Архітектура комп'ютерів

В табл. 13.7 приведены основные характеристики некоторых планшетных сканеров.

ПРИМЕЧАНИЕ  Драйверы для всех приведенных в таблице сканеров могут поддерживать интерполяционное разрешение 19200 dpi, и все эти сканеры могут использоваться с интерфейсом USB.

Таблица 13.7. Характеристики некоторых планшетных цветных сканеров формата А4

Фирма	Модель	Тип датчика	Разрешение	Разрядность
Canon	Canoscan 5000F	CCD	2400 x 4800	48
Canon	LiDE 30	CIS	1200 x 2400	48
Epson	Perfection 1270	CCD	1200 x 2400	48
Epson	Perfection 1670 Phono	CCD	1600 x 3200	48
Epson	Perfection 4870 Photo	CCD	4800 x 9600	48
HP	ScanJet 3670	CCD	1200 x 1200	36
HP	ScanJet 4670	CCD	2400 x 2400	36
Mustek	Bear Paw 1200 CU	CIS	600 x 1200	36
Mustek	Bear Paw 2448 ТА Pro	CCD	1200 x 2400	36

 

 

Форматы представления  графической информации в ПК

Существуют два формата  представления графической информации:

□ растровый;

□ векторный.

В растровом формате изображение запоминается в файле в виде мозаичного набора множества точек, соответствующих пикселам отображения этого изображения на экране дисплея. Файл, создаваемый сканером, в памяти компьютера имеет растровый формат (так называемую битовую карту — bitmap). Редактировать этот файл средствами стандартных текстовых и графических редакторов не представляется возможным, ибо они не работают с мозаичным представлением информации.

В векторном формате информация идентифицируется характеристиками шрифтов, кодами символов, абзацев и т. п. Стандартные текстовые процессоры предназначены для работы именно с таким представлением информации.

Фундаментальное отличие  векторных форматов от растровых  можно показать на таком примере: в векторном формате окружность идентифицируется радиусом, координатами своего центра, толщиной и типом  линии; в растровом формате хранятся просто последовательные ряды точек, геометрически формирующих окружность.

Следует также иметь  в виду, что битовая карта требует очень большого объема памяти для своего хранения. Так, битовая карта с одного листа документа формата А4 (204 х 297 мм) с разрешением 10 точек/мм и без передачи полутонов (штриховое изображение) занимает около 1 Мбайт памяти, она же при воспроизведении 16 оттенков серого — 4 Мбайт, при воспроизведении цветного качественного изображения (стандарт HighColor — 65536 цветов) — 16 Мбайт. Иными словами, при использовании стандарта TrueColor и разрешающей способности 50 точек/мм для хранения даже одной битовой карты может не хватить емкости НМД.

Для сокращения объема памяти, необходимой для хранения битовых  карт, используются различные способы сжатия информации. Наиболее распространенный алгоритм растрового уплотнения CCITT Group 4 дает коэффициент сжатия информации до 40:1 (в зависимости от характера данных). Другие используемые форматы сжатия: Group 3, CTIFF (Compressed Tagged Image File Format), MPEG, CALS, RLE, GIF и т. д. (файлы имеют соответствующие указанным аббревиатурам расширения).

Форматы без сжатия: Uncompressed TIFF, BMP и др.

Сканер используется обычно совместно с программами распознавания образов. Система OCR распознает считанные сканером с документа битовые (мозаичные) контуры символов и кодирует их ASCII-кодами, переводя в удобный для текстовых редакторов формат.

Некоторые системы OCR предварительно нужно обучить — ввести в память сканера шаблоны и прототипы распознаваемых символов и соответствующие им коды. Сложности возникают при распознавании букв, совпадающих по начертанию в разных алфавитах (например, в английском — латиница, в русском — кириллица), и разных гарнитур шрифтов. Но большинство систем не требуют обучения: в их памяти уже заранее помещены распознаваемые символы. Так, одна из лучших OCR — FineReader 8.0 — распознает тексты на десятках языков (в том числе языках программирования Basic, C++ и т. д), использует большое число электронных словарей, при распознавании проверяет орфографию, готовит тексты к публикации в Интернете и т. д.

