2001.01.19, Автор: Игорь Кистенев4187 прочтений

ПРОФЕССИЯ СКАНЕР

Теги: Справочник покупателя Справочники покупателя Publish

Сегодня невозможно представить себе современное дизайн-бюро или издательство, сотрудники которых не используют на постоянной основе устройства сканирования.

Удобство эксплуатации и разумная достаточность — характерные черты цветных планшетных сканеров «среднего класса» для задач полиграфии и дизайна.

Сегодня невозможно представить себе современное дизайн-бюро или издательство, сотрудники которых не используют на постоянной основе устройства сканирования. Сканеры так прочно вошли в интерьер и обиход полиграфических и рекламных фирм, что в случае их внезапного исчезновения из офисов (а такое может случиться разве что по взмаху волшебной палочки Дэвида Копперфильда) наша родная планета содрогнется от потрясших ее гневных возгласов верстальщиков и фотохудожников.

Именно поэтому, а также учитывая растущий спрос на профессиональное и полупрофессиональное оборудование для сканирования, вашему вниманию предлагается обзор присутствующих на российском рынке цветных планшетных сканеров среднего класса для задач полиграфии и дизайна в ценовом диапазоне от 500 до 5000 долларов (фактически, из-за сильного разброса стоимости по верхней границе, пришлось включить в сводную таблицу аппараты, цена на которые не превышает 6000 долларов).

Рынок этот оказался довольно компактным и однородным, а близкий «уровень мастерства» ряда представителей интересующего нас класса оборудования невольно напомнил сплоченно движущийся по трассе пелетон гонщиков-велосипедистов. Тем не менее, в пелетоне имеются явные лидеры, к которым, по техническим и стоимостным показателям, можно отнести такие устройства как Linoscan 1800 компании Heidelberg и PowerLook 3000 компании Umax. Есть и замыкающая группа, в которую входят сканеры начального уровня: Arcus 1200 компании Agfa, ScanJet 6390C корпорации Hewlett-Packard, Linoscan 1200 от Heidelberg, ScanMaker 4 и ScanMaker 9600XL от Microtek, два устройства от Mustek, а также Astra 4000 PRO от Umax.

Из чего выбирать?

Как видно из таблицы, большинство поставщиков (а всего их семь) предлагают довольно широкий спектр цветных планшетных сканеров для форматов А3 и А4, вписывающихся в установленные нами ценовые и функциональные ограничения. Исключением из этого правила стали Epson и Hewlett-Packard, среди выпускаемых устройств которых удалось найти лишь по одному аппарату необходимого уровня, что, кстати, вполне объяснимо, учитывая преимущественно офисную и порой чисто инженерную ориентацию поставляемого ими оборудования. Впрочем, это не помешало Epson представить на рынок аппарат Expression 1640XL, технические характеристики которого явно не вписываются в привычные рамки возможностей полупрофессиональных сканеров общего назначения.

Вообще говоря, в обзоре довольно много новинок 2000 года: Arcus 1200 и DuoScan HiD компании Agfa, уже упомянутый Expression 1640XL, сканеры Linoscan 1200, 2200, 1450 и 2650 компании Heidelberg, ArtixScan 1100 и ArtixScan 2500 от Microtek а также устройства Astra 4000 PRO и PowerLook 2100XL от Umax. Мало того, когда статья уже версталась, дистрибьюторы Microtek сообщили о начале продаж еще двух аппаратов: ScanMaker 5700 и ScanMaker 8700 (их технические характеристики включить в таблицу мы не успели).

Обманчивая простота

Переходя к принципам «естественного отбора» наиболее подходящего сканера, прежде всего надо дать себе отчет в том, что планшетный сканер, несмотря на внешний простецкий вид, является периферийным устройством, вполне сопоставимым по сложности с компьютером. Действительно, как и в компьютере, огромную роль в формировании возможностей сканера играет программное обеспечение, без которого самый технически совершенный аппарат годится лишь на роль большого пресс-папье.

