накладываемое механизмом сканирования.
сканер устройство периферийное компьютер
Ограничения на оригинал. (Нельзя отсканировать неразорванную книгу, а также прозрачные пленки или слайды; может сканировать только отдельные листы).
Настольные (планшетные) сканеры
Представляет собой планшет, внутри которого под прозрачным стеклом расположен механизм сканирования. Как и в других типах сканеров, в них используется отраженный от оригинала луч. Но в отличие от ручных и листопротяжных устройств, настольные модели имеют более точный механизм регистрации отраженного луча. В этих моделях луч проходит более длинный путь после и даже до сканирования, поскольку для сканирования цветных изображений он проходит через светофильтры для разложения на красную, зеленую и голубую составляющие. Луч света падает на оригинал, отражается от него и через систему зеркал попадает на светочувствительные диоды, где преобразуется в электрический сигнал. Этот сигнал поступает на аналого-цифровой преобразователь, где конвертируется в сигнал, представляющий собой пиксели оригинала (черные, белые, оттенки серого или цветные). Эта цифровая информация передается в компьютер для дальнейшей обработки. Все современные модели настольных сканеров используют для подключения к компьютеру интерфейс параллельного порта или USB.
Различают 3 группы планшетных сканеров: простые, промежуточного класса и высококачественные сканеры. Простые модели - для деловых коммуникаций, относительно дешевых публикаций. Оптическое разрешение сканеров этой группы 300-600 dpi. Сканеры промежуточного класса - имеют разрешение 600-1800 dpi, глубину цвета 10-12 бит/канал (вместо 8 у простых). Используются в издательском деле. Сканеры высокого класса - по своим техническим возможностям могут конкурировать с барабанными сканерами.
Преимущества планшетных сканеров:
Возможность сканировать практически любой оригинал. (Могут сканировать оригиналы различного размера - от миниатюр до документов широко используемых форматов, а также книг. При установке дополнительного модуля появляется возможность сканирования прозрачных пленок, негативов и слайдов).
Высокое разрешение. (Интерполированное разрешение увеличивает максимальное разрешение сканера до 4х раз).
Недостатки планшетных сканеров:
Большие размеры.
Ограничения на прозрачные оригиналы.
Барабанные сканеры
В барабанном сканере оригинал прикрепляется к цилиндру, который вращается со скоростью нескольких тысяч оборотов в минуту. Луч освещает вращающийся цилиндр, и сканированное изображение преобразуется в цифровой формат. Благодаря высокому оптическому разрешению барабанный сканер обеспечивает качественное сканирование деталей изображения и широкий диапазон воспроизведения светлых и темных тонов (динамический диапазон). В некоторых моделях барабанных сканеров можно выполнять и цветоделение сканируемого образца.
Преимущества барабанных сканеров:
Большая глубина цвета и широкий динамический диапазон оптических плотностей.
Высокое разрешение и возможность большого увеличения изображений.
Возможность обработки различных по виду оригиналов.
Высокая производительность.
Недостатки барабанных сканеров:
Трудоемкость размещения в нем материала.
Невозможность сканировать негнущиеся объекты.
Оригинал должен быть очень плотно закреплен, так как при вращении барабана возникают большие центробежные силы. В лучшем случае, возникнут воздушные пузыри между слайдом и барабаном. В худшем случае, слайды просто оторвутся.
Роликовые сканеры
Этот вид сканеров встречается довольно редко. В них оригинал пропускается с помощью системы роликов (как в принтерах) и считывается обычной ПЗС-матрицей.
Преимущества роликовых сканеров:
Позволяют вводить до 6 страниц формата А-4 в минуту.
Корректируются цветовые недостатки, вызванные погрешностями освещения в момент съемки.
Компактность.
Недостатки роликовых сканеров:
Низкая скорость сканирования при высоком разрешении.
Посредственная цветопередача.
Сканирование происходит при неодновременном зажиме края оригинала роликами, что может привести к перекосу копии, а порой и к повреждению оригинала. Зависимость от источника внешнего освещения
Ограничения на размер оригинала
Проекционные сканер
Как правило, работают с оригиналами формата A-3. Оригинал располагается на подставке под сканирующей головкой на расстоянии около 30 см. Механизм поворота датчика внутри головки направляет его последовательно на каждую линию объекта. Значительной популярности проекционные сканеры не получили.
Преимущества проекционных сканеров
Удобство позиционирования оригинала. (Оригинал располагается лицевой стороной вверх, что облегчает процедуру его выравнивания. На подставке сканера, как правило, имеются специальные направляющие, которые можно использовать для точного позиционирования документа).
Небольшая занимаемая площадь. (Проекционные сканеры занимают на рабочем столе чуть больше места, чем размер сканируемого объекта).
Разнообразие сканируемых оригиналов. (Книги, художественные иллюстрации на плоских носителях и даже небольшие трехмерные объекты - все это можно сканировать с помощью проекционных сканеров. Не помещающийся на подставке оригинал можно сканировать по частям).
Возможность комбинирования плоских и трехмерных оригиналов.
Недостатки проекционных сканеров
Отсутствие встроенного источника внешнего освещения. (Нет встроенного источника света. Если освещение слабое или на подставку сканера падает тень, результат сканирования может оказаться неудовлетворительным).
Сложность сканирования переплетенных оригиналов. (В отличие от планшетных сканеров, где книга удерживается в развернутом виде за счет прижима крышкой, в проекционных сканерах ее приходится удерживать в раскрытом положении самому пользователю).
Сложность установки. (Так же как и планшетные, проекционные сканеры подключаются к PC).
