À primeira vista, a ideia de criar um scanner de mesa com resolução óptica superior a 600 ppi, não projetado para trabalhar com originais transparentes, parece bastante duvidosa - afinal, para a grande maioria dos originais digitalizados em luz refletida, mais de 300-400 ppi é suficiente. No entanto, não se esqueça que grande parte dos originais digitalizados em casa e no escritório são imagens impressas de forma tipográfica. Devido aos fenômenos de interferência que ocorrem ao digitalizar imagens rasterizadas, um moiré perceptível aparece na imagem resultante, o que é bastante difícil de lidar sem comprometer a qualidade ou o tamanho da imagem. Para combater tais fenômenos, são utilizados algoritmos especiais, embutidos nos programas de controle de varredura. Normalmente, a redução de moiré é baseada na digitalização do original em uma resolução superdimensionada (ou seja, maior do que a especificada pelo usuário) e, em seguida, processamento de software imagem recebida. É aqui que a vantagem dos scanners de resolução mais alta será óbvia no verdadeiro sentido da palavra.

Principais parâmetros técnicos dos scanners

Resolução

Resolução, ou resolução, é um dos parâmetros mais importantes que caracterizam as capacidades de um scanner. A unidade mais comum para medir a resolução de scanners é número de pixels por polegada (pixels por polegada, ppi). Ppi não deve ser identificado com uma unidade mais conhecida dpi (pontos por polegada- o número de pontos por polegada), que é usado para medir a resolução de dispositivos de impressão raster e tem um significado ligeiramente diferente.

Distinguir óptico e interpolado permissão. O valor da resolução óptica pode ser calculado dividindo o número de elementos fotossensíveis na barra de varredura pela largura da placa. É fácil calcular que o número de elementos fotossensíveis nos scanners que estamos considerando, que têm uma resolução óptica de 1200 ppi e um formato de tablet Legal (ou seja, uma largura de 8,5 polegadas ou 216 mm), deve ser de pelo menos 11 mil.

Falando de um scanner como um dispositivo digital abstrato, você precisa entender que a resolução óptica é frequência de amostragem, apenas em este caso A contagem regressiva não é baseada no tempo, mas na distância.

Na tabela. 1 mostra os valores de resolução necessários para resolver as tarefas mais comuns. Como você pode ver, ao digitalizar em luz refletida, uma resolução de 300 ppi é suficiente na maioria dos casos, e valores mais altos são necessários para dimensionar o original para um tamanho maior ou para trabalhar com originais transparentes, em particular transparências de 35 mm e negativos.

Tabela 1. Valores de resolução para resolver os problemas mais comuns

Muitos fabricantes, no esforço de atrair clientes, indicam na documentação e nas caixas de seus produtos o valor da resolução óptica de 1200 * 2400 ppi. No entanto, o dobro do número do eixo vertical significa nada mais do que escanear com metade do passo vertical e mais interpolação de software, portanto, neste caso, a resolução óptica desses modelos permanece igual ao primeiro dígito.

A resolução interpolada é o aumento no número de pixels em uma imagem digitalizada por meio de processamento de software. O valor da resolução interpolada pode ser muitas vezes maior que o valor da resolução óptica, porém, deve-se lembrar que a quantidade de informação obtida do original será a mesma da digitalização em resolução óptica. Em outras palavras, você não poderá aprimorar os detalhes da imagem ao digitalizar em uma resolução maior que a óptica.

Profundidade de bits

A profundidade de bits, ou profundidade de cor, determina o número máximo de valores que a cor de um pixel pode assumir. Em outras palavras, quanto maior a profundidade de bits durante a varredura, grande quantidade sombras podem conter a imagem resultante. Por exemplo, ao digitalizar uma imagem em preto e branco com uma profundidade de bits de 8 bits, podemos obter 256 níveis de cinza (2 8 = 256), e usando 10 bits - já 1024 gradações (2 10 = 1024). Para imagens coloridas, existem duas opções para a profundidade de bits indicada - o número de bits para cada uma das cores básicas ou o número total de bits. O padrão atual para armazenamento e transmissão de imagens coloridas (como fotografias) é a cor de 24 bits. Como ao digitalizar originais em cores, a imagem é formada de acordo com o princípio aditivo a partir de três cores básicas, cada uma delas com 8 bits, e o número de tons possíveis é pouco mais de 16,7 milhões (2 24 = 16 777 216). Muitos scanners usam uma grande profundidade de bits - 12, 14 ou 16 bits por cor (a profundidade total de bits é de 36, 42 ou 48 bits, respectivamente), no entanto, para gravação e processamento posterior de imagens, esta função deve ser suportada pelo software usado ; caso contrário, a imagem resultante será gravada em um arquivo de 24 bits.

