Attēlu nolasītāju (skeneri) lieto grafiskās un teksta informācijas nolasīšanai un ievadam datorā.
Ir trīs virzieni, kuros skeneri tiek lietoti visbiežak:
Skanēt var visu - attēlus, tekstu diapozitīvus, negatīvus, svītrkodus utt. un tie var būt kā krāsaini tā melnbalti.
Pēc ārējā izskata skeneri ir ļoti dažādi, taču var izdalīt vairākus skaneru veidus - plaknes, cilindriskie, rokas un specifiskie. Neskatoties uz modeļu atšķirībām tos var klasificēt pēc vairākām pazīmēm:
Datu nolasīšanas tehnoloģija mūsdienīgās ciparu iekārtas tiek relizēta, izmantojot divus nolasītāju tipus: ierīces ar uzlādētu saiti un fotoelektroniskos pavairotājus. Neiztrūkstoša katra skenera sastāvdaļa ir analogie-ciparu pārveidotāji. Tie ir paredzēti nepārtraukti mainīgā sprieguma, kuru saņem no nolasītājelementiem, pārveidošanai attiecīgajos krāsu vai pelēkajos toņos. Skenēšanas kvalitāte ir cieši saistīta ar izmantotā nolasītāja tipu.
Ierīcēs ar uzlādētu saiti - CCD (charge coupled device) nolasošais elements ir ciets elektroniskais komponents, kurš sastāv no liela daudzuma diožu. Diodes pārveido uz tām krītošās gaismas intensivitāti attiecīgā spriegumā. Šeit izmantots p-n pārejas vadāmības jūtīgums, atkarībā no apgaismojuma. Atkarībā no skanera tipa elementam var būt dažādas konfigurācijas. Ja nolasīšanas veids ir lieārais, tad kristāli tajā ir savietoti vienā rindā (tīsreizējai skenēšanai) vai trīs rindās (vienreizējai skenēšanai). Šāda konfigurācija ļauj iekārtai veikt skenēšanu visā analogā attēla platumā un saglabāt to kā vienu rindu. Šis princips tiek izmantots plaša patēriņa rokas, planšetes un projekcijas skeneros.
Ruļļa skeneros par gaismas jūtīgajām iekārtām izmanto fotoelektroniskos pavairotājus - PMT (photo multiplier tube). Par gaismas avotu tajos izmanto ksenona vai volframa-halogēna lampas, kuras ar kondensācijas linzu un optisko šķiedru palīdzību fokusējas uz ļoti mazu oriģināla laukumiņu. Lampu tehnoloģija balstās uz elementu spēju palielināt no oriģināla atstarotās gaismas intensivitāti. Nokļūstot uz fotoelementa katodu, gaisma no tā izsit elektronus, kuri izejot caur diožu plāksnēm, izsauc otreizēju elektronu emisiju. Pastiprināšanās koeficients ir atkarīgs no materiāla īpašībām un diožu skaita. No fotoelementa noņemtais spriegums tiek pārveidots ciparu formā.
Šī parametra noteikšanas galvenais kritērijs ir skenera nolasīšanas galviņas un papīra pārvietošanās veids attiecībā vienam pret otru un tie iedalās divās galvenajās grupās: rokas (hand-held) un galda (desktop).
Mehāniskās skenēšanas procesa īpatnības ir atkarīgas no skanera tipa, taču visos skeneros ir gaismas avots, devēju vai novirzes spoguļu pārvietošanās mehānisms pa oriģinālu vai orģināla pārvietošanās attiecībā pret devēju, elektroniskā shēma nolasītās informācijas pārvēršanai ciparu formā.
Rokas skeneri ir vienkāršas konstrukcijas. Tiem ir neliels korpuss (ne platāks par 10 - 12 cm) un tajā atrodas tikai gaismas avots un nolasošais elements. Skanēšanu veic ar roku velkot ar skeneri pār oriģinālu. Datorā ievietotā interfeisa karte pārveido saņemto informāciju ciparu formā un nodod to turpmākai apstrādei speciālai programmai. Dažu skeneru programmās ir mehānisms attēlu "sašūšanai", kas palīdz lielākus attēlus skanēt pa slejām un tad apvienot vienā.
