Технические и эксплуатационные характеристики устройств автоматического считывания информации

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ



ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ 

ЭКОНОМИКИ И ФИНАНСОВ»



КАФЕДРА ИНФОРМАТИКИ









Реферат по информатике

 на тему:



Технические и эксплуатационные 

характеристики устройств

автоматического считывания 

информации (сканеры).





















Выполнила: студентка 119 группы О119  

А. О. Балыбердина  



Руководитель:   доц. А. Е. Щадилов  







 

















Санкт-Петербург

2010г.

ОГЛАВЛЕНИЕ





Введение. Историческая справка ......................................................................................3

Сканер, процесс сканирования..........................................................................................3

Виды сканеров ....................................................................................................................3

Планшетный сканер …........................................................................................................3

Широкоформатный сканер ................................................................................................4

Ручной сканер .....................................................................................................................4

Листопротяжный сканер .....................................................................................................5

Планетарный сканер ..........................................................................................................5

Барабанный сканер ............................................................................................................6

Слайд-сканер ......................................................................................................................6

Сканер штрих-кода .............................................................................................................7

Сканер сетчатки глаза, отпечатка пальца. .......................................................................8

Технико-эксплуатационные характеристики сканеров ....................................................8

Разрешение .........................................................................................................................8

Глубина и разрядность цвета ............................................................................................9

Динамический диапазон ….................................................................................................9

Скорость сканирования.......................................................................................................9

Интерфейс............................................................................................................................9

Сервисные удобства .........................................................................................................10

Слайд-адаптер ..................................................................................................................10

Стандарт интерфейса прикладных программ TWAIN …................................................10

Заключение ……………………………………………………………………………………….11

Библиографический список …..........................................................................................12



















































2

ВВЕДЕНИЕ. ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА



   В наши дни редкий человек не имеет представления, что такое сканер. Но так было не всегда. История устройства под названием «сканер» началась в далеком 19 веке, когда флорентийский монах Джованни Казелли изобрел «пантелеграф». Аппарат позволял передавать изображения на расстоянии. Принцип его действия прост — картинка наносилась на барабан токопроводящими чернилами, а считывалась металлической иглой. Фактически пентелеграф являлся прародителем всех современных сканеров. 

   Итак, устройством автоматического считывания информации — сканером называется устройство, позволяющее вводить в компьютер образы изображений, представленных в виде текста, рисунков, слайдов, фотографий и другой графической информации, создавая цифровую их копию. Процесс получения этой копии называется сканированием.

   Для человека, не знающего внутреннее строение того или иного оборудования, может показаться «волшебством» перенос документа с бумажного носителя на монитор. Каким образом проходящий луч света копирует изображение? Как выбирает формат? Попытаемся разобраться в принципе работы сканера. 

   Сканируемый объект кладется на стекло  планшета сканируемой поверхностью вниз. Под стеклом располагается подвижная лампа. Она включается в сеть последовательно с балластным дросселем и применяется в оптических приборах для получения узкого пучка света большой интенсивности, с цветовой температурой дневного света, порядка 6000°К (градусов Кельвина). В движение ее приводит шаговый электродвигатель — это электрический двигатель, преобразующий цифровой электрический сигнал в механическое движение.

   Есть два технологических подхода к сканированию:



изображение сканируется в стандартных установках программы, а затем вся необходимая коррекция изображений происходит средствами, например, Adobe Photoshop. При этом нет необходимости глубоко вникать в специфику конкретного изображения и особенности поведения сканера.

Подбор всех параметров сканирования осуществляется до того, как будет проведено окончательное сканирование. Это позволяет обеспечить максимально возможный для данного сканера и данного оригинала результат.

  

   В настоящее время все известные модели сканеров можно разбить на виды: планшетные, широкоформатные, ручные, листопротяжные, планетарные, книжные, барабанные, слайд-сканеры, сканеры штрих-кода, сканер сетчатки глаза и др.







ПЛАНШЕТНЫЙ СКАНЕР



Сканер, предназначенный для малого офиса или домашнего использования. Как правило, устройство используется для сканирования документов или для оцифровки изображений или фотографий.





3

                                                        Сканер планшетный Avision                               





ШИРОКОФОРМАТНЫЙ СКАНЕР





Сканер с функциями для сканирования, копирования и рассылки по электронной почте, которые могут быть легко сконфигурированы под различные задачи. Как правило, используются в типографиях и на предприятиях. Сканеры с широким сканированием позволяют получать чистые и четкие изображения чертежей, эскизов и карт. Быстро и аккуратно сканируют как простые, таки и слабые загрязненные оригиналы без потери данных. 