С другой стороны, качество получаемых цифровых изображений напрямую зависит от конструктивной реализации механизма сканирования, особенностей оптической системы, а также от «чистоты кровей» двух, работающих в паре, центральных компонентов блока оцифровки изображений — трехлинейной светочувствительной матрицы (чаще называемой ПЗС-матрицей) и аналогово-цифрового преобразователя (АЦП).

Всегда в движении?

Оцифровка сканируемого изображения в планшетных сканерах среднего класса пока не выполняется без перемещения каретки с лампой или стола с оригиналом. Механика такой оцифровки состоит в том, что размещенный на столе оригинал последовательно меняет свое положение относительно сканирующей лампы на величину шага, минимальную величину которого определяет механическое разрешение сканера (вторая цифра в соответствующей колонке сводной таблицы). При этом отраженный от непрозрачного оригинала (или прошедший сквозь прозрачный оригинал) свет фокусируется через оптическую систему на ПЗС-матрицу, находящуюся под ложем сканера.

Существует несколько вариантов построения кинематики «планшетника», различающихся по числу и типу подвижных компонентов. Наиболее распространенный (и менее дорогой) вариант — это единый, перемещающийся относительно неподвижного стола, модуль с оптической системой и ПЗС-матрицей, в котором происходит обработка светового потока с отсканированной информацией.

Рис. 1. Принципиальная схема механизма Expression 1640XL

В ряде других устройств применяются конструктивные схемы с неподвижной ПЗС-матрицей, когда сканирование осуществляется либо за счет движения стола с оригиналом (модели Heidelberg Linoscan 1800 и Umax PowerLook 3000), либо перемещением ламп и компонентов оптической системы, как это реализовано в Epson Expression 1640XL (рис. 1), Umax PowerLook 2100XL (рис. 2) и Linoscan 2200 от Heidelberg.

Рис. 2. Принципиальная схема механизма PowerLook 2100XL

Преимущества и недостатки перечисленных вариантов станут более очевидными, если вспомнить физические принципы построения полупроводниковых ПЗС-структур (см. врезку «Яма для заряда»). Их суть в том, что любые внешние воздействия, способные даже незначительно повысить рабочую температуру светочувствительных полупроводниковых элементов, приводят к возникновению в них паразитных токов.

Кроме того, имеются погрешности, связанные с обработкой светового потока в подвижной оптической системе, а также с тем, что любой, пусть даже идеально собранный, механизм имеет неизбежную тенденцию к износу и, следовательно, к снижению точности своей работы. Кстати, «почти стационарную» оптическую систему (движется только линза автофокусировки) и неподвижную ПЗС-матрицу среди всех перечисленных в таблице моделей имеют лишь уже упомянутые Linoscan 1800 и Umax PowerLook 3000 (заодно обратите внимание на их стоимость!).

Раз уж речь зашла об оптической системе, нельзя не отметить ее определяющую роль в формировании отчетливого изображения. Здесь имеет существенное значение большая глубина резкости и использование длиннофокусной оптики, что, в частности, характерно для сканеров Expression 1640XL, PowerLook 2100XL и Linoscan 2200. В этих случаях, как видно из рисунков 1 и 2, в процессе сканирования сборка с лампой, зеркалами и линзами «догоняет» вторую оптическую сборку, гарантируя постоянство оптического пути, длину которого разработчики этих сканеров намеренно увеличили.

Точки и пикселы

Что касается более конкретных характеристик выбираемого сканера, то покупатель имеет дело с тремя основными показателями — разрешением, глубиной цвета и динамическим диапазоном. Здесь имеется в виду истинное оптическое разрешение (о механическом разрешении сканера мы уже говорили), часто выражаемое в dpi (dots per inch, точек на дюйм), и определяющее число элементарных участков поверхности сканируемого оригинала, информация о которых воспринимается тремя светочувствительными линейками ПЗС-матрицы (по одной на цвет — красный, зеленый и синий).

Во избежание путаницы, однако, разрешение сканера правильнее выражать не в dpi (эта единица измерения более характерна для принтеров, которые формируют цветовые оттенки и элементы изображения из мельчайших растровых точек), а в ppi (pixels per inch, пикселов на дюйм) — единице измерения, оперирующей прямоугольными элементами (пикселами) конкретной величины.

