Архітектура комп'ютерів

□ не нужно держать  постоянно включенным какой-то конкретный компьютер;

□  скорость передачи по сети в несколько раз превосходит  скорость передачи по параллельному  интерфейсу.

 

В заключение перечислим основные рейтинговые показатели принтеров:

□ набор функциональных возможностей, по которым можно оценить  применимость принтера для решения конкретных задач (размеры печатаемых документов, объемы выполняемых работ, русификация, наличие нужных шрифтов и т. д.);

□   возможность  формирования цветного изображения;

□   качество изображения (разрешающая способность);

□   производительность (скорость печати);

□   надежность и  удобство работы, уровень сервиса;

□   эксплуатационные затраты, включающие стоимость носителя, расходных материалов, обслуживания устройства, потребление электроэнергии;

□   стоимость принтера.

ПРИМЕЧАНИЕ ---------------------------------------------------------------------------------------------------

Получают все большее  распространение многофункциональные  устройства, включающие в свой состав принтеры, сканеры, копиры и др. В  качестве примера можно привести лазерный «комбайн» SF-531P фирмы Samsung, объединяющий лазерный принтер, сканер, копир, факсимильный аппарат и телефон. Черно-белый принтер печатает со скоростью 8 страниц в минуту с разрешением до 600 точек на дюйм, сканирует с разрешением 300 точек на дюйм, создает до 99 копий документа, позволяет масштабировать документ. Факс работает по встроенному модему с скоростью 33,6 Кбит/с. SF-531P имеет телефонную трубку, номеронабиратель, автоответчик и функцию автоматического дозванивания, память для ускоренного набора 100 номеров, память для факса на 160 страниц текста. К компьютеру устройство подключается через интерфейсы USB или IEEE 1284. Есть программное обеспечение для отправки документов по электронной почте.

Комбайн Lexmark 6520 обеспечивает: печать и сканирование с разрешением до 4800 х 1200 dpi, скорость печати — 22 монохромных страниц в минуту; поддерживает многие современные интерфейсы, в том числе и беспроводные сетевые.

Лекция 26

Сканеры

 

Сканер — это устройство ввода в компьютер информации непосредственно с бумажного документа. Это могут быть тексты, схемы, рисунки, графики, фотографии и другая информация. Сканер, подобно копировальному аппарату, создает копию изображения бумажного документа, но не на бумаге, а в электронном виде — формируется электронная копия изображения.

Сканеры являются важнейшим  звеном электронных систем обработки  документов и необходимым элементом  любого «электронного стола». Записывая  результаты своей деятельности в  файлы и вводя информацию с  бумажных документов в ПК с помощью сканера, объединенного с системой автоматического распознавания образов, можно сделать реальный шаг к созданию систем безбумажного делопроизводства.

Сканеры весьма разнообразны, и их можно классифицировать по целому ряду признаков. Прежде всего, сканеры бывают черно-белые и цветные.

Черно-белые сканеры  позволяют считывать штриховые  и полутоновые изображения. Штриховые  изображения не передают полутонов, или, иначе, градаций серого. Полутоновые  способны распознать и передать 16, 64 или 256 уровней серого цвета.

Цветные сканеры работают и с черно-белыми, и с цветными оригиналами. В первом случае они  так же пригодны для считывания и  штриховых, и полутоновых изображений.

В цветных сканерах используется цветовая модель RGB (Red — Green — Blue): сканируемое изображение освещается через вращающийся RGB-светофильтр или последовательно зажигаемыми тремя цветными лампами. Сигнал, соответствующий каждому основному цвету, обрабатывается отдельно: для этого имеются параллельные линейки датчиков, каждая из которых воспринимает свой цвет.

Число передаваемых цветов колеблется от 256 до 65 536 (стандарт HighColor), и даже до 16,7 млн (стандарт TrueColor).

Разрешающая способность  сканеров измеряется в количестве различаемых  точек на дюйм изображения и составляет от 300 до 9600 dpi.

Качество сканирования зависит от типа используемых в сканере  датчиков — элементов, воспринимающих оптическое изображение оригинала. В современных моделях применяются  два типа фотоэлементов:

□   CCD (Charged Couple Device — прибор с зарядовой связью);

□   CIS (Contact Image Sensor — контактный сенсор образа).

При использовании матрицы  или линейки фотоэлементов CCD дополнительно применяется оптическая система, содержащая зеркала, призму, объектив. Матрица (линейка) фотоэлементов CIS имеет ширину, равную ширине рабочей области сканера. Дополнительной оптической системы в этом варианте не требуется, так как линейка непосредственно воспринимает световой поток от оригинала.

