Основное предназначение сканера

1.

Санкт- Петербургское государственное бюджетное профессиональное образовательное
учреждение
«Академия управления Городской средой, Градостроительства и Печати»
Основное предназначение сканера
По дисциплине: Введение в проектно-исследовательскую деятельность.
Работу выполнил студент группы : Гашпаренко Д. В.
Принимающий индивидуальный проект к защите: Папкова Е.Г
Санкт-Петербург
2020

2.

«Содержание»
Титульный лист
Содержание
Введение
Определение сканера
Основные характеристики
История сканера
Виды сканеров
Заключение
Список литературы
1

3.

«Введение»
Актуальность моего индивидуального проекта состоит в том, что почти каждый
пользователь компьютера постоянно сталкивается с проблемой преобразования документов из
бумажной формы в электронную. Процедура ввода информации вручную отнимает огромное
количество времени и чревата ошибками. Кроме того, вручную можно вводить только тексты,
но не изображения. Выходом из положения является сканер, позволяющий вводить в
компьютер, как изображения, так и текстовые документы.
Сканеры считывают с бумаги, пленки или иных твердых носителей «аналоговые» тексты или
изображения и преобразуют их в цифровой формат. Они служат везде: в крупных конторах, где
обрабатываются огромные архивы документов, в издательствах и проектно-конструкторских
организациях, а также в небольших фирмах и домашних офисах. Настолько широка сфера
применения сканеров, настолько много их разновидностей. Цена сканера может составлять от
нескольких десятков до десятков тысяч долларов, оптическое разрешение - от 100 до 11000 точек на
дюйм (на английском dpi, dot per inch), а скорость сканирования - от 1-2 до 80 с./мин.
Для выполнения тех или иных конкретных задач пригодна отнюдь не каждая модель. Как
правило, пригодность сканера определяется совокупностью его технических параметров:
конструктивным типом, форматом, разрешением, глубиной цвета, диапазоном оптических
плотностей.
2

4.

Сканеры совместно с эффективными средствами распознавания текста (такими, например,
как Fine Reader) и переводчиками (такими, например, как Stylus) практически полностью разрушили
языковой барьер и открыли каждому пользователю свободный доступ к иностранной технической
или любой другой литературе.
Цель : выяснить для чего служит сканер ;
Задача 1 : изучить виды сканеров ;
Задача 2 : выяснить его предназначение
3

5.

«Определение сканера»
Сканер — устройство ввода, которое, анализируя какой-либо объект (обычно изображение, текст), создаёт его
цифровое изображение. Процесс получения этой копии называется сканированием.
4

6.

«Основные характеристики»
Основными параметрами, на которые стоит опираться при выборе данного периферийного
устройства, являются: тип сканера, тип установленного датчика, разрешение, оптическая плотность,
глубина цвета, скорость сканирования и поддерживаемый формат нецифрового носителя (А4, А3).
Сканеры подразделяются на планшетные, протяжные и слайд-сканеры.
Планшетный тип сканера наиболее распространен. Конструктивно сканер состоит из стеклянной
основы (планшета) и считывающего механизма под ней. В процессе сканирования документ или
книга неподвижны, а информация снимается за счет перемещения линии считывающих
фотоэлементов вдоль оригинала. Сканер имеющий протяжный тип, осуществляет сканирование
лишь отдельных листов бумаги, которые проходят через считывающую светочувствительную
линию. К сожалению, такой подход не позволяет оцифровывать объемные носители информации.
Слайд-сканер. Данный тип сканера используется для сканирования материалов имеющих
прозрачную или полупрозрачную основу. К таким нецифровым носителям, например, можно
отнести фотопленку или рентгеновский снимок.Contact Image Sensor, CIS — представляет собой
линию фотоэлементов, которая перемещается вдоль сканируемого материала, и строка за строкой
передает информацию с носителя в виде электроимпульсов. Для подсветки оригинала используются
светодиоды, расположенные вблизи фотоэлементов. Недостатком данного типа датчиков является
малая глубина резкости. Charge-Coupled Device, CCD – не что иное, как интегральная микросхема,
обладающая линией фоточувствительных элементов. При построении картинки, используется
оптическая конструкция -включающая в себя зеркало и объектив. Для подсветки сканируемого
материала применяется люминесцентная подсветка.
5

7.

