Блеск и нищета планшетных сканеров

Сергей Асмаков

В погоне за привидениями

Проблески надежды

   Концепт-сканер HP

   Автоматическая ретушь

 

Судя по внешним признакам, сегмент недорогих планшетных сканеров развивается весьма активно: каждый год появляются новые модели этих устройств, растут значения основных технических характеристик. Но получают ли от этого какие-либо преимущества конечные пользователи? Давайте не будем торопиться с ответом и попробуем тщательно во всем разобраться…

В погоне за привидениями

На протяжении многих лет производители планшетных сканеров ведут самую настоящую «гонку вооружений», стремясь привлечь потенциальных покупателей неуклонно растущими показателями разрешающей способности и разрядности. Правда, при ближайшем рассмотрении широко рекламируемые улучшения зачастую представляют собой не что иное, как обыкновенные маркетинговые уловки. Например, при фактическом значении оптической разрешающей способности в 600 ppi производитель реализует режим сканирования с половинным шагом по вертикали и программной интерполяцией значений соседних пикселов по горизонтали, обеспечивая квазиразрешение 600Ѕ1200 ppi; а на коробке при этом красуется цифра «1200».

Вполне очевидно, что подобные «усовершенствования» не в состоянии обеспечить какое-либо преимущество по сравнению с более старыми моделями, имеющими оптическое разрешение 600 ppi. Повысить детальность таким методом не удастся — ведь одна ячейка светочувствительного элемента сканера, имеющего квазиразрешение 600Ѕ1200 ppi, все равно считывает информацию с области, имеющей физический размер в 1/600 дюйма по каждой из сторон. А получить аналогичный результат можно путем программной интерполяции изображения, отсканированного с разрешением 600 ppi. Не стоит забывать и о том, что объем файла при выборе разрешения 1200 ppi будет вчетверо больше, чем в случае 600 ppi, — а это, при прочих равных условиях, неизбежно приведет к увеличению времени сканирования.

Таким образом, возникает вполне закономерный вопрос: насколько вообще целесообразно с практической точки зрения дальнейшее увеличение разрешающей способности? Ведь известно, что любое изображение — будь то рисунок, фотография или отпечаток — содержит в себе конечное количество полезной информации и что на определенном этапе повышение разрешающей способности позволит лишь более подробно рассмотреть структуру носителя (волокна бумаги, зерна эмульсионного слоя фотопленки и т.п.). Как показывает практика, в подавляющем большинстве случаев при сканировании непрозрачных оригиналов требуется разрешающая способность 300-600 ppi, а зачастую и того меньше.

Конечно, при наличии в сканере слайд-адаптера повышение разрешающей способности является необходимым условием для нормальной работы с прозрачными оригиналами (главным образом — фотопленками), поскольку для того, чтобы получить пригодное для печати изображение размером 10Ѕ15 см, кадр 35-миллиметровой пленки необходимо отсканировать с разрешением не менее 1200 ppi.

Массовое внедрение слайд-адаптеров в относительно недорогих моделях планшетных сканеров породило новый виток «гонки вооружений»: сегодня уже появились вполне доступные модели (по цене менее 300 долл.), обеспечивающие, согласно заявлению производителей, возможность сканирования с разрешающей способностью 3600 и даже 4800 ppi, тогда как еще несколько лет тому назад подобными возможностями обладали лишь профессиональные сканеры (главным образом барабанные) ценой порядка 10 тыс. долл. и выше.

К сожалению, с точки зрения конечных пользователей, реальной пользы от подобных рекордных достижений немного, так как конструкция сканера включает несколько важных узлов: механику привода каретки, источник света, оптическую систему, матрицы светочувствительных элементов со светофильтрами, управляющую электронику и пр. Усовершенствование конструкции лишь одного из этих узлов (в данном случае — светочувствительных элементов) не приведет к сколько-нибудь заметному улучшению качества получаемых изображений, если остальные узлы сканера не будут доработаны соответствующим образом. Однако подобные изменения приведут к значительному росту затрат: одно только использование более совершенной оптической системы сразу же увеличит стоимость сканера в несколько раз. Поэтому производители в большинстве случаев идут по пути наименьшего сопротивления и при создании новых моделей ограничиваются модификацией лишь относительно недорогих компонентов, в частности электронных модулей и светочувствительных элементов. В результате получается весьма несбалансированная конструкция, сравнить которую можно разве что с «запорожцем», оснащенным двигателем от магистрального грузовика: мощность, конечно, большая, но толку — чуть.

