Характеристики системы сканирования цифровых копировальных аппаратов (ЦКА).

Характеристики системы сканирования цифровых копировальных аппаратов (ЦКА).

                Характеристики любого сканера обычно определяют тремя основными показателями:
- разрешением,
- глубиной цвета,
- динамическим диапазоном.
                Разрешение сканера характеризует дискретность сканирования точек оригинала. Истинное оптическое разрешение, часто выражается в dpi (dots per inch - точек на дюйм), и определяет число элементарных участков поверхности сканируемого оригинала, информация о которых воспринимается одной линейкой (при цветном трехпроходном сканировании), или тремя светочувствительными линейками ПЗС-матрицы (по одной линейке на красный, зеленый и синий цвет). Разрешение сканера правильнее отражается не в dpi, так как 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) - эта единица измерения, оперирует прямоугольными элементами (пикселами) конкретной величины.
                Величина оптического разрешения сканера и размер пиксела напрямую определяются числом светочувствительных элементов ПЗС-матрицы, 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). Существует оригинальный способ увеличения разрешения цветных (монохромных) сканеров в котором на каждый из трех цветов установлена не одна, а целых две ПЗС-линейки, сдвинутые друг относительно друга на половину шага.
                Для простых цветных сканеров обычно используют 8-разрядные АЦП (256 градаций или цветов). Для правильного восприятия передаваемого через оптическую систему светового потока в высококачественных цветных сканирующих устройствах все чаще устанавливают АЦП с повышенной разрядностью (обычно в данном классе устройств максимальная разрядность АЦП составляет 12-14 бит), что позволяет увеличивать число воспринимаемых оттенков до 4,4 биллиона цветов. В случае использования 14-разрядного АЦП по каждому цветовому каналу, но в этом случае необходимо использовать высококачественные ПЗС-матрицы, так как если в применяемой ПЗС-матрице большие паразитные токи, а из 14 разрядов установленного в сканере АЦП достоверными являются лишь 12, то эти цифры теряют всякий смысл. 
                Технические параметры ПЗС и АЦП сканера являются малоизвестной информацией (такой информацией иногда не владеют даже дистрибьюторы, продающие ЦКА), поэтому предварительное тестирование покупаемого аппарата - полезная и необходимая процедура. Еще одним важнейшим показателем сканирующего узла является динамический диапазон, определяющий "остроту зрения", то есть способность к дифференциации оттенков cкaниpyeмого 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 производитель указывает в спецификации не динамический диапазон, а максимальную, различимую сканером, оптическую плотность оригинала. Этот показатель не всегда правильно распознается, кроме того, он утаивает не менее важную характеристику - способность сканера различать светлые оттенки. Кроме того, значение оптической плотности оригинала поставщики порой определяют по разным методикам, что приводит к неоднозначности этого показателя.
                Наибольшую ценность возможности сканера ЦКА по распознаванию цветовых оттенков приобретают при работе с негативами и слайдами. Осуществить профессиональное сканирование прозрачных оригиналов на аппаратах с динамическим диапазоном менее 3,0 - проблематичная задача (об этом производители часто просто не упоминают в технических характеристиках о динамическом диапазоне или оптической плотности). Сканирование негативов и слайдов - обязательный компонент профессиональной деятельности любого дизайнера или фотохудожника, поэтому в стандартный комплект высококачественных полноцветных ЦКА часто включают слайд-модуль, или они могут быть укомплектованы им дополнительно. 
                Существует всего два варианта установки слайд-модуля: в крышке или корпусе сканирующего устройства. 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 чаще используют рабочий стол со стеклом и слайд-модулем в крышке.
                Важным параметром сканера является его разрешение, которое можно разделить на оптическое разрешение, механическое разрешение, физическое разрешение и интерполяционное.

                Оптическое разрешение - это количество элементов в линии матрицы, поделенное на ширину рабочей области. Меньшая из всех приводимых цифр разрешения определяется матрицей и шириной рабочей зоны. 
                Механическое разрешение. Количество раз "считывания" информации CCD-матрицей, поделенное на длину пути, пройденного за это время сканирующей кареткой. Иногда его тоже называют оптическим ("оптическое разрешение 300 х 600"), но на самом деле это не так (оптическое будет 300, а 600 - это тоже реальное разрешение, но механизма, а не оптики).

                Как правило, механическое разрешение задается изготовителем в 2 раза больше оптического (иногда равным ему или в 4 раза большим), при этом, поскольку CCD-матрица не может сканировать с разрешением выше оптического, а сканируемый квадрат должен остаться квадратом, недостающие "по ширине" точки рассчитываются (интерполируются). Интерполяция же не только не дает видимого повышения качества при сканировании оригиналов, но и может ухудшить четкость и заметно понизить скорость сканирования.
                Физическое разрешение (истинное разрешение, реальное разрешение) - это все , что как-то определяется механизмом сканера.

                Интерполяционное - произвольно выбранное разрешение, до которого программа сканера сама рассчитывает недостающие точки. Для увеличения четкости деталей оригинала применяются специальные программные алгоритмы, это второе разрешение и называется интерполированным. Обычно оно увеличивает максимальное разрешение сканера в четыре раза (например, оптическое разрешение сканера 600 dpi, а максимальное интерполированное - 2 400 dpi). Поскольку интерполированное разрешение обеспечивается программными методами, при его использовании качество сканированного оригинала может быть несколько хуже, но практически сканеры обеспечивают приемлемое качество и при интерполированном разрешении.