Плюсом CCD-сканеров является хорошая глубина резкости и цветопередача. К минусам,
можно отнести большую толщину и вес датчика, а также стоимость в сравнении с CIS.
Разрешение сканера зависит от количества фоточувствительных элементов линейки на один дюйм
по оси X и минимальным интервалом хода шагового двигателя, также на дюйм, по оси Y.
Разрешение – основной параметр при выборе сканера, подавляющее большинство моделей имеет
минимальное разрешение 600 х 1200 точек на дюйм (dpi). Почему минимальное? Существует
понятие улучшенного разрешения, когда готовое изображение формируется по принципу
интерполяции. Для того чтобы получить картинку превышающую разрешение оригинала,
пространство между соседними точками заполняется по принципу градации яркости и цвета исходя
из данных полученных оптическим способом о цвете и яркости оригинальных точек. Способность
сканера отличить сканируемый материал от «полной темноты», своего рода, параметр «слепоты»
считывающих светочувствительных датчиков. Чем выше чувствительность, тем лучше результат при
сканировании темных малоконтрастных исходников.Влияет на цветопередачу при сканировании
исходных материалов. Различают два вида цветопередачи: внутренняя – количество цветов,
различаемых системой сканера; внешняя – количество цветов, которые сканер отправляет на ПК. В
основном используется 24-битная цветопередача, что вполне достаточно для задач офиса или дома.
Но, если работать с графикой, необходим сканер с большей разрядностью. Чем выше этот
показатель, тем лучше. Но, нужно помнить, что скорость также зависит от выбранного разрешения и
площади сканируемого материала. Максимальный формат оригинала, который может отсканировать
устройство. Сканеры, поддерживающие формат A4, получили большее распространение.
6

8.

«История сканера»
Сканеры предназначены для ввода графической информации. С помощью сканеров можно вводить
и знаковую информацию. В этом случае исходный материал вводится в графическом виде, после чего
обрабатывается специальными программными средствами. Сканирование документов – процесс создания
электронного изображения бумажного документа, напоминает его фотографирование. Из всех
компьютерных устройств, сканер – одно из самых старых по времени из изобретений. Системы для
сканирования изображения являются неотъемлемой частью таких устройств, как фототелеграф,
телефакстелекамера и существуют уже более ста лет. В 1855 году итальянский физик Казелли создал прибор
для передачи изображений, названный "пантелеграфом". В этом приборе игла сканировала
изображение.нарисованное токопроводящими чернилами. С изобретением фотоэлемента был создан
фототелеграф, в котором тонкий луч света перемещался по поверхности закрепленной на барабане
фотографии. Свет, отражаясь от поверхности изображения, попадает на катод фотоэлемента, вызывая ток
эмиссии, пропорциональный отражательной способности. В начале века немецким физиком Корном был
создан фототелеграф, который ничем принципиально не отличается от современных барабанных сканеров.
В нем происходит механическое сканирование изображения по двум координатам и освещается каждая
точка в отдельности. Проходящий через нее свет воспринимается одним селеновым фотоприемником следовательно, отсутствует погрешность, связанная с неидентичностью чувствительных элементов. Это
самый старый и на сегодняшний день самый качественный, но и самый дорогой способ. Он не имеет
принципиальных ограничений на число точек, из которых будет составлено изображение. Развитие
полупроводниковых технологий позволило объединить несколько фотоприемников в одну линейку и
обойтись перемещением только по одной координате. Это привело к рождению планшетных, рулонных,
проекционных и ручных сканеров. Их оптическая схема абсолютно одинакова и может быть представлена в
виде объектива, фокусирующего строку изображения на линейку фотоприемников. Различие заключается в
способе перемещения фотографии, линейки фотоприемников и объектива. Обычно объектив и линейка
фотоэлементов жестко связаны и перемещаются относительно фотографии. Разрешение подобных
устройств обусловлено числом чувствительных элементов в линейке, и если ширина фотографии меньше
рабочей поверхности сканера, то используется только часть фотоэлементов.
7

9.

Виды сканеров
Планшетный
Своё название данный вид орг.техники получил благодаря внешнему сходству с папкой для записей –
планшетом. Они являются самыми распространёнными и удобными для большинства пользователей, так как
обеспечивают хорошее качество готового изображения, скорость и простоту использования..Чтобы отсканировать
документ с помощью планшетного сканера нужно положить его под крышку на стекло, лицом вниз. После нажатия
запускающей работу устройства кнопки, находящаяся под прозрачным стеклом лампа, начнёт движения.
Отражаемый от бумаги свет попадёт на матрицу, которая считает информацию и передаст её в двоичном виде во
взаимодействующие со сканером прикладные программы.
8

10.

