4.5. Лабораторная работа №5
Тема: Подключение и инсталляция принтеров и сканеров.
Цель лабораторной работы
Ознакомиться с основными устройствами вывода информации на твердые носители и технологиями печати. Ознакомиться с классификацией и принципами работы сканеров
Оборудование: Персональный компьютер.
Программное обеспечение: Windows XP.
пояснения к работе
время выполнения – 6 часов.
порядок выполнения лабораторной работы.
1. Изучить теоретический материал лабораторной работы.
2. Проверить свои знания по контрольным вопросам и сдать лабораторную работу.
Предварительная подготовка
Перед выполнением лабораторной работы студент должен заранее ознакомиться с содержимым данных методических указаний.
Работа в лаборатории
Устройства вывода информации. Принтеры и плоттеры
Классификация принтеров
Вывод на бумагу твердой копии до сих пор еще остается и в обозримом будущем сохранится в качестве основного способа сохранения информации, предназначенной для восприятия человеком, даже несмотря на огромные успехи безбумажных технологий. На бумаге не только печатают книги и газеты, которые пытаются заменить электронными планшетами и телевидением, но и распечатывают огромную массу деловой и технической документации, выводят рисунки и фотографии и многое другое. Бумага остается основным материалом для создания и хранения государственных и личных архивов, так как информация на бумаге в любой момент доступна человеку, в отличие от компьютерных технологий.
Наиболее старый способ распечатки информации на бумаге – это использование принтера, потомка древнего телетайпа. Правда, в современных принтерах используются куда более изощренные технологии, чем в механизированной пишущей машинке, например, такие, как лазерные, электростатические, капельные и ряд других, но в то же время электромеханический метод с использованием стальных иголок не потерял своей актуальности.
После практических проверок разнообразных технологий печати на бумаге в настоящее время широко используются три, названия которых являются основой классификации принтеров – матричные, или игольчатые, струйные и лазерные. Технология печати на термобумаге, когда изображение появляется при нагреве листа, используется фактически только в факсимильных аппаратах.
Принципы работы принтеров
Матричные принтеры. Самая простая технология печати – это ударная, когда металлическая литера, управляемая электромагнитом, через красящую ленту оставляет свой отпечаток на бумаге, как в обычной пишущей машинке. Довольно длительное время на заре развития вычислительной техники использовались самые разнообразные конструкции ударных принтеров. Но необходимость печатать графическую информацию, а также документы на любых языках, привела к созданию матричной технологии, когда символ на бумаге создается из маленьких точек, которые наносят на бумагу через красящую ленту стальные иголки.
Матричные принтеры, они же игольчатые, дожили до нашего времени и до сих пор остаются востребованными во многих сферах человеческой деятельности. Основные их достоинства – нетребовательность к качеству бумаги и возможность печатать через копирку до 5-7 бумажных листов, при этом стоимость распечатки одного листа наиболее низкая. Конечно, у матричных принтеров масса недостатков. В первую очередь – это большой уровень шума при печати, затем – качество оттиска крайне низко по современным понятиям, особенно, когда красящая лента теряет свои свойства. Что же касается производительности, то скорость печати матричного принтера, которая раньше считалась слишком малой, у скоростных моделей достигает вполне приличных результатов, сравнимых с возможностями массовых моделей струйных и лазерных принтеров.
Наиболее популярными моделями в России считаются принтеры корпорации EPSON. За долгие годы ею было произведено множество самых разнообразных моделей. В настоящее время популярен 9-игольчатый принтер EPSON LX-300+. Он имеет узкую каретку (для бумаги А4). Печатающая головка принтера снабжена радиатором для отвода тепла. Для работы с бумагой формата А3 используются принтеры с широкой кареткой. Практически все матричные принтеры могут работать с рулонной и перфорированной бумагой.
Для улучшения качества печати одно время было принято увеличивать число печатающих иголок, а наиболее популярное их число составляло 24.
Струйные принтеры. Эти принтеры получили свое название от принципа создания изображения на бумаге. Изюминкой этой технологии является бесконтактное нанесение краски на бумагу. Микроскопическая капелька краски примерно 2-5 пиколитра выстреливается из печатающей головки и, пролетая небольшое расстояние до бумаги, впитывается в нее, мгновенно высыхая. Основные достоинства этой технологии – высококачественная печать любых черно-белых и цветных документов и изображений, а в последнее время и фотографий, высокая скорость печати, малый уровень шума. К сожалению, у производимых в массовых количествах струйных принтеров имеются серьезные недостатки. В первую очередь, это высокая стоимость чернил, что приводит к излишне высокой цене отпечатка. Второй и наверное самый главный недостаток – необходимость использования плотной бумаги, так как на некачественной и дешевой бумаге чернила расплываются, а принтер не всегда может загрузить такую бумагу в печатающий механизм. Третий крупный недостаток струйной технологии – нестойкость чернил, которые выцветают и легко смываются водой. Сейчас стали появляться модели принтеров, в которых используются водостойкие и маловыцветающие чернила, но это, приводит к увеличению цены отпечатка.