CIS-системы несколько дешевле и более быстродействующие, но имеют меньший динамический диапазон и обеспечивают небольшую глубину резкости, поэтому менее качественно передают изображение. Для качественного сканирования цветных изображений и фотографий следует применять сканеры с CCD-датчиками, ибо цветопередачу они обеспечивают существенно лучшую.

В сканирующем устройстве также применяются:

□   источник света (как правило, лампа с холодным катодом; в цветных сканерах часто  используются красные, зеленые и  голубые светоизлучающие диоды);

□   шаговый двигатель, перемещающий в зависимости от конструкции оригинал, источник света или линейку датчиков;

□  аналого-цифровой преобразователь  для передачи информации компьютеру;

□   интерфейс (LPT, SCSI, USB и др.) для подключения к компьютеру.

В программной части  сканера должны быть предусмотрены драйверы (обычно стандарта TWAIN (иногда трактуемого как Tool Without Any Interesting Name -инструмент без какого-либо интересного имени) и программы распознавания образов OSR (Optical Character Recognition).

По конструктивному  исполнению сканеры делятся на ручные (hand-held) и настольные (desktop). Есть и комбинированные устройства, сочетающие в себе возможности обоих типов.

Настольные, в свою очередь, классифицируются на планшетные (flatbed), с полистовой подачей (роликовые, sheet-fed) и проекционные (overhead).

Особняком стоят слайд-сканеры, считывающие изображение с прозрачных носителей, диапозитивов, позволяющие, в частности, производить оцифровку  кадров с фотопленок. Разрешение современных  сканеров, например 1200 х 2400 dpi, позволяет получить кадр сравнимый по качеству с кадром 4-мегапиксельного цифрового фотоаппарата, а разрешение 3200 х 6400 dpi обеспечивает качество лучшее, нежели фотография, полученная на хорошей мелкозернистой фотопленке. К обычным сканерам выпускаются слайд-модули, но они высокого качества сканирования, как правило, не обеспечивают.

Основные характеристики сканеров:

□ Оптическое разрешение — определяется как количество светочувствительных  элементов в сканирующей матрице, разделенное на ширину рабочей области. Выражается в точках на дюйм (dots per inch, dpi).

□   Механическое разрешение - количество раз считывания информации, поделенное на длину пути, пройденного  за это время линейкой датчиков (обычно равное или в 2 - 4 раза большее оптического  разрешения).

□   Высокое разрешение необходимо, как правило, только для комфортного визуального восприятия. Для нормальной работы программ распознавания образов (см. далее) вполне достаточно значения 300 dpi, а для публикации картинок на интернет-сайтах и того меньше — 80 dpi.

□  Интерполяционное (программное, логическое) разрешение — произвольно выбранное разрешение, для получения которого драйвер сканера рассчитывает недостающие точки. Это разрешение зависит от алгоритма, используемого программным драйвером, и может достигать 20 000 dpi.

□ Разрядность (глубина  цвета) — определяет степень подробности  информации об отсканированной точке  изображения. Чем больше разрядов (битов) используется для представления  отдельной точки изображения, тем  более подробна информация о ней. Так, например, глубине цвета в один бит соответствуют два цвета — черный и белый, и, соответственно, точка может быть или черной, или белой. Восьми битам соответствует 256 цветов (как правило, это градации серого). Достаточной глубиной цвета является 24 бит, когда на каждый компонент цвета — красный, синий, зеленый — отводится 8 бит и, соответственно, 256 градаций. В совокупности это дает 16,7 млн возможных комбинаций цветов. Более тонкие оттенки человеческий глаз не различает.

□   Динамический диапазон сканера характеризует его способность различать близлежащие оттенки (прежде всего это касается темных областей оригинала). Динамический диапазон можно определить как разницу между самым светлым оттенком, который сканер отличает от белого, и самым темным, но отличимым от черного. Измеряется динамический диапазон в специальных единицах,   именуемых  D.  Теоретически  24-разрядный сканер  может иметь диапазон 2,4 D, а 36-разрядный — 3,6 D. Для повседневной работы вполне достаточна величина и 2,4 D, и лишь для художественных цветных и полутоновых изображений требуется 3,0 D.

□ Скорость сканирования определяется по-разному: и в миллиметрах  в секунду, и в листах в минуту, но чаще в количестве секунд, затрачиваемых  на сканирование одной страницы. Следует  иметь в виду, что связь между скоростью сканирования и качеством получаемого изображения в большинстве случаев отсутствует, равно как и связь между скоростью сканирования цветного и черно-белого изображений.