Ручной
Устройства ручного типа пользуются намного меньшей популярностью, чем планшетные, так как
документ или фото, которое нужно обработать пользователь должен перемещать вручную. Однако
стоят они намного меньше, что и считается основным их преимуществом. К числу немалых
недостатков относят низкое разрешение и качество получаемого изображения. Текст или картинка
могут быть перекошены, смещены или не полностью пропечатаны. Работают ручные модели очень
медленно и шумно
9

11.

Листопротяжный
По внешнему виду листопротяжные сканеры напоминают принтер. Своё название они
получили благодаря тому, что листы с текстом или изображениями, чтобы перенести их в
компьютер нужно протягивать через наружную щель в сканере вручную. Существуют
модели и с автоматическим устройством подачи, но они не так распространены
10

12.

11

13.

Книжный
Такие сканеры создавались специально для сканирования книг и брошюр, чтобы повысить количество
сохранённых в архивах документов. Они позволяют аккуратно перенести информацию с древних и
дорогостоящих изданий, не замяв и не испортив листы. Существуют модели, которые даже могут
сканировать информацию с полураскрытой книги, полностью считывая текст и изображения. Входящее в
состав конструкции прижимное стекло выпрямляет страницы, что позволяет перенести изображение в
числовом виде в полном объёме, без искажений6.
12

14.

Планетарный
Так же как и книжные, планетарные модели применяются для работы с книгами и другими
носителями, отличающимися особой хрупкостью. В отличие от книжных, при работе с
планетарными моделями контакта с предметом изучения не происходит. Это очень
дорогостоящие устройства, которые имеются в наличии в архивах, крупных библиотеках,
исследовательских институтах
13

15.

Барабанный
Модели барабанного типа используются в широкомасштабной полиграфии, где от готовых
изображений требуется высококачественное воспроизведение. Считывание происходит во
время продвижения по носителю барабана. За одно продвижение считываются разные
линии пикселей.
14

16.

Слайд-сканер
Данные устройства используются для переноса информации с плёночных слайдов. Чаще
всего они выпускаются, как дополнение к обычным сканерам, однако купить их можно и
отдельно. Некоторые умельцы даже мастерят слайд-сканеры своими руками используя для
этого картонные коробки и ПВХ-трубы
15

17.

Штрих-кода
Миниатюрные устройства, используемые для считывания информации, заложенной в штрих-кодах
товаров. Применяются в сфере торговли и услуг для точной и быстрой идентификации товаров. Найти их
в свободной продаже довольно сложно.
16

18.

Отпечатка пальца
Встроенные в современные смартфоны и другие гаджеты считыватели рисунка отпечатков пальцев
используются для защиты частной информации. Они могут получать изображение и анализировать его
на предмет совпадения с хранящимися в базе данных отпечатками.
17

19.

3D сканер
Чтобы получить трёхмерную модель какого-либо объекта используют 3D сканеры. Их используют в
медицине, дизайне, инженерном анализе и индустрии развлечений. Чтобы прибор распознал объект, на
него крепят специальные метки, чья совокупность и формирует уникальную систему координат, в
которых и строятся поверхности. На блестящие и гладкие, отражающие свет поверхности перед началом
процесса считывания наносят антибликовые составы. По методам сканирования такие устройства делят
на несколько типов: бесконтактные, активные и пассивные.
18

20.

«Заключение»
В своей работе я раскрыла тему, касающуюся периферийных устройств ввода информации в
компьютер - сканерах. Конечно, тема раскрыта поверхностно, но ее достаточно чтобы иметь
представление вообще что такое сканер, какие виды сканеров бывают, их основные характеристики
и т.д. Так же этой информации достаточно чтобы обычный пользователь смог выбрать сканер для
себя относительно своих запросов и потребностей. Ниже будет приведен пример выбора сканера
относительно области дальнейшего его применения . Не смотря на широкую рекламу сделаную в
Голливудских фильмах Они широко применяются в системах защиты особо важных обьектов. Эти
сканеры в основном работают по принципу сканирования отпечатка пальца или сетчатки глаза
человека.Также широко применяются сканеры в торговле. Специальные сканеры штрих-кода
используются в супермаркетах, оптовых магазинах, складах. При считывании штрих-кода рабочий
сразу получает информацию от товаре что облегчает его работу. Широкое использование штриховых
кодов было обусловлено необходимостью обеспечить автоматизированный ввод информации в
компьютерные системы управления, который отличался бы высокой надежностью, простотой и
экономичностью. Мы сталкиваемся со штриховыми кодами, покупая товары в магазинах, сдавая
багаж в аэропортах... Этот список можно продолжить, но уже приведенных примеров достаточно,
чтобы убедиться, что потребность в их изготовлении значительна.Также широко применяют
Листопротяжные сканеры - которые по конструкции и принципу работы напоминают обычный факсаппарат или машинку для проверки подлинности денежных купюр
19

21.

