информатика. Устройство, ставшее сегодня обычным на офисном столе

Скачать 48.04 Kb. Название Устройство, ставшее сегодня обычным на офисном столе Анкор информатика.docx Дата 03.05.2017 Размер 48.04 Kb. Формат файла Имя файла информатика.docx Тип Документы #6648

1.Введение Устройство, ставшее сегодня обычным на офисном столе, - это сканер. Если принтер обеспечивает вывод электронного документа на бумагу, то сканер обеспечивает обратный процесс - перевод бумажного документа в электронную форму. Сканер (Устройство для автоматического ввода графической информации) (от англ. scanner < to scan — сканировать) – электронное устройство, позволяющее вводить в компьютер образы изображений, представленных в виде текста, рисунков, слайдов, фотографий и другой графической информации. Сканирование - процесс поэлементного считывания аналоговой информации с оригинала и/или запись оцифрованного изображения в электронном виде по заданной траектории. 2.История создания сканера Ранее, в силу своей дороговизны и специфических особенностей, сканеры использовались в очень ограниченной сфере деятельности. Первый телефакс был запатентован в 1843 году шотландским изобретателем Александром Бэйном. Его «записывающий телеграф» работал на телеграфных линиях и был способен передавать только черные и белые изображения, без полутонов. Однако для того времени это было огромным достижением. Спустя несколько лет, некоторые идеи Александра Бэйна нашли свое применение в различных сферах человеческой деятельности. В 1857 г. возможности факсимильной технологии впервые использовал в коммерческих целях флорентийский аббат Джованни Касселли. Его пантелеграф (Pantelegraph) обеспечивал передачу документов по линии, соединяющей Париж с Лионом. Позднее к ним присоединились и многие другие города. Передаваемая картинка наносилась на барабан токопроводящими чернилами и считывалась с помощью иглы. В 1902 году, немецким физиком Артуром Корном была запатентована технология фотоэлектрического сканирования. Телефакс - устройство факсимильной передачи изображения по телефонной сети. Телефакс обеспечивает точное воспроизведение графического оригинала средствами печати. Пантелеграф Телефакс состоит из: 1. сканера, обеспечивающего ввод данных; 2. электронного устройства, предназначенного для приема/передачи сигнала адресату; 3. принтера, печатающего сообщение. К 30-м годах XX века, системы, использующие основные принципы, разработанные Александром Бэйном, Джованни Касселли и Артуром Корном, уже широко использовались в офисах издательств (для передачи свежих выпусков газет), государственных служб (для передачи срочных документов), служб защиты правопорядка (для передачи фотографий и других графических материалов). Главным недостатком всех этих факсимильных устройств являлось то, что обмен информацией между ними был возможен только при условии их полной идентичности, так как различные производители использовали разные стандарты, технологии и даже некоторые основные принципы. Это не позволяло реализовать все возможности и удобства факсимильной связи. В дальнейшем, с развитием полупроводников, усовершенствовался фотоприёмник, был изобретён планшетный способ сканирования, но сам принцип оцифровки изображения остается почти неизменным. 3.Основные характеристики сканера Оптическое разрешение.Является основной характеристикой сканера. Сканер снимает изображение не целиком, а по строчкам. По вертикали планшетного сканера движется полоска светочувствительных элементов и снимает по точкам изображение строку за строкой. Чем больше светочувствительных элементов у сканера, тем больше точек он может снять с каждой горизонтальной полосы изображения. Это и называется оптическим разрешением. Оно определяется количеством светочувствительных элементов (фотодатчиков), приходящихся на дюйм горизонтали сканируемого изображения. Обычно его считают по количеству точек на дюйм - dpi (dots per inch). Нормальный уровень разрешение не менее 600 dpi, увеличивать его еще дальше - значит, применять дорогую оптику, дорогие светочувствительные элементы, и увеличивать время сканирования. Для обработки слайдов необходимо более высокое разрешение 1200 dpi. Разрешение по X. Этот параметр показывает количество пикселей у фоточувствительной линейки, из которых формируется изображение. Разрешение является одной из основных характеристик сканера. Большинство моделей имеет оптическое разрешение сканера 600 или 1200 dpi (точек на дюйм). Его достаточно для получения качественной копии. Для профессиональной работы с изображением необходимо более высокое разрешение. Разрешение по Y. Этот параметр определяется величиной хода шагового двигателя и точностью работы механики. Механическое разрешение сканера значительно выше оптического разрешения фотолинейки. Именно оптическое разрешение линейки фотоэлементов будет определять общее качество отсканированного изображения. Скорость сканирования. Скорость сканирования зависит от разрешения при сканировании и от размера оригинала. Обычно производители указывают этот параметр для формата А4. Скорость сканирования может измеряться количеством страниц в минуту или временем, необходимым для сканирования одной страницы. Иногда измеряется в количестве сканируемых линий в секунду. Глубина цвета. Как правило, производители указывают два значения для глубины цвета - внутреннюю глубину и внешнюю. Внутренняя глубина - это разрядность АЦП (аналого-цифрового преобразователя) сканера, она указывает на то, сколько цветов сканер способен различить в принципе. Внешняя глубина - это количество цветов, которое сканер может передать компьютеру. Большинство моделей используют для цветопередачи 24 бита (по 8 на каждый цвет). 