Конструированием и производством струйных принтеров занимается ряд крупных фирм, которые разработали много оригинальных фирменных технологий. Соответственно, несмотря на примерно одинаковый внешний вид, способы нанесения краски на бумагу у них кардинально отличаются.
Корпорация Hewlett Packard использует в печатающих головках струйных принтеров термический способ выброса микрокапельки чернил из сопла. Чернильница и печатающая головка объединены в единую конструкцию – картридж. Чернила поступают из резервуара по микроканалам, в которых расположены терморезисторы. При подаче напряжения на терморезистор чернила перед соплом нагреваются, вскипают, и небольшой пузырек газа выталкивает из сопла микрокаплю чернил. Основной недостаток такой технологии в том, что микроканалы быстро разрушаются, поэтому компания рекомендует не заправлять картриджи повторно.
Корпорация EPSON использует пьезоэлектрическую технологию. В этом случае в микроканале устанавливается пьезоэлектрический элемент, который при подаче напряжения выталкивает механическим образом капельку чернил из сопла. Так как такая технология микроканалы быстро не разрушает, печатающая головка в принтере не сменная. Чернила поступают из чернильницы, которую можно заправлять. Но и у такой технологии есть существенный минус, например, при небрежной смене чернильницы возможно попадание воздуха в печатающую головку, что приводит к необходимости ее чистки. Высыхание чернил вызывает полный выход печатающей головки из строя, что означает покупку нового принтера, поскольку цена ремонта чрезвычайно высока.
Чернила для струйных принтеров отличаются высокой стоимостью, так как состоят из десятка компонентов и подвергаются глубокой очистке от механических примесей. У каждой фирмы, производящей струйные принтеры, своя особая технология приготовления чернил, состав чернил является промышленным секретом. Заправка некачественными и нефирменными чернилами быстро выводит печатающую головку принтера из строя. Независимо от используемой технологии печати, стоимость одного напечатанного листа примерно одинакова при равноценном качестве оттиска.
Почти все современные струйные принтеры могут печатать не только черными чернилами, но и использовать многоцветную печать. Для цветной печати в принтер устанавливается дополнительная печатающая головка (или картридж). Обычно в офисных принтерах используются трехцветные чернильницы. Для улучшения качества печати могут использоваться до шести цветов.
Наиболее совершенные модели принтеров с применением фотокартриджей и специальной бумаги могут напечатать на бумаге изображение, неотличимое по качеству от фотографии, полученной традиционным фотоспособом.
Лазерные принтеры. Они появились позднее всех остальных типов принтеров, хотя электрографический принцип копирования изобретен фирмой “Ксерокс” давным-давно. На этом принципе работают многочисленные копиры, для которых ранее широко использовалось название ксерокс.
В основе лазерной технологии печати лежит способ воздействия луча лазера на светочувствительный барабан (на поверхность которого нанесен слой селена). При вращении барабана его поверхность, проходя мимо электрода с высоким напряжением, заряжается статическим электричеством. Луч лазера через систему зеркал или жидкокристаллическую матрицу как электронный луч в кинескопе освещает заряженную поверхность и разряжает нужные участки поверхности барабана. Когда обработанная лазером поверхность барабана проходит мимо контейнера с красящим микропорошком, незаряженные участки барабана притянут краску, а заряженные останутся чистыми. Остается только прокатить барабаном по листу бумаги, чтобы краска к ней прилипла. После этого бумага с нанесенным на нее порошком нагревается до температуры свыше 100 градусов и микропорошок расплавляется и впитывается в бумагу. В итоге качество отпечатка на бумаге получается даже лучше, чем с помощью традиционных типографских методов. Соответственно, лазерная печать имеет ряд серьезных преимуществ перед другими способами печати – скорость печати, высокое качество изображения, краска не размывается и практически не выцветает, стоимость печати одного листа документа при отличном качестве печати является самой низкой. Существуют и недостатки. Главный – это высокая цена лазерного принтера, а цветного в особенности. Кроме того, большие габариты принтера, повышенное потребление энергии, большое время, требуемое на разогрев барабана. Использование лазерного черно-белого принтера выгодно тогда, когда необходимо печатать большие объемы документации, а также в дизайн-студиях и фотостудиях. Цветной лазерный принтер применяется только крупными фирмами для печати имиджевых документов и в других особых случаях.
