Выбор и покупка «домашнего» сканера

А вы уверены, что вам нужен именно сканер?

Технологии изготовления и виды сканеров

Ключевые характеристики сканеров

Совсем недавно мне пришлось выбирать себе сканер так сказать «для личного пользования». Причем сканер уже не первый и не второй, а третий по счету. Казалось, что может быть проще для человека, эти самые сканеры не раз тестировавшего, поработавшего за семь лет в препрессе (допечатной подготовке) на стольких моделях, что и счет потерял?

И тут оказалось, что чем больше знаешь о сканерах, чем больше входишь во вкус, работая с дорогими профессиональными моделями, тем труднее подобрать в личное пользование что-нибудь с оптимальным соотношением «цена/качество». Полтора года назад мой нынешний сканер вполне соответствовал такому подходу к выбору. Но через год по краю изображения начала проступать чуть заметная желтая полоса, а еще спустя какое-то время выпадание пикселов в синем канале стало необратимо прогрессировать. Фактически из полноценного цветного сканера со слайд-модулем мой агрегат превратился в рухлядь, пригодную разве что для сканирования монохромных изображений в зеленом цветовом канале. Я сознательно не стану называть ни имя производителя, ни модель. Частный случай — это еще не статистика. Да и использовал я любительскую модель с ограниченным ресурсом на вполне профессиональных нагрузках.

Собственный пример подвел меня к мысли, что публикация не только теории, но и вполне практического подхода к выбору «своего» сканера будет не бесполезна для наших читателей.

А вы уверены, что вам нужен именно сканер?

Перво-наперво, вспомним основополагающие идеи статей Сергея Асмакова о сканерах, (КомпьютерПресс № 6’2000 и № 2’2001. То есть начнем с того, что определимся, какие задачи нам предстоит решать и какие требования мы будем в первую очередь предъявлять пригодному для решения этих конкретных задач устройству. Сразу признаемся себе, что по-настоящему универсальных устройств нет и быть не может, поэтому придется определить приоритеты. К примеру, простую задачу распознавания текста крайне неудобно, медленно да и просто глупо выполнять на профессиональном барабанном сканере ценой в несколько тысяч долларов. Компактный планшетный CIS-сканер долларов за 60 подойдет для этих целей куда больше. Словом, определившись в приоритетах, можно с удивлением обнаружить, что более всего подходит для решения наших первостепенных задач даже и не сканер вовсе, а цифровой фотоаппарат или того лучше — универсальный факс! Итак, прокомментируем стандартный перечень применений сканера.

Сканирование на распознавание текста. Основными критериями при выборе сканера для ввода текста следует считать скорость сканирования, оптическое разрешение и качество программы распознавания. Точность цветопередачи и динамический диапазон не могут сказаться на качестве распознавания текста. Оптическое разрешение для большинства программ распознавания выше 300 ppi не требуется. Только в редких, почти исключительных случаях, для очень мелкого текста, потребуется сканер с большим оптическим разрешением. Скорость сканирования в сочетании с качеством и скоростью работы программы сканирования — вот основное условие. Может случиться так, что профессиональная машинистка потратит меньше времени на ввод текста с клавиатуры, если сканер будет работать медленно, а количество ошибок при распознавании, особенно нестандартных шрифтов или текстов с рукописной правкой, будет превосходить все разумные пределы.

Копирование документов. Для копирования документов, отправки и приема факсов и вложенных файлов электронной почты оптимальным выбором будет совмещенное многофункциональное устройство — «все в одном» (принтер+сканер, или факс+модем+принтер+ +сканер). Ожидать от такой «гремучей смеси» выдающихся возможностей в плане передачи цвета или графики не приходится, но удобство и скорость бумажно-электронного документооборота будут несравненно выше, чем при работе с планшетным сканером.