Deve-se notar que uma profundidade de bits mais alta nem sempre significa uma qualidade de imagem mais alta. Ao especificar a profundidade de cor de 36 ou 48 bits na documentação ou em materiais promocionais, os fabricantes geralmente se mantêm em silêncio sobre o fato de que alguns dos bits são usados ​​para armazenar informações de serviço.

Faixa dinâmica (densidade óptica máxima)

Como você sabe, as áreas mais escuras da imagem absorvem mais luz que incide sobre elas do que as claras. O valor da densidade óptica indica quão escura é uma determinada área da imagem e, portanto, quanta luz é absorvida e quanto é refletida (ou transmitida no caso de um original transparente). A densidade é geralmente medida para alguma fonte de luz padrão com um espectro predeterminado. O valor da densidade é calculado pela fórmula:

onde D é o valor de densidade, R é a refletância (ou seja, a proporção de luz refletida ou transmitida).

Por exemplo, para uma área do original que reflete (transmite) 15% da luz incidente sobre ela, o valor da densidade será log(1/0,15) = 0,8239.

Quanto maior a densidade máxima percebida, mais faixa dinâmica este aparelho. Teoricamente, a faixa dinâmica é limitada pela profundidade de bits usada. Assim, uma imagem monocromática de oito bits pode ter até 256 gradações, ou seja, a tonalidade mínima reproduzida será 1/256 (0,39%), portanto a faixa dinâmica será igual a log (256) = 2,4. Para uma imagem de 10 bits, já será um pouco mais de 3, e para uma imagem de 12 bits, será 3,61.

Efetivamente, isso significa que um scanner com uma faixa dinâmica mais alta pode reproduzir melhor as partes escuras das imagens ou simplesmente imagens escuras (como fotografias superexpostas). Deve-se notar que em condições reais a faixa dinâmica é menor que os valores acima devido à influência do ruído e da diafonia.

Na maioria dos casos, a densidade de originais opacos digitalizados para reflexão não excede 2,0 (correspondendo a uma área com 1% de reflexão), enquanto um valor típico para originais impressos de alta qualidade é 1,6. Slides e negativos podem ter áreas acima de 2,0 de densidade.

Fonte de luz

A fonte de luz usada no projeto de um scanner específico afeta em grande parte a qualidade da imagem resultante. Quatro tipos de fontes de luz estão atualmente em uso:

1. Xenon lâmpadas de descarga . Eles são caracterizados por um tempo extremamente curto, alta estabilidade de radiação, tamanho pequeno e longa vida útil. Mas eles não são muito eficientes em termos de relação entre a quantidade de energia consumida e a intensidade do fluxo luminoso, têm um espectro não ideal (o que pode causar uma violação da precisão da cor) e exigem alta tensão (cerca de 2 kV ).
2. Lâmpadas fluorescentes de cátodo quente. Estas lâmpadas têm a mais alta eficiência, um espectro muito uniforme (que, além disso, pode ser controlado dentro de certos limites) e um curto tempo de aquecimento (cerca de 3-5 s). Os aspectos negativos incluem características pouco estáveis, dimensões bastante grandes, uma vida útil relativamente curta (cerca de 1000 horas) e a necessidade de manter a lâmpada constantemente acesa durante a operação do scanner.
3. Lâmpadas fluorescentes de cátodo frio. Essas lâmpadas têm uma vida útil muito longa (de 5 a 10 mil horas), baixa temperatura de operação e um espectro uniforme (deve-se notar que o design de alguns modelos dessas lâmpadas é otimizado para aumentar a intensidade do fluxo de luz, que afeta negativamente as características espectrais). Essas vantagens vêm ao custo de um tempo de aquecimento bastante longo (de 30 s a vários minutos) e maior consumo de energia do que as lâmpadas de cátodo quente.
4. Diodos emissores de luz (LED). Eles são usados, como regra, em scanners CIS. Os diodos coloridos têm dimensões muito pequenas, baixo consumo de energia e não requerem tempo de aquecimento. Em muitos casos, são usados ​​LEDs de três cores, que alteram a cor da luz emitida em alta frequência. No entanto, os LEDs têm uma intensidade de luz bastante baixa (em comparação com as lâmpadas), o que reduz a velocidade de varredura e aumenta o ruído da imagem. Um espectro de emissão muito irregular e limitado inevitavelmente acarreta uma deterioração na reprodução de cores.