Priekšrocības:
Trūkumi:
|
 |
Plaknes skeneru grupā ietilpst plaknes skeneris (flatbed), rullīšu (shead-fed), cilindra (drum) un projekcijas (overhead) skeneri. Pastāv arī kombinētās iekārtas, kuras ietver sevī vairāku skeneru tipus.
Plaknes skeneri ir izplatīti birojos. Tā sensors parasti ir CCD matrica. Plaknes skenera galvenā pazīme - skenējošā galviņa pārvietojas attiecībā pret papīru ar soļa mehānisma palīdzību.
Skeneris ar fiksētu optisko sistēmu un skeneris ar slaidu adapteri
Pēc sava izskata tie ir līdzīgi kopēšanas aparātiem - tiem tāpat ir paceļams vāks. Tipveida plaknes skeneris var skanēt oriģinālu ar izmēriem 21,6x33 cm. Tie ir vienkārši un ērti lietošanā.
Plusi
Mīnusi
|
|
Rullīšu jeb lapas skeneri oriģināls tiek izlaists caur rullīšu padeves mehānismu tā nokļūstot līniju nolasītāja sensoru laukā. Pēc šāda principa strādā lielākā daļa faksa aparatūru. Šie skeneri parasti strādā divos režīmos: skenēšanas un tā faksa pārraides. Šādas iekārtas dažkārt sauc par faks-skeneriem.
Plusi
Mīnusi
|
 |
Cilindriskie (drum) skeneri ir tikai profesionāli. Cilindriskajam skenerim sensors parasti ir fotopavairotājs. Oriģināls tiek piestiprināts pie organiskā stikla saurspīdīga cilindra, kuram ir masīvs pamats. Šāda konstrukcija nodrošina labu stabilitāti. Cilindrs griežas ar lielu ātrumu (300 - 1350 apgriezieni minūtē), bet tam blakus esošais nolasītājs caur sīku cilindrisku režģi punktu pa punktam attēlu nolasa ar ļoti lielu precizitāti. Cilindriskiem skeneriem ir daudz priekšrocību tieši krāsu precizitātē.
Atšķirībā no plakanajiem skeneriem un diapozitīvu skeneriem, cilindriskie skeneri var vienlaicīgi skanēt krāsainas fotogrāfijas un diapozitīvus, kā arī melnbaltas fotogrāfijas un diapozitīvus vienā operācijā. Cilindriskajiem skeneriem ir nepieciešams daudz ilgāks apguves laiks nekā plakanajiem vai diapozitīvu skeneriem, jo cilindriskajiem skeneriem oriģināli ir precīzi jāuzmontē uz cilindra. To veic ar eļļas vai līmlentas palīdzību. Parasti šiem skeneriem ir arī lieli izmēri.
Plusi
|
 |
Mīnusi
Procekcijas skeneri pēc izskata atgādina fotopalielinātāju vai projekcijas aparātu. Šajā gadījumā oriģināls tiek novietots ar attēlu uz augšu zem skanēšanas galviņas aptuveni 30 cm attālumā. Iekšējais gaismas avots šajā gadījumā nav nepieciešams, pietiek ar dabisko apgaismojumu. Nolasītāja galviņas iekšienē ir mehānisms, kurš novirza skanera "aci" uz katru oriģināla rindu.
Plusi
Mīnusi
Skenējot jācenšas iegūt rezultātu, kurš pēc tam prasītu vismazāko apstrādi. Pirms skenēšanas vajadzētu izpētīt pašu oriģinālu tāpēc, ka no tā īpatnībām ir atkarīgs krāsu skenēšanas režīms (attēli var būt krāsaini, pelēkie toņi un melnbalti). Orģinālu toņu raksturojums (shadows, midltones vai highlight) savukārt ir svarīgs, lai noteiktu iegūtā attēla apstrādes metodi.