Сканирование полутоновых цветных изображений. Сканирование полутоновых цветных изображений в проходящем (иллюстраций, фотографий) и отраженном (слайды, негативы) свете — одно из основных применений большинства сканеров. Но именно здесь и возникает большинство вопросов, например нужен ли слайд-модуль или удобнее и надежнее будет использовать специализированный слайд-сканер? Или какое оптическое разрешение, глубина цвета и динамический диапазон могут потребоваться для сканирования изображений для Web-cайта или на постер глянцевого журнала? Остановимся подробнее на этой теме. И поскольку не найдем универсального решения, поищем хотя бы оптимальное.

Технологии изготовления и виды сканеров

Из всех существующих на сегодняшний день технологий изготовления сканеров отметим четыре наиболее часто применяемые. В планшетных сканерах, изготовленных по относительно молодой CIS-технологии (Contact Image Sensor), каждую точку изображения напротив линейки распознает свой сенсор и подсвечивает свой светодиод. Преимущества планшетных CIS-сканеров — в их невысокой цене, портативных размерах, низком энергопотреблении и элегантности исполнения. Однако практика подтверждает, что большинство CIS-моделей сканирует медленней, а цветопередача и глубина резкости у них немного хуже, чем у сканеров с ССD-матрицей.

В планшетных сканерах с ПЗС-матрицей (прибор с зарядовой связью, или charge-coupled device — CCD) в качестве источника света используется лампа с хорошими спектральными характеристиками. Тип применяемой лампы, а также технология и качество изготовления CCD-матрицы (иногда ее называют CCD-линейкой) определяют большинство качественных характеристик сканирования.

Упоминавшиеся выше специализированные слайд-сканеры рассчитаны только на сканирование фотопленок — негативов и слайдов, причем часто только определенных стандартов. ССD-матрица у них изготовлена по тому же принципу, что и в цифровых фотоаппаратах и видеокамерах, но благодаря тому, что ее габариты и энергопотребление не играют ключевой роли в процессе производства и эксплуатации, слайд-сканеры обладают достаточно высокой разрешающей способностью и большим диапазоном различаемых цветов и плотностей.

В профессиональных барабанных сканерах, стоимость которых исчисляется астрономическими суммами, светочувствительным элементом выступает фотоэлектронный умножитель (ФЭУ), по принципу работы схожий с катодной усиливающей лампой. Благодаря неподвижности сканирующей головки обеспечивается точнейшая фокусировка, а поскольку сканируется каждая точка по отдельности — исключены шумы от взаимовлияния элементов, как в случае матричной CCD-технологии. Сканируемый оригинал (слайд или негатив) наклеивается на специальный барабан. Чтобы оригинал не повредился от чрезвычайно яркого света (он поступает по волоконно-оптическому кабелю от галогенной лампы), барабан вращается с высокой скоростью, постепенно перемещаясь вдоль оси вращения, и за каждый оборот головка снимает всего по нескольку точек изображения.

Большую часть рынка как профессиональных, так и любительских моделей занимают планшетные CCD-сканеры. Собственно, для сканирования с приемлемым качеством цветопередачи и хорошей детализацией выбор домашнего или офисного сканера ограничивается именно этой группой устройств. Однако не все так просто при выборе профессионального сканера для издательской деятельности. Поскольку в рамках этой статьи мы рассматриваем по преимуществу не очень дорогие модели, то остановимся на основном недостатке CCD-сканеров, в сравнении с барабанными, лишь вкратце.

Качество разрешающей способности сканеров с CCD-матрицей базируется на функции модуляционной передачи (Modulation Transfer Function, или MTF). Читатели КомпьютерПресс знакомы с этим понятием по уже упоминавшимся статьям C.Асмакова, поэтому не стану подробно объяснять, что это такое. А вот влияние MTF на качество детализации изображения в CCD-сканерах стоит подчеркнуть. Как в CCD, так и в сканерах с фотоэлектронным умножителем изображение формируется из точек. Но для сканеров с ФЭУ, где каждая из множества точек изображения сканируется одним и тем же воспринимающим элементом, оценка MTF практически не применима. При визуальном сравнении детализации «сканов» на CCD-сканерах со схожими характеристиками разницы не видно. Однако при сравнении их со «сканами» барабанного аппарата с фотоэлектронным умножителем очень заметна явная «замыленность» детализации изображений матричных устройств. Степень этой «замыленности» (мягкости, нечеткости) и можно в обратной пропорции соотнести с величиной MTF CCD-сканеров. Значения MTF не часто (точнее сказать — никогда) публикуются производителями. Получить информацию об этой величине по конкретным моделям сканеров, представленным на нашем рынке, можно в нашем журнале в упоминавшихся выше статьях.