Плоттеры
Плоттер – устройство отображения, предназначенное для вывода данных в графической форме на бумагу, пластик, фоточувствительный материал или иной носитель путем черчения, гравирования, фоторегистрации или иным способом [1].
Из этого определения, в частности, следует, что в качестве плоттера с успехом может использоваться соответствующий принтер. Первыми появились и традиционно широко используются перьевые плоттеры. Основной конкурент для них – струйные плоттеры, использующие более современную технологию печати.
Рис. 1. Внешний вид плоттера
Существующие на сегодня перьевые плоттеры условно можно разделить на три группы:
- плоттеры, использующие фрикционный прижим для перемещения бумаги в направлении одной оси и движения пера по другой;
- барабанные (или рулонные плоттеры), работающие примерно так же, как и фрикционные, но использующие для перемещения непрерывной перфорированной ленты бумаги специальный трактор (Tractor Feed);
- планшетные плоттеры, в которых бумага неподвижна, а перо перемещается по обеим осям.
Наиболее часто с персональными компьютерами используются первый и третий типы графопостроителей, которые рассчитаны на форматы бумаги A3 или A4. Тем не менее существуют планшетные графопостроители даже для формата A0. Барабанные плоттеры обычно применяются для вывода длинных непрерывных графиков, диаграмм и больших чертежей, что характерно обычно для задач, связанных, например, с САПР.
Различные модели плоттеров могут иметь как одно, так и несколько перьев различного цвета (обычно 4-8). Перья бывают трех различных типов: фитильные (заправляемые чернилами), шариковые (аналог шариковой ручки) и с трубчатым пишущим узлом (инкографы). Для заправки последнего типа перьев применяется специальная тушь.
Связь с компьютером плоттеры, как правило, осуществляют через последовательный, параллельный или SCSI-интерфейс. Некоторые модели графопостроителей оснащаются встроенным буфером (1 Мбайт и более).
В настоящее время стандартом де-факто для планшетных графопостроителей являются устройства фирмы Hewlett-Packard. Кроме того, графический язык HP-GL (Hewlett-Packard Graphics Language) также стал фактическим стандартом в промышленности. Неплохими плоттерами считаются модели DXY от фирмы Roland. Помимо того, что все они совместимы с HP и HP-GL, данные модели используют и собственный графический язык DXY-GL.
В плоттерах могут использоваться как специальные технологии (например, в электростатических), так и технологии, хорошо знакомые по принтерам (термо-, лазерная, LED, струйная). В настоящее время струйные устройства получают все большее распространение. Например, плоттеры Hewlett-Packard семейства DesignJet формата А0 и А1 работают в 4-5 раз быстрее, нежели их перьевые собратья. Используя два струйных чернильных картриджа, струйный плоттер работает с разрешением не хуже 300 dpi и имеет два режима: чистовой и эскизный. Применяемый в эскизном (черном) режиме алгоритм позволяет почти вдвое сократить расход чернил. Обычно струйные плоттеры могут эмулировать наиболее известные принтеры, например Epson 1050 и IBM ProPrinter XL24E.
Карандашно-перьевые плоттеры
Карандашно-перьевые плоттеры (Pen/Pencil Plotter) являются разновидностью перьевых плоттеров. Их отличие от последних состоит в возможности установки специализированного пишущего узла, в котором используются обычные карандашные грифели. Держатель пишущего узла в таких устройствах, благодаря наличию специального механизма, обеспечивает постоянную величину усилия нажима грифеля на бумагу и автоподачу грифеля при его стачивании. Прочая механика у карандашно-перьевых плоттеров абсолютно аналогична перьевым плоттерам, поэтому в них также можно применять все пишущие узлы, используемые в перьевых плоттерах.
Дополнительные преимущества карандашной технологии:
Карандашные грифели не имеют проблем, присущих перьям. Их "краситель" не высыхает, и они не имеют канала истечения красителя, который может забиваться твердыми частицами, в связи с чем при их эксплуатации не требуется постоянно следить за процессом вывода информации плоттером.
Грифели можно покупать в магазинах канцелярских товаров, и они дают значительную экономию на расходных материалах: одного грифеля хватает на несколько чертежей, и они дешевы.
Грифели позволяют максимально использовать скоростные возможности плоттера, т.к. карандаш пишет на любой скорости, при использовании жидких красителей необходимо учитывать время их вытекания из пера и время высыхания.
Карандашные изображения качественны, и, в то же время, их можно корректировать ластиком. Они дают хорошие оттиски при копировании.
Карандаш позволяет рисовать на любых бумажных носителях, в том числе и не очень высокого качества.