Теперь рассмотрим данный вопрос с другой стороны. Наиболее распространенными прозрачными оригиналами, с которыми приходится сталкиваться пользователям планшетных сканеров бюджетного класса, являются 35-миллиметровые фотопленки. При сканировании с разрешением 2400 ppi на изображении уже вполне отчетливо проявляется зернистая структура эмульсионного слоя пленки, и дальнейшее увеличение разрешающей способности без применения специальных средств обработки (сглаживания гранулярности) попросту нецелесообразно.

При сканировании с высоким разрешением становится все более заметным влияние стекла планшета, располагающегося между оригиналом и оптической системой. Фактически стекло планшета представляет собой две отражающие поверхности, препятствующие нормальному прохождению световых лучей. При сканировании с разрешением порядка 300-600 ppi влияние стекла практически незаметно, однако уже при 1800-2000 ppi обусловленный его наличием негативный эффект превращается в серьезную проблему — изображение становится мутным, и для компенсации этого нежелательного явления приходится использовать программные фильтры повышения четкости.

 

Чтобы устранить негативное влияние стеклянной поверхности планшета, в ряде моделей планшетных сканеров профессионального класса прозрачные оригиналы монтируются на специальной рамке, загружаемой внутрь корпуса

Чтобы устранить негативное влияние стеклянной поверхности планшета, в ряде моделей планшетных сканеров профессионального класса прозрачные оригиналы монтируются на специальной рамке, загружаемой внутрь корпуса

Нельзя сказать, что данная проблема является абсолютно неизбежной. Так, в ряде моделей планшетных сканеров профессионального класса (в частности, в выпускавшемся несколько лет тому назад AGFA DuoScan и в современном Microtek ArtixScan 1800f) прозрачные оригиналы размещаются не на планшете, а закрепляются на специальной рамке, через специальное отверстие загружаемой внутрь корпуса. Источник света для сканирования прозрачных оригиналов в этом случае расположен не в крышке сканера, а внутри его корпуса (под рамкой). К сожалению, для бюджетных моделей планшетных сканеров это решение вряд ли применимо: его реализация требует использования оптической системы довольно сложной конструкции, что неизбежно влечет за собой значительное удорожание устройства.

Таким образом, напрашивается вполне логичный вывод: разумным максимумом для бюджетных моделей планшетных сканеров, оснащенных слайд-адаптером, является величина оптического разрешения в 2000-2400 ppi. Дальнейшее увеличение разрешающей способности в силу вышеописанных причин уже не позволит обеспечить заметный прирост качества и детальности сканируемых изображений.

В заключение данного раздела стоит упомянуть и о другом «культовом» для производителей сканеров параметре — разрядности, или глубине цвета. В течение нескольких последних лет даже в младших моделях планшетных сканеров производители реализовали возможность сохранения изображений с разрядностью 12, 14 или даже 16 бит на цветовой канал. При этом диапазон воспринимаемых светочувствительными элементами оптических плотностей даже довольно дорогих моделей планшетных сканеров, оснащенных слайд-адаптером, редко превышает значение в 3,0-3,3 D. Несложно подсчитать, что для 8-битного формата теоретический предел диапазона плотностей составляет 2,4 D, для 10-битного — немногим более 3 D, а для 12-битного — 3,61 D. Таким образом, технические возможности планшетных сканеров непрофессионального класса не позволяют получить информацию об исходном изображении с точностью, превышающей 10-12 бит на цветовой канал.