Melnbaltie attēli (line art) ir kontūrzīmējumi, gravīras, logotipi, teksts utt. Šāds attēls var būt ne tikai melnbalts, bet arī krāsains, ja to veido tikai viena krāsa.
Melnbaltie skeneri strādā divu līmeņu (bilevel) režīmā, uztverot tikai baltu un melnu krāsu. Tajos parasti ir iespēja uzstādīt jūtīguma slieksni (threshold), kurš ļauj palielināt ievadāmo oriģinālu diapazonu: no ļoti gaišiem līdz pārāk tumšiem, jo šādu oriģinālu apstrādē īpaši svarīgi ir pēc iespējas precīzāk noteikt attēla kontūras, tāpēc skenēšana ir jāveic ar maksimālu izšķirtspēju.
Pustoņu attēli sastāv no dažādas gradācijas pelēkajiem toņiem, piemēram, melnbaltā fotogrāfija, slaids vai zīmējumi.
Lai veidotu pustoņu attēlu, tiek izmantota spožuma gradācija, kura nosaka pelēko toņu skaitu. Eksistē skeneru modeļi, kuri var izveidot 16, 64 vai 256 spožuma gradācijas. Lēti skeneri nevar izveidot kvalitatīvu spožuma skalu, jo tajos pustoņu iegūšanai tiek izmantota vai nu pustoņu formēšanas (halftoning) vai rastra (ditthering) tehnika.
Pustoņu režīmā attēls veidojas no dažāda lieluma melniem punktiem, kuru lielums ir atkarīgs no tā, cik tas ir tumšs vai gaišs. Iekārtas, kuras strādā ar fiksētu punkta lielumu, pustoņus veido, izmantojot vienāda izmēra punktu kopu katram pustoņa punktam.
Rastra tehniku izmanto nepārtrauktu attēlu veidošanai iekārtām kuras spēj ģenerēt ļoti mazus punktus ar lielu precizitāti. Šajā režīmā skeneris sagrupē vairākus punktus vienā šūnā (2x2, 3x3, 4x4 utt.). Tumšo toņu skaita attiecība pret gaišajiem nosaka pelēkās krāsas gradāciju.
Krāsainais attēls sastāv no liela daudzuma dažādu nokrāsu toņkārtām. Šāda tipa attēli ir slaidi, fotogrāfijas, krāsainas ilustrācijas.
Skanējot krāsainus attēlus oriģināls tiek apgaismots caur RGB gaismas filtru.
Atšķirība krāsaino skeneru modeļos ir tikai tajā, kā tiek nolasīta informācija: vienā piegājienā (sērija ScanJet) vai trijos (firma Microtek), kā arī ar gaismas avotu skaitu, piemēram, Epson un Sharp vienas lampas vietā izmanto trīs (katru savai krāsai).
Pēc caurspīdīguma pakāpes oriģinālus var nosacīti iedalīt divās lielās grupās: atstarojošie (necaurspīdīgie) un caurspīdīgie.
 |
Pirmajā grupā ietilpst fotogrāfijas, zīmējumi, grāmatu un žurnālu lapas. Ja atstarojošos oriģinālus spēj nolasīt lielākā skaneru daļa, tad caurspīdīgo nolasīšanai ir nepieciešami speciāli skeneri vai skeneri kuri, spēj nolasīt arī caurspīdīgos oriģinālus. Speciālajiem slaidu un diapozitīvu skeneriem ir augsta izšķirtspēja un iespējas palielināt nelielus oriģinālus līdz žurnāla lapas vai pat plakāta izmēriem. Šādu skaneru vadošās ražotājfirmas ir Polaroid, Nicon un Scitex. |
Skeneri datoram var pieslēgt vai nu ar speciālu 8 vai 16 bitu interfeisa karti. Šajā gadījumā var rasties problēmas ar ievades/izvades portu, IRQ un DMA adresēm, tāpēc labāk izmantot default vērtības. Pašlaik tiek plaši izmantoti standarta interfeisi IBM PC tipa datoriem: virknes un paralēlais ports kā arī SCSI interfeiss. Šādam pieslēgumam problēmas ar adresēm parasti nav.