          

                                          Сканер широкоформатный Contex SD4450







РУЧНОЙ СКАНЕР



Применяется в качестве устройства ввода, ограничен очень узким кругом задач. Его можно использовать дома, если надо процитировать отрывок из книги, когда планшетного сканера нет под рукой. 











4







                    

     

                                               Сканер ручной портативный  









ЛИСТОПРОТЯЖНЫЙ СКАНЕР





Эти сканеры используют технологию факсимильного аппарата. Страницы документа, при считывании, пропускаются через специальную щель с помощью направляющих роликов (последние зачастую становятся причиной перекоса изображения при вводе). Таким образом, сканеры этого типа непригодны для ввода данных непосредственно из журналов и книг. В целом возможности применения листопротяжных сканеров ограничены, поэтому их производство снижается.

                                                                 

                                                               

                                                                     Сканер листопротяжный



ПЛАНЕТАРНЫЙ СКАНЕР



Предназначен для оцифровки книжных, сброшюрованных и деликатных оригиналов, толстых и крупноформатных документов.



5



                                                                

                                                             Сканер планетарный А2Ц







БАРАБАННЫЙ СКАНЕР



В каждый момент времени сканер считывает информацию с одной точки носителя. Поэтому, для получения изображения, необходимо взаимное перемещение сканирующего элемента и носителя по двум координатам. Это достигается за счет вращения барабана с наклеенным на него носителем (слайдом) и линейного перемещения сканирующего элемента и источника света вдоль оси барабана.

             

                                                          Сканер барабанный Wizard Favourite



СЛАЙД — СКАНЕР



Предназначен для ввода изображения в компьютер с диапозитивов и фотопленки. Негативные кадры автоматически преобразуются самим сканером в позитивные. 



6





                                                        Слайд-сканер Nikon













СКАНЕР ШТРИХ — КОДА





Как правило, предназначен для работы в составе высокопроизводительных POS- терминалов на кассовых аппаратах. 



















                                               Сканер штрих-кода Metrologic MS9520





7

СКАНЕРЫ СЕТЧАТКИ ГЛАЗА, ОТПЕЧАТКА ПАЛЬЦА



Идентификатор личности на основе рисунка радужной оболочки глаза, папиллярного рисунка пальца.



  

                                                    Сканер отпечатков пальцев Microsoft







ХАРАКТЕРИСТИКИ СКАНЕРОВ

РАЗРЕШЕНИЕ

В характеристиках типичного бытового сканера среднего класса указано, что он работает с разрешением 2400х4800 точек на дюйм (dpi). Что это значит? В данном случае 2400 dpi — это реальное оптическое разрешение по горизонтали, которое позволяют получить установленные в сканере оптика и матрица. 4800 точек (или, точнее, шагов) на дюйм — это так называемое аппаратное или механическое разрешение, которое характеризует точность перемещения линейки с датчиками поперек сканируемой области, то есть по вертикали. Реальное разрешение, естественно, не будет при этом выше 2400 dpi, поскольку оптика и матрица просто не дадут сканеру «разглядеть» больше за счет точной механики. Меньшая из двух указанных в спецификации величин — это именно оптическое разрешение. 

   Интерполяционное разрешение — совершенно бессмысленный параметр, поскольку в данном случае «повышенное разрешение» достигается посредством расчета дополнительных точек на основе характеристик их реальных соседок. Разумеется, большей детальности вы при этом не получите, но размер файла вырастет довольно существенно. Реального разрешения в 9600 или даже в 19200 точек на дюйм на бытовом сканере вы не получите никогда.

   Сканеры начального уровня имеют оптическое разрешение 600 или 1200 dpi, при этом даже разрешения в 600 dpi достаточно для подавляющего большинства задач, включая сканирование фотографий и даже любительских слайдов. Аппаратное разрешение может варьироваться от 1200 до 4800 dpi на дюйм.