Оригинал втягивается внутрь специальными роликами и сканируется по мере прохождения мимо
светочувствительной матрицы. Упрощенные варианты этих сканеров используются в офисах для
распознавания текста и сканирования упрощенной графики типа визиток и фирменных бланков, а также в
паре с факс-модемом для отправки факсимильных сообщений. Специальные модели используются в
медицине для оцифровки рентгеновских снимков и историй болезни. Планшетные сканеры - самое
распространенное семейство сканеров, представителей которого можно встретить как в домашних
условиях, так и на столе у профессионала или в любом офисе.
Самая прогресирующая ветвь
сканеров. Прогресс в этой области идет семимильными шагами. если например взять для примера
сканер 7-летней давности и сравнить его с современным планшетником то можно сразу отметить
что увеличилось оптическое разрешение сканера на целый порядок, скорость сканирования,
применение новых интерфейсов привело уже к тому что сканер мгновенно переносит электронную
копию на компьютер (USB,IEEE1394), а количество дополнительных функций (слайд-модули и т.д)
позволяют применять сканеры в специфической роли - сканирование фотопленок без применения
специальных слайд-сканеров. Планшетный сканер является наиболее универсальным
инструментом, подходящим под большинство задач, модели авторитетных производителей
неприхотливы и надежны, просты в установке и использовании, разнообразие выпускаемых
модификаций позволяет подобрать сканер практически под любые средства и требования.
20

22.

Большинство моделей имеет возможность установки автоматического загрузчика
документов из пачки. Разрешение современных планшетников достигает 4800 ppi (при разрешении
1500-2000ppi у сканеров 5-7 лет назад) и сейчас уже планшетные сканеры по качеству сканирования
вплотную подбираются к барабаным сканерам которые считаются самой старшей ветвью сканеров,
и ими пользуются только профессионалы сканирование производится перемещением объектива
вдоль вращающегося со скоростью порядка 1000 оборотов в минуту барабана. Использование
галогенного источника света, световой поток от которого концентрируется на точечной области
барабана, позволяет исключить влияние помех и обрабатывать весь спектр оригиналов с
высочайшим качеством. модели высшего класса способны выдать свыше 10000ppi но недостатком
этих сканеров остается высокая цена (15000$ и выше). Еще есть один тип сканера-проекционный
сканер в основном его применяют для сканирования 3D обьектов и создания их, по принципу
работы он напоминает фотоувеличитель. С его помощью часто создаются 3х мерные объекты
которые используются как макеты, а часто применяются в фильмах для создания спец. эффектов.
Сканеры все еще продолжают развиваться, их технические характеристики будут расти.В
современном мире сейчас идет тенденция к минитюаризации, это также коснется и сканеров уже
сейчас датчики ПЗС уменьшаются и повышается плотность их размещения на линейке, что
следовательно повышает оптическое разрешение сканера . Возможно скоро уже уйдет со сцены
такой тип сканера как ручной и его заменят различные приспособления (например сканирующих
ручек C-Pen) которые используя такие новейшие интерфейсы как IrDa,Bluetooth и другие переносят
данные сразу в компьютер. Уже отходит LPT интерфейс с помощью которого старые сканеры
соединяется с ПК так как он уже морально и физически устарел и его уже заменили USB, FIREWIRE. В
возможно в будущем появятся универсальные сканеры которые при высоком оптическом
разрешении, скорости сканирования и будут многофункицональными устройствами. Это видно уже
сейчас когда планшетный сканер может помимо простого сканирования выполнять сканирование
пленок и объемных предметов что уже говорит о универсальности устройства.
3

23.

Список литературы
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Беркенгейм А.: Новейшее руководство по сканированию и цифровой фотографии. - М.: ДЕСС КОМ,
2002
Михеева Е.В.: Информационные технологии в профессиональной деятельности. - М.: Академия,
2011
Асмаков С.В.: Железо 2010. КомпьютерПресс рекомендует. - СПб.: Питер, 2010
Жаров А.: Железо IBM. - М.: МИКРОАРТ, 1995
Несвижский В.: Программирование устройств SCSI и IDE. - СПб.: БХВ-Петербург, 2003
Ибрагим К. Ф.: Устройство и настройка ПК. - М.: Бином. Лаборатория знаний, 2004
3