SKANOWANIE

Typy skanerów

·              płaskie – biurkowe urządzenia przystosowane głównie do skanowania materiałów refleksyjnych z rozdzielczością rzędu 300-2000ppi                       (pixels per inch – piksele na cal),

·              bębnowe – używane w poligrafii do skanowania materiałów refleksyjnych       i transparentnych  z rozdzielczością 4000-20000ppi; istnieją również bębnowe skanery biurkowe.

Rys. 1. Skaner płaski: długi zestaw elementów CCD (Charged Coupled Device) mierzy wzdłuż skanowanej linii grafiki natężenie światła odbitego. Skaner bębnowy używa do pomiaru światła pojedynczego fotopowielacza PMT (Photo-Multiplier Tube).

Podstawowe parametry skanerów płaskich

1.    

2.     Głębokość bitowa kanałów skanera – 10, 12, 14, 16 bitów.

Nadmiarowe dane wykorzystywane są do:

-         odszumienia obrazu – odfiltrowania kilku poziomów odcieni w celu usunięcia zakłóceń,

-         kontrolowania krzywej odcieni – zwiększenia liczby odcieni w tych obszarach obrazu, w których muszą być zachowane istotne szczegóły (rys. 2 i 3),

-         usuwania przesycenia – ustawienie skanera tak, aby odczytywał mniej przesyconego koloru (rys. 4).

Rys. 2. Szczegóły w światłach

Rys. 3. Szczegóły w cieniach

Rys. 4. Usuwanie przesycenia

2. Rozdzielczość optyczna

Liczba pikseli tworzonych przez detektory CCD z jednego cala skanowanego materiału.

Przykład

Skaner: maksymalna szerokość skanowania 210mm=8,27cali, 4960 elementów CCD. Gdy soczewki układu optycznego zogniskują całą szerokość 210mm na 4960 elementach CCD, to rozdzielczość optyczna skanera wyniesie:

4960/ 8,27 = 600ppi.

3.     Rozdzielczość interpolowana

Skaner używa rozdzielczości interpolowanej gdy zabraknie rozdzielczości optycznej. Rozdzielczość interpolowana jest liczbą pikseli jaką można uzyskać na długości jednego cala w wyniku programowego tworzenia dodatkowych pikseli w oparciu o algorytmy interpolacji bazujące na pikselach fizycznie skanowanych.

Rys. 5. Obraz lewy - skanowany z rozdzielczością optyczną. Obraz prawy – tylko 25% pikseli zostało fizycznie zeskanowanych, więc skaner czterokrotnie powiększył obraz przez interpolację.

Odpowiednia rozdzielczość skanowania (S)

Zależy od skali (zmniejszenia lub zwiększenia obrazu w stosunku do oryginału), rozdzielczości wyjścia (W), typu obrazu. Zakładając, że dla każdego punktu reprodukcji będzie skanowany piksel:

S = skala´W skala=szerokość_reprodukcji/szerokość_oryginału

Przykład 1

Skanowany materiał ma rozmiar 4´5cali. Docelowo będzie drukowany na drukarce o rozdzielczości W=300dpi w rozmiarze: a) oryginalnym, b) dwukrotnie powiększony. Zakładamy, że na każdy piksel zeskanowany  z oryginału przypada jeden punkt drukarkowy.

a)

Odpowiednia rozdzielczość skanowania:

S = (4/4)´300 = 300 ppi

b)

Odpowiednia rozdzielczość:

S = (8/4)´300 = 600 ppi

Przykład 2

Zakładamy, że skanowany obraz jest przeznaczony dla Internetu, więc będzie wyświetlany na ekranie monitora. Jaką wybrać rozdzielczość wyjścia W dla monitora?

Piksele:   800´600          1024´768             1280´1024                  1600´1200

Rozmiar: 11,0´8,3¢          12,8´9,6¢              13,8´11,1¢                   15,5´11,6¢

W:            72 ppi                80 ppi                    92 ppi                         103 ppi

Przykład 3

Zakładamy, że skanowany obraz jest przeznaczony do druku nakładowego (na maszynie drukarskiej) z liniaturą 150lpi. Odpowiednia rozdzielczość skanowania musi uwzględniać fakt, że rastery druku są nachylone w stosunku do linii skanowania:

S = skala´m´W

Zwykle przyjmuje się, że m = 2 dla liniatury mniejszej lub równej 150lpi, m = 1,5 dla liniatury większej od 150lpi.

        Odpowiednia rozdzielczość:

   S = (8/4)´2)´150 = 300 ppi

Formaty graficzne

Kompresja zmniejsza ilość miejsca na dysku potrzebnego do zachowania obrazu:

·        Kompresja bezstratna umiarkowanie zmniejsza rozmiar pliku bez utraty jakichkolwiek informacji: LZW (Lemple-Ziv-Welch) i RLE (run-length encoding) - kodowanie długości ciągów.

·        Kompresja stratna znacznie zmniejsza rozmiar pliku (do 1/40) kosztem straty części informacji, a tym samym kosztem pogorszenia jakości obrazu. (JPEG).

1.     GIF – Standardowa metoda kodowania skanowanych i generowanych komputerowo obrazów zdefiniowana przez CompuServe w 1987r.

2.     JPEG – (Joint Photographic Experts Group – Wspólna Grupa Ekspertów Fotografii). Standardowa metoda kompresji zdigitalizowanych fotografii przeznaczonych do przesyłania liniami komunikacyjnymi.