8

ГЛУБИНА И РАЗРЯДНОСТЬ ЦВЕТА



Этот параметр характеризует максимальное число оттенков, которые способен обрабатывать сканер, то есть он свидетельствует о качестве цветопередачи устройства. В большинстве случаев производители указывают внутренней разрядности, которое относится к возможностям аналогово-цифрового преобразователя (АЦП) сканера. Подавляющее большинство современных моделей имеет 48-разрядные АЦП, то есть каждый цвет (красный, зеленый и синий) описывается внутри сканера 16-ю битным цветом. Практически единственное исключение — это Adobe Photoshop, да и то он считается массовым только в России. Но даже в этом программном пакете для выполнения подавляющего большинства операций редактирования приходится прибегать к 24-битному цвету (так называемый True Color), а такую разрядность на выходе гарантирует любой современный планшетный сканер. Поддержка высокой разрядности цвета ценна тем, что она в ряде случаев позволяет на уровне драйвера скорректировать изображение.





ДИНАМИЧЕСКИЙ ДИАПАЗОН



Динамический диапазон(или оптическая плотность) говорит о том, насколько хорошо сканер способен воспроизводить плавные цветовые переходы, а также насколько хорошо устройство «различает» самые темные фрагменты оригинала. Динамический диапазон у планетных сканеров весьма скромный, поэтому его значение, как правило, не указывают, а если и указывают, то сильно завышают. У моделей среднего класса он колеблется в границах от D1,8 до  D3,0. Именно поэтому планшетники  плохо справляются со сканированием прозрачных оригиналов и, в особенности, негативных фотопленок, которые имеют повышенную оптическую плотность. Специализированные слайд-сканеры имеют динамический диапазон, как правило, в пределах от D3,2 до D3,6, при этом максимальное теоретическое значение оптической плотности — D4,0.





СКОРОСТЬ СКАНИРОВАНИЯ



Скорость работы бытовых сканеров не слишком высока, особенно при сканировании цветных фотографий с большим разрешением: этот процесс может растянуться минут на пять. Быстро такие аппараты работают только при оцифровке текстовых документов.





ИНТЕРФЕЙС



Если в старых моделях часто использовались медленный параллельный (принтерный) порт и быстрый SCSI, то современные модели оснащаются, как 



9

минимум, интерфейсом USB 1,1 , а все новинки — скоростными USB 2,0. Еще один перспективный интерфейс — IEEE 1394 (он же FireWire, он же iLink), который уже давно присутствует на всех компьютерах компании Apple, а также на всех машинах со звуковыми картами  Creative семейства Audigy и Audigy 2. Собственно говоря, выбирать здесь особенно нечего, поскольку практически все сканеры среднего класса оснащены интерфейсом USB.





СЕРВИСНЫЕ УДОБСТВА 



Главное, на что следует обратить внимание, - сможет ли крышка сканера закрыть не только тонкие оригиналы, но и толстые книги или журналы. Если этой возможности нет, то вам придется прижимать такие предметы к стеклу чем-нибудь тяжелым, а это не только неудобно, но и чревато повреждением стекла. Многие современные модели снабжены кнопками, которые позволяют получить быстрый доступ к некоторым функциям драйвера (например, сканировать в файл, сканировать и отправить на принтер или послать по электронной почте и т.п.), однако даже их полное отсутствие, как показывает практика, не слишком влияет на удобство пользования сканером. 







СЛАЙД-АДАПТЕР



Некоторые сканеры комплектуются слайд-адаптером, предназначенным для сканирования для сканирования слайдов и негативных фотопленок. Однако из-за недостаточного динамического диапазона массовых планшетников результаты получаются посредственного качества. Поэтому, если вам требуется перевести в цифровую форму свой аналоговый фотоархив, лучше приобрести слайд-сканер или обратиться в специализированную цифровую лабораторию, которых появляется все больше.





   



СТАНДАРТ ИНТЕРФЕЙСА ПРИКЛАДНЫХ ПРОГРАММ TWAIN



Для управления работой сканера (впрочем, как и иного устройства) необходима соответствующая программа-драйвер. До недавнего времени каждый драйвер для сканера имел свой собственный интерфейс. Это было достаточно неудобно, поскольку для каждой модели сканера требовалась своя прикладная программа. 





10



Логичнее было бы наоборот, если бы с одной  прикладной программой могли работать несколько моделей сканеров. Это стало возможным благодаря TWAIN.    

