Во всех моделях барабанных сканеров (кроме недорогих моделей) используются три ФЭУ для одновременной записи значений красного, зеленого и синего цветов за один проход. В некоторых моделях фирмы ScanVeiw используется только один чувствительный элемент, поэтому сканирование выполняется в три прохода. Для оцифровки отсчетов интенсивности света каждого пиксела применяется не менее 10 бит (в зависимости от модели) для красного, зеленого и синего цветов. Максимальная цветовая глубина - 48 бит, хотя после оптимизации полученных значений с помощью программных алгоритмов результат обычно сохраняется в файле с 24-битным (true-color) цветом для обработки в приложениях на Macintosh и PC.
Барабанные сканеры, по сравнению с планшетными сканерами, позволяют достичь большего максимального оптического разрешения. Это значит, что они снимают большее количество световых отсчетов (пикселей или цифровых элементов изображения) на дюйм или миллиметр. Например, лучшие планшетные слайд-сканеры имеют разрешение от 4000 до 5600 dpi, а для некоторых барабанных сканеров этот параметр достигает значений от 8000 до 11000 dpi.
Очевидно, что работать с барабанными сканерами, получая при этом качественные результаты, гораздо сложнее, чем с другими сканерами. Прежде всего, необходимо смонтировать оригиналы на внутренней или внешней (в зависимости от модели) стороне прозрачного цилиндра, который называется "барабан". Чем больше барабан, тем больше площадь его поверхности, на которую монтируется оригинал, и, соответственно, тем больше максимальная область сканирования. После монтажа оригинала барабан приводится в движение. За один оборот барабана считывается одна линия пикселей. Проходящий через слайд (или отраженный от непрозрачного оригинала) узкий луч света с помощью системы зеркал попадает на ФЭУ, где оцифровывается.
При производстве разнообразной полиграфической продукции требуется печать изображений с различными линиатурами растра и масштабированием. Поэтому сканеры должны обеспечивать получение изображений с широким диапазоном разрешений. Чем выше разрешение (количество пикселей на дюйм), тем меньше должен быть размер пикселей. Следовательно, для получения отсчетов с меньшего участка оригинала должен использоваться более узкий луч света.
Для регулирования ширины луча света в барабанных сканерах он пропускается через апертуры (aperture), которые представляют собой небольшие (до шести микрон) отверстия точно определенного размера. Апертуры располагаются на колесе выбора. В различных моделях используется от 2 до 22 различных размеров апертур.
В идеале для каждого из возможных разрешений необходимо иметь свой размер апертуры. Но на практике современный барабанный сканер для сканирования с заданным разрешением автоматически выбирает апертуру с подходящим размером. Как правило, выбирается апертура с ближайшим к пикселю меньшим размером. Сканер сравнивает величину отсчета с соседними и интерполирует значение цвета для полноразмерного пикселя.
В спецификациях барабанных сканеров часто указывается максимальное увеличение, но каждый производитель определяет его по-своему. Поэтому такие величины сравнивать трудно. В действительности максимально возможное увеличение сканера непосредственно зависит от его максимального разрешения и линиатуры растра, которая будет использоваться при репродуцировании. Поскольку на практике часто возникает необходимость в различных степенях увеличения, приведем простую формулу для расчета требуемого разрешения сканера: просто умножьте линиатуру растра печати на 2, разделите максимальное разрешение сканера на это значение и умножьте на 100, чтобы выразить полученный результат в процентах.
Некоторые производители оценивают типичную скорость сканирования в количествах сканирований в минуту и других нестандартных величинах, но эти цифры трудно поддаются сравнению. Гораздо легче сравнивать максимальную скорость вращения барабана (в оборотах в минуту, об/мин), которая достигается при сканировании с низким разрешением. Но при повышении разрешения скорость вращения уменьшается, поэтому следует обращать внимание и на минимальную скорость вращения барабана.
Кроме скорости сканирования существуют и другие характеристики, которые оказывают воздействие на производительность барабанных сканеров.
При наличии съемного барабана можно монтировать на него оригинал, не прерывая при этом процесс сканирования другого. Если использовать станцию для монтирования, это облегчит выравнивание оригиналов. Вместо применения обычных клейких лент для размещения оригиналов на внешней поверхности барабана, в некоторых изделиях оригиналы помещаются в стандартные (35 мм, 6x7 мм и 4x5 мм) или модифицируемые пластиковые держатели, которые вставляются внутрь барабана. Во время сканирования оригиналы удерживаются на поверхности барабана центробежной силой, поэтому никаких клейких лент не нужно.
Многие сканеры позволяют выполнять динамическое пакетное сканирование, то есть можно смонтировать несколько оригиналов, выполнить предварительное сканирование, настроить с помощью программного обеспечения параметры кадрирования, разрешения, цветовой баланс и другие характеристики для каждого изображения и запустить окончательное сканирование. Более того, существуют сканеры с динамическим пакетным сканированием, которое осуществляется при размещении на барабане различных типов оригиналов: слайдов, негативов и непрозрачных оригиналов.
5. СЛАЙД-СКАНЕРЫ
Слайд-сканеры в отличие от барабанных или планшетных моделей не работают с непрозрачными оригиналами, такими, как иллюстрации на бумаге или фотографии. Большинство слайд-сканеров поставляются с одной или несколькими рамками для пленки, что облегчает установку разных форматов пленки – слайдов разных размеров и типов, а также фрагментов пленок.
Пакетное сканирование, обычная операция для барабанных или планшетных устройств, является относительно новой возможностью для недорогих слайд-сканеров. При работе со сканером CrosfieldC360 компании FujiPhotoFilm можно монтировать для пакетного сканирования до 30 слайдов разных размеров и форматов. Как и барабанные сканеры с функцией пакетного сканирования, C360 позволяет выполнять предварительный просмотр смонтированных слайдов и задавать индивидуальные параметры сканирования для каждого.
Даже самые дешевые слайд-сканеры обладают разрешением не ниже 1950 dpi. Для сканирования 35-мм слайда с рамкой изображения 12x24 мм, если в дальнейшем его предполагается увеличить до размеров журнальной страницы или плаката, необходимо повышенное разрешение. Так, модель CoolscanLS-20 с разрешением 2700 dpi компании Nikon может оцифровать 35-мм слайд в изображение, содержащее 2592x3888 пикселов. Такого количества пикселов вполне достаточно для вывода разворота размером 279x432 мм с линиатурой 133 lpi.
Никакое разрешение не поможет, если цифровые значения неадекватно отражают цвета оригинальной пленки.
Здесь важную роль играют две характеристики сканера. Первая - глубина цвета, т. е. число разрядов, используемых для кодирования цвета каждого оцифрованного пиксела. Хотя программное обеспечение, поставляемое в комплекте со сканером, в большинстве случаев создает файл с 24-разрядным цветом, внутреннее аналого-цифровое преобразование может задавать значения цветов 30, 36 и даже большим числом разрядов. Такая реализация принята потому, что 16 миллионов цветов, доступных при 24 разрядах на пиксел (по 8 разрядов для красного, зеленого и синего каналов), могут распределяться в изображении неравномерно: особенно часто теряются оттенки в тенях и на самых светлых участках. Нельзя забывать, что светочувствительные элементы и цепи аналого-цифрового преобразования вносят определенный шум. Поэтому, собирая более 24 разрядов для каждого пиксела, сканер может отбросить информацию, которая скорее всего содержит шум, и при этом в его распоряжении останется достаточно широкий диапазон величин для обработки и сохранения в окончательном 24-разрядном файле. К сожалению, по характеристике цветовой глубины нельзя судить о том, действительно ли все эти биты содержат визуально важную информацию. Здесь играют роль чувствительность сенсоров и качество аналого-цифровой цепи, а также другие факторы.
Для слайд-сканеров также важнейшей характеристикой является общая чувствительность сканера по отношению к пленке - диапазон плотностей, то есть диапазон оттенков в оригинале, которые может различить сканер, от абсолютно прозрачного до полностью непрозрачного. Типичная пленка имеет минимальную плотность около 0,3 (50% прозрачности) и максимальную плотность до 3,3 (99,5% непрозрачности): диапазон составляет около 3,0, хотя диапазон некоторых слайдов достигает значения 3,6.
Если слайд имеет максимальную плотность (Dmax) 3,3, а сканер оперирует значениями только до 3,0, то детали цветов плотностью выше 3,0 окажутся черными.
В некоторых сканерах выполняется аппаратная обработка изображений, что должно экономить время на редактировании результатов сканирования и улучшать качество ввода данных оригинала. Например, модель CrosfieldC360 поставляется в комплекте с процессорной платой стандарта MacintoshNuBus или PCI, которая выполняет массу задач по обработке изображений, - точно такой же перечень функций реализован в барабанных сканерах Crosfield.
Эффективность работы сканера существенно зависит от типа используемого интерфейса.
Для соединения сканера с компьютером используется либо параллельный порт (LPT), либо шина SCSI, либо сетевой интерфейс.
Первый способ прост и не требует никакого добавочного оборудования, но не рассчитан на высокие скорости передачи данных, а потому типичен для ручных моделей для PC, а также барабанных и планшетных устройств невысокого ценового класса. Более универсальные SCSI-сканеры, взаимодействующие с употребительными адаптерами SCSI, можно подключать как к PC, так и к Mac. Они обеспечивают более быструю передачу данных компьютеру, чем LPT-модели. На случай отсутствия в компьютере контроллера SCSI изготовители включают в комплект поставки сканеров простые интерфейсные платы SCSI, как правило, предназначенные для монтажа в разъеме ISA, а не PCI. Если в машине уже имеется SCSI-контроллер типа Adptec 1540 или 2940,пользователь может подсоединить сканер непосредственно к контроллеру жесткого диска - при наличии подходящего ASPI-драйвера. В частности, со сканерами HP и Mustek это возможно. ASPI-стандарт для SCSI-периферии, предложенный Adaptec, позволяет драйверу любого устройства, например дисковода ZIP или сканера, взаимодействовать с любым SCSI-контроллером – от Adaptec до Ultrastor, - имеющим драйвер ASPI. При подключении сканера к встроенной SCSI-плате необходимо позаботиться о правильном согласовании шины - лишь в этом случае подсоединенные к шине SCSI периферийные устройства смогут нормально функционировать. Иными словами, оба конца цепочки устройств SCSI должны быть снабжены согласующими сопротивлениями (терминаторами). Если внешние устройства SCSI отсутствуют, то следует активизировать терминатор на контроллере, обычно служащем последним звеном в цепочке SCSI (ID7), первым звеном которой является жесткий диск (ID 0). Сканер рекомендуется использовать в качестве последнего устройства шины SCSI, поэтому после подсоединения сканера надлежит задействовать его собственный терминатор, предварительно отключив согласующее сопротивление на плате контроллера с помощью BIOS. Терминаторы многих сканеров находятся внутри - лишь некоторые модели, такие как HP ScanJet 4p, снабжены внешними переключателями.