ПП особенно привлекательны для тех, кто полагается больше на качество, нежели на количество изображений, и имеет скромный бюджет. Недостаток у карандашно-перьевых плоттеров только один. Так как за все надо платить, то расширение технологических возможностей - использование карандашей - оплачивается слегка большей, чем у обычных плоттеров, ценой устройства, однако эта разница очень быстро компенсируется в процессе эксплуатации.
Ведущие изготовители перьевых плоттеров: CalComp, Mutoh (карандашно-перьевые плоттеры), Summagraphics (Houston Instruments). В последние годы объем продаж и, соответственно, производства перьевых и карандашных плоттеров стал сильно сокращаться. На европейском и американском рынке продаж уже почти нет. Объем продаж этого типа плоттеров упал настолько, что фирма Hewlett-Packard вообще перестала их выпускать. На российском рынке эта тенденция начала проявляться в полной мере с середины 1995 года. В моду прочно вошла струйная технология, и это уже свершившийся факт.
Кроме перьевых плоттеров, которые, как уже указывалось, являются векторными, все остальные типы плоттеров - раcтровые, т.е. используют дискретный способ создания изображения. При этом, естественно, чем выше плотность точек в выводимом изображении, тем выше его качество.
Струйные плоттеры
Процесс струйной печати – это соединение трех элементов: плоттера, чернил и бумаги. Результат зависит в равной степени от всех трех компонентов.
Чернила для плоттеров CalComp, Hewlett-Packard, EnCAD содержат краситель, растворенный в некоей жидкости, основная часть которой - вода. Ага, скажете вы, раз вода, значит, при попадании на отпечаток дождя или снега краска потечет. Вы будете правы, но только отчасти. Сочетание чернила+бумага не столь простое, как это кажется на первый взгляд. Чернила высыхают и изменяют свои свойства. Наверняка вы знакомы с акриловыми водорастворимыми красками - после высыхания никакая вода их не растворит.
С бумагой тоже не все просто. Большая часть разновидностей носителей (именно так называют то, на чем печатает плоттер) не имеет никакого отношения к целлюлозе - это всевозможные синтетические пленки. Собственно бумага бывает матовая и глянцевая, с закрывающимися порами для лучшего предохранения чернил от воздействия внешней среды (влаги и ультрафиолета), водостойкая и пр. Пленки бывают глянцевые и матовые, разной степени прозрачности, для печати с наружной стороны и на обороте - чтобы использовать изображение на просвет, для световой рекламы и так далее. Каждый вид носителя имеет свое назначение. В зависимости от того, где будет использоваться плакат и что на нем изображено, выбирают наиболее подходящий вид носителя.
О растеризации и разрешении
Очень важно, как именно печатает плоттер, его разрешение и получаемый растр. Паспортное значение разрешения плоттера (обычно 300, а у плоттеров CalComp – 360 dpi) – это разрешение при печати сплошным цветом, характерной для векторной графики или типографского текста. При печати растровых изображений реальное разрешение будет меньше. Причем на визуальное восприятие качества печати весьма влияет тот алгоритм, по которому плоттер распределяет капельки чернил четырех базовых типографских цветов на бумаге, образуя растр печати. Единственно приемлемым для вывода рекламных плакатов является стохастический растр. При этом методе растрирования точки не образуют никаких регулярных структур, что в результате обеспечивает максимально возможную четкость и реалистичность отпечатка. Получить качественный растр отнюдь не просто. С большинством цветных плоттеров используют специальные аппаратные или программные растровые процессоры (RIP). Цена их находится в диапазоне от 3 до 10 тыс. долл. Но в стандартной поставке струйных плоттеров CalComp предусмотрены системные драйверы для Windows 3.1, Windows NT 3.5, Windows 95, которые могут производить стохастический растр очень неплохого качества. Для особо привередливых можно порекомендовать аппаратный RIP компании Adobe, работающий с Postscript-модификацией цветных струйных плоттеров CalComp.
О цветовой калибровке
Все знают, что любые устройства вывода, даже типографские (некоторые скажут - особенно типографские), искажают цвета. Чтобы этого не происходило, необходимо
производить цветовую калибровку. Кроме того, некоторые производители расходных материалов для струйных плоттеров допускают значительные отклонения в свойствах чернил разных партий, поэтому случается, что при замене картриджа цвета могут слегка "съехать". Как правило, это заметно только тренированному глазу, но иногда отличия бывают не столь деликатными. Производители плоттеров стремятся ужесточить допуски на качество чернил, и уже есть положительные результаты. Например, чернила, используемые в плоттерах CalComp, сертифицированы Pantone и не требуют дополнительной настройки цветов при каждой смене картриджей. Вместе с тем "сладкая парочка" - чернила + бумага, обладает оригинальными цветовыми характеристиками, поэтому вам стоит иметь набор параметров цветовой коррекции для всех видов применяемых носителей. Как правило, для большинства видов бумаги, рекомендуемых фирмой-разработчиком плоттеров, такие параметры есть. Есть они и во многих программных RIP (например, в RIP фирмы ONYX). Если вам не повезло, то придется создать профайл самостоятельно. Процесс длительный, требующий не только специального оборудования (денситометр), но и некоторого навыка, а также - большого терпения.