Величина оптического разрешения сканера и размер пиксела напрямую определяются числом светочувствительных элементов ПЗС-матрицы (см. таблицу), размещенной параллельно одной из сторон ложа сканера. Это разрешение имеет естественные границы, которые можно расширить лишь сокращая размер сканируемой области, приходящейся на длину светочувствительной линейки.

Делается это с помощью оптических систем с переключаемыми линзами, которые обеспечивают экспонирование встроенных ПЗС-структур световым потоком, сканирующим либо всю ширину ложа, либо только его часть, как правило, центральную. Подобные решения реализованы в моделях Agfa DuoScan T2000XL, Linoscan 1800 и Linoscan 2650 от Heidelberg, ArtixScan 1100, ArtixScan 2500 и ArtixScan 2020 от Microtek, а также Umax PowerLook 3000.

Весьма оригинальный способ увеличения разрешения использован в сканере Epson Expression 1640XL, где на каждый из трех цветов установлена не одна, а целых две ПЗС-линейки, сдвинутых друг относительно друга на половину шага.

Погружение в цвет

Адекватно воспринять передаваемый через оптическую систему световой поток — не менее важная задача. Для ее решения в сканерах все чаще устанавливают АЦП с повышенной разрядностью (во включенных в обзор устройствах максимальная разрядность АЦП составляет 14 бит), что позволяет увеличивать число воспринимаемых оттенков до фантастических значений (4,4 биллиона цветов в случае использования 14-разрядного АЦП по каждому цветовому каналу).

Впрочем, эти умопомрачительные цифры теряют всякий смысл, если в применяемой ПЗС-матрице имеют место большие паразитные токи, а из 14 разрядов установленного в сканере АЦП достоверными являются лишь 12. Однако, поскольку вы вряд ли сможете с ходу установить технические параметры ПЗС и АЦП приобретаемого сканера (практика показала, что такой информацией иногда не владеют даже дистрибьюторы), то единственной гарантией того, что, отдав деньги, вы не приобретете вместо обещанного чудо-сканера кота в мешке, может быть лишь авторитет продавца (покупайте только в салонах официальных дилеров) и соответствующий уровень установленной цены (за «смешную цену» вы, скорее всего, купите еще более «смешной» сканер).

Самым же лучшим вариантом является предварительное тестирование покупаемого аппарата — весьма полезная процедура, смысл которой в большинстве торговых салонов пока, увы, сводится к проверке зажигания лампочки питания на корпусе прибора. Тем не менее, совсем отчаиваться не стоит — представители ряда компаний (например, «ТЕРЕМ» и Online Trade ) заявили, что в их демонстрационных залах разрешается проделывать с понравившимся сканером нечто гораздо большее (кроме проверки на ударную прочность, разумеется).

Диапазон видимости

Третий важнейший показатель при выборе сканера — динамический диапазон, который, как известно, определяет «остроту зрения» аппарата, то есть способность к дифференциации оттенков сканируемого изображения. Определяется этот параметр путем нахождения разности между минимальной и максимальной оптическими плотностями оригиналов, которые сканер способен отличить от абсолютно белого и абсолютно черного цветов.

Довольно часто (это, кстати, видно из таблицы) производитель указывает в спецификации не динамический диапазон, а максимальную, различимую сканером, оптическую плотность оригинала (Dmax). Этот ловкий маневр не всегда распознается, к тому же он утаивает не менее важную цифру — способность сканера различать светлые оттенки. Кроме того, значение Dmax поставщики порой определяют по разным методикам, что приводит к разночтениям.

Наиболее актуальны возможности сканера по распознаванию цветовых оттенков при работе с негативами и слайдами, поскольку осуществить профессиональное сканирование прозрачных оригиналов на аппаратах с динамическим диапазоном менее 3,0 — проблематичная задача. Производители подобных сканеров, порой неплохо вписывающихся в интерьер домашних фотостудий, молчаливо соглашаются с этим утверждением, вообще изымая из спецификаций упоминание о динамическом диапазоне или оптической плотности.