Katram skenerim līdzi tiek dota arī attiecīga programmatūra (draiveris), ar kuras palīdzību var vadīt skanēšanas procesu un uzstādīt galvenos skanera parametrus. Dažkārt komplektā ir arī attēlu apstrādes programmas. Bez tam vēl ir iespēja izvēlēties izveidotā kopijas faila formātu. Agrāk katram skenerim šī draivera programma bija specifiska un tas nozīmēja to, ka katram modelim bija nepieciešama sava lietojumprogramma.
Situācija krasi izmainījās pēc konsorcija TWAIN izveidošanas (firmas Aldus, Caere, Eastman Kodak, Hewlett-Packard un Logitech). Tika izveidots tāda pat nosaukuma standarts, kurš noteica informācijas apmaiņas kārtību starp draiveri un lietojumprogrammu, ļāva atrisināt dažādu platformu datoru, skaneru modifikāciju un datu formātu savietojamību. Ar TWAIN savietojamā draivera palīdzību var skanēt attēlus no jebkuras lietojumprogrammas.
ORC (Optical Character Recognition) nozīmē optisku simbolu atpazīšanu skanējot tekstu, lai to vēlāk varētu apstrādāt ar teksta redaktoriem. Šādus skanerus var izmantot arī testu rezultātu apstrādei, nolasot kurā vietā atbilžu lapā ievilkti krustiņi.
Pēc skanēšanas iegūtais attēls tiek pārvērsts tekstā ar speciālas programmas - ORC palīdzību. Skanējot katrs burts tiek salīdzināts ar burtiem datora atmiņā. Lai varētu uzlabot teksta nolasīšanas kvalitāti, tika izveidoti speciāli ORC-A un OCR-B šrifti.
Eksistē trīs optiskās teksta informācijas iekārtu pamatklases:
Izmantojot ORC programmas:
Izšķirtspēju (Optical resolution) skenerim nosaka nolasītājelementa izmēri un tas ir blīvums ar kādu skanējošā iekārta nolasa informāciju no oriģināla. Izšķirtspēju mēra pikselos collā (ppi - pixels per inch). Iekārtu aprakstos dažkārt norāda iespējamo izšķirtspēju diapzonus. Tas nozīmē to, ka strādājot ar mazāku izšķirtspēju, netiek izmantoti visi elementi.
Dažkārt lietotā mērvienība dpi no tehniskā viedokļa raksturo skanējamā attēla izejas izšķirtspēju, atkarībā no izvēlētā izdrukāšanas režīma. Dokumentu skeneriem tā ir ap 200 dpi. Biroja vajadzībām lietotā krāsu skenera izšķirstspēja varētu būt 600 dpi. Ja ir nepieciešams palielināt mazus attēlus, tādus kā 35 mm diapozitīvus, tad ir nepieciešams skeneris ar 2000 - 8000 ppi.
 |
Horizontālo izšķirtspēju nosaka CCD elementu skaits. Vertikālo
izšķirstspēju nosaka mehāniskā pārvietošanas precizitāte. Parasti tā ir augstāka
par horizontālo. Optika ar diviem maināmiem fokusa attālumiem ļauj iegūt divreiz augstāku izšķirtspēju šaurā vidusjoslā. ZOOM optikas galvenā priekšrocība ir iespēja izmantot visus CCD matricas elementus, atbilstoši fokusējot attēlu, taču tā ir dārgāka. |
Maksimālā skanera izšķirtspēja (Maximal resolution) tiek norādīta, ņemot vērā interpolāciju. Ar interpolācijas metožu palīdzību starp reāli noskanētajiem punktiem, izejot no to krāsas, tiek aprēķināti papildus krāsainās vai pelēkās gradācijas punkti. Tādā veidā no aparatūras izšķirtspējas, piemēram, 400 dpi programmiski iegūst 800 dpi.