Velocidade de digitalização e tempo de aquecimento

Durante o teste, foi medido o tempo necessário para uma partida a frio e a recuperação do modo de economia de energia.

Para avaliar o desempenho dos scanners testados, foram feitas medições do tempo necessário para realizar várias das tarefas mais típicas. A contagem regressiva começou a partir do momento em que você pressionou o botão Digitalizar (ou similar) no aplicativo a partir do qual a verificação foi realizada e terminou após esta aplicação estava pronto para funcionar novamente (ou seja, foi possível realizar qualquer ação, como alterar configurações ou área de digitalização).

Resolução óptica - medida em pontos por polegada (dpi). Uma característica que mostra que quanto maior a resolução, mais informações sobre o original podem ser inseridas no computador e submetidas a processamento posterior. Muitas vezes dada uma característica como "resolução interpolada" (resolução de interpolação). O valor deste indicador é duvidoso - esta é uma resolução condicional, até a qual o programa do scanner "compromete-se a contar" os pontos ausentes. Este parâmetro não tem nada a ver com o mecanismo do scanner e, se a interpolação ainda for necessária, é melhor fazê-lo após a digitalização com um bom pacote gráfico.

Profundidade de cor

A profundidade de cor é uma medida do número de cores que um scanner pode reconhecer. A maioria dos aplicativos de computador, com exceção de pacotes gráficos profissionais como o Photoshop, funciona com cores de 24 bits (16,77 milhões de cores por ponto). Para scanners, essa característica geralmente é maior - 30 bits e, para a mais alta qualidade de scanners de mesa, - 36 bits ou mais. Claro, a questão pode surgir - por que um scanner reconheceria mais bits do que pode transmitir para um computador. No entanto, nem todos os bits recebidos são iguais. Em scanners com sensores CCD, os dois bits superiores da profundidade de cor teórica geralmente são “ruído” e não carregam informações de cor precisas. A consequência mais óbvia de bits "ruidosos" não são transições contínuas e suaves entre gradações adjacentes em imagens digitalizadas. Assim, em um scanner de 36 bits, os bits de “ruído” podem ser deslocados o suficiente e, na imagem digitalizada final, haverá tons mais puros por canal de cor.

Faixa dinâmica (faixa de densidade)

A densidade óptica é uma característica do original, igual ao logaritmo decimal da razão entre a luz incidente no original e a luz refletida (ou transmitida - para originais transparentes). O valor mínimo possível de 0,0 D é um original perfeitamente branco (transparente). Um valor de 4,0 D é um original completamente preto (opaco). A faixa dinâmica do scanner caracteriza a faixa de densidades ópticas do original que o scanner pode reconhecer sem perder sombras nos realces ou nas sombras do original. A densidade óptica máxima do scanner é a densidade óptica do original, que o scanner ainda distingue da escuridão completa. Todas as tonalidades do original mais escuras do que essa borda o scanner não conseguirá distinguir. Este valor separa muito bem simples scanners de escritório, que pode perder detalhes, tanto nas áreas escuras quanto claras do slide, e, principalmente, no negativo, de modelos mais profissionais. Como regra, para a maioria dos scanners de mesa, esse valor varia de 1,7 D (modelos de escritório) a 3,4 D (modelos semiprofissionais). A maioria dos originais em papel, sejam fotografias ou recortes de revistas, tem uma densidade óptica não superior a 2,5D. Os slides geralmente exigem uma faixa dinâmica de mais de 2,7 D (normalmente 3,0 - 3,8) para digitalização de alta qualidade. E apenas negativos e raios-X têm densidades mais altas (3.3D - 4.0D), e comprar um scanner com uma faixa dinâmica mais alta faz sentido se você trabalhar principalmente com eles, caso contrário, você simplesmente pagará a mais.