 

Типы сканеров

Ручные  сканеры конструктивно самые простые — они состоят из линейки свето-диодов и источника света, помещенных в единый корпус. Перемещение по изображению такого сканера выполняется вручную.

С их помощью за один проход вводится лишь небольшое количество строчек изображения (полоса захвата  обычно не превышает 105 мм). У ручных сканеров имеется индикатор, предупреждающий оператора о превышении допустимой скорости сканирования. Эти сканеры имеют малые габариты и низкую стоимость. Скорость сканирования составляет 5-50 мм/с (зависит от разрешающей способности).

Например, ручные сканеры Mustek: GS-400L — черно-белый полутоновый, CG-8400T - цветной.

Планшетные  сканеры — самые распространенные, в них сканирующая головка (линейка светодиодов) перемещается относительно оригинала автоматически; они позволяют обрабатывать и листовые, и сброшюрованные (книги) документы.

Принцип работы планшетных сканеров заключается в следующем. Сканируемый оригинал помещается на прозрачном неподвижном стекле. Вдоль  него передвигается сканирующая  головка с источником света. Оптическая система планшетного сканера проецирует световой поток, отражаемый от сканируемого оригинала, на сканирующую головку, состоящую из трех параллельных линеек светочувствительных элементов (CCD-матрица). Каждая линейка принимает информацию о своем цвете — красном (Red), зеленом (Green), синем (Blue). В сканирующей головке уровни освещенности преобразуются в уровни напряжения (аналоговый сигнал). Затем, после коррекции и обработки, аналоговый сигнал преобразуется в цифровой с помощью аналого-цифрового преобразователя. Цифровой сигнал поступает в компьютер, где данные, соответствующие изображению оригинала, обрабатываются и преобразовываются под управлением драйвера сканера.

Скорость сканирования: 2-10 с на страницу (формат А4).

Примером могут служить  цветные сканеры: Mustek Paragon 1200, Epson ES1200, HP ScanJet 5S и 5Р, HP ScanJet 11CX (следует заметить, что подавляющее количество продаж сканеров на российском рынке в последние годы приходится на продукцию фирмы Hewlett-Packard).

Среди сканеров, работающих с документами большого формата, следует выделить популярные сканеры фирмы AGFA, например AGFA Argus II, имеющий физическое разрешение 600 х 1200 dpi (логическое разрешение при использовании интерполирующей технологии Ultra View достигает 2400 х 2400 dpi), передающий 4096 оттенков и масштабирующий изображение в 7-9 раз.

Листовые  сканеры (их также называют страничными, протяжными) наиболее автоматизированы; в них оригинал автоматически перемещается относительно неподвижной сканирующей головки, часто имеется автоматическая подача документов, но сканируемые документы только листовые.

Достоинствами листовых сканеров являются низкая стоимость  и более высокое, по сравнению  с ручными сканерами, качество получаемого  изображения. К недостаткам относятся  проблемы выравнивания листов и сложности  работы с нестандартными листами.

Примером может служить сканер Mustek SF-630 со скоростью 10 страниц за секунду.

Барабанные  сканеры чаще всего содержат один датчик, в качестве которого выступает фотоэлектронный умножитель (ФЭУ). Сканируемый оригинал закрепляется на поверхности прозрачного цилиндра, который вращается с большой скоростью. Датчик последовательно, пиксел за пикселом считывает оригинал.

Достоинством барабанного  сканера является самое высокое  качество получаемого изображения, основным недостатком — высокая  стоимость.

Проекционные  сканеры внешне напоминают фотоувеличитель, но внизу лежит сканируемый документ, а наверху находится сканирующая головка. Сканер оптически снимает информацию с документа и вводит ее в виде файла в память компьютера.

Особую группу составляют слайд-сканеры. Они конструктивно также бывают разные: планшетные, барабанные, проекционные и т. д. Прозрачный оригинал представляет собой пленку с линейным размером стороны прямоугольника от 35 до 300 мм. По характеристикам слайд-сканеры самые качественные: их разрешающая способность обычно лежит в пределах от 2000 до 5000 dpi.

Примером слайд-сканера  являются барабанные сканеры, у которых  прозрачный оригинал (слайд) обычно размером примерно 200 х 300 мм крепится на вращающийся барабан. У сканера Howtek ScanMaster разрешение равно 4000 dpi, у ScanView ScanMate Magic разрешение 2000 dpi при передаче 4096 оттенков. Наибольшее разрешение имеют сканеры, работающие с малогабаритными слайдами (сторона до 120 мм). У сканера Scitex LeafScan 45 разрешающая способность составляет 5080 dpi при передаче 654 000 оттенков.