Установка драйверов и подключение
Современные принтеры требуют установки драйверов для корректной работы. Диск с драйверами всегда идет в поставке вместе с устройством. Правила установки драйверов принтера достаточно просты. Необходимо следовать всем советам Мастера установки, который запускается с диска. Шагов установки может быть несколько. Обычно вся процедура установки сводится к следующему:
1. Выбор необходимого программного обеспечения, которое поставляется на диске вместе с принтером и папки, в которую оно установится. На этом шаге можно согласиться с приведенным перечнем или выбрать только нужные вам файлы. Обычно на диске присутствуют утилиты, облегчающие настройку печати, следящие за расходом краски, достаточно простые графические редакторы для редактирования изображений и т.п.
2. Подключение принтера для активизации мастера установки оборудования. Мастер обычно требует включить принтер. Это необходимо для того, чтобы устройство было корректно распознано системой. После установки драйверов проверяется все ли в порядке. Распечатывается пробная страница.
Принтеры обычно подключаются к порту USB на задней панели ПК. Нежелательно использовать переднюю панель (если порты USB выведены на эту панель), но при коротком кабеле это может стать необходимостью. Старые модели принтеров подключаются к порту LPT. Сейчас данные модели трудно встретить на рынке.
Сканеры
Немного истории
История сканеров насчитывает более 150 лет. Началась она в 50-х годах XIX века, когда итальянским ученым Джованни Казелли был изобретен так называемый пантелеграф. Прибор Казелли предназначался для передачи изображений на расстояние. Естественно, для этого их требовалось преобразовать в электрические сигналы. Роль считывающей головки в устройстве играла металлическая игла, а изображение рисовалось токопроводящими чернилами (Ряд источников указывает на то, что изобретение Казелли впервые было зарегистрировано в 1861 г, а четыре года спустя "пантелеграф" начал работать на линии между Парижем и Лионом. Другие авторы приводят данные о том, что уже в 1856 г. "пантелеграф" использовался для связи между французской столицей и Марселем).
Следующим шагом к созданию сканера стало изобретение в начале XX века фототелеграфа (Другое название - телефакс). Работа этого прибора была основана на принципиально новом технологическом решении - фоточувствительном элементе - позволяющем заменить примитивную иглу световым лучом. Авторство принципа фотоэлектрического чтения принадлежит немецкому физику Артуру Корну. Он же в 1906 г. первым продемонстрировал этот принцип в действии.
В фототелеграфе Корна 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 фотоприемник. До сих пор по аналогичному принципу работают барабанные сканеры, самые дорогие, но и обеспечивающие наивысшее качество.
Позже был придуман плоскостной (планшетный) способ сканирования. Отсутствие вращающегося барабана упростило механику, считывающие устройства стали компактнее и дешевле, что значительно расширило спектр их возможных применений. Принципиальное отличие сканера от родственных ему приспособлений заключено в судьбе преобразованного в электрическую форму изображения. В видеокамере электрический сигнал записывается на магнитную ленту. В фототелеграфе или телефаксе сигнал передается посредством линий связи на большое расстояние, и изображение воспроизводится на специальном печатающем устройстве. В цифровых копирах изображение преобразуется в цифровую форму и печатается с помощью встроенного механизма лазерной печати. Сканер же после оцифровки передает изображение в компьютер.
Сегодня на мировом рынке представлено множество сканеров, отличающихся конструкцией фоточувствительного элемента и способом его перемещения относительно оригинала. Сканирование может производиться фотоэлементом, считывающим лишь один пиксел (как это происходит в барабанных сканерах); линейкой фотоэлементов, перемещающихся вдоль оригинала (планшетные, ручные и слайд-сканеры): путем проецирования изображения на неподвижную матрицу фотоэлементов, размер которой соответствует размеру получаемого изображения (цифровые фотокамеры и некоторые слайд-сканеры). Одни сканеры имеют сложную оптику и механику, другие вообще обходятся без собственных приводов (сканирующие головки для принтеров и плоттеров).