   TWAIN — это стандарт, согласно которому осуществляется обмен данными между прикладной программой и внешним устройством. Основной целью создания TWAIN-спецификации было решение проблемы совместимости, то есть легкого объединения различных устройств ввода с любым программным обеспечением. Конкретизируя, можно выделить несколько основных вопросов: во-первых, поддержку различных платформ компьютеров; во-вторых, поддержку различных устройств, включая разнообразные сканеры и устройства ввода видео; в-третьих,  возможность работы с различными формами данных. Благодаря использованию TWAIN-интерфейса можно вводить изображение одновременно с работой в прикладной программе, поддерживающей TWAIN, например CorelDraw, Picture Publisher, PhotoFinish. Таким образом, любая TWAIN-совместимая программа будет работать с TWAIN-совместимым сканером.





ЗАКЛЮЧЕНИЕ

   Итак, в заключение отмечу, что в  своей работе я раскрыла тему, касающуюся устройств автоматического считывания информации – сканеров. Конечно, тема раскрыта поверхностно, но ее достаточно, чтобы иметь представление вообще что такое сканер, какие виды сканеров бывают, их основные характеристики и т.д. Проведя данную работу по подготовке реферата, я отметила, что сканер, как уже было упомянуто выше,  достаточно полно можно охарактеризовать тремя параметрами: оптической разрешающей способностью, глубиной цвета и диапазоном оптических плотностей.

    Я привела несколько видов сканеров, но вершину пирамиды качества сканирования традиционно занимают барабанные сканеры. Однако новое поколение планшетных сканеров старшего класса стремительно сокращает отставание от лидеров. Барабанные сканеры имеют большое разрешение, но чаще всего применяются в полиграфии. Сканеры данного типа дают наилучший результат, но их стоимость находится в высоком ценовом диапазоне (от 20 тыс. долл.). Техническое обслуживание обычно также довольно дорогостоящее. Поэтому, эти сканеры могут себе позволить лишь профессиональные полиграфии.  Для офиса вполне подойдут планшетные сканеры. На этих сканерах тоже можно получать отличные результаты. И хотя они не всегда подходят для полиграфии, для большинства других применений вполне достаточны. Сканеры для бизнеса обычно используются в офисах для подготовки презентаций, цветных документов. Эти устройства обычно имеют разрешение 400 dpi и глубину цвета 24 или 30 разрядов. Их ценовой диапазон - от 400 до 750 долл.  Более лучший результат дадут цветные планшетные сканеры  повышенного качества. Они для более требовательного пользователя. Это сканеры со стандартным разрешением 600 dpi, глубиной цвета 24, 30 и даже 36. Диапазон цен - от 800 до 1100 долл. Для дома также подойдет планшетный сканер. Для мелких работ подойдет даже ручной. Обобщив, можно сделать вывод, что сканеры общего назначения можно выделить в три группы: для дома и малого офиса, для бизнеса и профессиональные.







     11

   Но уже есть тенденции к развитию и смене стандартов. Скорее всего, через год-два сканер для дома или малого офиса будет иметь разрешение 600 dpi при глубине цвета 30 разрядов. В то же время разрешение бизнес-сканеров поднимется до 800 dpi, а разрядность кодирования цвета - до 30. Для третьей группы сканеров стандартным станет разрешение 1200 dpi, а глубина цвета - 36 разрядов. Таков прогноз. Возможно, он сбудется в течение 2-3 лет. Ценовой диапазон у первых двух групп не изменится, а у третьей поднимется чуть выше.

   Многие упомянутые в обзоре сканеры являются многоплатформенными - но не все. Поэтому одна из важных характеристик сканеров, которую следует учитывать, - это совместимость с системным программным обеспечением той или иной платформы. 

Результат работы на сканере во многом зависит от того, насколько хорошо человек разбирается в принципах сканирования, в программном обеспечении. Недотепе сканирование доверять не стоит. 

    Чтож, надеюсь, этой информации достаточно, чтобы обычный пользователь смог выбрать сканер для себя относительно своих запросов и потребностей. 

















































12

                                     БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК





Введение в программирование:/ Автор-составитель В.А.Гольденберг. Учебное пособие для учащихся средн. и стар. школьн. возраста. – М.: ООО «Харвест»,1997



Основы информатики:/ Лихович В.Ф.: Ростов Н/Д: изд-во «Феникс»,  1996



Сканеры и сканирование. Просто как дважды два:/ Соколенко А. - М.: «Эксмо-Пресс», 2007 



Журнал «Компьютеры + программы», № 3 , 1999



Леонтьев, В. П. Новейшая энциклопедия персонального компьютера 2007 / В. П. Леонтьев. - М. : Олма Медиа Групп, 2007





































































13