Сканер для негатива

Сканирование негативов и слайдов — обязательный компонент профессиональной деятельности любого дизайнера или фотохудожника. Поэтому в стандартный комплект большинства включенных в сводную таблицу планшетных сканеров входит слайд-модуль, а остальные могут быть укомплектованы им дополнительно.

Существует всего два варианта установки слайд-модуля — в крышке или корпусе сканера. В обоих случаях модуль оборудуется собственной лампой (подвижной или неподвижной, в зависимости от механизма сканера), свет которой, после прохождения через прозрачный оригинал, передается в оптическую систему.

Пока, вероятно из консервативных соображений, численное преимущество остается за сторонниками рабочего стола со стеклом и слайд-модуля в крышке (см. таблицу). Технологию же «сканирования без стекла», которая отличает встроенные решения, активно продвигают компании Microtek и Agfa (такой системой не оборудован лишь ScanMaker 9600XL и ScanMaker 5700), соответственно присвоив им красивые имена E.D.I.T (Emulsion Direct Imaging Technology — технология прямого сканирования эмульсии) и TwinPlate (см. рис. 3). Кроме того, Agfa предлагает сканировать без стекла даже со слайд-модулем в крышке (это конструктивное решение получило название MultiPlate и применяется в сканере Arcus 1200).

Рис. 3. Приниципиальная схема реализации технологии TwinPlate компании Agfa

Суть подобных нововведений давайте рассмотрим на примере технологии E.D.I.T компании Microtek, схема исполнения которой представлена на рис. 4.

Рис. 4. Схема реализации технологии E.D.I.T в сканерах Microtek

Как понятно из рисунка (и фотографий сканеров Agfa и Microtek), для работы с прозрачными оригиналами предусмотрен «отдельный вход» в сканер, расположенный в нижней части аппарата. Он предназначен для выдвижного лотка, куда устанавливаются зажимные рамки с негативами или слайдами (инженеры Microtek присвоили таким рамкам название SnapTrans, что в буквальном переводе означает «ловушки для пленок»).

После того как лоток с «ловушками» оказывается в чреве сканера, сканирование загруженных пленок производится с помощью одинарных или сдвоенных ламп, свет от которых, после прохождения сквозь «подвешенный в воздухе» оригинал, направляется отклоняющим зеркалом в оптическую систему.

Такой подход к работе с прозрачными оригиналами имеет свои преимущества, так как полностью исключается проявление колец Ньютона на оцифрованном изображении, а также влияние на конечный результат замутненности стекла или наличия на нем царапин и пыли. Тем не менее у новых технологий тоже есть недостатки, которые отчасти сводятся к вероятности попадания пыли внутрь сканера (при перемещении лотка), а также к случаям выпадения слайдов внутрь аппарата.

Впрочем, все эти трудности преодолимы. Хороший пример (пусть и из несколько иной области) — сканер Umax PowerLook 3000, где используется ложе, проходящее сквозь щелевое отверстие в крышке корпуса. Разработчики этого сканера, в целях снижения вероятности попадания пыли внутрь аппарата, предлагают специальный защитный кожух, надежно закрывающий щель в корпусе.

Оригинальное «пылезащитное» решение реализовано в сканере Arcus 1200 компании Agfa. Смысл его в том, что при замене лотка со стеклом на «дырявый» лоток для слайдов (эта операция и составляет суть технологии MultiPlate) вы просто не сможете поднять крышку аппарата, которая автоматически блокируется.

Интерфейсные мотивы

Говоря о технических и функциональных возможностях сканера, нельзя забывать, что он прежде всего представляет собой разновидность сложного периферийного оборудования, успешная работа которого, а особенно быстродействие, зависит от используемого интерфейса.

Поэтому, достойно представляя средний класс профессиональных сканеров, все рассмотренные аппараты оборудованы весьма серьезными информационными магистралями. Прежде всего, это скоростной интерфейс FireWire, которым могут похвастаться PowerLook 1100, Linoscan 1450, Linoscan 2650 (работает только под MacOS) Expression 1640XL (одна из его возможных комплектаций) и две, названные в начале статьи, совершенно новые модели ScanMaker от Microtek. В большинстве же рассматриваемых устройств используется SCSI-II, а несколько сканеров (как правило, начального уровня) оборудованы шиной USB (ScanJet 6390C, наряду с USB, также оснащен и SCSI-II). Кстати, комбинированный интерфейс порой может быть весьма удобным. Так, например, Linoscan 2650, где SCSI-II уживается с FireWire, может привлечь внимание тех владельцев «старой» техники Apple (где есть только SCSI), которые готовятся приобрести более современный компьютер.

Управление превыше всего

Все аппаратные возможности сканеров теряют смысл, если в поставку этих устройств не включено адекватное программное обеспечение. Это тем более так, когда речь заходит о профессиональных сканерах для полиграфии и дизайна.

В первую очередь это касается так называемых TWAIN-драйверов, уровень исполнения которых варьируется от программных надстроек, вызываемых из меню графических пакетов, до мощных автономных приложений типа LinoColor Elite 6.0 и NewColor 5000 компании Heidelberg или FotoLook 3.5 компании Agfa. При этом, учитывая сложность решаемых профессиональным сканером задач, даже надстройки, например TWAIN PRO компании Epson, не уступают, а порой и превосходят по ряду параметров своих именитых конкурентов.

Так, версия TWAIN PRO для Expression 1640XL предоставляет широкие возможности сетевого сканирования (аналогичными средствами укомплектованы только сканеры Mustek, Umax и ScanJet 6390C от Hewlett-Packard), а также способна управлять на аппаратном уровне временем экспонирования ПЗС-матрицы (см. врезку «Яма для заряда»), что вообще не свойственно для сканеров рассматриваемого ценового диапазона.

Цвет, цвет и еще раз цвет

Другая сторона медали — решение задач цветокоррекции и цветоделения оцифрованного изображения, а также калибровки сканера и его характеризации (построения программного ICC-профиля). Тут на первое место выходят автономные пакеты (SilverFast Ai 5.0 компании LaserSoft и binuscan photoperfect 4.4 компании binuscan), а также ряд драйверов и специализированных программ, таких как FoloLook 3.5 и ColorTune 3.05 компании Agfa; Scanopen LS, LinoColor Elite 6.07 и NewColor 5000 корпорации Heidelberg; ScanWizard Pro и ICC Profiler от Microtek; MagicScan 4.4 от Umax.

Рис. 5. Окно работы с фильтрами Descreen и Unsharp mask программы SilverFast 5.0

Как можно видеть из таблицы, заметная часть поставщиков отдает предпочтение программе SilverFast Ai 5.0, которая поставляется со сканерами Umax (все версии Prepress и сканер Astra 4000 PRO), Microtek и Epson Expression 1640XL (c февраля 2001 года). Приложение выпускается только под конкретные модели и предусматривает бесплатное обновление версий через Internet. По поводу же его функционального наполнения можно сказать, что оно поистине королевское: цветоделение в пространствах RGB, CMYK и CIELab, автоматический расчет оптимального разрешения сканирования, автоматическая характеризация по эталонам IT8, селективная цветокоррекция, встроенный денситометр, режим CMYK-цветопробы и многое другое (копия экрана SilverFast Ai 5.0, где, в частности, изображено окно работы с фильтром подавления растра, показана на рис. 5). Отметим еще одну любопытную функцию, которая появилась в версии 5.0 программы, — так называемое «мультисэмплирование» (multisampling) — операция множественного сканирования образа с последующим осреднением полученных результатов — наиболее полезная при сканировании негативов.

Рис. 6. Окно управления гамма-функцией драйвера MagicScan 4.4 компании Umax

Ни в чем не уступают SilverFast и даже превосходят ее по ряду параметров, специально ориентированные на выполнение полиграфических задач автономные приложения LinoColor Elite 6.07 (для Macintosh) и NewColor 5000 (усовершенствованная версия программы сканирования для барабанных сканеров, разработанная для платформы PC) от компании Heidelberg, а также пакет binuscan photoperfect 4.4. Эти продукты выполняют полный цикл работ по предпечатной подготовке получаемых изображений, куда входят такие задачи, как цветоделение; цветокоррекция в нужном цветовом пространстве; качественная фильтрация изображения (удаление растра или нерезкое маскирование); сохранение сформированного файла в нужном формате для последующей верстки. Не менее мощными являются предоставляемые ими возможности по предварительной настройке параметров сканирования.

Рис. 7. Окно программы LinoColor Elite 6.07 компании Heidelberg для селективной цветокоррекции в пространстве LCH

Что же касается перечисленных Twain-драйверов компаний Heidelberg, Microtek и Umax, то некоторые их возможности в области предварительной цветокоррекции, подробное описание которых вполне заслуживает отдельного обзора, показаны на рисунках 6, 7 и 8.

Рис. 8. Окно драйвера ScanWizard Pro компании Microtek для селективной цветокоррекции в пространстве LCH

С Photoshop’ом или без

Достаточно заметная составляющая в наборе поставляемого программного обеспечения — лицензионная версия популярнейшего графического пакета Adobe Photoshop. Как видно из таблицы, далеко не все поставщики сканеров балуют ею своих покупателей (хотя это вряд ли расстроит владельцев сканеров Heidelberg, имеющих в своем распоряжении LinoColor Elite 6.07 или NewColor 5000). Полная версия Adobe Photoshop 5.5 стандартно входит лишь в комплекты Prepress сканеров Umax с возможностью ее бесплатного обновления (покупатели моделей ArtixScan 2020 и ArtixScan 2500 от Microtek могут купить Photoshop 5.5 за отдельную плату, а пользователи ScanMaker 8700 — уже Photoshop 6.0), в то время как в поставку ряда других сканеров включается (стандартно или дополнительно) лишь Adobe Photoshop 5.0 LE (Limited Edition). Кроме того, полная версия Adobe Photoshop 5.0 входит в комплект ScanJet 6390C.

Сканеры анфас и в профиль

Как уже говорилось, следующий важный момент — калибровка и характеризация сканеров для работы в конкретных условиях и с конкретными материалами. Если говорить о калибровке, то этот обязательный для каждого сканера процесс, как правило, предусматривает настройку точек белого и черного цветов, а также баланса серого, применительно к текущим внешним условиям и температуре ламп. Выбирая сканер, помните, что «уважающий себя» аппарат выполняет калибровку перед каждым сканированием, пусть даже это и обходится его владельцу в лишних 8—15 секунд на проход.

Что же касается характеризации, инструментальные средства для которой предлагают практически все поставщики (например, Scanopen от Heidelberg и ColorTune Pro от Agfa), то возможность работы с эталонами IT8 никогда не помешает (эталоны сканирования различных типов включены в поставку большинства рассматриваемых моделей). Однако польза от создания ICC-профиля по дешевым эталонам («серьезный» комплект с индивидуальным профилем стоит около 700 долл.) порой может быть сомнительна.

Вместе с тем, никогда не будет в тягость набор стандартных профилей для работы с различными типами оригиналов. Счастливые обладатели сканеров Agfa знают, насколько широк диапазон видов сканируемых фотопленок, которые поддерживает программа FotoLook.

Что сканируем?

Когда мы, наконец, подошли к самому главному — объектам сканирования, давайте посмотрим, на что же способны перечисленные в таблице сканеры. Ограничений по толщине непрозрачных оригиналов почти нет (исключение составляют лишь PowerLook 3000 и Linoscan 1800 с выдвигающимся через крышку корпуса ложем) — крышки у сканеров либо съемные, либо регулируемые по высоте, как в Astra 4000 PRO.

Рис. 9. Окно выполнения ручной фокусировки на расстоянии от стекла в сканере Expression 1640XL

Практически все сканеры способны оцифровывать трехмерные объекты, а пользователям Epson Expression 1640XL (см. рис. 9) даже предоставляется возможность ручной фокусировки на небольшом расстоянии (до 6 мм) от стекла.

Если же говорить о работе с прозрачными оригиналами, то все включенные в таблицу модели имеют достаточный набор рамочных держателей распространенных типоразмеров, а такие поставщики как Agfa и Microtek предлагают рамки для нестандартных форматов (правда уже не «дырявые» с боковыми зажимами, а обычные, со стеклом).

Доверяй, но проверяй

После того как окончательный выбор сканера сделан, можно, конечно, приехать в торговый зал, оплатить покупку, убедиться в устойчивом горении лампочки питания на корпусе прибора и отбыть восвояси, лелея хрупкую надежду, что все возможные неисправности проявят себя до истечения года гарантии (двухлетнюю гарантию пока предоставляет лишь Mustek, а с начала 2001 года — Microtek). Есть однако и другой вариант, ибо, как мы уже знаем, в Москве встречаются места, где приобретаемый сканер разрешают потестировать.

Хотя результаты такого тестирования вряд ли будут исчерпывающими, кое-какую информацию к размышлению они дать могут. Можно, например, заранее взять с собой резко контрастную цветную фотографию (приятель в черном пиджаке на фоне пальмы и синего моря) и проверить качество совмещения цветов на ее оцифрованном варианте. Также можно отсканировать белый лист и начерно засвеченный негатив, а затем, с помощью «пипетки», посмотреть в Photoshop полученные значения «цветопроб». Специалисты говорят, что если уровень черного не превышает 25, а уровень белого не ниже, чем 240, то сканер вполне работоспособный.

Кроме того, проводя подобные операции, вы сможете распознать либо «сбитую» оптику (цветные разводы или размытость изображения), либо дефектную ПЗС-матрицу (вертикальные полосы или отсутствие «боковинок» картинки). Впрочем, как утверждают корифеи из сервис-центров, вероятность таких случаев не превышает 2%. По их словам, значительная часть претензий связана либо с неверно установленным программным обеспечением, либо с устаревшей версией драйвера. Так что, проверяя сканер, удостоверьтесь, что программное обеспечение — новое, а также ненавязчиво спросите у менеджера, не существует ли недокументированных хитростей при установке драйвера или сетевых утилит.

Наконец, привезя и установив сканер на рабочее место, постарайтесь, чтобы он активно поработал целый день — это позволит убедиться (особенно летом!), что качество выдаваемых «сканов» не падает по мере его разогрева.

Автор выражает глубокую признательность сотрудникам представительств Epson, Hewlett-Packard и Kodak в Москве, а также специалистам компаний DPI, Heidelberg Digital, Legion Group, MAS Elektronik AG, NeuHaus, Online Trade и «ТЕРЕМ» за помощь, оказанную при написании этой статьи. Большое спасибо Андрею Лыгуну(Epson), Анатолию Тишину(«ТЕРЕМ»), Игорю Артанову (NeuHaus), а также Сергею Марею (MAS Elektronik AG) не пожалевших своего времени и сообщивших много интересной информации. Особая благодарность — Виктору Жиляеву, менеджеру по продукции Umax компании MAS Elektronik AG, который не оставил без исчерпывающего ответа ни одного из заданных ему бесчисленных вопросов.


Яма для заряда

Ежедневно сканировать различные изображения и хотя бы примерно не осознавать, сколь сложные физико-химические процессы лежат в основе работы сканера — значит просто обижать приобретенное устройство. Как следует из статьи, краеугольным камнем функционирования всех, представленных в таблице, планшетных сканеров являются так называемые приборы с зарядовой связью (ПЗС) — термин, эквивалентный английскому обозначению Charge-Coupled Device (CCD).

Представляют собой эти приборы специальным образом «выращенные» полупроводниковые матрицы светочувствительных элементов, которые обладают свойством «самосканирования» — способностью к одновременной передаче друг другу по цепочке накопленных под воздействием света зарядов. Роль элементарных кирпичиков, из которых строятся такие цепочки, играют «потенциальные ямы» — микроскопические (размером около 5 мкм) области в теле полупроводника, где, благодаря внешнему световому воздействию, скапливаются высвобождающиеся электроны.

Создаются такие «ямы» путем подачи положительного потенциала на специальный электрод (его называют затвором), отделенный от полупроводника диэлектрическим слоем. В результате, поскольку вблизи границы раздела диэлектрик-электрод образуется недостаток отрицательных зарядов, в области под затвором будут скапливаться электроны. Это происходит потому, что под воздействием света электроны преодолевают барьер Р-N перехода и проникают в эту область из нижнего слоя полупроводника. Место их скопления и называется «потенциальной ямой» (рис. 10).

Рис. 10. Схема образования «потенциальной ямы»

Образование интегральных цепочек (ПЗС-линеек), состоящих из определенного числа светочувствительных элементов, происходит путем увязки в единую структуру последовательности «потенциальных ям». При этом за счет подачи на затворы потенциалов различного уровня формируется три типа «ям» — приемные, запирающие и передающие. Упрощенная схема такой структуры показана на рис. 11.

Рис. 11. Упрощенная схема структуры ПЗС-линейки

Ввиду определенной энергетической неустойчивости таких структур, в них возникают «темновые токи», причина которых — переход накопленных в «яме» электронов вглубь тела полупроводника (эффект «провала в светах») и их последующий возврат в позднее освободившуюся от заряда яму-ячейку (эффект «послесвечения» или «шлейфа»). Данный процесс сильно зависит от температуры и, при каждом ее повышении на 8—9 градусов, становится в два раза интенсивнее.

В качестве практического примера реализации такой структуры рассмотрим ПЗС-матрицу KLI-10203 корпорации Eastman Kodak (по имеющейся информации, немалая часть планшетных сканеров среднего класса комплектуется ПЗС-матрицами этого производителя и именно такой конструкции).

Состоит матрица из трех совмещенных линеек по 10 200 фотоэлементов, закрытых соответствующими светофильтрами (для красного, зеленого и синего цветов), благодаря чему передача информации о каждой спектральной составляющей может осуществляться единовременно и без использования оптических призм.

Такой подход к цветоделению, безусловно, имеет ряд недостатков, среди которых — необходимость учета спектральных характеристик светофильтров, которые полностью прозрачны в инфракрасной области (см. рис. 12), а также наличие погрешности, связанной с их оптическими свойствами. Принципиально иной подход, когда вместо светофильтров используется расщепляющая спектр оптика, позволяет уйти от этих проблем, но порождает другие, чисто оптические, ошибки преобразования (расщепляющая световой поток призма установлена, например, в сканере ScanJet 6390C корпорации Hewlett-Packard).

Рис. 12. Спектральные характеристики светофильтров, установленных в ПЗС-матрицах Eastman Kodak

Управление работой таких матриц осуществляется с помощью кварцевого генератора и соответствующих логических схем, отвечающих за синхронизацию тактирующих импульсов. Эти импульсы обеспечивают переключение управляющих потенциалов и, таким образом, инициируют сдвиговую передачу накопленных зарядов в специальные буферные регистры, надежно защищенные от светового воздействия.

Говоря о конструкции ПЗС-матриц Eastman Kodak, нельзя не отметить еще двух особенностей. Первая связана со встроенной логикой управления временем экспозиции, осуществляемого путем смещения в ту или иную сторону времени выдачи тактового импульса, который открывает «перемычки» между приемными и передающими «ямами». Вторая особенность — во включении в ПЗС-цепочку дополнительных, закрытых от света и расположенных по краям, фотоэлементов, которые инициируют «нулевой» заряд, используемый в качестве базовой точки в ходе преобразования накопленных зарядов в напряжение.

Любопытно, что первая из перечисленных возможностей, по имеющимся данным, практически не применяется на аппаратном уровне в рассматриваемых в обзоре сканерах. Приятным исключением является сканер Expression 1640XL, где реализована технология Dynamic Range Control, обеспечивающая увеличение экспозиции при сканировании темных мест изображения.

Архив журналов в свободном доступе.

На ту же тему:

comments powered by Disqus