Ключевые характеристики сканеров

Оптическое разрешение. На что же в первую очередь обычно обращают внимание при покупке сканера? Конечно, на величину оптического разрешения. Чрезвычайно распространено заблуждение, что раз уж существуют сканеры с оптическим разрешением, скажем, 8000 или 12 000 ppi (пикселов на дюйм), то существуют, видимо, и такие фотографические оригиналы со столь микроскопическим зерном. В опровержение подобного умозаключения заявляю исходя из личного опыта, что даже с профессиональных студийных слайдов при сканировании на «барабаннике» с разрешением более 1600-2000 ppi можно получить информацию только о структуре зерна данной пленки, а вовсе не лучшую детализацию изображения. Для негативов же этот порог еще меньше — около 1200 ppi. Сканирование качественных цветных фотографий с разрешением более 600 ppi также не представляется целесообразным.

Следует различать разрешение оптическое и интерполяционное. Величина интерполяционного разрешения может многократно (обычно в 4 раза) превышать величину оптического разрешения. При интерполяции число пикселов повышается за счет программной обработки алгоритма в программе сканирования. Несмотря на всю интеллектуальность алгоритма интерполяции, повысить детальность изображения при сканировании с разрешением, превышающим оптическое, невозможно. В последнее время в маркетинговых целях многие производители указывают величину оптического разрешения по вертикали (по направлению движения сканирующей каретки) вдвое большую, чем по горизонтали (по длине каретки). Однако завышенная величина разрешения по вертикали может говорить только об улучшенной механике устройства, и у сканера «600×1200 ppi» оптическое разрешение составляет только 600 точек, а все, что выше, — интерполяция.

В цифровых изображениях для размещения в Интернете достаточно разрешения 72 ppi (стандартное разрешение монитора). Для использования в полиграфии (например, для журнала КомпьютерПресс) достаточно разрешения 240-300 ppi. То есть при сканировании с разрешением 600 ppi изображение для печати без потери качества детализации можно увеличить в 2-2,5 раза, а для Web — в 8 раз.

Кроме разрешающей способности следует обратить внимание и на другие немаловажные параметры.

Глубина цвета. Чем больше глубина цвета, или разрядность, при сканировании, тем большее количество оттенков будет содержать полученное изображение. Например, однобитное, или битовое, изображение состоит только из двух цветов. При сканировании полутонового черно-белого изображения с разрядностью 8 бит получается 256 градаций серого (28 = 256), а с использованием 10 бит — уже 1024 градации. Для характеристики разрядности цветных сканеров, как правило, используется цифра, представляющая собой произведение количества цветовых каналов на разрядность одного. То есть сканер «36 бит» способен различать 4096 (212) оттенков цвета в каждом из трех каналов — Red, Green, Blue. Величина разрядности напрямую зависит от качества аналогово-цифрового преобразователя (АЦП) сканера и качества ПЗС-матрицы. Если в дешевой модели сканера будет заявлено «48 бит» (16 бит на цвет), то «младшие» разряды будут содержать только шумы и служебную информацию. Да и для использования цифровой картинки с глубиной цвета более 24 бит требуется специальное программное обеспечение. Скажем, профессиональная программа для работы с изображениями — Adobe Photoshop — оперирует 24-битным цветом.

Источник света. На качество изображения, получаемое в результате сканирования, в большой мере оказывает влияние источник света, используемый в конструкции сканера. В современных планшетных сканерах используется четыре типа источников света:

1. Ксеноновые газоразрядные лампы отличаются чрезвычайно малым временем прогрева, высокой стабильностью излучения, небольшими размерами и долгим сроком службы. С другой стороны, они требуют высокого напряжения, потребляют большой ток и имеют неидеальный спектр, что пагубно сказывается на точности цветопередачи.
2. Люминесцентные лампы с горячим катодом обладают очень ровным, управляемым в определенных пределах спектром и малым временем прогрева. В качестве недостатков можно назвать крупные габариты и относительно короткий срок службы.
3. Люминесцентные лампы с холодным катодом служат в десять раз дольше предшественниц с горячим катодом, имеют низкую рабочую температуру и ровный спектр, однако время прогрева у них велико — от 30 секунд до нескольких минут. Именно такие лампы используются в большинстве современных CCD-сканеров.
4. Светодиоды (LED) применяются, как правило, в CIS-сканерах, не требуют времени для прогрева и обладают небольшими габаритами и энергопотреблением. В большинстве случаев используются трехцветные светодиоды, меняющие с большой частотой спектр излучаемого света. Светодиоды имеют довольно низкую интенсивность светового потока и неравномерный, ограниченный спектр излучения, поэтому у сканеров с таким источником света страдает качество цветопередачи, увеличивается уровень шума на изображении и снижается скорость сканирования.

Динамический диапазон. Под термином «динамический диапазон» понимается разница между максимальной и минимальной оптической плотностями, различаемыми сканером. Величина оптической плотности показывает, какая доля света поглощается и какая отражается (для прозрачных оригиналов — проходит) при попадании на тот или иной участок изображения. Плотность большинства непрозрачных оригиналов, таких, например, как цветные фотографии, редко превышает 2,0 D, где D — динамический диапазон, разница между максимальной и минимальной оптическими плотностями, присутствующими на изображении (Dmin — Dmax). Типичное значение для высококачественных печатных оригиналов составляет 1,6 D. Наибольшим диапазоном плотностей обладают слайды на профессиональной пленке — до 3,7-4 D.

Величина динамического диапазона современных недорогих планшетных сканеров редко превышает 2-2,5 D. Поэтому стоит подумать, нужен ли недорогому сканеру слайд-модуль или лучше приобрести специализированный слайд-сканер. Если предполагается сканировать десять негативов в год, предпочтительнее отнести эти негативы в любое издательство, где за умеренную плату их отсканируют на профессиональном сканере. Еще лучше отдать их в печать в хорошую фотолабораторию, поскольку только там имеются полноценные цветовые профили большинства пленок, позволяющие учитывать все корректирующие и технические слои пленки. Если же требуется отсканировать фотоархив негативов, накопившихся за 20 лет, то даже недорогой слайд-сканер справится с этой задачей лучше, чем приставка к «планшетнику». При всем многообразии конструкций слайд-модуля все они не очень удобны для работы с прозрачными оригиналами. А в моем случае с выходом из строя CCD-матрицы слайд-модуль за 60 долл. оказался и вовсе не у дел: сканер, к которому он подходит, уже снят с производства, покупать такой же на вторичном рынке я, по понятным причинам, не буду, но и слайд-приставку с хорошими лампой и механикой вряд ли смогу продать. А ей бы еще служить и служить...

Надо заметить, что в погоне за покупателем многие производители сканеров с CCD-линейкой склонны завышать характеристику оптической плотности своих устройств. У любительских негативов диапазон оттенков на изображении сам по себе довольно узкий — не превышает 1,6 D, но может быть очень сильно смещен как в темную, так и в светлую области благодаря «заботе» ведущих производителей пленок о многомиллионной армии владельцев дешевых «мыльниц»: на всем известные пленки, продающиеся повсеместно, можно снимать с отклонением экспозиции на несколько (!) единиц и получать приемлемые — для любителя, конечно, — результаты в мини-фотолаборатории. У профессиональных слайдовых пленок диапазон оттенков при безупречной экспозиции значительно шире, но при неточном замере светового потока часть цветов в светах либо в тенях оказывается безвозвратно утраченной. Но в случае и с негативами, и с позитивами динамический диапазон плотностей, различаемых сканером, является критически важной характеристикой. Тогда как в случае с «отраженкой» 2D за глаза хватит.