Спектр моделей, предлагаемых на мировом (в том числе российском) рынке, в последнее время расширился необычайно. В продаже много дешевых (стоимостью порой ниже $100) планшетных сканеров, вполне подходящих для домашнего применения и офисных нужд. Широко представлены и профессиональные планшетные сканеры стоимостью в тысячи и даже десятки тысяч долларов. Причем по своим техническим характеристикам и функциональным возможностям эти модели настолько приблизились к барабанным сканерам, традиционно используемым в сервисных бюро, что многие профессионалы отдают им предпочтение.
По-прежнему пользуются популярностью у профессионалов высокопроизводитель-ные барабанные сканеры, а также специализированные слайд-сканеры.
Типы сканеров и принципы их работы
Прежде чем перейти к рассмотрению принципов работы сканеров, дадим определения процессу сканирования.
Сканирование (Scanning) – процесс оцифровки аналогового изображения (фотография, иллюстрация, слайд) при помощи специального устройства, называемого сканером. Сканирование производится для получения, на основе оригинала, его цифрового "портрета", пригодного для компьютерной обработки.
Сканер (Scanner) – оптико-электронное устройство, предназначенное для сканирования прозрачных и/или отражающих оригиналов (фотографий, рисунков, книг, монет, печатных плат и иных более или менее плоских объектов).
Принцип действия сканера заключается в преобразовании оптического сигнала, получаемого при сканировании изображения световым лучом, в электрический, а затем в цифровой код, который передается в компьютер. Подобное преобразование осуществляется с помощью CCD чипа.
Сканеры весьма разнообразны, и их можно классифицировать по целому ряду признаков. Сканеры разделяют на [2]:
Черно-белые сканеры могут в простейшем случае различать только два значения - черное и белое, что вполне достаточно для чтения штрихового кода. Более сложные сканеры различают градации серого цвета.
Цветные сканеры работают на принципе сложения цветов, при котором цветное изображение получается путем смешения трех цветов: красного, зеленого и синего.
Технически это реализуется двумя способами:
1) при сканировании цветной оригинал освещается не белым светом, а последовательно красным, зеленым и синим. Сканирование осуществляется для каждого цвета отдельно, полученная информация предварительно обрабатывается и передается в компьютер;
2) в процессе сканирования цветной оригинал освещается белым цветом, а отраженный свет попадает на CCD-матрицу через систему специальных фильтров, разлагающих его на три компонента: красный, зеленый, синий, каждый из которых улавливается своим набором фотоэлементов.
Также сканеры делятся на:
ручные;
барабанные;
листовые;
планшетные.
Ручной сканер (Handheld Scanner) – портативный сканер, в котором сканирование осуществляется путем ручного перемещения сканера по оригиналу (некоторые модели представлены на рис.2). По принципу действия такой сканер аналогичен планшетному. Ширина области сканирования не более 15 см, стандартное разрешение 300-400 dpi. Ручные сканеры самые простые и поэтому дешевые. В небольшом корпусе находится лишь датчик и источник света, а перемещение этого агрегата относительно объекта осуществляется вручную. Естественно, такая технология не является хорошей ни в одном отношении, потому что само по себе качество сканирования невысоко, и оно еще больше ухудшается неравномерностью перемещения сканера вдоль оригинала. Если нужно отсканировать большой оригинал, то приходиться делать это по частям, а затем сшивать полученные кусочки, что, естественно, очень неудобно. Наконец, все время возить сканер по поверхности (поэтому ручные сканеры часто называют граблями) тоже мало кому доставит удовольствие. Так что такие устройства практически никогда не используются, даже несмотря на их низкую стоимость.
 
Рис. 2. Ручные сканеры
Барабанный сканер (Drum Scanner) – сканер, в котором оригинал закрепляется на вращающемся барабане, а для сканирования используются фотоэлектронные умножители. При этом сканируется точечная область изображения, а сканирующая головка движется вдоль барабана на очень маленьком расстоянии от оригинала. Внешний вид такого сканера приведен на рис.3.