24 бита соответствует 16 777 216 оттенков. Для стандартных задач в офисе и дома этого вполне достаточно. Но если вы собираетесь использовать сканер, для серьезной работы с графикой, попробуйте найти модель с большим числом разрядов. Максимальная оптическая плотность. Максимальная оптическая плотность у сканера - это оптическая плотность оригинала, которую сканер отличает от «полной темноты». Чем больше это значение, тем больше чувствительность сканера и, тем выше качество сканирования темных изображений. Тип источника света. 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. 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. 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. 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. Тип датчика сканера. В сканерах МФУ обычно используется один из двух типов датчиков: контактный (CIS) или ПЗС (CCD). CIS представляет собой линейку фотоэлементов, которая равна ширине сканируемой поверхности. Во время сканирования она перемещается под стеклом и строка за строкой передает информацию об изображении на оригинале в виде электрического сигнала. Для освещения обычно используются светодиоды, которые расположены в непосредственной близости от фотолинейки на той же подвижной платформе. Сканеры на базе CIS имеют простую конструкцию, тонкий корпус и небольшой вес, они обычно дешевле сканеров на базе CCD. Основной недостаток CIS состоит в малой глубине резкости. 4.Виды сканеров Планшетные - наиболее распространённый вид сканеров, поскольку обеспечивает максимальное удобство для пользователя — высокое качество и приемлемую скорость сканирования. Представляет собой планшет, внутри которого под прозрачным стеклом расположен механизм сканирования. Ручные. В них отсутствует двигатель, следовательно, объект приходится сканировать пользователю вручную, единственным его плюсом является дешевизна и мобильность, при этом он имеет массу недостатков — низкое разрешение, малую скорость работы, узкая полоса сканирования, возможны перекосы изображения, поскольку пользователю будет трудно перемещать сканер с постоянной скоростью. Листопротяжные – эти сканеры используют технологию факсимильного аппарата. Страницы документа, при считывании, пропускаются через специальную щель с помощью направляющих роликов (последние зачастую становятся причиной перекоса изображения при вводе). Таким образом, сканеры этого типа непригодны для ввода данных непосредственно из журналов или книг. В целом возможности применения листопротяжных сканеров ограниченны, поэтому их производство снижается. Планетарные применяются для сканирования книг, легко повреждающихся документов, брошюр, толстых и крупноформатных документов. При сканировании нет контакта со сканируемым объектом, как в планшетных сканерах. Книжные предназначены для сканирования брошюрованных документов. Сканирование производится лицевой стороной вверх - таким образом, Ваши действия по сканированию неотличимы от перелистывания страниц при обычном чтении. Это предотвращает их повреждение и позволяет пользователю видеть документ в процессе сканирования. Барабанные – в каждый момент времени сканер считывает информацию с одной точки носителя. Поэтому, для получения изображения, необходимо взаимное перемещение сканирующего элемента и носителя по двум координатам. Это достигается за счет вращения барабана с наклеенным на него носителем (слайдом) и линейного перемещения сканирующего элемента и источника света вдоль оси барабана. Слайд-сканеры – предназначены для ввода изображения в компьютер с диапозитивов и фотопленки. Негативные кадры автоматически преобразуются самим сканером в позитивные. Сканеры штрих-кода – как правило, предназначен для работы в составе высокопроизводительных POS-терминалов на кассовых узлах супер- и гипермаркетов. Сканер сетчатки глаза – идентификатор личности на основе рисунка радужной оболочки глаза. Оптический сканер отпечатка пальцев – предназначен для сканирования и преобразования изображения папиллярного рисунка пальца с последующей идентификацией личности. Ультразвуковые сканеры (УЗИ-сканеры) – используются в медицине для исследования внутренних органов человека. Работа УЗИ - сканера основывается на том, что ультразвуковые колебания при распространении подчиняются законам геометрической оптики. Любая среда, в том числе и ткани организма, препятствует распространению ультразвука, то есть обладает различным акустическим сопротивлением, величина которого зависит от их плотности и скорости ультразвука. По типу интерфейса сканеры делятся всего на четыре категории: Сканеры с параллельным или последовательным интерфейсом, подключаемые к LPT- или COM-порту. Интерфейс LPT - параллельный интерфейс для передачи данных. Эти интерфейсы самые медленные. Возможно появление проблем, связанных с конфликтом сканера с LPT-принтером, если таковой имеется. Сканеры с интерфейсом USB. Интерфейс USB - последовательный интерфейс передачи данных. Стоят чуть-чуть дороже, но работают значительно быстрее. Необходим компьютер с USB-портом. 