Удобство в эксплуатации. Недавно у меня на работе (в редакции КомпьютерПресс) была поставлена задача быстро отсканировать несколько десятков слайдов. Прямо на рабочем столе стоял на тестировании дорогой профессиональный CCD-сканер — чем не повод проверить его в «боевых условиях»? Однако, по закону Мерфи, среди обилия разных рамок не оказалось «тех самых» — нужных. При попытке вставлять слайды 6×6 см в рамки 6×9 см было заметно нарушение фокусировки в области провисающего края слайда. Вдобавок рамка перекрывала часть полезного изображения по трем другим краям. В результате оказалось быстрее и удобнее спуститься на два этажа, смонтировать слайды на барабанном сканере c гелем и там качественно отсканировать. К тому же крайне редко встречаются планшетные сканеры, способные сканировать в пакетном режиме, не дожидаясь, пока задание не будет определено целиком. А на «барабаннике» — пожалуйста: первый слайд уже сканируется, а для остальных только вводишь параметры и размеры сканирования в окне программы предварительного сканирования.

Программа сканирования. При выборе сканера следует обратить внимание на то, насколько удобна и функциональна программа, предназначенная непосредственно для данного устройства. Наиболее предпочтительным вариантом может считаться та, что рассчитана как на «продвинутого», так и на неопытного пользователя. В первом случае предоставляется возможность самостоятельного управления большинством настроек для достижения наилучшего результата; во втором — программа должна самостоятельно оценить, что за изображения находятся на стекле планшета, спросить, для чего они предназначены — для распечатки ли на струйном принтере или для публикации в Интернете, — затем внести необходимые корректировки и автоматически начать сканирование. Желательно также, чтобы была возможность не только вызвать сканер из приложения (графический редактор, программа распознавания символов), но и запустить программу сканирования самостоятельно, с последующим сохранением результатов ее работы в файлы. Немаловажным преимуществом, с моей точки зрения, является поддержка избранной модели сканера со стороны независимого производителя программ сканирования — LaserSoft Imaging. Программа сканирования SilverFast Ai в среде профессионалов неофициально признана одной из лучших. Очень редко встретишь столь функциональную и удобную «родную» программу сканера. Также следует обратить внимание на совместимость сканера и программы с рабочей операционной системой. Очень много нареканий в этой области пока слышно в адрес Windows 2000 — существует много современных сканеров, не поддерживающих эту ОС.

Тип подключения. При выборе сканера, чтобы не попасть впросак, не нужно забывать и о типе подключения к компьютеру, интерфейсе. Тем более что по типу интерфейса сканеры делятся всего на четыре категории:

1. Сканеры с параллельным или последовательным интерфейсом, подключаемые к LPT- или COM-порту. Эти интерфейсы самые медленные и постепенно себя изживают. Если ваш выбор все-таки пал на подобный сканер, заранее настройтесь на появление проблем, связанных с конфликтом сканера с LPT-принтером, если таковой имеется.
2. Сканеры с интерфейсом USB. Стоят чуть-чуть дороже, но работают значительно быстрее. Необходим компьютер с USB-портом. Проблемы с установкой также могут возникнуть, но обычно они легко устранимы.
3. Сканеры со SCSI-интерфейсом с собственной интерфейсной платой для шины ISA или PCI либо подключаемые к стандартному SCSI-контроллеру. Эти сканеры быстрее и дороже представителей двух предыдущих категорий и относятся к более высокому классу.
4. Сканеры с ультрасовременным интерфейсом FireWire (IEEE 1394), специально разработанным для работы с графикой и видео. Такие модели только-только начали появляться на рынке.

В последнее время производители предлагают немало сканеров с двумя интерфейсами (например, LPT и USB). Такая универсальность может быть весьма полезной при покупке сканера «на вырост». Например, вы подключаете сканер к старому ПК (без USB) по параллельному интерфейсу, а после приобретения нового компьютера USB будет вам очень кстати.

На CD-ROM, прилагаемом к КомпьютерПресс, опубликованы статьи Сергея Асмакова, на которые ссылается автор настоящей публикации.

КомпьютерПресс 4'2001