Планета Железяка. Сканеры

 Что такое сканер?

Чтобы понять, что такое сканер, представьте, что вы нарисовали на листе картину красками и хотите, чтобы это изображение попало в школьную газету, которая готовится на компьютере. Ясно, что для этого рисунок надо перевести в электронную форму, в вид, “понятный” компьютеру (как известно, вся информация в компьютере представлена в так называемом “двоичном” виде — в виде условных единиц и нулей). Так вот, чтобы ваш рисунок попал в компьютер, нам и понадобится сканер.

Итак, сканер — это прибор, способный превратить рисунок, фотографию или любое другое изображение в электронную картинку, с которой могут работать компьютерные программы. Вместе с клавиатурой, мышью, джойстиком и рядом других приспособлений сканер относится к устройствам ввода информации в компьютер.

Какие бывают сканеры?

Самый распространенный вид сканера — планшетный. С виду это плоский пластмассовый ящик, накрытый крышкой. Если открыть крышку, то можно и увидеть прозрачное стекло (именно на него лицевой стороной вниз кладется картинка, которую нужно отсканировать). Под стеклом виднеется механизм сканера — это массивная каретка, которая (когда аппарат работает) двигается вдоль направляющей.

Гораздо реже встречаются другие виды сканеров. Ручной сканер напоминает фен или машинку для стрижки волос. Берешь его за рукоятку и проводишь считывающей головкой вдоль страницы, которую надо отсканировать. Скажем прямо, качество такой аппарат дает неважное, и в издательствах ручные сканеры не применяются. Обычно такие аппараты используются для сканирования страниц с текстом. Можно, например, “переснять” сканером целую книгу, а потом, с помощью так называемой программы распознавания текста (например, ABBYY FineReader), перевести ее в форму электронного текста для последующего редактирования.

А раньше всех других сканеров появились сканеры барабанные. Барабанными они называются потому, что оригинал документа, который нужно перевести в электронную форму, не кладется на плоское стекло, а закрепляется на поверхности вращающегося цилиндра (барабана). Есть и другая особенность.
В основе работы любого сканера — преобразование световой энергии в электрическую. В планшетном и ручном сканерах за это “отвечают” полупроводниковые светочувствительные матрицы — близкая родня солнечным батареям, которые снабжают электричеством космические корабли. В барабанном сканере мерцание света в электрический сигнал переводит специальная электронная лампа. Она называется “фотоумножительной трубкой”. Но вот что интересно. Несмотря на то, что эра электронных ламп давно закончилась, барабанные сканеры все еще активно используются. Эти очень дорогие аппараты стоимостью в сотни тысяч, а то и миллионы рублей применяются для сканирования с высочайшим качеством и сверхвысоким разрешением.

А что такое разрешение? Любой сканер записывает отснятое изображение в виде набора мельчайших точек — пикселей. Чем мельче эти точки и чем больше их, допустим, на квадратный дюйм, тем качественнее выходит картинка, тем легче потом ее увеличивать. Изображение с низким разрешением сильно не увеличишь — картинка распадется на составляющие точки с “пустотами” между ними и будет грубой, зернистой.
А вот барабанные сканеры позволяют отсканировать крошечный слайд, сделанный на фотопленке, с таким высоким разрешением, что потом из полученной картинки можно будет сделать огромный плакат!

Как работает планшетный сканер?

Можно сказать, что сканер — это такой своеобразный цифровой фотоаппарат. Но если цифровая камера моментально запечатлевает все, что попало в объектив, то сканер ведет съемку постепенно, складывая картинку из узких полос. Но все по порядку...

Итак, мы открыли крышку, положили рисунок на стекло (лицом вниз!) и вновь закрыли крышку. Теперь осталось дать команду с компьютера (а сканер к нему конечно же подключен) на начало сканирования. Аппарат начинает тихо жужжать, и мы видим, как под крышкой вспыхивает яркий белый свет. Что же там происходит?

Управляющий кареткой шаговый электромотор подводит ее к краю листа оригинала. Делается “первый кадр”. Яркая лампа, светящая через узкую щель, бросает на лист бумаги тонкую длинную полоску света. Свет отражается от бумаги, причем от более темных участков бумаги он отражается хуже (то есть просто ослабевает), от черных участков он не отражается вообще, а лучше всего отражается от белых фрагментов оригинала. Значит, отраженный от бумаги свет уже несет в себе информацию об изображении. Осталось записать ее в виде электрических сигналов. Пройдя через систему зеркал, свет фокусируется объективом на рядах светочувствительных элементов. Они и составляют матрицу. Матрица замеряет яркость отраженного света и записывает изменения яркости в виде электрических колебаний.

В цветном сканере (а таких большинство) крошечные светочувствительные элементы матрицы покрыты прозрачными светофильтрами одного из трех цветов — красного, зеленого и синего. Это сделано для того, чтобы записывать изменение яркости не всего отраженного света, а отдельных составляющих его цветных лучей. Потом, собрав эти данные воедино, компьютер восстановит отсканированное изображение во всех его красках.

На сканирование первой полоски уходит мгновение. Дальше шаговый мотор перемещает каретку на крошечное расстояние и снова останавливает. Происходит сканирование следующей полоски. Все это происходит так быстро, что остановки головки незаметны. Кажется, что она медленно ползет вдоль оригинала. Когда ее путь завершится, она быстро вернется в исходное положение. Ну а электрические сигналы с матрицы будут записаны в виде цифрового кода и введены в компьютер. Теперь мы сможем увидеть отсканированный рисунок на экране монитора и сохранить его в памяти компьютера.