Рис. 3. Промышленный барабанный сканер
В барабанных сканерах оригинал закрепляется на поверхности из прозрачного материала цилиндрической формы (барабане), которая укреплена на массивном основании, которое обеспечивает необходимую устойчивость. Барабан вращается с высокой скоростью (от 300 до 1350 оборотов в минуту), а находящийся рядом с ним сканирующий датчик через крошечную конусообразную апертуру пиксел за пикселом считывает изображение. В барабанных сканерах используются датчики на основе ФЭУ. Недостаток барабанных сканеров в том, что невозможно сканировать объекты, отличные от гнущегося листа, а также в том, что стоимость их намного превышает стоимость аналогичных планшетных сканеров. Зато у них самое высокое качество полученного изображения. Стоит заметить, что барабанные сканеры - это уже совершенно иной, исключительно профессиональный уровень. Чего стоит один только монтаж оригинала на барабан: нужно подобрать барабан соответствующего диаметра, затем использовать скотч для монтажа, гель для монтажа, масло для монтажа... Кроме этого, барабанный сканер немыслим без различных жидкостей для удаления муаров и спреев для удаления колец Ньютона (нежелательные оптические эффекты), салфеток для чистки барабанов, ковриков, полиролей и прочего, прочего... Из-за большого барабана и массивного основания весят такие аппараты довольно много - до 100 килограммов и больше (кстати, профессиональное заболевание людей, занимающихся работой с ними, является грыжа). Так что вряд ли барабанный сканер подходит для использования дома или в малом офисе, тем более что хорошие современные планшетные сканеры практически не уступают по качеству барабанным.
В листовых сканерах (Sheetfed Scanner) носитель с изображением протягивается вдоль линейки, на которой расположены CCD- элементы. Ширина изображения как правило составляет формат А4, а длина ограничена возможностями используемого компьютера (чем больше изображение, тем больше размер файла, где хранится его цифровая копия).
Аналогом этих устройств является факс. Кстати, многие роликовые сканеры могут передавать отсканированное изображение в качестве факсимильного документа, так что рассматривать их стоит скорее не как сканеры, а как факсы, которые можно подключить к компьютеру и использовать как сканер. Очевидно, что область применения роликовых сканеров довольно ограничена, хотя, с другой стороны, ни один другой сканер не может похвастаться умением самостоятельно отправлять факсы.
Планшетный сканер (Flatbed Scanner) (часто их называют еще настольными, но, по-моему, это неправильно, так как, например, барабанный сканер тоже не на пол ставится) относятся сканеры, в которых сканирующая головка перемещается вдоль оригинала с помощью шагового двигателя.
Рис. 4. Планшетный сканер Hewlett Packard, модель scanjet 2400С
Планшетные сканеры появились в 80-х годах и сразу стали объектом повышенного внимания, но сложность использования, отсутствие универсального программного обеспечения, а самое главное, высокая цена не позволяли выйти сканерам за пределы специализированного использования.
С тех пор прошло не так уж и много времени, но выделилось целое направление планшетных сканеров, предназначенных в основном для офисного и домашнего использования. Причем, за последние несколько лет, благодаря невероятному снижению цен популярность сканеров значительным образом выросла. Цена хорошего планшетного сканера сегодня соизмерима с ценой хорошей видео карты или принтера, поэтому логично продолжить покупку компьютера и принтера, приобретением сканера.
Планшетные сканеры осуществляют сканирование в автоматическом режиме. Оригинал располагается в сканере на стеклянном листе, под которым головка чтения с CCD-элементами сканирует изображение построчно с равномерной скоростью. Размеры сканируемых изображений зависят от размера сканера и могут достигать размеров большого чертежного листа (А0). Специальная слайд-приставка позволяет сканировать слайды и негативные пленки. Аппаратное разрешение планшетных сканеров достигает 1200 dpi.
Как и у копировальных аппаратов, у таких сканеров есть крышка с зеркалом (у сканеров с контактным датчиком внутренняя поверхность, наоборот, темного цвета), что позволяет сканировать самые разнообразные объекты. Планшетные сканеры вследствие высокого качества и довольно низкой стоимости и простоты использования, а также универсальности, получили повсеместное распространение. Пожалуй, единственным их недостатком являются большие габариты. При покупке планшетного сканера следует обратить внимание на то, за сколько проходов обрабатывается оригинал. Хорошие сканеры делают это за один проход, а вот дешевым необходимо целых три, о чем уже говорилось.
Существуют и другие типы сканеров.
Сканер Бар-кодов (Bar-code Scanner)- сканер, предназначенный для сканирования штрих-кода товара. По принципу действия сходен с ручным сканером и подключается к компьютеру, либо к специализированной торговой системе. При наличии соответствующего ПО, распознавать штрих-коды может любой сканер.
Слайдовый сканер (Film-scanner)- разновидность планшетного сканера, предназначенный для сканирования прозрачных материалов, часто жестко заданного формата. Эти устройства занимают промежуточное положение между барабанными и планшетными аппаратами. Будучи специально предназначенными для сканирования только прозрачных оригиналов, они справляются с этой задачей намного лучше своих планшетных коллег, находясь при этом в том же ценовом классе.
Трехпроходный цветной планшетный сканер - сканер с однорядной матрицей ПЗС. Сканирование каждого цвета в изображении таким сканером производится за отдельный проход блока чтения с использованием светофильтров. Эта технология устарела.