Существует и чисто практический аспект данной проблемы. Дело в том, что фактическим стандартом для хранения полутоновых и цветных изображений была и остается разрядность 8 бит на цветовой канал (то есть 24 бит в случае RGB). Более того, большинство приложений непрофессионального класса (к коим относится и подавляющее большинство офисных продуктов) просто не поддерживают работу с большей разрядностью. И даже в том случае, когда программа управления сканированием позволяет сохранять изображения с глубиной цвета 16 бит на цветовой канал, их все равно придется преобразовать в 8-битный формат, чтобы иметь возможность поместить этот файл на Web-сайте, вложить в почтовое сообщение, внедрить в документ, распознать в системе OCR и т.д. Таким образом, и с практической точки зрения сохранение изображений с разрядностью свыше 8 бит на цветовой канал представляется нецелесообразным.

В начало В начало

Проблески надежды

Конечно, было бы неверно утверждать, что развитие современных планшетных сканеров — всего лишь гонка за более высокими показателями технических характеристик. Не может не обнадеживать, что за последние два года некоторые производители продемонстрировали весьма интересные и необычные решения, которые позволяют расширить функциональные возможности планшетных сканеров и сделать работу с этими устройствами более простой и удобной.

Концепт-сканер HP

Осенью прошлого года компания HP представила концептуально новую модель планшетного сканера — Scanjet 4600/4670. Пользуясь планшетными сканерами на протяжении многих лет, все мы привыкли к тому, что сканируемый документ необходимо укладывать на стекло планшета. Благодаря оригинальной конструкции корпуса с двумя прозрачными плоскостями, пользователи HP Scanjet 4600 получили возможность сделать всё наоборот: положить сканер на изображение! Кроме того, в процессе эксплуатации этого сканера можно всегда видеть, как сканируемый документ расположен на планшете — даже без предварительного сканирования.

 

HP Scanjet 4600 — без сомнения, самый необычный планшетный сканер 2003 года

HP Scanjet 4600 — без сомнения, самый необычный планшетный сканер 2003 года

Преимущества новаторской конструкции HP Scanjet 4600 особенно хорошо проявляются при сканировании таких неудобных оригиналов, как книги, газеты, карты и пр. Входящая в комплект поставки программа ArcSoft Panorama Maker дает возможность автоматически склеить фрагменты отсканированного по частям крупногабаритного объекта. А мобильность этого сканера позволяет без проблем сканировать и несъемные предметы, например висящую на стене картину или плакат.

Автоматическая ретушь

Тот, кто хоть раз занимался сканированием фотографий и фотопленок, по собственному опыту знает, сколько времени и сил необходимо для того, чтобы привести отсканированные изображения в пригодный для дальнейшего использования вид. Одна из наиболее актуальных проблем — очистка отсканированных изображений от инородных элементов, причиной появления которых становятся физические дефекты оригинала (трещины, царапины), а также грязь, скапливающаяся на его поверхности. Устранение подобных дефектов вручную — весьма утомительная процедура, требующая больших затрат времени.

Вне всякого сомнения, с точки зрения конечных пользователей решение этой проблемы является гораздо более актуальный вопросом, нежели повышение разрешающей способности и разрядности. Наибольших успехов в этой области удалось достичь специалистам небольшой американской компании Applied Science Fiction (ASF), которые несколько лет тому назад разработали технологию Digital ICE (Image Correction & Enhancement — коррекция и улучшение изображения) для автоматической ретуши цветных прозрачных оригиналов1.

В основе Digital ICE лежит использование дополнительного (повторного) сканирования оригинала в лучах инфракрасного диапазона. Цветная фотопленка сама по себе прозрачна для ИК-лучей, однако в тех местах, где имеются физические дефекты или частички пыли, луч рассеивается. Таким образом, сканирование в ИК-диапазоне позволяет получить точную карту (маску) расположения поврежденных областей изображения. Используя полученную маску, программный модуль восстанавливает поврежденные области, не затрагивая при этом остальных участков изображения. Стоит отметить, что технология Digital ICE позволяет устранять даже такие сложные для распознавания и устранения дефекты, как отпечатки пальцев на пленке и следы от попавших брызг.

