rezoluție
Adâncime de biți
Intervalul dinamic (densitatea optică maximă)
Sursă de lumină
zgomot
rezoluție
Rezoluția sau rezoluția reprezintă unul dintre cei mai importanți parametri care caracterizează capacitățile scanerului. Unitatea cea mai comună pentru măsurarea puterii de rezolvare a scanerelor este numărul de pixeli pe inch (pixeli per inch, Ppi). Nu trebuie să identificăm ppi cu cea mai cunoscută unitate dpi (puncte per inch), care este folosită pentru a măsura rezoluția imprimantelor raster și are un înțeles ușor diferit.
Există rezoluție optică și interpolată. Mărimea rezoluției optice poate fi calculată prin împărțirea numărului de elemente fotosensibile în rigla de scanare cu lățimea plăcii. Este ușor de calculat că numărul de elemente fotosensibile din scannerele noastre, care au o rezoluție optică de 1200 ppi și formatul tabletei Legal (adică 8,5 țoli sau 216 mm lățime), ar trebui să fie de cel puțin 11 000 de pixeli.
Vorbind despre scanner ca un dispozitiv digital abstract, trebuie să înțelegem că rezoluția optică este frecvența de eșantionare, doar în acest caz numărul nu este în timp, ci în distanță.
În tabel. 1 prezintă valorile de rezoluție necesare pentru rezolvarea celor mai frecvente probleme. După cum puteți vedea, atunci când scanați o reflectare în cele mai multe cazuri, este suficientă rezoluție de 300 ppi, și valori mai mari sunt necesare, fie la scară a originalului la o dimensiune mai mare, sau pentru lucrul cu originalele transparente, în special cu diapozitive de 35 mm și negative.
Tabelul 1. Mărimea rezoluției pentru rezolvarea celor mai frecvente probleme
Film de 60 mm, fotografie pentru imprimarea pe imprimantă cu jet de cerneală
Mulți producători, încercând să atragă cumpărători, indică în documentație și pe cutiile produselor lor valoarea rezoluției optice de 1200 * 2400 ppi. Cu toate acestea, cifra dublă pentru axa verticală nu înseamnă nimic mai mult decât o scanare cu un pas vertical jumătate și o interpolare software suplimentară, deci în acest caz rezoluția optică a acestor modele rămâne de fapt aceeași cu prima cifră.
Rezoluția interpolată este creșterea numărului de pixeli din imaginea scanată din cauza procesării software. Valoarea rezoluției interpolate poate fi de mai multe ori mai mare decât rezoluția optică, dar nu uitați că cantitatea de informații primite de la original va fi aceeași cu cea a scanării cu rezoluție optică. Cu alte cuvinte, nu va fi posibil să măriți detaliile imaginii când scanați cu o rezoluție mai mare decât cea optică.
Adâncime de biți
Adâncimea de biți sau adâncimea de culoare determină numărul maxim de valori pe care o culoare de pixel o poate avea. Cu alte cuvinte, cu cât capacitatea de scanare este mai mare, cu atât mai multe nuanțe pot conține imaginea rezultată. De exemplu, atunci când scanați o imagine alb-negru, cu 8 biți putem obține 256 de nuanțe de gri (2 8 = 256), și folosind 10-bit - deja 1024 de absolvire (2 10 = 1024). Pentru imagini color, există două opțiuni indică lungimea cuvântului - numărul de biți pentru fiecare dintre culorile de bază, sau numărul total de biți de 1. Standardul actual pentru stocarea și transmiterea de imagini full-color (de exemplu, fotografii) este o culoare de 24 de biți. Deoarece scanarea unei imagini color originală este format pe principiul aditivului trei culori de bază, fiecare dintre care au 8 biți, iar numărul de culori posibile este puțin bolee16,7 mln. (2 24 = 16 777 216). Multe scanere folosesc o capacitate mare - 12, 14 sau 16 biți per culoare (lungime cuvânt integral sunt, respectiv, 36, 42 sau 48 de biți), dar pentru prelucrarea și înregistrarea ulterioară a imaginilor, această funcție trebuie să fie menținut software aplicabil; în caz contrar, imaginea rezultată va fi scrisă într-un fișier cu capacitate de 24 de biți.
Intervalul dinamic (densitatea optică maximă)
După cum se știe, părțile mai întunecate ale imaginii absorb o cantitate mai mare de lumină care le apare pe acestea decât cele ușoare. Amplitudinea densității optice indică cât de întunecată este zona de imagine dată și, prin urmare, cât de multă lumină este absorbită și care este reflectată (sau trece prin cazul unui original transparent). În mod tipic, densitatea este măsurată pentru o sursă de lumină standard având un spectru predeterminat. Valoarea densității se calculează după formula:
unde D este valoarea densității, R este coeficientul de reflexie (adică fracția de lumină reflectată sau transmisă).
De exemplu, pentru o secțiune din originalul care reflectă (transmite) 15% din lumina incidentă, densitatea va fi log (1 / 0,15) = 0,8239.