Протяжные сканеры
Используются для скоростного считывания документов. По сути, они относятся к старым барабанным сканерам, но для распознавания используют прибор с зарядовой связью, а не фотоумножитель.
Преимущества протяжных сканеров:
Компактность, малый вес.
Некоторые модели подключаются к ноутбуку.
Недостатки протяжных сканеров:
Не способны работать с толстыми оригиналами.
Можно сканировать только отдельные листы.
Малая глубина резкости.
Планетарные сканеры
Применяются для сканирования старых книг или других легко повреждающихся документов. При сканировании нет контакта со сканируемым объектом (как в планшетных сканерах. В результате работы появляется трехмерная модель объекта. Такие виды сканеров можно встретить не везде, и почему они стоят дороже обычных.
Книжные сканеры
Предназначены для сканирования брошюрованных документов. Сканирование производится лицевой стороной вверх - таким образом, действия пользователя по сканированию неотличимы от перелистывания страниц при обычном чтении. Это предотвращает повреждение книг и позволяет пользователю видеть документ в процессе сканирования. Являются подвидом планетарных сканеров, однако имеют ряд отличий, среди которых - V-образная колыбель, позволяющая сканировать книгу не раскрывая ее полностью, в режиме бережного сканирования.
Преимущества книжных сканеров
Не повреждает оригинал.
Устранение дефектов книги.
Устранение "перегиба книги".
Недостатки книжных сканеров:
Утомительно переворачивать страницы
Сканеры для слайдов
В этих сканерах механизм подачи оригинала ориентирован на слайды 35 мм или фотопленку. В работе используется большое оптическое разрешение (1 900-2 700 dpi) и особо точный механизм подачи оригинала. В связи с этим сканеры для слайдов стоят довольно дорого и потому занимают незначительную часть рынка сканирующих устройств.
Сканеры-цифровики
Это обычные современные цифровые фотоаппараты, которые получили массу дополнительных функций и могут играть роль сканеров. И хоть по сравнению с традиционными устройствами у них есть недостатки, они существенно обгоняют обычные сканеры по скорости работы и портативности.
Сканеры штрих-кода
Небольшие, компактные модели для сканирования штрих-кодов товара в магазинах.
Сканеры мозга
Устройства, способные "читать" и "распознавать" мысли человека.
Заключение
В своей работе я раскрыла тему, касающуюся периферийных устройств ввода информации в компьютер - сканерах. Конечно, тема раскрыта поверхностно, но ее достаточно, чтобы иметь представление вообще, что такое сканер, какие виды сканеров бывают, их основные характеристики и т.д. Так же этой информации достаточно чтобы обычный пользователь смог выбрать сканер для себя относительно своих запросов и потребностей.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Строение и принцип работы ручных, планшетных, барабанных, роликовых, проекционных сканеров - устройств ввода в ЭВМ информации. Основные характеристики сканеров: оптическое и интерполированное разрешение; глубина цвета; динамический диапазон плотности.
презентация [418,3 K], добавлен 15.04.2013Ручные, листопротяжные, планшетные и барабанные сканеры, их параметры: разрешение, разрядность оцифровки, оптическая плотность и динамический диапазон. Особенности сканирования графики и распознавание текстов, тестирование сканеров и их неисправности.
курсовая работа [233,3 K], добавлен 14.01.2011Процесс работы сканирующего устройства. Схема устройства сканера. Контактные оптические сенсоры. Достоинства CIS-моделей. Преимущества и недостатки барабанных сканеров. Глубина цвета. Оптическая плотность. Аппаратный интерфейс. Программы распознавания.
презентация [486,2 K], добавлен 10.08.2013Основные характеристики сканеров. Разрешение по X и У. Глубина цвета, максимальная оптическая плотность, тип источника света. Листопротяжный, ручной, планшетный сканер, принцип действия. Распознавание текстов и изображений: точность, причины ошибок.
контрольная работа [27,2 K], добавлен 29.09.2013Сканеры - устройства ввода текстовой или графической информации в компьютер путем преобразования ее в цифровой вид для последующего использования, обработки, хранения или вывода: основные виды, особенности конструкции, принцип работы, области применения.
реферат [1,0 M], добавлен 27.11.2010Специальная электронная плата, которая позволяет записывать звук, воспроизводить его и создавать программными средствами с помощью микрофона. Объем памяти видеоадаптеров. Основные характеристики сканеров. Оптическое разрешение и плотность, глубина цвета.
реферат [24,1 K], добавлен 24.12.2013Описание функциональных возможностей различных видов сканеров, их основные характеристики. Изучение технического обслуживания и методов диагностики неисправностей. Размещение и обслуживание сканирующих устройств. Анализ конструкции планшетного сканера.
курсовая работа [4,1 M], добавлен 17.04.2010Рассмотрение назначения, оптического разрешения и динамического диапазона сканера. Достоинства и недостатки ручного, листопротяжного, планшетного и барабанного сканеров. Описание наиболее распространенных способов подключения устройства к компьютеру.
презентация [538,2 K], добавлен 05.02.2012Характеристика функциональных возможностей настольных и портативных сканеров как устройств, создающих цифровую копию изображения объекта. Описание устройства и принципа действия планшетных сканеров: источник света, приемный элемент и оптическая система.
реферат [20,0 K], добавлен 15.03.2011Разновидности сканеров (ручные, листопротяжные, планшетные, барабанные), их назначение и критерии оценки качества. Преимущества и недостатки матричных принтеров. Устройство и принцип работы струйного принтера. Характеристика принтеров других технологий.
доклад [26,7 K], добавлен 20.12.2010