В последние годы появились  интеллектуальные программы распознавания  образов типа Omnifont (CuneiForm 2000), которые опознают символы не по точкам, а по характерной для каждого из них индивидуальной топологии. При наличии системы распознавания образов текст записывается в память ПК уже не в виде битовой карты, а в виде кодов, и его можно редактировать обычными текстовыми редакторами.

Файлы в растровом  формате разумно хранить только в том случае, если:

□  документы и соответствующие  им файлы не должны редактироваться  в процессе их использования;

□  документ должен храниться  в виде факсимильных копий оригинала (фотографии, рисунки, документы с  резолюциями и т. п.);

□   имеются технические возможности для хранения и просмотра большого числа огромных (по 1-30 Мбайт) файлов.

Основные факторы, учитываемые при выборе сканера:

□ размер, цветность и  форма (листовые, сброшюрованные и т. д.) документов, подлежащих сканированию, должны соответствовать возможностям сканера;

□  разрешающая способность  сканера должна обеспечивать воспроизведение  высококачественных твердых копий  документов по их электронным образам;

□ производительность сканера  должна быть достаточно высокой при  приемлемом качестве получаемого изображения;

□ должна обеспечиваться минимальная погрешность в размерах получаемого электронного изображения  по отношению к оригиналу в  случае, если размеры изображения  с электронного документа служат основанием для производства расчетов;

□  необходимо наличие  программных средств сжатия растровых  файлов при хранении их в памяти компьютера;

□  необходимо наличие  программных средств распознавания  образов (OCR) при хранении векторных файлов в памяти компьютера;

□  необходимо наличие  программно-аппаратных средств для улучшения качества изображения в растровых файлах (повышения контрастности и яркости изображения, удаления фонового «шума»);

□  качество и тип  бумаги носителя в известных пределах не должны сильно влиять на качество получаемого  электронного изображения;

□  работа на сканере  должна быть удобной и простой  и исключать ошибки сканирования при неверной заправке носителя;

□  учитывается стоимость  сканера.

Сканер может подключаться к ПК через параллельные (LPT, SCSI) или последовательные (USB 1.1, 2.0) интерфейсы. Для работы со сканером ПК должен иметь специальный драйвер, желательно соответствующий стандарту TWAIN. В последнем случае возможна работа с большим числом TWAIN-совместимых сканеров и обработка файлов программами, поддерживающими стандарт TWAIN, например, распространенными графическими редакторами CorelDraw, Adobe Photoshop, MaxMate, Picture Publisher, Photo Finish и т. д.

 

Лекция 27

Дигитайзеры

 

Дигитайзер (digitizer), или графический планшет, — это устройство, главным назначением которого является оцифровка изображений. Он состоит из двух частей: основания (планшета) и устройства целеуказания (пера или курсора), перемещаемого по поверхности основания. При нажатии на кнопку курсора его положение на поверхности планшета фиксируется и координаты передаются в компьютер.

Дигитайзер может быть использован для ввода рисунка, создаваемого пользователем, в компьютер: пользователь водит пером-курсором по планшету, но изображение не появляется на бумаге, а фиксируется в графическом  файле.

Принцип действия дигитайзера основан на фиксации местоположения курсора с помощью встроенной в планшет сетки тоненьких проводников с довольно большим шагом между соседними проводниками (от 3 до 6 мм). Механизм регистрации позволяет получить логический шаг считывания информации намного меньше шага сетки (до 100 линий на 1 мм).

Основные характеристики дигитайзеров

Дигитайзеры бывают:

□   электростатические;

□  электромагнитные.

В электростатических дигитайзерах регистрируется локальное изменение электростатического потенциала сетки под курсором, а в электромагнитных курсор излучает электромагнитный сигнал, воспринимаемый сеткой. Электромагнитный дигитайзер чувствителен к помехам, создаваемым внешними источниками, например мониторами.