 

Microtek ScanMaker 6800 — первый планшетный сканер, в котором была реализована технология Digital ICE Photo Print

Microtek ScanMaker 6800 — первый планшетный сканер, в котором была реализована технология Digital ICE Photo Print

В 2001-2002 годах специалисты ASF при финансовой поддержке компании EPSON разработали технологию Digital ICE Photo Print. Эта разновидность Digital ICE предназначена для сканирования в отраженном свете и использует для составления карты поврежденных и загрязненных областей иной принцип. Сканирование здесь также производится в два прохода с использованием двух источников света (в первый раз — одного, а во второй — другого), освещающих оригинал под разными углами. Сравнивая полученные изображения, программный модуль определяет местонахождение поврежденных областей и восстанавливает их.

Первым планшетным сканером, в котором была использована технология Digital ICE Photo Print, стал выпущенный в конце 2002 года Microtek ScanMaker 6800. В начале нынешнего года компания EPSON представила топ-модель линейки своих планшетных сканеров — EPSON Perfection 4870, в которой используются технологии Digital ICE и Digital ICE Photo Print.

 

В EPSON Perfection 4870 реализованы технологии Digital ICE и Digital ICE Photo Print

В EPSON Perfection 4870 реализованы технологии Digital ICE и Digital ICE Photo Print

Использование Digital ICE обеспечивает поистине великолепные результаты и практически полностью избавляет пользователей от утомительной процедуры ручного ретуширования. Однако вследствие того, что применение Digital ICE и Digital ICE Photo Print требует внесения определенных изменений в конструкцию аппаратной части сканера, воспользоваться плодами технического прогресса смогут лишь обеспеченные пользователи. Так, розничная цена Microtek ScanMaker 6800 составляет 360-380 долл., а рекомендованная цена EPSON Perfection 4870 — около 550 долл.

Собственную технологию автоматической ретуши прозрачных оригиналов под названием FARE (Film Automatic Retouching and Enhancement Technology) разработала компания Canon. Функционирует FARE по тому же принципу, что и Digital ICE: путем дополнительного сканирования оригинала в ИК-диапазоне создается маска повреждений и далее выполняется программная обработка дефектных областей. Судя по отзывам многих пользователей и экспертов, по качеству получаемых результатов FARE несколько уступает Digital ICE из-за использования более простых алгоритмов восстановления поврежденных областей. В то же время решение Canon отличается доступностью: ориентировочные розничные цены оснащенных FARE моделей планшетных сканеров CanoScan 5000F и CanoScan 8000F — соответственно 180 и 260 долл. Недавно была выпущена новая модель планшетного сканера CanoScan 9900F, в которой используется усовершенствованная версия FARE (level 2).

 

В сканере CanoScan 9900F используется собственная разработка Canon — технология FARE

В сканере CanoScan 9900F используется собственная разработка Canon — технология FARE

Существует также и ряд чисто программных решений, которыми производители сканеров оснащают программы управления сканированием. Например, в управляющих программах сканеров Canon CanoScan D1250U2/D1250U2F и CanoScan 3000/3000F имеется встроенный фильтр QARE (Quick and Automatic Retouching and Enhancement). Подобный фильтр (dust & scratch removal) есть и в программах управления сканированием ряда выпущенных на протяжении нескольких последних месяцев планшетных сканеров и МФУ EPSON. Разумеется, результаты работы программных фильтров не столь совершенны (по сравнению с использованием аппаратно-программных технологий), однако такие решения являются более доступными и не привязаны к аппаратным особенностям применяемого оборудования.

 


1 Более подробно ознакомиться с технологиями, разработанными Applied Science Fiction, можно в статье «Digital ICE: обыкновенное чудо», опубликованной в КомпьютерПресс № 2’2004.

 

КомпьютерПресс 3'2004

Наш канал на Youtube

1999 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2001 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2002 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2003 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2004 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2005 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2006 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2007 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2008 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2009 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2010 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2011 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2012 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2013 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Популярные статьи
КомпьютерПресс использует