Однопроходный цветной планшетный сканер (Single-pass color flatbed scanner)- цветной сканер с одно или трехрядной матрицей ПЗС, сканирующий все цвета за один проход блока чтения. В сканере с однорядной матрицей оригинал по очереди подсвечивается тремя лампами разных цветов. В сканере с трехрядовой матрицей оригинал подсвечивается калиброванным белым светом. Однорядная технология с тройной подсветкой устарела.
Скоростной сканер для работы с документами (Document Scanner)- разновидность листопротяжного сканера, предназначенная для высокопроизводительного многостраничного ввода. Сканеры могут быть оборудованы подающими и приемными лотками объемом свыше 1000листов и вводить информацию со скоростью до 130 листов в минуту. В качестве дополнительных возможностей, присущих этой ветви сканеров, являются двустороннее сканирование(дуплекс), подсветка оригинала разными цветами для отсечки цветного фона, система компенсации неоднородного фона, модули динамической обработки разнотипных оригиналов и надпечатывание отметки о том, что документ прошел обработку.
Проекционный сканер Массив CCD, аналогичный тому, который применяется в видеокамерах, позволяет получить изображение без взаимного перемещения носителя и сканирующего элемента. Разрешение таких сканеров ограничено, но зато они могут сканировать носители произвольной толщины и даже вовсе неплоские предметы. Проекционные сканеры не получили широкого распространения, так как предназначены сугубо для профессионального использования. Приборы эти незаменимы для дизайнеров и архитекторов, так как позволяют обойтись без предварительного фотографирования.
Сканер всегда должен иметь соответствующий драйвер, так как только ограниченное число программных приложений имеет встроенные драйверы для общения с определенным классом сканеров. Для Windows-программ чаще всего для связи компьютера со сканером используют стандарт TWAIN. TWAIN-совместимые сканеры обслуживаются такими программными продуктами как PhotoShop, CorelDraw, PageMaker, PhotoStyler, PicturePublihеr и др. Cканеры являются составной частью систем распознавания текста. С их помощью сначала сканируется текст с бумажного оригинала, а затем специальное программное обеспечение (например FineReader или CuneiForm) переводит графические символы в коды ASCII.
Области применения сканеров
Итак, СКАНЕР, зачем и кому он нужен? Этот вопрос, как правило, представляет наибольший интерес для тех, кто собирается приобретать его для дома, и звучит он, прежде всего так “Что я смогу с его помощью делать?”. Конечно, все знают, что сканер это устройство “для ввода изображений в компьютер”. Важнее понимать его, СКАНЕРА, конкретные применения:
Сканер в помощь фотографу
Вдохнуть жизнь в старые домашние фотографии можно, собрав их на одном компакт-диске и создав интерактивный фотоальбом с комментариями и музыкальным сопровождением. Несомненно созданный таким образом фотоальбом не обветшает, а записанные на нем фотографии не потеряют оригинального цвета.
Вы можете сделать фотовыставку на своей страничке, где о Вас узнает весь мир или отправить Ваши лучшие произведения на профессиональный фото-сайт.
Сканер в помощь коллекционеру
Если Вы собираете монеты или марки, то с помощью сканера Вы сможете сделать каталог Вашей коллекции.
Сканер или клавиатура?
Сканер позволяет сэкономить кучу времени и усилий по вводу печатной информации в текстовый редактор не вручную, а путем сканирования и преобразования в текстовый формат при помощи программы распознавания текстов.
Кроме того, с помощью сканера Вы сможете создать электронную копию Вашей подписи, и, например, при отсылке факса с компьютера подписать документ или поставить печать Вашей организации.
Контрольные вопросы
Классификация принтеров и плоттеров, назначение.
Технология матричной печати.
Технологии струйной печати.
Технология лазерной печати.
Что такое цветовая калибровка.
Процедура установки драйверов принтера.
Что такое сканирование? Что такое сканер?
Основные принципы работы черно-белых сканеров?
Основные принципы работы цветных сканеров?
Классификация сканеров.
Ручные сканеры, их принцип работы, конструктивные особенности.
Планшетные сканеры, принципы работы, конструктивные особенности.
Листовые и барабанные сканеры, принципы работы, конструктивные особенности.
Сканеры бар-кодов, слайдовые и проекционные сканеры, область их применения.
История возникновения сканера.
Литература
1. Статья «Плоттеры». Режим доступа http://www.marstu.mari.ru:8101/ mmlab/home/kg/Lection2/8.html.
2. Статья «Сканеры». Режим доступа: http://www.marstu.mari.ru:8101/ mmlab/home/kg/Lection2/9.html.
|