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. Сканеры с современным интерфейсом FireWire(IEEE 1394) специально разработанным для работы с графикой и видео. Такие модели представлены на рынке относительно недавно. Интерфейс FireWire (IEEE 1394) - последовательный высокоскоростной интерфейс для передачи данных (скорость передачи 400 Мбит/с). 5.Принцип действия сканера Сканируемый объект кладется на стекло планшета сканируемой поверхностью вниз. Под стеклом располагается подвижная лампа, движение которой регулируется шаговым двигателем. Свет, отраженный от объекта, через систему зеркал попадает на чувствительную матрицу, далее на АЦП и передается в компьютер. За каждый шаг двигателя сканируется полоска объекта, которые потом объединяются программным обеспечением в общее изображение. Изображение всегда сканируется в формат RAW — а затем конвертируется в обычный графический формат с применением текущих настроек яркости, контрастности, и т. д. Эта конвертация осуществляется либо в самом сканере, либо в компьютере — в зависимости от модели конкретного сканера. На параметры и качество RAW-данных влияют такие аппаратные настройки сканера, как время экспозиции матрицы, уровни калибровки белого и чёрного, и т. п. 6.Программное обеспечение Для управления работой сканера (впрочем, как и иного устройства) необходима соответствующая программа — драйвер. В этом случае управление идет не на уровне "железа" (портов ввода-вывода), а через функции или точки входа драйвера. До недавнего времени каждый драйвер для сканера имел свой собственный интерфейс. Это было достаточно неудобно, поскольку для каждой модели сканера требовалась своя прикладная программа. Логичнее было бы наоборот, если бы с одной прикладной программой могли работать несколько моделей сканеров. Это стало возможным благодаря TWAIN. TWAIN — это стандарт, согласно которому осуществляется обмен данными между прикладной программой и внешним устройством (читай — его драйвером). Напомним, что консорциум TWAIN был организован с участием представителей компаний Aldus, Caere, Eastman Kodak, Hewlett Packard & Logitech. Основной целью создания TWAIN-спецификации было решение проблемы совместимости, то есть легкого объединения различных устройств ввода с любым программным обеспечением. Конкретизируя, можно выделить несколько основных вопросов: во-первых, поддержку различных платформ компьютеров; во-вторых, поддержку различных устройств, включая разнообразные сканеры и устройства ввода видео; в-третьих, возможность работы с различными формата данных. Благодаря использованию TWAIN-интерфейса можно вводить изображение одновременно с работой в прикладной программе, поддерживающей TWAIN, например CorelDraw, Picture Publisher, PhotoFinish. Таким образом, любая TWAIN -совместимая программа будет работать с TWAIN-совместимым сканером. После сканирования полученная цифровая информация требует обработки для приведения отсканированного изображения в нужный вид. Создано много прикладных программ при помощи, которых можно корректировать полученные при сканировании изображения, для приведения их в необходимый для дальнейшего использования вид. Наверное, самая известная из них это Adobe Photoshop, которая имеет огромное количество различных инструментов для работы с изображениями. Также нужно назвать ACDSee, Microsoft PfotoEditor (встроенную в Microsoft Offise), Raster Desh, Raster ID, Spotlight. Для преобразования отсканированных бумажных документов в электронные форматы для последующего редактирования – системы распознавания текста: ABBYY FineReader, OCR CuneiForm, Readiris, Microsoft Office Document Imaging. Для редактирования объемных изображений используются программы StudioMAX, Maya, Rhinoceros, SolidWorks и другие пакеты 3d моделирования. В заключение стоит отметить, что образы изображений в компьютере могут храниться в графических файлах различных форматов, например JPG, JPEG,TIFF, РСХ, ВМР, GIF, PNG и других. Надо иметь ввиду, что при сканировании изображений файлы получаются достаточно громоздкими и могут достигать десятков и сотен мегабайт. Для уменьшения объема хранимой информации используется обычно процесс компрессии (сжатия) таких файлов. 7.Список используемых ресурсов 1.http://www.coolreferat.com 2.http://www.microbs.ru/hardware_pc/scan.shtml 3.http://ru.wikipedia.org/wiki 4. http://www.bestreferat.ru/referat-61648.html Содержание: 1.Введение стр. 3 2.История создания сканера стр. 4 3.Основные характеристики сканера стр. 5-7 4.Виды сканеров стр. 8-10 5.Принцип действия сканера стр. 11 6.Программное обеспечение стр.12-13 7.Список используемых ресурсов стр.14 МИНОБРНАУКИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Нижегородский государственный педагогический университет имени Козьмы Минина» Факультет управления и социально-технических сервисов Контрольная работа (Заочное отделение) По дисциплине: «Информатика» Тема: «Сканер. История создания, виды, программное обеспечение для сканеров» Выполнил: студент группы АСЗ-13-1 Барабанов А.С. Проверил: ст.пр. Балунова С.А. Нижний Новгород 2013 г.