Oriģināla formāts jeb skanēšanas apgabals (Scanning area) norāda lielāko iespējamo ar iekārtu noskanējamā oriģināla izmērus. Parasti tas ir vismaz A4. Tomēr ir daži izņēmumi, piemēram, rokas skeneris, kas skanē tik lielu joslu, cik tā konstrukcijā paredzēts, bet noteikti ir šaurāka nekā A4 formāta loksnes platums.
Blīvuma (dinamiskais) diapazons (Optical (dynamic) range), kas raksturo tā spēju veidot pakāpeniskas toņu pārejas un norāda skanera gaismas uztvērēja spēju uztvert detaļas gan gaišākajā, gan tumšākajā attēla daļā. Blīvums tiek mērīts pēc logaritmiskās skalas no 0,0 - 4,0, tas nozīmē, ka skeneris ar parametru 3,8 ir 10 reizes jūtīgāks nekā tāds, kuram šis blīvuma parametrs ir 3,7.
Krāsu dziļums (Bit lenght representation) ir datu bitu skaits, kurš norāda skanera uztveramo krāsu skaitu. Vidēji cilindriskie skeneri nodrošina 36 bitu krāsu dziļumu vai 12 bitus katrai no RGB krāsām ikvienam punktam. Krāsu dziļums ir atkarīgs arī no blīvuma diapazona.
Skanēšanas metode (Scanning method) krāsainajiem skeneriem norāda lasīšanas veidu galvenajiem trim krāsu toņiem - vienā vai trīs piegājienos.
Skanēšanas ātrums (Scanning speed) - skanera ātrdarbības rādītājs, ko mēra milisekundēs. Praktiski lieto mērvienību lapu skaits minūtē, ko nosaka skanējot melnbaltu orģinālu ar vislielāko izšķirtspēju. Atkarībā no skanera darba režīma šis parametrs var būt no dažām sekundēm līdz laikam, kas nepieciešams, lai noskanētu A4 krāsu oriģinālu. Dokumentu miniskenerim tipisks skanēšanas ātrums varētu būt piecas A4 lapas minūtē.
Skanēšanas tehnoloģiju (Scanning tehnology) nosaka izmantotā nolasīšanas elementa tips - CCD vai PMT.
Atkarībā no izmantojamā gaismas avota (Light source) tipa un krāsas iespējami dažādi krāsaino attēlu skanēšanas varianti. Piemēram, gaismas filtru izmantošana nevēlamu traipu vai krāsu toņu noņemšanai.
Savietojamība ar datoru platformām (Supported computer platforms) raksturo skanera savietojamību ar dažādām datoru sistēmām un tajās izmantotajām ārējām iekārtām un programmnodrošinājumu.
Skanera papildiespējas (Additional options) to var pārvērst par universiālu iecīci. Tādas var būt iespējas apstrādāt caurspīdīgus oriģinālus, automātiska papīra padeve, noskanēto attēlu faksimila pārraide.
Papīra padeve. Plaknes un rokas skeneriem papīrs nav jāpadod, jo plaknes skanerī to ievieto tāpat kā kopētājā, bet ar rokas skeneri vienkārši "brauc" pa skanējamo oriģinālu. Tīkla skenerim papīra padeve tiek organizēta tāpat kā lāzerprinteros - ievietota kasetē, un skanera mehānisms to automātiski paņem. Kompaktajiem skeneriem, kas veidoti kā nelielas garenas kastītes, kuras brīvi izvietotas starp ekrānu un tastatūru, papīru parasti padod ar roku.
Pareizi izvēlieties skenera izšķirtspēju.
Rokas skeneri pārvietojot pa oriģinālu, tas piesaista uz oriģināla esošos netīrumus. Rokas skenerim vajadzētu tīrīt gan tā plastmasas virsmu, gan skanēšanas lodziņu, gan rullīti. Ieteicams nelietot ua acetona vai alkohola bāzētus tīrīšanas līdzekļus, bet ja nepieciešams, tad tikai ļoti vājā koncentrācijā.