Cu cât densitatea maximă percepută este mai mare, cu atât este mai mare intervalul dinamic al acestui dispozitiv. Teoretic, intervalul dinamic este limitat de capacitatea de biți folosită. Astfel, o imagine monocromă de opt biți poate avea până la 256 de gradări, adică, umbra minimă reproductibilă va fi 1/256 (0,39%), de aceea intervalul dinamic va fi egal cu log (256) = 2,4. Pentru o imagine de 10 biți, va fi ușor mai mare de 3, iar pentru o imagine pe 12 biți va fi de 3,61.
De fapt, acest lucru înseamnă că un scanner cu o gamă dinamică mare vă permite să reproduceți mai bine porțiuni întunecate de imagini sau doar imagini întunecate (de exemplu, fotografii supraexpuse). Trebuie remarcat faptul că, în condiții reale, intervalul dinamic este mai mic decât valorile de mai sus datorită influenței zgomotului și diavolului.
În majoritatea cazurilor, densitatea originalelor opace scannate pentru reflexie nu depășește 2,0 (ceea ce corespunde unei secțiuni cu o reflectare de 1%), iar o valoare tipică pentru originalele tipărite de înaltă calitate este de 1,6. Diapozitivele și negativurile pot avea zone cu o densitate mai mare de 2,0.
Sursă de lumină
Sursa de lumină utilizată în proiectarea unui anumit scaner nu afectează în nici un fel calitatea imaginii rezultate. În prezent sunt utilizate patru tipuri de surse de lumină:
- Lămpi cu descărcare xenon. Ele se disting prin perioade de comutare extrem de scurte, stabilitate ridicată la radiații, dimensiuni reduse și durabilitate îndelungată. Dar ele nu sunt foarte eficiente din punct de vedere al raportului dintre cantitatea de energie consumată și intensitatea fluxului de lumină, au un spectru imperfect (care poate cauza o violare a acurateței culorii) și necesită o tensiune ridicată (aproximativ 2 kV).
- Lămpi fluorescente cu catod fierbinte. Aceste lămpi au cea mai mare eficiență, un spectru foarte neted (care poate fi de asemenea controlat în anumite limite) și un timp scurt de încălzire (de ordinul a 3-5 secunde). Partea negativă poate fi atribuită unor caracteristici nu foarte stabile, dimensiuni destul de mari, o durată de viață relativ scurtă (de ordinul a 1000 de ore) și necesitatea de a menține permanent lămpa în timpul funcționării scanerului.
- Lămpi fluorescente cu catod rece. Aceste lămpi au o durată de viață foarte lungă (5 până la 10 de mii. Hours), temperatura de lucru scăzută, chiar Spectrum (trebuie remarcat faptul că structura unor modele ale acestor lămpi este optimizat pentru a mări intensitatea luminii, ceea ce afectează în mod negativ caracteristicile spectrale). Pentru aceste avantaje trebuie să plătească destul de mare de timp de încălzire (de la 30 secunde până la câteva minute) și mai mare decât cea a tubului catodic cald, putere.
- LED-uri (LED). Ele sunt folosite, de regulă, în scanerele CIS. Diodele color au dimensiuni foarte mici, consum redus de energie și nu necesită timp pentru încălzire. În multe cazuri, se folosesc LED-uri cu trei culori, schimbând culoarea luminii emise la o frecvență înaltă. Cu toate acestea, LED-urile au o intensitate destul de scăzută (în comparație cu lămpile) a fluxului luminos, ceea ce reduce viteza de scanare și mărește nivelul de zgomot din imagine. Un spectru foarte inegal și limitat de radiații duce în mod inevitabil la o deteriorare a predării culorilor.
După cum sa menționat mai sus, un scanner cu capacitate de 24 de biți teoretic capabil să reproducă originale chiar mai întunecate. Cu toate acestea, în practică, acest lucru este împiedicat de anumiți factori cauzați de tehnologia folosită pentru a obține imaginea și, în primul rând, zgomotul obișnuit și aleator. Luați în considerare aceste detalii de zgomot.
Fragmente lărgite ale originalului (dreapta) și imaginea scanată (stânga). În fragmentul din stânga există un zgomot aleatoriu
Fragmente lărgite ale originalului (dreapta) și imaginea scanată (stânga). În fragmentul din stânga, există manifestări de zgomot obișnuit sub formă de benzi verticale
zgomot aleator se manifestă ca „zăpadă“, granularitatea sau puncte străine aranjate aleatoriu pe imagine și apare ca urmare a instabilității a dispozitivelor semiconductoare (modificarea temperaturii și cu timpul) și ca urmare a distorsiunilor introduse de componentele electronice. O astfel de zgomot este cel mai vizibil în zonele întunecate ale imaginii, ca la un raport egal zgomot absolut „S / N“ pe ele va fi mult mai mică decât în zonele de lumină. Pentru a minimiza zgomotul aleatoriu înainte de scanare se efectuează procedura de calibrare, în cursul căreia valorile de prag de referință măsurate și prejudecată de tensiune pentru fiecare membru fotosensibil.
zgomot regulat se produce din cauza diafonie (induse cu elemente fotosensibile învecinate) schimbări pe termen scurt ale tensiunii de bază în CCD, expunerea la câmpuri electrice de înaltă frecvență, modifica luminozitatea sursei de lumină, etc. zgomot regulat, spre deosebire aleatoare, este clar vizibil, așa cum se manifestă sub forma unei dungi orizontale, verticale sau diagonale.