Шаг считывания информации называется разрешением (resolution) дигитайзера. Различаются разрешение физическое и логическое. Предел физического разрешения дигитайзера определяется шагом считывания регистрирующей сетки. Логическое разрешение является переменной величиной в настройке дигитайзера и, как указывалось, может быть значительно меньшим.

Точность  дигитайзера (accuracy) определяется погрешностью в определении координат курсора (хотя точность, строго говоря, — величина, обратная погрешности и зависит от типа дигитайзера и его конструктивных особенностей). Точность существующих моделей колеблется в пределах от 0,005 до 0,03 дюйма, для электромагнитных дигитайзеров обычно выше, чем для электростатических. На результирующую точность ввода изображения влияет также аккуратность действий оператора, в среднем хороший оператор вносит погрешность не более 0,004 дюйма.

Размер  рабочей области (surface sizes) определяется размером активной поверхности дигитайзера.

Скорость  обмена (output rate) — скорость передачи координат дигитайзером. Скорость обмена дигитайзера с компьютером зависит от оператора, но обычно ограничивается техническими возможностями устройства на уровне 100-200 точек/с.

Устройства  указания дигитайзеров:

□  Перо — указочка, снабженная одной, двумя или тремя кнопками. Существуют перья простые и определяющие усилие, с которым наконечник пера прижимается к планшету. Последние часто используются художниками, поскольку могут воспринимать до 256 градаций нажима (от степени нажима зависит толщина линии, цвет в палитре, оттенок цвета). Для реализации таких возможностей необходимы программы Adobe PhotoShop, Aldus PhotoStyler, Autodesk Animator Pro, CorelDraw и т. д.

□  Курсоры — используются реже, обычно в сложных приложениях. Они бывают 4-, 8-, 12-, 16-клавишными. От двух до четырех клавиш из них стандартные, остальные программируются в приложениях, например в AutoCad. Дизайн курсоров самый разный, вплоть до формы мыши. И курсоры, и перья бывают как с проводом, так и без него. Последний вариант удобнее в работе, но требует наличия батареи и, соответственно, дополнительного обслуживания. Исключение составляют пассивные неизлучающие перья фирмы Wacom.

При выборе дигитайзера  следует в первую очередь убедиться  в надежности и удобстве устройства указания. Нужно также выбрать  размеры рабочего поля — они колеблются от 6 х 8 до 44 х 62 дюйма, оценить необходимую точность передачи координат курсора и сопоставить ее с разрешающей способностью дигитайзера. Наконец, убедиться в наличии всего необходимого программного обеспечения и, в частности, драйверов.

Основания дигитайзера могут быть жесткие и гибкие, последние имеют меньший вес, компактны при транспортировке и более дешевые.

Примеры дигитайзеров: CalComp DrawingFlex 333641, 334841; GTCO Roil-up 2024R, 3036R, 3648R (гибкие); CalComp DrawingBoard 3400, Summa Grid, Kurta XLC, GTCO Super L22 (жесткие большого формата до 1220 х 1524 мм); CalComp DrawingBoard III 34180, Hitachi Puma Pro, GTCO Ultima, Kurta XLP, Kurta XGT, SummaSketch III (жесткие формата A3). В табл. 13.8 представлены основные характеристики некоторых дигитайзеров.

 

Таблица 13.8. Основные характеристики некоторых дигитайзеров

Модель	Фирма	Тип	Фор-мат	Разрешение, dpi	Интерфейс
DrawingBoard III	CalComp	Перьевой	А4	2540	RS-232
HyperPen 8000	Aiptec	Беспроводное перо	А5	3048	USB
Wacon Intuos 2	Wacon	Беспроводное перо, 3D-мышь	А4	2540	RS-232/USB
Wacon Intuos 2	Wacon	Беспроводное перо, мышь	А5	2540	RS-232/USB

 

 

Плоттеры

 

Плоттеры (plotter, графопостроитель) — устройства вывода графической информации (чертежей, схем, рисунков, диаграмм и т. д.) из компьютера на бумажный или иной вид носителя. Плоттеры по принципу формирования изображения можно разделить на два класса: