Wstęp

Teledetekcja to metoda uzyskiwania informacji o przedmiocie lub zjawisku bez bezpośredniego kontaktu fizycznego z tym obiektem. Teledetekcja to podzbiór geografii. We współczesnym znaczeniu termin ten odnosi się głównie do technologii wykrywania w powietrzu lub w przestrzeni kosmicznej, służących do wykrywania, klasyfikowania i analizowania obiektów na powierzchni Ziemi, a także atmosfery i oceanu za pomocą rozchodzących się sygnałów (na przykład promieniowania elektromagnetycznego). Dzielą się one na aktywne (sygnał emitowany jest najpierw przez samolot lub satelitę kosmiczną) oraz pasywne teledetekcja (rejestrowany jest tylko sygnał z innych źródeł, np. światła słonecznego). Pasywne czujniki teledetekcyjne rejestrują sygnał emitowany lub odbijany przez obiekt lub sąsiednie terytorium. Odbite światło słoneczne jest najczęściej używanym źródłem promieniowania rejestrowanym przez czujniki pasywne. Przykładami pasywnej teledetekcji są fotografia cyfrowa i filmowa, wykorzystanie podczerwieni, CCD i radiometrów.

Urządzenia aktywne z kolei emitują sygnał w celu przeskanowania obiektu i przestrzeni, po czym czujnik jest w stanie wykryć i zmierzyć promieniowanie odbite lub powstałe w wyniku wstecznego rozproszenia przez wykrywany cel. Przykładami aktywnych czujników teledetekcyjnych są radar i lidar, które mierzą opóźnienie między emisją a rejestracją zwróconego sygnału, określając w ten sposób położenie, prędkość i kierunek obiektu. Teledetekcja daje możliwość pozyskiwania danych o niebezpiecznych, trudno dostępnych i szybko poruszających się obiektach, a także umożliwia prowadzenie obserwacji na rozległych obszarach terenu. Przykłady zastosowań teledetekcji obejmują monitorowanie wylesiania (na przykład w Amazonii), warunków lodowcowych w Arktyce i Antarktyce oraz mierzenie głębokości oceanu przy użyciu wielu. Teledetekcja zastępuje również drogie i stosunkowo powolne metody zbierania informacji z powierzchni Ziemi, gwarantując jednocześnie nieingerencję człowieka w procesy naturalne w obserwowanych terytoriach lub obiektach. Dzięki orbitującym statkom kosmicznym naukowcy są w stanie zbierać i przesyłać dane w różnych pasmach widma elektromagnetycznego, co w połączeniu z większymi pomiarami i analizami lotniczymi i naziemnymi zapewnia niezbędny zakres danych do monitorowania bieżących zjawisk i trendów, takich jak El Niño i inne zjawiska przyrodnicze, zarówno w perspektywie krótko-, jak i długoterminowej. Teledetekcja ma również zastosowanie w dziedzinie nauk o Ziemi (np. zarządzanie przyrodą), rolnictwo (użytkowanie i ochrona zasoby naturalne), bezpieczeństwo narodowe (monitoring obszarów przygranicznych).

Przegląd głównych instrumentów teledetekcyjnych

Radary są używane głównie w kontroli ruchu lotniczego, wczesnym ostrzeganiu, monitorowaniu pokrywy leśnej, rolnictwie i danych meteorologicznych na dużą skalę. Radar dopplerowski jest wykorzystywany przez organy ścigania do monitorowania prędkości pojazdów, a także do pozyskiwania danych meteorologicznych dotyczących prędkości i kierunku wiatru, lokalizacji i intensywności opadów. Inne rodzaje otrzymywanych informacji obejmują dane dotyczące zjonizowanego gazu w jonosferze. Radar interferometryczny ze sztuczną aperturą służy do uzyskiwania dokładnych cyfrowych modeli elewacji dużych obszarów terenu.

Wysokościomierze laserowe i radarowe na satelitach zapewniają szeroki zakres danych. Mierząc zmiany poziomu oceanu spowodowane grawitacją, instrumenty te pokazują cechy dna morskiego z rozdzielczością około jednej mili. Mierząc wysokość i długość fal oceanicznych za pomocą wysokościomierzy, można określić prędkość i kierunek wiatru, a także prędkość i kierunek prądów powierzchniowych oceanu.

Czujniki ultradźwiękowe (akustyczne) i radarowe służą do pomiaru poziomu morza, pływów i pływów, określania kierunku fal w przybrzeżnych regionach morskich.

Technologia Light Detection and Ranging (LIDAR) jest dobrze znana ze swoich zastosowań wojskowych, w szczególności do nawigacji pociskami laserowymi. LIDAR służy również do wykrywania i pomiaru stężenia różnych substancji chemicznych w atmosferze, natomiast LIDAR na pokładzie samolotu może służyć do pomiaru wysokości obiektów i zjawisk na ziemi z większą dokładnością niż można to osiągnąć za pomocą technologii radarowej. Teledetekcja roślinności jest również jednym z głównych zastosowań LIDARA.

Najczęściej stosowanymi przyrządami są radiometry i fotometry. Wychwytują odbite i emitowane promieniowanie w szerokim zakresie częstotliwości. Najpopularniejsze są czujniki widzialne i podczerwone, a następnie mikrofalowe, promieniowania gamma i, rzadziej, ultrafioletowe. Przyrządy te mogą być również wykorzystywane do wykrywania widma emisyjnego różnych substancji chemicznych, dostarczając danych na temat ich stężenia w atmosferze.

Zdjęcia stereoskopowe pozyskiwane z fotografii lotniczej są często wykorzystywane do wykrywania roślinności na powierzchni Ziemi, a także do budowy map topograficznych w opracowywaniu potencjalnych tras poprzez analizę obrazów terenu, w połączeniu z modelowaniem cech środowisko uzyskane metodami naziemnymi.

Platformy wielospektralne, takie jak Landsat, są aktywnie używane od lat 70. XX wieku. Instrumenty te były używane do generowania map tematycznych poprzez robienie zdjęć w wielu długościach fal widma elektromagnetycznego (multi-spectrum) i są zwykle używane na satelitach obserwacyjnych Ziemi. Przykładem takich misji jest program Landsat czy satelita IKONOS. Mapy pokrycia terenu i użytkowania gruntów opracowane na podstawie mapowania tematycznego mogą być wykorzystywane do poszukiwania złóż, wykrywania i monitorowania użytkowania gruntów, wylesiania oraz badania stanu zdrowia roślin i upraw, w tym rozległych połaci gruntów rolnych lub obszarów leśnych. Obrazy satelitarne Landsat są wykorzystywane przez organy regulacyjne do monitorowania parametrów jakości wody, w tym głębokości Secchiego, gęstości chlorofilu i fosforu całkowitego. Satelity meteorologiczne wykorzystywane są w meteorologii i klimatologii.

Metoda obrazowania spektralnego wytwarza obrazy, w których każdy piksel zawiera pełne informacje spektralne, wyświetlając wąskie zakresy spektralne w widmie ciągłym. Urządzenia do obrazowania spektralnego służą do rozwiązywania różnych problemów, w tym stosowanych w mineralogii, biologii, wojskowości, pomiarach parametrów środowiskowych.

W ramach walki z pustynnieniem teledetekcja umożliwia obserwację obszarów zagrożonych w dłuższej perspektywie, określenie czynników pustynnienia, ocenę głębokości ich oddziaływania oraz dostarczenie niezbędnych informacji osobom odpowiedzialnym za podejmowanie decyzji w sprawie pustynnienia. podejmowanie odpowiednich działań w zakresie ochrony środowiska.

Zalety nowoczesnej teledetekcji kosmicznej o wysokiej rozdzielczości:

Wysoka rozdzielczość przestrzenna - lepsza niż 1 mw trybie panchromatycznym

Wysoka rozdzielczość radiometryczna - co najmniej 11 bitów na piksel w trybie panchromatycznym

Dostępność 4 kanałów spektralnych, w tym 1 podczerwieni

Możliwość uzyskania stereo

Możliwość aktualizacji materiału kartograficznego w skali co najmniej 1:5000

Częstotliwość pozyskiwania danych dla tego samego obszaru na powierzchni Ziemi wynosi 1-5 dni w zależności od szerokości geograficznej

Możliwość zamówienia powierzchni o dowolnym kształcie, m.in. strzelanie do obiektów rozszerzonych

Możliwość uzyskania badania „perspektywicznego” z odchyleniem od nadiru do 45 stopni

Duże archiwum - miliony otrzymanych obrazów

Wydajność: możliwość rozpoczęcia zdjęć w ciągu 1 dnia od daty złożenia zamówienia

Łatwe składanie zamówienia – nie ma potrzeby uzyskiwania zgody agencji rządowych na strzelanie

Łatwość przetwarzania: Klient otrzymuje dane gotowe do wykorzystania w GIS.

Typ strzelania optoelektronicznego

Metoda optoelektroniczna (OE) odnosi się do niewidzialnej strzelnicy (niefotograficznej). Ma tylko kilka dekad istnienia. Konieczność szybkiego przenoszenia materiałów obrazowych z kosmosu doprowadziła do jego intensywnego rozwoju, a także systemów obrazowania skanerowego. Dzięki dużej różnorodności rozwiązań konstrukcyjnych opierają się na wspólnej zasadzie.

Zasada strzelania skanerem polega na odczytywaniu element po elemencie wzdłuż wąskiego paska promieniowania odbitego od powierzchni ziemi, a obraz jest skanowany dzięki ruchowi nośnika, dzięki czemu jest odbierany w sposób ciągły.

Wykorzystywane są następujące rodzaje badań: trasowe, powierzchniowe, zbieżne (badanie stereo) i rozszerzone obiektowe (rys. „Schematy badań OE”).

Promieniowanie odebrane ze źródła z Ziemi zamieniane jest na nośniku (samolocie lub satelity) na sygnał elektryczny, następnie w postaci sygnału radiowego jest zrzucane do naziemnej stacji odbiorczej, gdzie ponownie zamieniane jest na sygnał elektryczny i zapisane na nośnikach magnetycznych. Dzięki takiemu badaniu możliwe jest przez długi czas ciągłe i szybkie odbieranie informacji (w czasie rzeczywistym lub z kilkugodzinnym opóźnieniem) i przesyłanie ich do stacji odbiorczej.

Rozdzielczość skanowania optoelektronicznego to:

bardzo wysoko,

wysoki,

· Średnia,

niski.

Pierwsze systemy skanujące do obrazowania w zakresie optycznym widma miały rozdzielczość 1-2 km, ale ich poprawa jest bardzo szybka i obecnie osiągnięto rozdzielczość kilku metrów.

Fotografię skanerem często wykonuje się w wersji wielostrefowej. Większość skanerów pracujących w zakresie optycznym ma trzy identyczne kanały:

0,5-0,6 mikrona;

0,6-0,7 mikrona;

· 0,8-1,1 mikrona.

Dodawane są do nich kanały w innych częściach widma w różnych konstrukcjach:

w bliskiej podczerwieni

w podczerwieni termicznej,

kanał panchromatyczny dla obrazów o wyższej rozdzielczości.

W ostatnie lata istniała tendencja do tworzenia systemów obrazowania hiperspektralnego, które strzelają w 10 lub więcej kanałach.

Zaleta strzelania optoelektronicznego. Taka jest ich dyskretna natura, dzięki której można prezentować obrazy:

Jako nagranie cyfrowe na taśmie magnetycznej

Jako obraz fotograficzny (zdjęcia).

Podobne informacje.

SKANERY I SKAN

Materiał źródłowy do tworzenia kompozycji graficznych można znaleźć w istniejących plikach graficznych. Należy jednak pamiętać, że niektóre z nich podlegają ochronie praw autorskich i dlatego nie można ich dowolnie kopiować. Możesz także tworzyć własne prace „od zera” za pomocą narzędzi rysunkowych edytorów graficznych. Ale wtedy potrzebujesz zdolności artystyczne i umiejętności rysowania na komputerze. Jest jeszcze jeden skuteczny sposób na tworzenie grafiki komputerowej. Opiera się na wykorzystaniu skanerów lub aparatów cyfrowych. Dobre aparaty są dość drogie, a skanery z powodzeniem podbijają rynek masowy i są dość przystępne cenowo. Za pomocą skanera możesz wprowadzić do swojego komputera obrazy z gazet, czasopism, książek i fotografii, zarówno w całości, jak iw częściach, które posłużą jako budulec do Twoich przyszłych kompozycji. Możesz tworzyć szkice i blanki najpierw na papierze, a następnie wprowadzać je do komputera za pomocą skanera i udoskonalać za pomocą edytorów graficznych. Wreszcie skaner jest po prostu niezbędny, gdy trzeba zamienić wydrukowany dokument papierowy w dokument tekstowy, aby można go było otworzyć w edytorze tekstowym (a nie graficznym) (na przykład MS Word) w celu przeglądania i edycji.
Skaner to urządzenie służące do wprowadzania obrazów do komputera. Oryginalne obrazy (oryginały) są zwykle na nośnikach nieprzezroczystych (papier) lub przezroczystych (slajdy, film). Zwykle są to rysunki, fotografie, slajdy i/lub teksty, ale mogą też występować przedmioty o dużej objętości. Zasadniczo skaner to urządzenie, które pobiera informacje optyczne dostępne dla naszego wzroku i najpierw przekształca je w postać elektryczną, a następnie przekształca je w postać cyfrową odpowiednią do wprowadzenia przez komputer. Proces skanowania oryginału polega więc na jego digitalizacji. Zdigitalizowany obraz (w żargonie „skan”) może być dalej przetwarzany na komputerze za pomocą edytora graficznego (np. Photoshop) jeśli jest to rysunek lub programu do rozpoznawania znaków (np. FineReader) jeśli jest to tekst .
Istnieje wiele modeli skanerów różniących się zarówno charakterystyką techniczną i możliwościami, jak i ceną. To wcale nie jest fakt, że potrzebujesz najpotężniejszego i najdroższego skanera. Początkujący z reguły mają trudności z wyborem modelu skanera, a w przyszłości z jego używaniem. Błąd w wyborze skanera wyraża się albo w tym, że zapłaciłeś trochę za mało, albo za dużo zapłaciłeś. Wybierając skaner, powinieneś przejść od zadań, które zamierzasz za jego pomocą rozwiązać. Skanery mogą być używane do rutynowych zadań biurowych, domowego zbierania zdjęć i profesjonalnych prac graficznych. Na przykład w przypadku projektowania stron internetowych można sobie poradzić z najtańszymi skanerami. Ale w przypadku zadań, które ostatecznie są przeznaczone do drukowania, możesz potrzebować mocniejszego urządzenia.
Aby poruszać się wśród wielu parametrów skanerów, powinieneś zrozumieć, na co praktycznie wpływają i od czego zależą. W tym rozdziale postaramy się pomóc rozwiązać te problemy. Najpierw musisz mieć ogólne pojęcie o​​zasadach budowy i eksploatacji skanerów. Nie jest to wcale trudne i nie wymaga dużo czasu, ale jest bardzo ważne. Następnie powinieneś zrozumieć główne parametry ( specyfikacje ah) i poznaj typowe metody korzystania ze skanerów. Na koniec musisz nauczyć się poprawiać zeskanowane obrazy w edytorach graficznych i innych.

Jak rozmieszczone są i działają skanery

Do zadań biurowych i domowych, a także do większości prac z grafiką komputerową, tzw skanery płaskie. Różne modele tego typu są szersze niż inne w sprzedaży. Dlatego zacznijmy od rozważenia zasad budowy i działania skanerów tego konkretnego typu. Zrozumienie tych zasad pozwoli lepiej zrozumieć znaczenie cech technicznych, które są brane pod uwagę przy wyborze skanerów.
Skaner płaski to prostokątna plastikowa obudowa z pokrywą. Pod pokrywą znajduje się szklana powierzchnia, na której umieszczany jest oryginał do zeskanowania. Przez to szkło można zobaczyć niektóre wnętrzności skanera. Skaner posiada ruchomy wózek, na którym zamontowana jest lampa oświetlająca oraz system luster. Wózek poruszany jest za pomocą tzw silnik krokowy. Światło lampy odbija się od oryginału i poprzez system luster i soczewek ogniskujących wchodzi do tzw. matrycy, składającej się z czujników generujących sygnały elektryczne, których wielkość zależy od natężenia padającego na nie światła. Czujniki te oparte są na elementach światłoczułych zwanych urządzenia ze sprzężeniem ładunkowym(CCD, para ładowane urządzenie - CCD). Dokładniej, na powierzchni CCD powstaje ładunek elektryczny, proporcjonalny do natężenia padającego światła. Następnie wystarczy przeliczyć wartość tego ładunku na inną wielkość elektryczną - napięcie. Kilka CCD znajduje się obok siebie na tej samej linijce. Sygnał elektryczny na wyjściu przetwornika CCD jest wartością analogową (tzn. jego zmiana jest podobna do zmiany wartości wejściowej – natężenia światła). Następnie sygnał analogowy jest konwertowany na postać cyfrową, a następnie przetwarzany i przesyłany do komputera w celu dalszego wykorzystania. Ta funkcja jest realizowana przez specjalne urządzenie o nazwie Analogowy do cyfrowego konwertera(ADC, przetwornik analogowo-cyfrowy - ADC). W ten sposób na każdym kroku ruchu karetki skaner odczytuje jeden poziomy pasek oryginału, podzielony na dyskretne elementy (piksele), których liczba jest równa liczbie CCD na linijce. Cały skanowany obraz składa się z kilku takich pasm.

Ryż. 119. Schemat urządzenia i działanie skanera płaskiego opartego na CCD (CCD): światło lampy odbija się od oryginału i poprzez układ optyczny wchodzi do matrycy elementów światłoczułych, a następnie do przetwornika analogowo-cyfrowego (ADC)

Skanery kolorowe wykorzystują teraz z reguły trzyrzędową matrycę CCD i oświetlają oryginał skalibrowanym białym światłem. Każdy rząd matrycy jest tak zaprojektowany, aby odbierać jedną z podstawowych barwnych składowych światła (czerwoną, zieloną i niebieską). Do oddzielenia kolorów stosuje się albo pryzmat, który rozkłada wiązkę światła białego na składniki barwne, albo specjalną powłokę filtrującą CCD. Istnieją jednak również kolorowe skanery z jednorzędową matrycą CCD, w których oryginał oświetlany jest na przemian trzema lampami o podstawowych barwach. Technologia jednorzędowa z potrójnym oświetleniem jest uważana za przestarzałą.
Powyżej opisaliśmy zasady budowy i działania tzw. skanerów jednoprzebiegowych, które skanują oryginał w jednym przejeździe karetki. Jednak nadal istnieją, choć nie są już dostępne na rynku, skanery trójprzebiegowe. Są to skanery z jednorzędową matrycą CCD. W nich, przy każdym przejściu karetki wzdłuż oryginału, stosowany jest jeden z podstawowych filtrów barwnych: przy każdym przejściu pobierana jest informacja z jednego z trzech kanałów barwnych obrazu. Ta technologia jest również przestarzała.
Oprócz skanerów CCD opartych na matrycy CCD istnieją skanery CIS (Contact Image Sensor) wykorzystujące technologię fotokomórek. Matryce światłoczułe wykonane w tej technologii odbierają światło odbite od oryginału bezpośrednio przez szybę skanera bez użycia systemów optycznego ogniskowania. Umożliwiło to ponad dwukrotne zmniejszenie rozmiaru i wagi skanerów płaskich (do 3-4 kg). Jednak takie skanery nadają się tylko do wyjątkowo płaskich oryginałów, które ściśle przylegają do szklanej powierzchni obszaru roboczego. Jednocześnie jakość uzyskanego obrazu w znacznym stopniu zależy od obecności obcych źródeł światła (pokrywa skanera CIS musi być zamknięta podczas skanowania). W przypadku oryginałów o dużej objętości jakość pozostawia wiele do życzenia, natomiast skanery CCO dają dobre wyniki w przypadku obiektów o dużej objętości (do kilku cm głębokości).
Skanery płaskie mogą być wyposażone w dodatkowe urządzenia, takie jak przystawka do slajdów, automatyczny podajnik dokumentów itp. Niektóre modele są wyposażone w te urządzenia, a inne nie.
Adapter do slajdów (Transparency Media Adapter, TMA) to specjalny dodatek, który umożliwia skanowanie przezroczystych oryginałów. Materiały przezroczyste są skanowane w świetle przechodzącym, a nie odbitym. Innymi słowy, przezroczysty oryginał musi znajdować się między źródłem światła a elementami światłoczułymi. Adapter suwaka to moduł wtykowy wyposażony w lampę, która porusza się synchronicznie z wózkiem skanera. Czasami po prostu równomiernie oświetlają określoną część pola roboczego, aby nie poruszyć lampą. Dlatego głównym celem zastosowania adaptera suwakowego jest zmiana położenia źródła światła. "
Jeśli masz aparat cyfrowy (aparat cyfrowy), najprawdopodobniej nie potrzebujesz adaptera do slajdów.
Jeśli skanujesz przezroczyste oryginały bez użycia adaptera slajdów, musisz zrozumieć, że kiedy oryginał jest naświetlany, ilości światła odbitego i przechodzącego nie są sobie równe. W ten sposób oryginał straci część padającego koloru, który następnie odbije się od białej powłoki pokrywy skanera i ponownie przejdzie przez oryginał. Część światła będzie odbijana od oryginału. Stosunek części światła przepuszczanego i odbitego zależy od stopnia przezroczystości oryginalnego obszaru. W ten sposób światłoczułe elementy matrycy skanera otrzymają światło, które dwukrotnie przeszło przez oryginał, a także światło odbite od oryginału. Wielokrotne przechodzenie światła przez oryginał osłabia go, a wzajemne oddziaływanie odbitych i przepuszczanych wiązek światła (zakłócenia) powoduje zniekształcenia i efekty uboczne wideo.
ADF to urządzenie, które podaje oryginały do ​​skanera, co jest bardzo wygodne w użyciu podczas strumieniowego skanowania tego samego typu obrazów (gdy nie ma potrzeby częstej rekonfiguracji skanera), na przykład tekstów lub rysunków mniej więcej tej samej jakości .
Oprócz skanerów płaskich istnieją inne typy skanerów: ręczne, arkuszowe, bębnowe, slajdowe, do skanowania kodów kreskowych, szybkie do przesyłania strumieniowego dokumentów.
Skaner ręczny – przenośny skaner, w którym skanowanie odbywa się poprzez ręczne przesuwanie go po oryginale. Zgodnie z zasadą działania taki skaner jest podobny do skanera płaskiego. Szerokość obszaru skanowania nie przekracza 15 cm. Pierwsze skanery ogólnego użytku pojawiły się na rynku w latach 80-tych. Były trzymane w ręku i umożliwiały skanowanie obrazów w skali szarości. Teraz takie skanery nie są łatwe do znalezienia.
Skaner arkuszowy lub rolkowy(Sheetfed Scanner) - skaner, w którym oryginał jest przeciągany przez stałą liniową matrycę CCD lub CIS, typem takiego skanera jest faks.
Skaner bębnowy(Skaner Bębnowy) – skaner, w którym oryginał mocowany jest na obracającym się bębnie, a do skanowania wykorzystywane są fotopowielacze. To skanuje kropkowany obszar obrazu, a głowica skanująca przesuwa się wzdłuż bębna bardzo blisko oryginału.
skaner slajdów(Film-scanner) - rodzaj płaskiego skanera przeznaczonego do skanowania materiałów przezroczystych (slajdy, negatywy, zdjęcia rentgenowskie itp.). Zwykle rozmiar takich oryginałów jest stały. Zwróć uwagę, że niektóre skanery płaskie mają specjalną przystawkę (adapter slajdów) przeznaczoną do skanowania materiałów przezroczystych (patrz wyżej).
Skaner kodów kreskowych(Bar-code Scanner) – skaner przeznaczony do skanowania kodów kreskowych towarów. Zgodnie z zasadą działania jest podobny do ręcznego skanera i jest podłączony do komputera lub specjalistycznego systemu transakcyjnego. Dzięki odpowiedniemu oprogramowaniu każdy skaner może rozpoznać kody kreskowe.
Szybki skaner dokumentów(Skaner dokumentów) — typ skanera z podajnikiem arkuszy, zaprojektowany do wysokowydajnego podawania wielu stron. Skanery mogą być wyposażone w tace wejściowe i wyjściowe o pojemności ponad 1000 arkuszy i wprowadzać informacje z prędkością ponad 100 arkuszy na minutę. Niektóre modele tej klasy umożliwiają skanowanie dwustronne (dupleks), podświetlanie oryginału różnymi kolorami w celu odcięcia kolorowego tła, kompensację niejednorodności tła oraz moduły do ​​dynamicznego przetwarzania różnych typów oryginałów.
Tak więc do domu i biura najlepiej nadaje się skaner płaski. Jeśli chcesz zajmować się projektowaniem graficznym, lepiej wybrać skaner CCD (oparty na matrycy CCD), ponieważ pozwala on również na skanowanie obiektów 3D. Jeśli zamierzasz skanować slajdy i inne przezroczyste materiały, powinieneś wybrać skaner wyposażony w adapter do slajdów. Zazwyczaj sam skaner i odpowiedni adapter do slajdów są sprzedawane osobno. Jeśli nie możesz kupić adaptera slajdów w tym samym czasie, co skaner, możesz kupić go później, jeśli zajdzie taka potrzeba. Konieczne jest również określenie maksymalnych rozmiarów skanowanych obrazów. Obecnie typowy jest format A4, odpowiadający zwykłym kartkom papieru do pisania. Większość skanerów konsumenckich koncentruje się na tym formacie. Skanowanie planów i innych dokumentów projektowych zwykle wymaga formatu A3, odpowiadającego dwóm arkuszom A4 połączonym wzdłuż dłuższego boku. Obecnie zbiegają się ceny tego samego typu skanerów dla formatów A4 i A3. Można założyć, że oryginały mniejsze niż A4 będą lepiej przetwarzane przez skaner zorientowany na A3.
Wymienione powyżej parametry nie wyczerpują całej listy, ale na tym etapie naszych rozważań możemy z nich korzystać tylko na razie. Przy wyborze skanera decydują trzy aspekty: a interfejs sprzętowy(sposób połączenia), układ optoelektroniczny oraz interfejs oprogramowania c (tzw. moduł TWAIN). Następnie przyjrzymy się im bardziej szczegółowo.

Podłączanie skanera do komputera

Zeskanowane dane są przesyłane cyfrowo ze skanera do komputera w celu dalszego przetwarzania i/lub przechowywania w postaci plików. Skanery mogą łączyć się z komputerem na różne sposoby. Innymi słowy, mogą mieć różne interfejs sprzętowy.
Jednym z najczęstszych jest interfejs SCSI. Zapewnia ją specjalna płyta (adapter, karta) włożona do złącza rozszerzeń (slot) na płycie głównej komputera. Do tej płyty można podłączyć nie tylko skaner z interfejsem SCSI, ale także inne urządzenia (np. dyski twarde). Tak więc interfejs SCSI jest dostarczany przez osobne urządzenie, które prawdopodobnie masz już na swoim komputerze. Prawie wszystkie skanery płaskie z interfejsem SCSI są wyposażone w okrojoną modyfikację płyty SCSI, do której można podłączyć tylko skaner. Tak więc, jeśli twój komputer nie ma adaptera SCSI, ale na płycie głównej jest wolne odpowiednie gniazdo, to nie będzie podstawowych problemów z podłączeniem skanera. Interfejs SCSI jest niezawodny i zapewnia szybki transfer danych. Jednak może być konieczne zainstalowanie płyty. Aby to zrobić, gdy komputer jest wyłączony, zdejmij pokrywę jednostki systemowej komputera i zainstaluj płytę interfejsu w jednym z wolnych i odpowiednich gniazd. Szczegóły są jasno opisane w instrukcji skanera.
Ponadto istnieją skanery płaskie, które mają własną kartę interfejsu, która oprócz przesyłania danych dostarcza do skanera energię elektryczną z jednostki systemowej komputera. W takim przypadku zasilanie skanera będzie dostarczane dopiero po uruchomieniu programu skanującego. Zwróć uwagę, że karta interfejsu skanera może pasować do gniazda ISA lub gniazda PCI na płycie głównej komputera. Dlatego przed wyborem takiego skanera powinieneś dowiedzieć się, czy Twój komputer ma wolne odpowiednie gniazdo.
Jeśli często musisz przenosić skaner, podłączając go do jednego lub drugiego komputera, opisane powyżej metody mogą wydawać się niewygodne: za każdym razem musisz wyłączyć komputer, zdjąć pokrywę, wyjąć lub zainstalować kartę interfejsu. Z drugiej strony wszystkie te prace, przy odpowiedniej wprawie, wymagają tylko 5-10 minut.
Istnieją skanery, które podłącza się do portu USB (do uniwersalnej magistrali szeregowej) komputera. Jest to najwygodniejszy i najszybszy interfejs, który nie wymaga instalacji płyty w jednostce systemowej, a czasem nawet wyłączenia komputera. Port USB zapewnia nie tylko wymianę danych między komputerem a podłączonym do niego urządzeniem zewnętrznym, ale również zasilanie tego urządzenia z zasilacza systemowego. Nie dotyczy to jednak wszystkich urządzeń. Część z nich jest wyposażona we własne zasilacze i wtedy z reguły przy podłączaniu przewodem do komputera należy ten ostatni wyłączyć. W każdym razie przed podłączeniem skanera do portu USB należy dokładnie dowiedzieć się, jak to zrobić w dostarczonej instrukcji. Ponadto należy pamiętać, że porty USB nie są dostępne w starszych modelach komputerów (pierwszy Pentium i wcześniejsze).
Wiele modeli skanerów płaskich łączy się z portem równoległym komputera (LPT), do którego zwykle podłączona jest drukarka. W takim przypadku skaner podłącza się przewodem bezpośrednio do portu LPT, a drukarkę do dodatkowego złącza na korpusie skanera. Ten interfejs jest wolniejszy niż te opisane powyżej. Aby podłączyć skaner do portu LPT, nie musisz zdejmować pokrywy jednostki systemowej, ale nadal musisz wyłączyć komputer podczas tej operacji.
Mówiąc ogólnie, do pracy z grafiką można używać skanerów z dowolnymi interfejsami omówionymi powyżej. Jednak preferujemy interfejsy SCSI i USB ze względu na niezawodność, szybkość i łatwość użytkowania.

Główne cechy układu optyczno-elektronicznego skanera

Rozważmy główne cechy systemu optyczno-elektronicznego skanera: rozdzielczość, głębię kolorów, głębię bitową, gęstość optyczną i obszar wysokiej rozdzielczości.

Pozwolenie

Rozdzielczość lub rozdzielczość skanera- parametr charakteryzujący maksymalną dokładność lub stopień szczegółowości odwzorowania oryginału w formie cyfrowej. Rozdzielczość jest mierzona w piksele na cal(piksele na cal, ppi). Często rozdzielczość jest wskazywana w punktach na cal (dpi), ale ta jednostka jest tradycyjna dla urządzeń wyjściowych (drukarek). Mówiąc o rozdzielczości, użyjemy ppi. Rozróżnij sprzętową (optyczną) i interpolacyjną rozdzielczość skanera.

Rozdzielczość sprzętowa (optyczna)

Rozdzielczość sprzętowa (optyczna) (rozdzielczość sprzętowa/optyczna) jest bezpośrednio związana z gęstością rozmieszczenia elementów światłoczułych w matrycy skanera. Jest to główny parametr skanera (a dokładniej jego układ optyczno-elektroniczny). Zazwyczaj określa się rozdzielczość poziomą i pionową, na przykład 300x600 ppi. Powinieneś skupić się na mniejszej wartości, czyli na rozdzielczości poziomej. Rozdzielczość pionowa, która zwykle jest dwukrotnością rozdzielczości poziomej, jest ostatecznie uzyskiwana przez interpolację (przetwarzanie wyników bezpośredniego skanowania) i nie jest bezpośrednio związana z gęstością elementów czujnikowych (jest to tzw. rozdzielczość podwójnego kroku). Aby zwiększyć rozdzielczość skanera, musisz zmniejszyć rozmiar elementu światłoczułego. Jednak wraz ze zmniejszaniem się rozmiaru traci się czułość elementu na światło, w wyniku czego pogarsza się stosunek sygnału do szumu. Zwiększenie rozdzielczości jest więc nietrywialnym problemem technicznym.

Rozdzielczość interpolacji

Rozdzielczość interpolowana - rozdzielczość obrazu uzyskana w wyniku przetworzenia (interpolacji) zeskanowanego oryginału. To sztuczne zwiększanie rozdzielczości zwykle nie poprawia jakości obrazu. Wyobraź sobie, że faktycznie zeskanowane piksele obrazu są odsuwane od siebie, a „obliczone” piksele są wstawiane w powstałe szczeliny, podobnie jak w pewnym sensie ich sąsiednie. Wynik takiej interpolacji zależy od jej algorytmu, ale nie od skanera. Operację tę można jednak wykonać za pomocą edytora graficznego, takiego jak Photoshop, a nawet lepiej niż własne oprogramowanie skanera. Rozdzielczość interpolacji z reguły jest kilkakrotnie większa niż sprzętowa, ale w praktyce to nic nie znaczy, chociaż może wprowadzać kupującego w błąd. Istotnym parametrem jest właśnie rozdzielczość sprzętowa (optyczna).
Paszport techniczny skanera czasami po prostu wskazuje rozdzielczość. W tym przypadku mamy na myśli rozdzielczość sprzętową (optyczną). Często wskazywana jest zarówno rozdzielczość sprzętowa, jak i interpolacyjna, na przykład 600x 1200 (9600) ppi. Tutaj 600 to rozdzielczość sprzętowa, a 9600 to rozdzielczość interpolacyjna.

Widoczność linii

Wykrywalność linii — maksymalna liczba równoległych linii na cal, które są odtwarzane przez skaner jako oddzielne linie (bez sklejania). Ten parametr charakteryzuje przydatność skanera do pracy z rysunkami i innymi obrazami zawierającymi wiele drobnych szczegółów. Jego wartość mierzona jest w liniach na cal (linie na cal, Ipi).

Jaką rozdzielczość skanera mam wybrać?

To pytanie jest najczęściej zadawane przy wyborze skanera, ponieważ rozdzielczość jest jednym z najważniejszych parametrów skanera, od którego w dużym stopniu zależy możliwość uzyskania wysokiej jakości wyników skanowania. Nie oznacza to jednak wcale, że należy dążyć do jak najwyższej rozdzielczości, zwłaszcza że jest to droga.
Podczas opracowywania wymagań dotyczących rozdzielczości skanera ważne jest zrozumienie ogólnego podejścia. Skaner jest urządzeniem, które zamienia optyczną informację o oryginale na postać cyfrową, a tym samym wykonuje jej próbkowanie. Na tym etapie rozważań wydaje się, że im drobniejsza dyskretyzacja (im większa rozdzielczość), tym mniejsza utrata oryginalnej informacji. Jednak wyniki skanowania są przeznaczone do wyświetlania przy użyciu niektórych urządzeń wyjściowych, takich jak monitor lub drukarka. Te urządzenia mają własną rozdzielczość. Wreszcie ludzkie oko ma zdolność wygładzania obrazów. Ponadto wydrukowane oryginały uzyskane metodą druku lub za pomocą drukarki również mają strukturę dyskretną (drukowany ekran), chociaż może to nie być zauważalne gołym okiem. Te oryginały mają własną rozdzielczość.
Mamy więc oryginał z własną rozdzielczością, skaner z własną rozdzielczością i wynik skanowania, którego jakość powinna być jak najwyższa. Jakość wynikowego obrazu zależy od ustawionej rozdzielczości skanera, ale do pewnego limitu. Jeśli ustawisz rozdzielczość skanera na większą niż natywna rozdzielczość oryginału, jakość wyniku skanowania, ogólnie rzecz biorąc, nie ulegnie poprawie. Nie oznacza to, że skanowanie z wyższą rozdzielczością niż oryginał jest bezużyteczne. Jest wiele powodów, dla których należy to zrobić (na przykład, gdy zamierzamy powiększyć obraz na monitorze lub drukarce lub gdy musimy pozbyć się mory). Tutaj zwracamy uwagę na to, że poprawa jakości wynikowego obrazu poprzez zwiększenie rozdzielczości skanera nie jest nieograniczona. Możesz zwiększyć rozdzielczość skanowania bez poprawiania jakości wynikowego obrazu, ale zwiększając jego rozmiar i czas skanowania.
W tym rozdziale niejednokrotnie będziemy rozmawiać o wyborze rozdzielczości skanowania. Rozdzielczość skanera to maksymalna rozdzielczość, jaką można ustawić podczas skanowania. Więc jakiego rodzaju rozwiązania potrzebujemy? Odpowiedź zależy od tego, jakie obrazy zamierzasz skanować i na jakich urządzeniach chcesz wydrukować. Poniżej podajemy tylko wartości orientacyjne.
Jeśli zamierzasz zeskanować obrazy do późniejszego wyświetlenia na ekranie monitora, zwykle wystarcza 72-100 ppi. Do wydruku do zwykłej biurowej lub domowej drukarki atramentowej - 100-150 ppi, do wysokiej jakości drukarki atramentowej - od 300 ppi.
Podczas skanowania tekstów z gazet, czasopism i książek do dalszego przetwarzania przez programy do optycznego rozpoznawania znaków (OCR - Optical Character Recognition) wymagana jest zwykle rozdzielczość 200-400 ppi. W przypadku wyjścia na ekran lub drukarkę wartość tę można kilkakrotnie zmniejszyć.
W przypadku fotografii amatorskiej zwykle wymagane jest 100-300 ppi. Dla ilustracji z luksusowych drukowanych albumów i broszur - 300-600ppi.
Jeśli zamierzasz powiększyć obraz do wyświetlenia na ekranie lub drukarce bez utraty jakości (wyraźności), to rozdzielczość skanowania należy ustawić z pewnym marginesem, tj. zwiększyć go 1,5-2 razy w stosunku do wartości u200b podane powyżej.
Na przykład agencje reklamowe wymagają wysokiej jakości skanowania slajdów i papierowych oryginałów. Przy skanowaniu slajdów do druku w formacie 10x15 cm wymagana jest rozdzielczość 1200 ppi, a w formacie A4 - 2400 ppi.
Podsumowując powyższe można stwierdzić, że w większości przypadków rozdzielczość sprzętowa skanera 300 ppi jest wystarczająca. Jeśli skaner ma rozdzielczość 600 ppi, to bardzo dobrze.

Głębia kolorów i głębia bitowa

Głębia kolorów, jak powiedzieliśmy w rozdziale 1, jest określona przez liczbę kolorów, które mogą być transmitowane (reprezentowane) lub liczbę cyfr (bitów) kodu cyfrowego zawierającego opis koloru jednego piksela. Jedno jest powiązane z drugim prostym wzorem:

Liczba kolorów = 2 Liczba bitów

W skanerze elektryczny sygnał analogowy z matrycy elementów światłoczułych zamieniany jest na cyfrowy za pomocą przetwornika analogowo-cyfrowego (ADC). Sygnał cyfrowy, który niesie informacje o kolorze pikseli, charakteryzuje się głębią bitową, tj. liczbą cyfr binarnych (bitów), które kodują informacje o kolorze każdego piksela. ADC i jakość elementów światłoczułych skanera określają głębię kolorów, jaką może zapewnić. Obecnie wszystkie kolorowe skanery płaskie do ogólnego użytku zapewniają co najmniej 24-bitową głębię kolorów (8 bitów na każdy z trzech podstawowych składników koloru). Pod względem liczby kolorów jest to 224 = 16 777 216, co wystarczy. Jednocześnie istnieją skanery z 30-bitową i 36-bitową reprezentacją kolorów (odpowiednio 10 i 12 bitów dla każdego komponentu). W rzeczywistości będziesz pracować z 24-bitowym kolorem, ale z większym przetwornikiem ADC, posiadającym nadmiarowe informacje, możesz skorygować kolor obrazu w większym zakresie bez utraty jakości. Skanery o większej głębi kolorów (głębokości bitowej) pozwalają na zapisanie większej liczby odcieni i gradacji kolorów w ciemnych kolorach. Ponadto najmniej znaczące bity kodu wyjściowego ADC zwykle podlegają fluktuacjom (zawierają błędy konwersji). Im większa głębia bitowa ADC, tym mniejszy wpływ błędów konwersji na wynik końcowy.

Gęstość optyczna

pojęcie gęstość optyczna(Gęstość optyczna) odnosi się głównie do skanowanego oryginału. Ten parametr charakteryzuje zdolność oryginału do pochłaniania światła; jest oznaczony jako D lub OD. Gęstość optyczną oblicza się jako logarytm ze stosunku natężeń padającego i odbitego (w przypadku nieprzezroczystych oryginałów) lub przepuszczonego (w przypadku przezroczystych oryginałów) natężeń światła. Minimalna gęstość optyczna (D min) odpowiada najjaśniejszemu (przezroczystemu) obszarowi oryginału, a maksymalna gęstość (D max) odpowiada obszarowi najciemniejszemu (najmniej przezroczystemu). Zakres możliwych wartości gęstości optycznej wynosi od 0 (idealnie biały lub całkowicie przezroczysty oryginał) do 4 (czarny lub całkowicie nieprzezroczysty oryginał).
Typowe wartości gęstości optycznej dla niektórych typów oryginałów przedstawiono w poniższej tabeli:

Zakres dynamiczny skanera określony jest przez maksymalne i minimalne wartości gęstości optycznej i charakteryzuje jego zdolność do pracy z różnymi typami oryginałów. Zakres dynamiczny skanera jest powiązany z jego głębią bitową (głęboką bitową koloru): im wyższa głębia bitowa, tym większy zakres dynamiczny i odwrotnie. W przypadku wielu skanerów płaskich, głównie przeznaczonych do pracy biurowej, to ustawienie nie jest określone. W takich przypadkach przyjmuje się, że wartość gęstości optycznej wynosi około 2,5 (wartość typowa dla 24-bitowych skanerów biurowych). Dla skanera 30-bitowego ten parametr wynosi 2,6-3,0, a dla skanera 36-bitowego - od 3,0 i nowszych.
Wraz ze wzrostem zakresu dynamicznego skaner lepiej odwzorowuje gradację jasności w bardzo jasnych i bardzo ciemnych obszarach obrazu. Wręcz przeciwnie, jeśli zakres dynamiczny jest niewystarczający, szczegóły obrazu i płynność przejść kolorów w ciemnych i jasnych obszarach są tracone.

Obszar o wysokiej rozdzielczości

Niektóre skanery płaskie mogą używać opcjonalnego obiektywu o dużym powiększeniu. W tym przypadku karta danych technicznych wskazuje wymiary części pola roboczego skanera, w którym można wykonać skanowanie z kilkukrotnie zwiększoną rozdzielczością. Ten obszar o wysokiej rozdzielczości(Obszar wysokiej rozdzielczości, HRA) jest zwykle znacznie mniejszy niż pole robocze.

Oprogramowanie skanera

Oprogramowanie skanera składa się z dwóch części: interfejsu oprogramowania i pakietu aplikacji graficznej. Interfejs oprogramowania zapewnia kontrolę nad skanerem, a także jego komunikację z programami graficznymi innych firm. Jest to tak zwany moduł TWAIN lub sterownik skanera. Mówi się, że TWAIN jest skrótem od Toolkit Without An Interesting Name. Zasadniczo specyfikacja TWAIN jest standardem interfejsu programowania aplikacji urządzeń peryferyjnych, w tym skanerów. TWAIN musi być zgodny ze wszystkimi dostępnymi na rynku skanerami, aparatami cyfrowymi i innymi wejściowymi urządzeniami peryferyjnymi. Standard TWAIN jest obsługiwany przez prawie wszystkie programy graficzne. Windows 98 i nowsze zawierają moduł TWAIN. Jednak nadal zaleca się zainstalowanie modułu TWAIN dołączonego do skanera (a także zainstalowanie sterownika producenta urządzenia).
Podłączając skaner do komputera i instalując moduł TWAIN, można wywołać procedurę skanowania z programu graficznego, takiego jak Photoshop, MS PhotoEditor, ACDSee, FineReader i wielu innych. Polecenia skanowania mają różne nazwy w różnych programach: Importuj>TWAIN, pobierz, skanuj itp. W edytorze graficznym programu Photoshop polecenie skanowania wybiera się w menu Plik> Importuj (Plik> Importuj), w ACDSee - Plik> Pobierz.
Moduł TWAIN posiada interfejs użytkownika (okno dialogowe), który umożliwia konfigurowanie ustawień skanowania. Wygląd i kompozycja parametrów tego modułu może być różna, ponieważ producentów oprogramowania skanera ogranicza tylko sam standard TWAIN i nikt im nie przeszkadza w ulepszaniu interfejsu użytkownika. Jednocześnie istnieje standardowy zestaw parametrów, które są obecne we wszystkich interfejsach: wybór trybu i obszaru skanowania, rozdzielczość, kontrast, jasność itp.
Oprócz modułu TWAIN oprogramowanie skanera zawiera zwykle jakiś, zwykle bardzo skromny w możliwości, edytor graficzny i ewentualnie program do optycznego rozpoznawania znaków (OCR). Jeśli masz już zainstalowane na komputerze solidne programy, takie jak Photoshop i system FineReader OCR, nie potrzebujesz dodatkowego oprogramowania dostarczanego ze skanerem.
Zwróć uwagę, że istnieją skanery z własnym interfejsem programowania innym niż TWAIN. W takim przypadku wynik skanowania jest zapisywany w pliku w formacie graficznym (np. TIFF), który można następnie otworzyć do przeglądania i edycji w edytorze graficznym.

Łów

Teraz, gdy rozwiązałeś problem wyboru skanera, możesz rozpocząć zabawną część - skanowanie obrazów, tekstu, a nawet obszernych obiektów, aby wprowadzić te informacje do komputera.

Konfiguracja podstawowych ustawień skanowania

Przyjrzyjmy się podstawowym opcjom skanowania, które można skonfigurować za pomocą interfejsu graficznego modułu TWAIN. Dla konkretów jako przykład wzięliśmy interfejs skanera MFS 1200SP firmy Mustek. Jest to jednoprzebiegowy kolorowy skaner płaski z matrycą CCD i rozdzielczością optyczną 600 ppi i rozdzielczością interpolacji 9600 ppi, 30-bitową głębią kolorów, podłączony do komputera za pomocą adaptera SCSI lub własnej karty interfejsu; format A4; waga 1 kg. My, autorzy książki, z przyjemnością używamy tego skanera już od pięciu lat.
Jednym z typowych sposobów pracy jest wywołanie okna dialogowego skanera z aplikacji, takiej jak edytor graficzny lub system OCR. W takim przypadku wynik skanowania zostanie natychmiast załadowany do edytora, co jest bardzo wygodne, ponieważ rzadko można obejść się bez przynajmniej niewielkiej korekty zeskanowanego obrazu. Zwróć uwagę, że niektóre skanery włączają się automatycznie, gdy są wywoływane z aplikacji, podczas gdy w przypadku innych musisz najpierw włączyć zasilanie specjalnym przełącznikiem.

Ryż. 120. Okno dialogowe skanera Mustek MFS 1200SP

W Photoshopie skaner jest wywoływany poleceniem Plik>Importuj (Plik>Importuj)> Nazwa_skanera. Spowoduje to otwarcie okna dialogowego skanera (interfejs jego modułu TWAIN). Ponadto od razu może otworzyć się inne okno, aby wyświetlić podgląd obrazu i wybrać obszar do zeskanowania.
Jeśli nie otworzy się automatycznie, kliknij przycisk Skanuj wstępnie w oknie dialogowym skanera.
Tak więc okno dialogowe skanera na ekranie monitora. Dlatego skaner jest instalowany na komputerze i połączony z aplikacją graficzną. Teraz możesz rozpocząć właściwe skanowanie. Otwórz pokrywę skanera, umieść oryginał (zadrukowaną stroną do dołu) na obszarze skanowania (szyba), zamknij pokrywę i kliknij przycisk Skanowanie wstępne w oknie dialogowym. W rezultacie obraz oryginału zeskanowanego w niskiej rozdzielczości pojawi się w oknie podglądu. To jest przybliżony szkic oryginału. Jeszcze nie dotarł do ostatniego skanu. Teraz możesz wybrać obszar skanowania, czyli obszar oryginału, którego potrzebujesz. Aby to zrobić, użyj myszy, aby przesunąć i/lub zmienić rozmiar ramki widocznej na tle szkicu. Aby dokładniej ustawić ramkę, możesz użyć klawiszy strzałek podczas naciskania klawisza . Aby zeskanować określony obszar oryginału przy bieżących ustawieniach, kliknij przycisk Skanuj. Okno dialogowe skanera wyświetla wymiary obrazu w wybranych jednostkach miary (piksele, cm, mm lub cale), a także w kilobajtach. W rezultacie zeskanowany obraz zostanie załadowany do nowego okna edytora graficznego. W razie potrzeby można go przetworzyć, a następnie zapisać w pliku w formacie graficznym (patrz rozdział 3). Czy jednak przed skanowaniem zazwyczaj konfigurujesz ustawienia? aby uzyskać pożądaną jakość.
Podczas ustawiania parametrów najczęściej starają się znaleźć kompromis pomiędzy jakością wynikowego obrazu (skanu), jego objętością a czasem skanowania. Zazwyczaj poprawa jakości wiąże się ze wzrostem pamięci i czasu. Czasochłonność staje się dość zauważalna, jeśli trzeba zeskanować wiele oryginałów pod rząd, na przykład kilkadziesiąt fotografii lub stron czasopisma. Skanowanie z dużym marginesem rozdzielczości prowadzi do dużego zużycia pamięci i miejsca na dysku. Na przykład, kolorowe zdjęcie 4x6 cali (około 10x15 cm) wymagałoby ponad 25 MB przy skanowaniu z rozdzielczością 600 ppi. Przetwarzanie tak dużych obrazów jest powolne.
Istnieją dwa główne podejścia do wyboru parametrów skanowania. Po pierwsze, o jakości wyniku powinna decydować przede wszystkim charakterystyka urządzeń i materiałów wyjściowych (monitor, drukarki różnego typu, sprzęt drukujący, druk na papierze gazetowym lub powlekanym itp.). Zgodnie z tym podejściem nie warto tworzyć obrazu o bardzo wysokiej jakości, jeśli jego wynik będzie wytwarzany przez urządzenia o słabych parametrach („nie jest to pasza dla koni”). Jednak przy zmianie typu urządzenia wyjściowego często okazuje się, że trzeba ponownie przeskanować obraz, ale z innymi wartościami parametrów. Takie podejście jest typowe dla pracy biurowej, ale jest często stosowane przez projektantów. Zgodnie z drugim podejściem, przy skanowaniu należy uzyskać maksymalną możliwą informację graficzną o oryginale, a dopiero potem przetworzyć ją w edytorze w zależności od typu urządzenia wyjściowego. Motto tego podejścia brzmi: „to, co mamy, zawsze można porzucić”. Takie podejście stosuje się, gdy nie wiadomo z góry, gdzie i jak obraz zostanie wykorzystany. To typowe przede wszystkim dla projektantów.

Wybór trybu skanowania

Przede wszystkim musisz wybrać tryb skanowania, który odpowiada typowi oryginału i/lub żądanemu wynikowi. Z reguły możesz wybrać następujące tryby:

• Kolor (kolor). Kolorowy obraz renderowany w modelu RGB
• Szary lub Skala szarości (w odcieniach szarości). Obrazy z płynnymi przejściami w skali szarości
• Artline (linie arbitralne). Obraz czarno-biały bez półtonów
• Półtony (półtony). Obraz czarno-biały utworzony przez regularnie rozmieszczone kropki o różnych rozmiarach lub pociągnięcia (drukowany ekran)

W zasadzie można wybrać dowolny z dostępnych trybów skanowania, niezależnie od obrazu źródłowego (oryginalnego). Na przykład oryginały w skali szarości można skanować w trybie kolorowym i odwrotnie, oryginały kolorowe można skanować w trybie skali szarości. Wybór optymalnego trybu zależy zarówno od oryginału, jak i celu. Charakterystyki trybów z powyższej listy służą głównie jako przewodnik dla początkujących. Doświadczeni skanery z łatwością wybierają tryb w zależności od tego, z czym mają do czynienia i co chcą uzyskać. Ale nauczyli się swoich doświadczeń z wielu eksperymentów. Radzimy podążać tą ścieżką. Oto kilka ogólnych wskazówek.

Ryż. 121. Typ obrazu Artline

Wybór rozdzielczości skanowania

Skaner, jak wspomniano powyżej, ma rozdzielczość określoną przez cechy konstrukcyjne. Może to być sprzętowe (optyczne) lub interpolacyjne (rekonstruowane komputerowo). Rozdzielczość to maksymalna charakterystyka określona przez właściwości techniczne skaner. Jednak podczas skanowania obrazu można dowolnie wybrać, w jakiej rozdzielczości należy to zrobić w tym konkretnym przypadku. Ustawiona rozdzielczość skanowania może być mniejsza lub równa rozdzielczości sprzętowej (optycznej) skanera, ale może ją również przekraczać. W tym drugim przypadku możemy mówić tylko o rozdzielczości interpolacyjnej. Gdy ustawiona jest rozdzielczość skanowania interpolacyjnego, oprócz samego sprzętu zaangażowane są także transformacje oprogramowania. To ostatnie może być dobre lub złe: wszystko zależy od algorytmu konwersji i oryginalnego obrazu.
Jakość wynikowego obrazu, ilość zajmowanej przez niego pamięci oraz szybkość skanowania zależą od wybranej rozdzielczości skanowania. Jakość obrazu to przede wszystkim jego wyrazistość, płynność przejść kolorystycznych. Innymi słowy, dobry wynik skanowania nie powinien wyglądać zauważalnie gorzej niż oryginał.
Im niższa rozdzielczość, tym mniejsza ilość i czas spędzony na skanowaniu i na odwrót. Jednak z jakością wyniku sytuacja jest bardziej skomplikowana. Sugeruje to analogię z wyborem sieci rybackiej. Którą sieć wybrać - z małymi czy dużymi komórkami, zależy od wielkości ryby, którą chcesz złowić. Skaner to urządzenie, które wyodrębnia informacje zawarte w obrazie. Nie można uzyskać więcej informacji niż było w oryginale, ale jego opis może być zbędny. Nadmierne opisy informacji graficznych są zwykle wyrażane w nadmiernie dużych ilościach odpowiednich plików. W idealnej sytuacji chcielibyśmy skonfigurować skaner tak, aby wydobywał jak najwięcej informacji graficznych z oryginału, a przynajmniej nie mniej niż to konieczne.
Możliwość wyboru odpowiedniej rozdzielczości skanowania wiąże się z doświadczeniem. Eksperymenty można jednak usprawnić, aby doświadczenie było szybsze. Dla uproszczenia obrazy można podzielić na dwa główne typy: fotografie i rysunki. Obrazy takie jak fotografia (fotografie, obrazy itp.) charakteryzują się dużą liczbą odcieni i płynnością ich przejść, a rysunki (plakaty, rysunki, ryciny itp.) charakteryzują się stosunkowo niewielką liczbą odcieni, obecnością konturów i zwiększonego kontrastu. Do klasy fotografii zaliczają się więc nie tylko fotografie, ale nie tylko obrazy tworzone ołówkiem, pędzlem czy długopisem należą do klasy grafiki odręcznej. Czasami istnieją obrazy, które trudno jednoznacznie przypisać do tego czy innego typu. W takim przypadku spróbuj tego i tamtego. Następnie zrób kilka zdjęć każdego typu i zeskanuj je w różnych rozdzielczościach. Zacznij od minimalnej wartości 72 ppi, zwiększając ją stopniowo do rozdzielczości optycznej skanera. Podczas eksperymentu konieczne jest ustalenie dwóch wartości rozdzielczości:

• z którego jakość obrazu staje się akceptowalna;
• z którego jakość obrazu praktycznie się nie zmienia.

Uśredniając dane uzyskane dla każdego typu obrazu, uzyskasz wartość rozdzielczości, którą należy ustawić przy pierwszej próbie skanowania. Podczas skanowania sytuacja jest prawie taka sama, jak w przypadku korzystania z profesjonalnego aparatu, kiedy trzeba ręcznie ustawić czas otwarcia migawki, przysłonę i ogniskową (ostrość). Doświadczony fotograf szybko ocenia temat i ustawia żądane parametry swojego aparatu. Jednak profesjonalista wykona wiele zdjęć tego samego obiektu przy nieco innych ustawieniach aparatu. Podobnie skanowanie często wymaga wielu prób.
Podczas ustawiania rozdzielczości skanowania należy również wziąć pod uwagę, czy obraz zostanie powiększony podczas wyświetlania na ekranie monitora lub podczas drukowania. Ogólnie rzecz biorąc, wraz ze wzrostem rozmiaru (tj. z rozciąganiem) jakość obrazu może się pogorszyć. W takim przypadku obraz jest tworzony z pewnym marginesem rozdzielczości. Jeśli więc ma zwiększyć obraz dwukrotnie, to rozdzielczość powinna być dwa razy większa niż ta, która wystarczała na oryginalne wymiary. Z drugiej strony, jeśli zamierzasz wyświetlić zmniejszony obraz na monitorze lub wydruku, być może rozdzielczość powinna zostać odpowiednio zmniejszona. Małe obrazy powinny mieć małą rozdzielczość. Taka sytuacja często ma miejsce w przypadku projektowania stron internetowych, gdzie ten sam obraz jest często prezentowany w dwóch wersjach: małej (miniaturka, miniaturka) - niska rozdzielczość i duża - wysoka rozdzielczość.
Jeśli Twój komputer ma wystarczająco dużo pamięci, a czas poświęcony na skanowanie nie jest dla Ciebie krytyczny, możesz zalecić ustawienie rozdzielczości równej rozdzielczości sprzętowej (optycznej) skanera. Następnie w razie potrzeby rozdzielczość powstałego obrazu można zmniejszyć za pomocą edytora graficznego. W Photoshopie odbywa się to za pomocą polecenia Obraz> Rozmiar obrazu (Obraz> Rozmiar obrazu). Jednak zwiększenie rozdzielczości za pomocą edytora graficznego nie poprawia jakości obrazu. Próbkowanie w dół usuwa piksele z obrazu, a tym samym zmniejsza ilość informacji graficznych. Po zwiększeniu rozdzielczości edytor graficzny dodaje piksele, wykorzystując pewien algorytm interpolacji (uwzględniający wartości sąsiednich pikseli) do obliczania ich wartości.

Ryż. 123. Okno rozmiaru i rozdzielczości obrazu w Photoshopie

Ogólnie rzecz biorąc, lepiej jest zoptymalizować ostateczny obraz za pomocą potężnego edytora obrazów, takiego jak Photoshop. Praca z grafiką z punktu widzenia projektanta (artysty) zwykle odbywa się w przestrzeni edytora graficznego, a nie oprogramowania skanera. Ale to nie znaczy, że oprogramowanie skanera (interfejs TWAIN) powinno zostać zapomniane na zawsze. Chociaż zostały stworzone przede wszystkim po to, aby umożliwić użytkownikowi pracę ze skanerem bez zależności od posiadanego pakietu oprogramowania graficznego, czasami można z nich skutecznie korzystać, zanim jeszcze Photoshop pokaże swoją pełną moc.
Poniższa tabela przedstawia przykładowo koszt pamięci przy skanowaniu obrazu 4x4 cala (11x11 cm) w różnych trybach i rozdzielczościach.

Typ obrazu	Objętość obrazu w różnych rozdzielczościach
	100 ppi	150 ppi	300 ppi	600 ppi
kolor	469 KB	1 MB	4,12 MB	16,5 MB
Szary	156 KB	352 KB	1,37 MB	5,5 MB
linia sztuki	19,5 KB	44 KB	175 KB	703 KB

Kończąc rozmowę o rozdzielczości skanowania, przypomnijmy okoliczności, które trzeba dodatkowo uwzględnić przy wyborze rozdzielczości. Po pierwsze, jeśli zeskanowany obraz jest przeznaczony do drukowania na drukarce laserowej lub atramentowej, to ustawiona rozdzielczość może być 3-4 razy mniejsza niż rozdzielczość drukarki. Dotyczy to głównie obrazów kolorowych lub w skali szarości (w skali szarości). W przypadku obrazów Artline lub Halftone należy wybrać rozdzielczość skanowania możliwie równą rozdzielczości drukarki. Na przykład, jeśli masz zwykłą drukarkę atramentową o rozdzielczości 300 ppi, to wtedy. spróbuj najpierw zeskanować obraz z rozdzielczością 75 ppi. Jeśli wynik jest niezadowalający, podwój rozdzielczość skanowania. Po drugie, rozdzielczość często wymaga zmiany podczas skanowania obrazów z wydruków wysokiej jakości. Powodem tego jest tzw. mora – efekt oddziaływania kilku struktur okresowych (w tym przypadku dyskretnych struktur skanujących i drukowanego rastra). Często ten optyczny efekt uboczny jest eliminowany poprzez wybranie wyższej rozdzielczości skanowania. Tłumienie mory zostanie omówione bardziej szczegółowo poniżej. Po trzecie, wybierając początkowe i ewentualnie kolejne wartości rozdzielczości skanowania, należy dążyć do tego, aby wybrana rozdzielczość była wielokrotnością rozdzielczości optycznej skanera podzieloną przez liczbę całkowitą wynoszącą dwa:

Ustaw rozdzielczość = Rozdzielczość optyczna: 2 i , gdzie i = 0, 1,2, 3,...

Na przykład, jeśli rozdzielczość optyczna skanera wynosi 600 ppi, to ustawiana rozdzielczość skanowania powinna być jak najbardziej zbliżona do 600, 300, 150, 75 ppi. Ten wybór przyczynia się do osiągnięcia największej klarowności wyniku skanowania.

Korekcja tonów obrazu

Oprogramowanie skanera zazwyczaj pozwala ustawić parametry korekcji tonów - jasność, kontrast, gamma i inne (na przykład poziomy czerni i bieli). Bardzo ważna jest możliwość dostosowania tych ustawień przed skanowaniem.
Regulacja poziomów czerni i bieli jest szczególnie przydatna, jeśli oryginał nie ma wysokiego kontrastu i jest matowy, tj. nie ma obszarów o wysokiej i bardzo niskiej jasności, a wszystkie informacje graficzne są skoncentrowane w półcieniach. W takich przypadkach białe i czarne arkusze papieru są umieszczane obok oryginału, a obszar skanowania jest wybierany do przechwytywania tych specjalnych przekładek. Później można je usunąć z wyniku skanowania za pomocą edytora graficznego. Ta technika pozwala skorygować wynik automatycznej regulacji poziomów czerni i bieli, którą skaner wykonuje podczas skanowania wstępnego.
Jeśli wynik skanowania jest zbyt ciemny lub zbyt jasny, to lepiej dostosować parametr gamma (o ile oczywiście jest taka możliwość) niż jasność i kontrast. Przypomnij sobie, że gamma wpływa na półcienie obrazu, pozostawiając najciemniejsze i najjaśniejsze piksele bez zmian, czyli zachowując granice zakresu jasności pikseli. Innymi słowy, korekcja obrazu za pomocą parametru gamma jest bardziej wybaczająca.

Ryż. 124. Okno ustawień tonalnych skanera Mustek MFS I200SP

Gdy korekcja tonalna jest przeprowadzana przed ostatecznym skanem, należy pamiętać, że odbywa się to w celu wyregulowania skanera w celu wydobycia maksymalnych informacji graficznych z oryginału. Duża ilość informacji graficznych nie zawsze wyrażana jest w postaci jasnego i kontrastowego obrazu. W przypadku fotografii, na przykład, wynik skanowania o wysokim kontraście, do którego zwykle dążą początkujący, jest najczęściej spowodowany utratą oryginalnych informacji. Jeśli zamierzasz dalej przetwarzać obraz w edytorze, nie powinieneś nadużywać przeszacowywania jasności i kontrastu za pomocą oprogramowania skanera, ponieważ może to spowodować utratę drobnych szczegółów w ciemnych i bardzo jasnych obszarach.
Należy pamiętać, że wybrane ustawienia skanowania są zachowywane do czasu ich ponownej zmiany. Kliknij przycisk Resetuj, aby przywrócić ustawienia domyślne, lub kliknij przycisk Podgląd, aby wyświetlić wyniki swoich wyborów w oknie podglądu.
W razie potrzeby wynik skanowania można poprawić w edytorze graficznym, np. w Photoshopie. Zwykle jest to konieczne, chyba że jest to skan roboczy o jakości faksu.

Kontrola mory

Często zdarza się, że obrazy zeskanowane z drukowanych oryginałów, które zostały utworzone typograficznie, aby pokazać drobną, wzorzystą siatkę. Co więcej, zazwyczaj jest to tym bardziej widoczne, im wyższa jakość oryginału. Ten efekt nazywa się morą. Zasadniczo mora jest wzorem interferencyjnym wynikającym z połączenia ekranu typograficznego z innymi regularnymi strukturami, takimi jak struktura pikseli ekranu i dyskretny proces skanowania. Weź dwa grzebienie o różnych częstotliwościach zębów, połóż je jeden na drugim i patrz w świetle przechodzącym, lekko przesuwając jeden grzebień względem drugiego. Obserwowany efekt optyczny nazywamy wzorem interferencyjnym.

Ryż. 125. Model ilustrujący mechanizm występowania mory

Elementy graficzne o strukturze okresowej (na przykład mikrofon lub moskitiera, wzór szachownicy, linie równoległe lub promieniście rozbieżne) również mogą powodować efekt mory. Mora może również wystąpić na wykresie liniowym. Jednak najprawdopodobniej pojawia się podczas skanowania obrazów uzyskanych metodą typograficzną.

Ryż. 126. Drobna siatka na obrazie, szczególnie w jego jasnych obszarach - mora

Tak więc mora może pojawić się, jeśli oryginał ma wydrukowany raster, a rozdzielczość skanowania jest zbliżona do wielokrotności wydrukowanej linii rastra. Najczęściej dzieje się tak, gdy wybrana rozdzielczość jest zbliżona do samej linii. Lineatura (częstotliwość przestrzenna - częstotliwość ekranu) jest mierzona jako liczba linii na cal (linie na cal, Ipi). Jest to cecha po pierwsze urządzeń drukujących, a po drugie uzyskiwanych na nich obrazów. Gazety mają zazwyczaj kreskę 85 Ipi, druk wysokiej jakości - 133 Ipi, najwyższa jakość- 300 Ipi (kilka opcji linii).
Przed zeskanowaniem drukowanego oryginału warto poznać jego linię i wybrać rozdzielczość skanowania, która różni się od niej nieznacznie (5-10%). Jednak w praktyce, jeśli nie znasz linii wydruku lub nie chcesz tracić czasu na jej poznanie, wybierz rozdzielczość skanowania zaledwie 1,5-2 razy większą niż oczekiwana liniatura. Na przykład podczas skanowania oryginałów o jakości gazetowej rozdzielczość jest ustawiona na 100-170 ppi; podczas skanowania obrazów o wysokiej jakości druku - ponad 200 ppi. Czasami zaleca się skanowanie z maksymalną (optyczną) rozdzielczością skanera. Jest to dość zgodne z ogólną ideą zwalczania mory poprzez dobór odpowiedniej rozdzielczości. Ponadto ta rada jest bardzo dobra w przypadku druku wysokiej jakości. Podążając za nim, jednocześnie osiągasz maksymalną przejrzystość i pozbywasz się mory. Jeśli w tym przypadku mora nadal się utrzymuje, spróbuj nieco zmienić (obniżyć) rozdzielczość. Nie zapominajmy jednak, że przy wyborze rozdzielczości należy wziąć pod uwagę inne kryteria (klarowność, głośność, czas, konieczność zwiększenia).
Innym sposobem walki z morą jest lekkie przechylenie oryginału o 5-15 stopni. Jednak jego późniejsze wyrównanie za pomocą edytora graficznego może ponownie prowadzić do pojawienia się mory. W przypadku niektórych zdjęć ta technika jest całkiem do przyjęcia.
Większość oprogramowania skanera ma w swoim oknie dialogowym polecenie (filtr) zaprojektowane specjalnie w celu tłumienia mory. Można to inaczej nazwać: Descreen, Demoire pattern itp. Należy jednak stosować je ostrożnie, gdyż zmniejszają wyrazistość obrazu (uważaj, jakbyś nie wylał dziecka z wodą!). Jednak dość często stosowana jest technika polegająca na rozmywaniu obrazu, a następnie przywracaniu przejrzystości w edytorze graficznym. W Photoshopie, aby usunąć morę, najpierw dodaj do obrazu szum monochromatyczny (menu Filtr), następnie zastosuj rozmycie gaussowskie (filtr Rozmycie gaussowskie), a na koniec przywróć ostrość za pomocą filtra Wyostrzanie lub Maski wyostrzającej (maska ​​rozmyta).
W tym rozdziale zauważyliśmy już, że efekt mory pojawia się częściej na wysokiej jakości drukowanych oryginałach niż na akceptowalnej jakości obrazach na papierze gazetowym z powodu tzw. przyrostu punktu (krwawienia). Jednak często wydrukowany raster jest wyraźnie widoczny nawet na słabym papierze. Drukarki atramentowe wykorzystują technologię losowego ekranu, która praktycznie eliminuje efekt mory.
Tak więc ryzyko pojawienia się mory podczas skanowania wydruków jest bardzo wysokie. Moiré nie jest defektem skanera, ale przejawem naturalnej * interakcji światła z regularnymi strukturami na jego drodze (jest sekcja optyki poświęcona specjalnie przechodzeniu światła przez kraty). Morę można stłumić wybierając odpowiednią rozdzielczość, a także stosując filtry rozmycia na poziomie oprogramowania skanera lub edytora obrazu. Możesz także zmniejszyć rozmiar obrazu, aby efekt mory wyglądał mniej zauważalnie.

Pierścienie Newtona

Podczas skanowania filmów (przezroczyste oryginały) pojawiają się tzw. pierścienie Newtona. To są koncentryczne tęczowe bałagany. Powstają one podczas skanowania wypaczonych klisz, a przede wszystkim w wyniku odbijania światła od wielu drobnych kropelek wilgoci znajdujących się na powierzchni kliszy. Doświadczeni skanery zauważają, że pierścienie Newtona pojawiają się częściej późną jesienią i zimą. Dlatego używaj specjalnych ramek do filmów, a także wysusz je (na przykład zwykłą suszarką do włosów) przed skanowaniem. Podczas suszenia należy oczywiście zadbać o to, aby emulsja nie uległa uszkodzeniu w wyniku przegrzania.

Skanowanie zdjęć

W praktyce najczęściej skanowane są fotografie. Tutaj porozmawiamy o skanowaniu zdjęć wykonanych konwencjonalnymi aparatami i wydrukowanych na papierze fotograficznym. Przeciętny użytkownik komputera kupuje skaner głównie w tym celu. Kolorowe fotografie wykonane gdzieś w latach 70. i 80. ubiegłego wieku szybko bledną. Nie dają się porównać z fotografiami z początku XX wieku. Mamy na przykład wspaniałe kopie odbitek modelu z 1905 roku. Z biegiem czasu doznały one jedynie niewielkich uszkodzeń mechanicznych (zarysowania, zagięcia papieru), ale pozostałe fragmenty są podziwiane za wyrazistość. Nowoczesne odbitki fotograficzne mogą przechowywać informacje graficzne przez 20-25 lat. Więc Najlepszym sposobem bezpiecznie i trwale zapisuj swoje domowe archiwum zdjęć - skanuj zdjęcia i wypalaj je na nośnikach magnetycznych lub dyskach laserowych.
Podczas skanowania zdjęć wykonanych konwencjonalnymi aparatami i wydrukowanych na papierze fotograficznym, zwykle nie występują problemy z efektem mory. O wyborze rozdzielczości decyduje jedynie wymagana klarowność (ostrość), a także wielkość obrazu. Jeśli zamierzasz ją zwiększyć podczas wyświetlania na ekranie lub drukowania, to rozdzielczość skanowania powinna być wybrana z pewnym marginesem. Wielokrotnie już o tym mówiliśmy.
Zwykłe zdjęcia amatorskie są skanowane z reguły w rozdzielczości 75-150 ppi, jeśli mają być wyświetlane na ekranie monitora. W przypadku drukowania rozdzielczość powinna być w przybliżeniu równa rozdzielczości drukarki. Wynik skanowania należy trochę przetworzyć w edytorze graficznym (dostosować jasność, kontrast, balans kolorów itp.). Jeśli zamierzamy wysłać zeskanowane zdjęcia e-mailem do kogoś, kto wie, jak pracować z grafiką, to najczęściej nie zajmujemy się obróbką, zdając się na to, że odbiorca zrobi to tak, jak tego potrzebuje. Tym samym przesyłamy mu oryginalną informację graficzną. W przypadku projektowania stron internetowych, wręcz przeciwnie, wymagane jest przetwarzanie wyniku skanowania w taki sposób, aby wyglądał poprawnie i zajmował jak najmniej miejsca na dysku (szybciej ładował się do przeglądarki).
Jednym z głównych problemów związanych ze skanowaniem wydruków na papierze fotograficznym są tzw. Innymi słowy, skaner nie jest w stanie uchwycić szczegółów w ciemnych obszarach obrazu. Ten problem występuje z powodu niewystarczającego zakresu dynamicznego gęstości optycznej niedrogich skanerów biurowych. Spróbuj wydrukować zdjęcia w bardziej miękkim wywoływaczu lub na papierze z mniejszym kontrastem. Jeśli jednocześnie obraz nie stracił nasycenia czerni, a dopracowanie szczegółów w cieniach poprawiło się, to jesteś na dobrej drodze. Szczególnie utrudnione jest skanowanie obrazów wykonywanych w tzw. low key, kiedy główne przejścia rastrowe są skoncentrowane w cieniach (ciemnych obszarach). To właśnie te zdjęcia, wykonane nocą przy świetle lampy błyskowej lub w dzień przy słabym świetle, bardzo często powstają jako dzieła sztuki a nie jako dokumenty fotograficzne. Takie zdjęcia są zwykle preferowane w projektowaniu stron internetowych. W tym przypadku może być konieczne wybranie jednego z dwóch. możliwe rozwiązania:

• wydrukować zdjęcia w zwykły sposób, a następnie zwiększyć kontrast ciemnych obszarów w edytorze graficznym (narzędzia Krzywe (Krzywe) i Poziomy (Poziomy) w Photoshopie);
• drukuj zdjęcia jaśniejsze i bardziej miękkie niż zwykle (w ten sposób przesuwamy obszary cienia do bardziej korzystnego dla skanera zakresu), a następnie zwiększamy ogólny kontrast obrazu w edytorze graficznym (Narzędzia Poziomy (Poziomy) oraz Jasność/Kontrast ( Jasność / Kontrast) w Photoshopie).

Skanowanie towarów masowych

Bogate źródło materiałów źródłowych do kompozycje artystyczne to skanowanie obiektów wolumetrycznych. Ale nie wszystkie skanery potrafią to zrobić z akceptowalną jakością. Skanery CCD (tj. skanery oparte na CCD) mają to dostępne, ale skanery CIS nie. Mimo, że głębokość (trzeci wymiar) obszernych oryginałów osiągalna przez skaner nie przekracza kilku centymetrów, uzyskany efekt może być bardzo interesujący. Jednak natychmiast ostrzeżemy, że próba zeskanowania twarzy najprawdopodobniej doprowadzi do oparzeń oczu i utraty wzroku.
Podczas skanowania dużych przedmiotów zazwyczaj trzeba zdjąć pokrywę, która przepuszcza światło z zewnętrznych źródeł. Może to pogorszyć jakość obrazu. Dlatego użyj białej lub czarnej szmatki, aby zakryć skanowany obiekt.
Najtrudniejsze dla skanera są zbyt ciemne i bardzo błyszczące przedmioty. W ciemnych obiektach trudno rozróżnić szczegóły. W przypadku błyszczących przedmiotów należy wybrać ich lokalizację tak, aby ograniczyć niepotrzebne olśnienie. Dotyczy to w szczególności książek ze złotym stemplem. Jednak złote fragmenty okładek książek zwykle wydają się ciemne, a nie błyszczące podczas skanowania. Aby to skorygować, płaszczyznę książki umieszcza się pod pewnym kątem do płaszczyzny pola roboczego skanera. Aby to zrobić, możesz umieścić coś pod jakimś rogiem książki, na przykład zapałkę lub pudełko na CD.
Poniższe rysunki przedstawiają przykłady granicznych przypadków skanowania obiektów wolumetrycznych – model parowozu i zegar. Obraz zegara nie został przetworzony w edytorze graficznym. Ale obraz lokomotywy parowej, jak mówią, musiał zostać „wyciągnięty” w Photoshopie, ponieważ oryginał został wykonany z czarnego matowego plastiku, który nie odbija dobrze światła. Oczywiście, aby poprawić właściwości odblaskowe, można by zwilżyć silnik olejem roślinnym lub maszynowym, ale tego nie zrobiliśmy, bo nadal tego potrzebujemy, a ponadto nie chcieliśmy przez nieuwagę pobrudzić szyby skanera. pole robocze.

Ryż. 127. Model pilota wykonany z czarnego plastiku - oryginał trudny do skanera ze względu na słabe właściwości odblaskowe

Ryż. 128. Zegarek w błyszczącej metalowej obudowie. Blask jest całkiem do przyjęcia

Skanowany obiekt o średnich właściwościach odblaskowych to płytka drukowana. Takie obrazy można wykorzystać np. jako ilustracje do książek i artykułów.

Ryż. 129. Karta sieciowa zeskanowana w rozdzielczości 300ppi bez specjalnych ustawień skanera i przetwarzania obrazu w edytorze graficznym

Możesz poeksperymentować z używaniem lustra podczas skanowania dużych przedmiotów. Skanowany obiekt umieszcza się na szkle pola roboczego, a nad nim pod pewnym kątem lustro. Wynik powinien zawierać oprócz tematu jego lustrzane odbicie.

Skanowanie tekstów

W praktyce często konieczne jest wprowadzanie do komputera informacji z dokumentów tekstowych, na przykład z książek; czasopisma i gazety. Skanery służą do przyspieszenia tego procesu. Jednak wynik skanowania, ogólnie rzecz biorąc, jest tylko obrazem graficznym (rysunek), chociaż zawiera litery (rysunek). Jeśli zapisałeś go w pliku w formacie graficznym, możesz go później otworzyć dopiero w edytorze lub przeglądarce graficznej. Choć w zasadzie można edytować teksty w edytorze graficznym, to w praktyce oczywiście nikt tego nie robi (poza tym obraz tekstu z punktu widzenia komputera nie jest tekstem, będzie musiał być edytowany jak obrazek). Ponadto przechowywanie informacji tekstowych w plikach w formacie graficznym jest szczytem ekstrawagancji w wykorzystaniu przestrzeni dyskowej. Informacje tekstowe wraz z ilustracjami graficznymi są skanowane w celu późniejszego przeniesienia oprogramowanie do optycznego rozpoznawania znaków (OCR), na przykład FineReader lub CunieForm.

Ryż. 130. Główne okno programu FineReader

Za pomocą programu OCR wynik skanowania zostanie podzielony na tekst i obrazy (jeśli występują) i może zostać zapisany w formacie pliku dostępnym dla edytorów tekstu lub arkuszy kalkulacyjnych, takich jak MS Word lub MS Excel.
Możesz najpierw zeskanować Dokument tekstowy i zapisz wynik w pliku w formacie graficznym, takim jak JPEG lub TIFF, a następnie otwórz go w programie OCR i wykonaj rozpoznawanie znaków (rozpoznaj). Ale możesz zrobić inaczej: skanuj bezpośrednio z programu OCR, a następnie wykonaj rozpoznawanie. Preferujemy tę trasę. Nawiasem mówiąc, wiele programów OCR umożliwia skanowanie i rozpoznawanie za pomocą jednego polecenia. Jednak w przypadku, gdy skanujesz wiele fragmentów i rozpoznajesz tylko niektóre z nich, lepiej te procesy rozdzielić.
Nowoczesne programy OCR radzą sobie z sytuacją, gdy oryginał umieszczony na obszarze skanowania skanera nie jest bardzo prosty. Jest to wygodne, ponieważ oryginały można po prostu swobodnie upuścić na miejsce pracy, nie martwiąc się zbytnio o ich wyrównanie. Nie zalecamy jednak nadużywania tej możliwości.
Niektóre programy OCR wymagają skanowania dokumentu tekstowego w trybie Artline. Solidne i nowoczesne programy OCR nie obciążą Cię tym ograniczeniem.
Jeśli oryginał to tylko tekst bez grafiki, musisz go zeskanować w trybie Artline lub Gray. Tryb Artline jest zwykle stosowany do wysokiej jakości wydruków tekstu bez ilustracji, uzyskanych np. za pomocą drukarki laserowej lub atramentowej. Rozdzielczość skanowania jest wybierana na podstawie rozmiaru czcionki. W przypadku czcionek o wielkości 12 pt i mniejszych rozdzielczość w trybie Artline jest ustawiona na około 400-450 ppi. W przypadku większych czcionek rozdzielczość można zmniejszyć do 200-300 ppi. Tryb szarości wymaga 8 razy więcej pamięci na piksel niż tryb Artline. Jednak podczas skanowania tekstów w tym trybie można ustawić niższą rozdzielczość niż w trybie Artline - około 150-300 ppi, w zależności od rozmiaru czcionki i kroju pisma. Jeśli ilość zajętej pamięci i czas skanowania nie są dla Ciebie krytyczne, zalecamy wybranie trybu szarości. Podczas skanowania dokumentów zawierających oprócz tekstu obrazy, należy wybrać tryb Szary (lub Kolor, jeśli chcesz uzyskać kolorowe obrazy obrazów). Te tryby skanowania przechwytują więcej informacji graficznych o oryginale, co jest ważne dla wysokiej jakości rozpoznawania znaków.
Program OCR przy rozpoznawaniu tekstu w obraz graficzny korzysta ze słowników różnych języków, co pozwala na korygowanie defektów skanowania. Jednak nadal występują błędy OCR. Przed rozpoczęciem właściwego rozpoznawania obejrzyj wynik skanowania. Przede wszystkim należy zwrócić uwagę na jakość wyświetlania takich liter jak „e” i „s”, „k” i „n”, „l” i „p”, „i” i „1”, „r” i „r”. Jeśli w wymienionych parach liter występuje wiele przypadków wzajemnego podstawienia, lepiej powtórzyć skanowanie z wyższą rozdzielczością. Jeśli wynik rozpoznawania zawiera zbyt wiele błędów, zalecamy również powtórzenie procedury skanowania w wyższej rozdzielczości.
Jeśli musisz zeskanować wiele stron z informacjami tekstowymi mniej więcej tej samej jakości, zaleca się najpierw powolny dobór odpowiednich parametrów skanowania. Można to zrobić, eksperymentując z małym fragmentem dokumentu. Po zebraniu optymalnych wartości parametrów, możesz uruchomić skanowanie i rozpoznawanie. Oprogramowanie skanera i OCR zwykle ma specjalne polecenie, które ustawia tryb wsadowy (tryb Buth).

15.4-16+isp_pages.doc

1. 
   Chłodzenie termoelektryczne

I

Projekt I
Termoelektryczny efekt Peltiera polega na pochłanianiu lub uwalnianiu ciepła na styku dwóch różnych metali lub półprzewodników, gdy przez te przewodniki przepływa prąd elektryczny. Jeżeli E 1 i E 2 są mocą cieplną pierwszego i drugiego złącza, to ilość ciepła odbieranego na złączu w temperaturze T(K) wyraża się wzorem: Q=(E 1 - E 2)xTxI.

Q

Jeden etap projektowania w oparciu o Bi 2 Te 3 umożliwia uzyskanie temperatury

(-30)С, dwa etapy (-75), sześć (-100)

1. 
   ^ Systemy skanujące

Do konwersji wielowymiarowego sygnału optycznego na jednowymiarowy sygnał elektryczny, odpowiedniej informacji o rozkładzie parametrów sygnału optycznego, w OED wykorzystuje się skanowanie – proces sekwencyjnego, ciągłego lub dyskretnego próbkowania wartości sygnał optyczny. Najczęściej w OED przestrzenny rozkład strumienia promieniowania jest przekształcany na sygnał wideo. Dlatego proces skanowania w tym przypadku jest sekwencyjnym oglądaniem stosunkowo dużego pola widzenia przez małe pole chwilowe.

Ważną funkcją skanowania jest zwiększenie odporności urządzenia OED na zakłócenia. Rzeczywiście, użycie małego chwilowego pola widzenia podczas przeglądania dużej przestrzeni zawierającej mały obiekt na tle hałasu jest z pewnością bardziej preferowane niż wykonanie tej samej operacji przez urządzenie z duże pole wizja.

Systemy skanujące można sklasyfikować na różne sposoby:

• 
  zgodnie z metodą dekompozycji pola widzenia (jednoelementowy, równoległy, sekwencyjny, złożony).
• 
  o fizycznym charakterze zjawisk leżących u podstaw działania systemu skanującego (mechanicznych, optyczno-mechanicznych, fotoelektronicznych, ultradźwiękowych itp.)
• 
  w ujęciu przestrzennym (jednowymiarowe, dwuwymiarowe).

Przy skanowaniu pojedynczego elementu, małe chwilowe pole widzenia może być skanowane, jak pokazano na poniższym rysunku, wzdłuż różnych trajektorii.

Podczas skanowania równoległego całe pole OYLX jest oglądane jednocześnie wzdłuż linii poziomych, na przykład przesuwając linijkę FP zorientowaną prostopadle do kierunku skanowania.

Przy skanowaniu sekwencyjnym linijka FP jest zorientowana równolegle do kierunku skanowania, każdy punkt w przestrzeni jest widziany przez wszystkie elementy. Sygnały z nich podawane są do linii opóźniającej i sumatora. W tym przypadku możliwe jest nie tylko uśrednienie sygnału, ale także uzyskanie dużej rozdzielczości o czynnik (n) przy komplikacji układu elektronicznego i wzroście kosztu OED, co może nie być porównywalne z osiągalną korzyścią.

Przy skanowaniu równoległym sekwencyjnym podgląd pola widzenia zapewnia matryca.

1. 
   Skanowanie trajektorii podczas zwykłego wyszukiwania

Urządzenia optoelektroniczne wykorzystują różne ścieżki skanowania. Rodzaj określonej trajektorii determinuje przede wszystkim kształt kontrolowanego obszaru pola widzenia (kształt rastra).

Okrągły kształt pola tworzą osiowo-symetryczne trajektorie, które tworzą dwie składowe skanujące. Jednym z nich jest ruch obrotowy ze stałą prędkością, drugim - zarówno ruchy obrotowe, jak i oscylacyjne.

Prostokątny kształt pola tworzą dwa ruchy oscylacyjne, chociaż w niektórych przypadkach stosuje się kombinację ruchu obrotowego i translacyjnego.

Osiowosymetryczne trajektorie skanowania można podzielić na kilka klas w zależności od rodzaju ruchów elementów i stosunku ich prędkości. Rozróżnia się ścieżki skanowania spiralnego i rozety.

Trajektorie skanowania w przypadku ruchu oscylująco-obrotowego pola skanowania.

Spirala Archimedesa powstaje, gdy podczas jednej oscylacji wzdłuż pewnej osi OS ta ostatnia wykonuje kilka obrotów wokół punktu stałego O (ryc. 45).

Skok A spirali.

Aby sprawdzić pole widzenia bez (2r) przerw, wielkość chwilowego pola widzenia musi być równa (a).

Jeżeli podczas ruchu oscylująco-obrotowego pola skanującego podczas jednego obrotu wystąpi kilka oscylacji, powstaje trajektoria rozety (ryc. 46, 47.48)




y y

Trajektorię rozety charakteryzuje liczba płatków N, którą wyznacza prędkość kątowa obrotu , prędkość liniowa oraz oscylacje amplitudy r

,

gdzie

W zależności od relacji między r, promieniem pola widzenia R oraz kierunkiem i początkiem oscylacji skanowania zmienia się charakter wypełniania pola liniami skanowania.

Skanowanie trajektorii podczas ruchu obrotowo-obrotowego dość wyraźnie pokazano na ryc. 49-51.

Skanowanie trajektorii podczas ruchów oscylacyjnych.

Ruchy oscylacyjne pola skanowania w dwóch wzajemnie prostopadłych kierunkach umożliwiają realizację tzw. trajektorii progresywnego i progresywnego skanowania. W takim przypadku podczas procesu skanowania pole skanowania (SF) przesuwa się od lewej do prawej i jednocześnie przesuwa się w dół o szerokość linii. Po przejściu jednej linii SP szybko przesuwa się w lewo, a następnie proces jest powtarzany aż do zapełnienia kadru - pola widzenia. Aby uzyskać równomierny ruch wspólnego przedsięwzięcia wzdłuż linii lub ramy przesuwania go do pierwotnego położenia, konieczne jest zapewnienie piłokształtnego prawa ruchu (ryc. 52). Podsumowując, przedstawiamy ryc. 53, który ilustruje niektóre specjalne ścieżki skanowania.

1. 
   Rodzaje urządzeń skanujących

Zwykle OED wyróżnia się skanowaniem fotoelektronicznym, skanowaniem wiązką elektronów, skanowaniem wiązką światła, skanowaniem optyczno-mechanicznym.

Skanowanie wiązką elektronów (EBS)

SEL przeprowadza się w telewizyjnych tubach transmisyjnych (ikonoskop, superikonoskop, ortikon, disektor, vidicon itp.).

Większość nowoczesnych lamp nadawczych to odbiorniki promieniowania fotoelektrycznego z zewnętrznym efektem fotoelektrycznym, które mają wystarczającą czułość w zakresie długości fal do ~1,2 μm.

W niektórych przypadkach fotorezystor jest wykorzystywany jako fotokatoda w lampach, czyli zjawisko wewnętrznego efektu fotoelektrycznego, który przesuwa obszar czułości do 2-2,5 mikrona.

Ryc.47. Trajektoria skanowania rozety z ruchem oscylująco-obrotowym pola skanowania

Ryż. 48. Trajektoria skanowania z ruchem oscylująco-obrotowym pola skanowania dla r a - spirala, b - rozeta

Rys.49 Spirala a) i rozeta b) skanujące trajektorie przy

Ruch obrotowo-obrotowy pola skanującego przy 2r=R

Rys.50 Trajektoria spiralna dla przypadku 2r

Ryż. 51. Trajektoria rozety dla przypadku 2r

h

a
O lX

a)

b)

T pr t ar.

Ryż. 52. Ścieżka skanowania progresywnego lub progresywnego

Ryc.53. Niektóre specjalne ścieżki skanowania: a - gąsienica: b - skanowanie śledzenia

Dysektor i vidicon, odpowiednio, systemy natychmiastowego działania z akumulacją, są najszerzej stosowane w automatycznych OED.

W systemach o działaniu natychmiastowym energia promieniowania każdego punktu obserwowanego pola jest przekształcana na sygnał tylko w czasie, gdy przechodzi przez niego wiązka skanująca. Czas ten jest znacznie krótszy niż czas oględzin całego pola, tj. nie wykorzystuje możliwości magazynowania energii.

W systemach z akumulacją sumowanie energii emitowanej przez dany punkt pola odbywa się przez cały czas oglądania, co pozwala na zwiększenie ich czułości w porównaniu z systemami o działaniu natychmiastowym.

Wygodne jest wyjaśnienie działania systemu z akumulacją na przykładzie urządzenia ikonoskopowego.

Fotokatodę lampy telewizyjnej (cel) można przedstawić jako dużą liczbę oddzielnych fotokomórek odizolowanych od siebie, połączonych szeregowo ze źródłem emf. [(patrz rys. 54), R to rezystancja obciążenia, C to rozproszona pojemność fotokatody].

Pod działaniem promieniowania z jednego z punktów i pola widzenia kondensator C i jest ładowany prądem fotoelektrycznym I 3 podczas działania klawisza K - czas ekspozycji.

Systemy z akumulacją są stosunkowo trudne w obsłudze, wymagają stabilizacji zasilaczy i obawiają się silnego oświetlenia. W związku z tym, pomimo niższej czułości, dysektory są szeroko stosowane w OED.

Prosektor

Jego zasada działania jest następująca. Półprzezroczysta fotokatoda (rys. 55), na którą rzutowany jest obraz świecącego obiektu, emituje fotoelektrony wewnątrz tuby w ilości proporcjonalnej do jego oświetlenia. Powstały obraz elektroniczny jest przenoszony z fotokatody do powielacza elektronów za pomocą pola elektrycznego i magnetycznego.

W celu uzyskania sygnałów ze wszystkich elementów obrazu wykonuje się skanowanie za pomocą systemu magnetycznego (5) /4-pole przyspieszające/.

Dysektory są dostępne z różnymi typami fotokatod zapewniającymi czułość od długości fal UV do NIR.

Vidicon (ryc. 56)

Warstwa półprzewodnikowa 2 jest osadzona na półprzezroczystej płytce sygnałowej (metalowej) 1. Obraz fotograficzny jest odczytywany za pomocą wiązki elektronów. Normalny spadek tych ostatnich zapewnia siatka w pobliżu tablicy sygnalizacyjnej. Wiązka elektronów poruszająca się wzdłuż tarczy pozostawia na niej elektrony, doprowadzając potencjał miejsca półprzewodnika do potencjału katody. Im niższe oświetlenie obszaru docelowego, tym większa rezystancja półprzewodnika, tym mniej elektronów jest potrzebnych do skompensowania zmiany ładunku, tj. czytanie reliefu obrazu.

Ryc.54. Schematy nadawczej lampy telewizyjnej z akumulacją:

a- zasadniczy: b - ekwiwalent

Ryc.55. Prosektor

Ryc.56. Vidicón

Skanowanie wiązką światła

Zgodnie z zasadą działania urządzenia ze skanowaniem wiązką światła są zbliżone do systemów ze skanowaniem elektronicznym. Przykładem takiego urządzenia jest termoelektroniczny konwerter obrazu - termooniczny (ryc. 57)

Powierzchnia odbiorcza stożka termicznego składa się między innymi z bardzo cienkiej folii wrażliwej na podczerwień. Na odwrocie tych ostatnich nakładana jest specjalna warstwa fotowoltaiczna, której wydajność zależy od temperatury. Na warstwę fotograficzną rzutowany jest obraz jasnego punktu świetlnego, poruszającego się po ekranie kineskopu zgodnie z określonym prawem. W zależności od położenia plamki świetlnej na fotowarstwie i rozkładu temperatury na powierzchni P, liczba emitowanych elektronów i fotoprąd w obwodzie kolektora pierścieniowego zmienia się o 2-3% na każdy stopień zmiany temperatury. Zmiana fotoprądu jest wzmacniana i kontrolowana przez lampę katodową I2.

Zakres (rozwijanie) - w strukturach MIS. Maksymalna rozdzielczość to blisko 50 linii na klatkę przy  1.

1. 
   Skanowanie optyczno-mechaniczne.

W optomechanicznych urządzeniach skanujących proces skanowania realizowany jest poprzez zmianę kierunku osi optycznej OES. W tym przypadku całkowite pole widzenia jest analizowane sekwencyjnie przez chwilowe pole widzenia układu optycznego. Ogólną klasyfikację takich urządzeń pokazano na ryc. 58.

Skanowanie można wykonać poprzez przesuwanie całego układu optycznego urządzenia lub jego elementów – zwierciadeł, pryzmatów, klinów, soczewek, przesłon. Systemy optyczno-mechaniczne, w których skanowanie odbywa się za pomocą membrany (szczeliny) poruszającej się w płaszczyźnie ogniskowej, nazywane są czasami ekranowaniem. Znanym przykładem jest płyta Nipkowa. Specyficzne metody skanowania są stosowane w systemach ze światłowodami. Skanowanie można również przeprowadzić poprzez zmianę współczynnika załamania lub innych właściwości optycznych materiałów wchodzących w skład systemu. Skanowanie ruchu całego systemu odbywa się w przypadkach, gdy istnieje możliwość wykorzystania ruchu platformy, na której znajduje się ECO. Skanowanie liniowe jest często używane w takich systemach w celu wyświetlenia szerszego obszaru terenu. (rys.59).

• 
  Skanowanie lustrzane: Rozróżnić skanowanie w przestrzeni obiektów (zwierciadło umieszczane jest przed obiektywem, Rys. 60) i skanowanie w przestrzeni obrazów (stosowany jest obiektyw szerokokątny, który zapewnia wysoką jakość obrazu w całym polu widzenia, za nim znajduje się lustro, ryc. 61).

Wraz z prostym lustrem w systemie skanującym można zastosować system luster, pryzmatów lustrzanych, piramid itp. (Rys. 62-64). Jako siłowniki stosowane są silniki krokowe, mechanizmy krzywkowe itp.

Ryc.57. Schemat ideowy stożka termicznego.

^ SKANUJ W PRZESTRZENI OBIEKTU

OPTYCZNO-MECHANICZNE URZĄDZENIA SKANUJĄCE

SKANUJ W PRZESTRZENI OBRAZU

^ SKANOWANIE ZE WZGLĘDU NA RUCH CAŁEGO UKŁADU OPTYCZNEGO

SKANOWANIE Z RUCHOMYMI ELEMENTAMI UKŁADU OPTYCZNEGO

^ SKANOWANIE Z SZCZELINĄ PRZESUWAJĄCĄ SIĘ W PŁASZCZYŹNIE OBRAZU

SKANOWANIE PRZEZ ZMIANĘ WŁAŚCIWOŚCI OPTYCZNYCH ELEMENTÓW ZAWARTYCH W SYSTEMIE

^ SKANOWANIE W SYSTEMACH ŚWIATŁOWODOWYCH

Ryż. 58. Klasyfikacja optyczno-mechaniczna

Urządzenia skanujące

Ryż. 59. Skanowanie pojedynczej linii z ruchomej platformy.

Ryż. 60. Skanowanie w przestrzeni obiektów:

1. 
   

linia wzroku; 7 - pole widzenia

Ryż. 61. Skanowanie w przestrzeni obrazu:

1. 
   lustro skanujące; 2 - obiektyw;3 - przesłona;

4 - skraplacz; 5 - odbiornik promieniowania; 6 - chwilowy

linia wzroku; 7 - pole widzenia

Skuteczność OED, przeznaczonego do badania przestrzeni ze stałego nośnika, można znacznie zwiększyć poprzez zastosowanie skanowania z przeplotem wiązki skanującej (rys. 65) wieloelementowej linii odbiorczej. Uzyskany wynik to zmniejszenie liczby elementów odbiorczych oraz zmniejszenie pasma częstotliwości toru przełączająco-wzmacniającego, a spadek ten jest równy m-krotności, gdzie m = N (liczba pryzmatów). Wadą jest możliwość chybienia celu, dlatego ECO (platforma) musi być nieruchoma.

• 
  Skanowanie z otworem w nieprzezroczystym ekranie - najłatwiejszy sposób skanowania. Klasycznym przykładem jest dysk Nipkowa. Przykład tych urządzeń pokazano na ryc. 66,67. Otwór w krążku D (rys. 66) jest umiejscowiony w taki sposób, że obraz ograniczony przesłoną DP jest sekwencyjnie analizowany linia po linii, tak że gdy jeden otwór wychodzi poza okno apertury DP, drugi wychodzi rysowanie następnej linii. Jedną z najnowszych konstrukcji z określonym mechanizmem skanowania jest kamera termowizyjna Yantar (lata 70., pole widzenia 5x4, chwilowe pole widzenia 5, częstotliwość odświeżania 25 Hz), która zdołała zapewnić minimalną wykrywalną różnicę temperatur  = 0,2 - 0,3С.

Celownik przeciwlotniczy - jeden z nich (pokazany na rys. 67) jest prosty w konstrukcji i skuteczny. Lustro (D~1500 mm, f~640 mm) tworzy obraz celu punktowego w płaszczyźnie przesłony nieprzezroczystej z wycięciem, obracanej silnikiem M 2 (M 1 jest modulatorem). Sygnał zasila lampę neonową L, która obraca się z częstotliwością przesłony M2 w okręgu, który jest dogodny dla operatora. Łatwo zauważyć, że pod warunkiem, że zwierciadło odbiorcze jest precyzyjnie zorientowane na cel, żarówka zakreśla pełne koło i miga w określonym sektorze przez krótkie chwile w innych warunkach.

• 
  Skanowanie poprzez kontrolę właściwości optycznych elementów wchodzących w skład systemu. Sterowanie odbywa się za pomocą pola magnetycznego lub elektrycznego. Wiadomo na przykład, że materiały takie jak nitrobenzen, kwarc, niektóre kryształy zmieniają współczynnik załamania n pod wpływem pola elektrycznego. Do skanowania można użyć systemu filtrów jak na ryc. 68, wykonanego z naprzemiennych warstw niektórych materiałów, na przykład siarczku cynku i kreolitu. Takie filtry przepuszczają tylko promieniowanie monochromatyczne, długość fali  cztery razy większa grubość ja filtr. Jeżeli filtr wykonany jest w postaci klina i na niego skierowane jest promieniowanie monochromatyczne, to to ostatnie przejdzie tylko w tej części, w której grubość odpowiada jednej czwartej długości fali (pod warunkiem n =  /4 ). Wprowadzając drugi filtr, obrócony o 90, zapewnimy możliwość przepuszczania tylko tej części promieniowania, która odpowiada odcinkom filtrów o grubości 1/4. Doprowadzając napięcie do filtrów, można przesuwać linie o jednakowej grubości i tak dalej. upewnij się, że obraz jest skanowany.

(Na ryc. 68 - GKR - pionowy i poziomy generator skanujący; KFG, KFV - poziome i pionowe filtry klinowe).

Rys.62. Rodzaje luster skanujących: a - obrotowe lustro dwustronne (dwuścienne); b - lustro obracające się wokół osi, która nie jest do niego prostopadła; c – „krzyż” z lusterek 1 i 2; d - lustro oscylujące w dwóch płaszczyznach; e - system dwóch obrotowych luster; e - dwa lustra obracające się lub kołyszące wokół wzajemnie prostopadłych osi; g - lusterko obrotoweN- pryzmat fasetowany; h - lusterko obrotoweN- piramida fasetowana.

Rys.63. Lustro skanujące w postaci wielościennego pryzmatu:

O - obiektyw; Pr jest odbiornikiem elementów M;

H - lustro zNtwarze; NP - kierunek lotu

Ryż. 64. Podstawowe zasady skanowania płytą płasko-równoległą (pryzmat): a - ścieżka promieni; b - pryzmat równoważny płytce o grubości ; c - pole widzenia i obrót płyty ze stałym odbiornikiem (otwór polowy).

Ryż. 65. Schemat skanowania i układ warstw wrażliwych

wieloelementowy odbiornik ze skanowaniem z przeplotem.

Rys.66. Telewizor mechaniczny z tarczą Nipkow:

a - wielkopowierzchniowy odbiornik promieniowania;

b - mały odbiornik i skraplacz;

c - skanowanie dysku

Ryż. 67. Skanowanie ze szczeliną w przeciwlotniczym celowniku

Ryż. 68. Urządzenie skanujące z filtrami w kształcie klina.

Nie gorszy pod względem skuteczności od poważnych analogów przemysłowych. Przejdźmy teraz do samego układu urządzenia, którego podstawę stanowi mikrokontroler AT89C52.

Objaśnienia do schematu:

• - JP1 - DMX.
• - JP2 - przełącznik DMX/muzyka.
• - JP3 - mikrofon (przestrzegać polaryzacji).
• - JP4 - rezystor zmienny 50-100 kOhm, regulacja czułości mikrofonu.
• - JP5 - jedzenie. Użyłem ~10V, aby uzyskać +14V do silników.
• - JP6, JP7 - podłączenie czujników optycznych położenia zerowego kręgów gobo i koloru. W kręgach powstaje szczelina, wzdłuż której okrąg się zatrzymuje.

JP8 - sterowanie napędem stroboskopowym. U mnie to wyjście idzie do tranzystora, który poprzez transoptor i triak steruje wygaszeniem lampy. Oznacza to, że nie ma sygnału - lampa jest wyłączona, jest sygnał - lampa jest włączona). Oto schemat sterowania:

Triak steruje zasilaczem elektronicznym. Było to 12V 200W.

Przerobiłem go na 15 V i użyłem lampy z odbłyśnikiem od urządzeń medycznych 15 V 150 W. W szereg z lampą jest termistor (NTC1) dzięki czemu lampka świeci płynnie i nie przepala się.W trybie muzycznym ten węzeł nie działa, a lampka jest stale włączona. Ta tablica jest mocowana na kawałku tekstolitu i przykręcana tuż pod lampą:

• - JP9 - optyczna kontrola pryzmatu. Zainstalowany jest silnik, który przy sygnale na tym wyjściu obraca się i obraca pryzmat optyczny, co powoduje rozgałęzienie lub rozstrojenie obrazu).
• - JP10 - JP11 - podłączenie silników krokowych - 2 sterowanie lusterkami, koło gobo i koło kolorów.
• - JP12, JP13 - złącze do programowania w obwodzie.

Możliwe jest oprogramowanie układowe dla MK i kod źródłowy. Inne pliki - na forum. Zdjęcia płytki skanera światła na mikrokontrolerze AT89C52:

Kręgi i kolory gobo są zatrzymywane przez czujnik optyczny. Koło obraca się w gnieździe czujnika optycznego. kiedy szczelina w kole przechodzi przez czujnik optyczny, zatrzymuje się. Silniki ustawienia lusterka po włączeniu odchylają je do skrajnego położenia, uderzają o ogranicznik i zatrzymują się. Następnie obracają się pod pewnym kątem w przeciwnym kierunku - to jest średnia pozycja lustra.

Kupiłem koło gobo bez filtrów dichroicznych. Nie mogłem jednak skorzystać z gotowych, ponieważ kąt obrotu nie był zbieżny. Dlatego zrobiłem koła z cienkiego aluminium dla mojej średnicy i kąta obrotu. Wywierciłem otwory o wymaganej średnicy (nieco większe niż zakupione gobo).