Tipo de original. A digitalização pode ser realizada em luz transmitida (para originais em substrato transparente) ou luz refletida (para originais em substrato opaco). Digitalizar negativos é particularmente complicado porque o processo não é apenas inverter gradações de cores de negativo para positivo. Para digitalizar com precisão a cor nos negativos, o scanner deve compensar o véu fotográfico colorido no original. Existem várias maneiras de resolver esse problema: processamento de hardware, algoritmos de software para alternar de negativo para positivo ou tabelas de pesquisa para tipos específicos de filme fotográfico.

resolução óptica. O scanner não captura a imagem inteira, mas linha por linha. Uma faixa de elementos fotossensíveis se move ao longo da vertical do scanner de mesa e captura a imagem ponto a ponto linha a linha. Quanto mais elementos fotossensíveis o scanner tiver, mais pontos ele pode tirar de cada Barra horizontal Imagens. Isso é chamado de resolução óptica. Geralmente é considerado pelo número de pontos por polegada - dpi (pontos por polegada). Hoje, um nível de resolução de pelo menos 600 dpi é considerado a norma.

Velocidade de trabalho. Diferentemente das impressoras, a velocidade dos scanners raramente é indicada, pois depende de muitos fatores. Às vezes, eles indicam a velocidade de varredura de uma linha em milissegundos.

Profundidade de cor medido pelo número de tons que o dispositivo é capaz de reconhecer. 24 bits correspondem a 16.777.216 tons. Os scanners modernos são produzidos com uma profundidade de cor de 24, 30, 36, 48 bits.

Faixa dinâmica caracteriza a faixa de densidades ópticas do original que o scanner pode reconhecer sem perder sombras nos realces ou nas sombras do original. A densidade óptica máxima do scanner é a densidade óptica do original, que o scanner ainda distingue da escuridão completa. Todas as tonalidades do original mais escuras do que essa borda o scanner não conseguirá distinguir.

Processamento em lote - está digitalizando vários originais ao mesmo tempo, salvando cada imagem arquivo separado. Programa processamento em lote permite digitalizar um determinado número de originais sem intervenção do operador, proporcionando comutação automática modos de digitalização e salvar arquivos digitalizados.

Alcance do zoom -é o intervalo de valores de zoom originais que podem ser executados durante a digitalização. Está relacionado à resolução do scanner: quanto maior o valor da resolução óptica máxima, maior o fator de ampliação da imagem original sem perda de qualidade.

Por tipo de interface Os scanners se enquadram em apenas quatro categorias:

Scanners paralelos ou seriais conectados à porta LPT ou COM Essas interfaces são as mais lentas. Pode haver problemas associados a um conflito entre o scanner e a impressora LPT, se houver.

Scanners com interface USB Custam um pouco mais, mas funcionam muito mais rápido. É necessário um computador com uma porta USB.

Scanners com interface SCSI, com sua própria placa de interface para o barramento ISA ou PCI, ou conectados a um controlador SCSI padrão. Esses scanners são mais rápidos e mais caros que os representantes das duas categorias anteriores e pertencem a uma classe superior.

Scanners com interface moderna FireWire (IEEE 1394) especialmente projetado para gráficos e vídeo. Tais modelos são apresentados no mercado há relativamente pouco tempo.

Resultados:

• O scanner é capaz de perceber normalmente, quase sem distorção, a densidade de um original transparente até 1.6
• O scanner, introduzindo distorções e "ruídos", mas ainda capaz de perceber densidades de 1.6 antes de 2.35
• O scanner é cego à densidade 2.4 , ele percebe qualquer densidade acima desse valor como preta.

O que fazer?

Vamos ver o que o fabricante do scanner nos oferece. No Xsane (para ser mais preciso, no backend "e Sane) é possível ajustar o brilho usando o "ferro". Ou seja, o scanner, por assim dizer, aumenta o brilho da lâmpada para "perfurar" D max= 2.4 . De fato, não há aumento no brilho da lâmpada, o scanner (ou melhor, seu firmware) processa os valores recebidos, como resultado devemos obter um valor de densidade máxima mais alto, que o scanner interpreta como preto. Portanto, usaremos os recursos fornecidos pelo fabricante. Defina o valor de Brilho em Xsane para o máximo que o hardware permite. No nosso caso, isso 3 .