2 čo určuje optické rozlíšenie skenera. Veľká encyklopédia ropy a zemného plynu. Získanie konečného obrazu

Povolenie- schopnosť optického zariadenia reprodukovať obraz predmetov blízko seba.

Uhlové rozlíšenie

Uhlové rozlíšenie- minimálny uhol medzi predmetmi, ktorý je možné rozlíšiť optickým systémom.

Schopnosť optického systému rozlišovať body na zobrazenom povrchu, napríklad:

Uhlové rozlíšenie: 1′ (jedna oblúková minúta, asi 0,02°) zodpovedá 29 cm oblasti viditeľnej zo vzdialenosti 1 km alebo jednému vytlačenému bodu textu vo vzdialenosti 1 m.

Lineárne rozlíšenie

Lineárne rozlíšenie- minimálna vzdialenosť medzi rozlíšiteľnými predmetmi v mikroskopii.

Všeobecné informácie

Rozlíšenie optických prístrojov je zásadne obmedzené difrakciou šošovky: viditeľné body nie sú nič iné ako difrakčné body. Dva susedné body sú rozlíšené, ak je minimum intenzity medzi nimi dostatočne malé na to, aby bolo vidieť. Na odstránenie závislosti od subjektivity vnímania, empiric kritérium Rayleighove povolenia , ktorý definuje minimálnu uhlovú vzdialenosť medzi bodmi

sin ⁡ θ = 1,22 λ D (\displaystyle \sin \theta =1,22(\frac (\lambda )(D)))

kde θ - uhlové rozlíšenie (minimálna uhlová vzdialenosť), λ - vlnová dĺžka, D- priemer vstupnej pupily optickej sústavy (často sa zhoduje s priemerom šošovky). Vzhľadom na extrémnu malú veľkosť uhla θ , v optickej literatúre sa namiesto sínusu uhla zvyčajne píše samotný uhol.

Koeficient sa volí tak, aby intenzita v minime medzi škvrnami bola približne 0,75-0,8 intenzity v ich maximách - predpokladá sa, že to stačí na rozlíšenie voľným okom.

Závislosť rozlíšenia pri fotografovaní od vlastností optickej sústavy

Pri fotografovaní za účelom získania tlače alebo obrazu na monitore je celkové rozlíšenie určené rozlíšením každej fázy reprodukcie objektu.

Metódy určovania rozlíšenia vo fotografii

Rozlíšenie sa určuje fotografovaním špeciálneho testovacieho objektu (svetov). Na určenie rozlíšenia každého z prvkov, ktoré sa podieľajú na technickom procese získavania obrazu, sa merania uskutočňujú v podmienkach, keď sú chyby zo zostávajúcich fáz zanedbateľné.

Rozlišovacia schopnosť objektívu

Rozlíšenie primárneho nosiča materiálu

fotografická emulzia

Je dôležité, aby moderný zahraničný výklad čiary svetov počíta pár čiernobiely pruh- za 2 liniek, - na rozdiel od domácej teórie a praxe, kde každý riadok sa vždy považuje za oddelené intervalmi kontrastného pozadia s hrúbkou rovnajúcou sa hrúbke čiary.

Niektoré firmy - výrobcovia digitálnych fotoaparátov na reklamné účely sa pokúšajú otočiť matricu pod uhlom 45 °, čím sa dosiahne určité formálne zvýšenie rozlíšenia pri fotografovaní najjednoduchších horizontálno-vertikálnych objektov. Ale ak použijete profesionálny svet alebo aspoň otočíte jednoduchý svet pod rovnakým uhlom, je zrejmé, že zvýšenie rozlíšenia je fiktívne.

Získanie konečného obrazu

Rozlíšenie moderných tlačiarní sa meria v bodoch na milimeter (dpmm) alebo na palec (dpi).

Atramentové tlačiarne

Kvalita tlače atramentových tlačiarní sa vyznačuje:

• Rozlíšenie tlačiarne (jednotka DPI)
• Farebné rozlíšenie systému ICC profilu farby atramentu tlačiarne (farebné polia tlače). Farebné polia tlače sú do značnej miery obmedzené vlastnosťami použitého atramentu. V prípade potreby je možné tlačiareň previesť na takmer akýkoľvek atrament, ktorý zodpovedá typu tlačových hláv používaných v tlačiarni a môže byť potrebné prekonfigurovať farebné profily.
• Rozlíšenie vytlačeného obrázka. Zvyčajne sa veľmi líši od rozlíšenia tlačiarne, pretože tlačiarne používajú obmedzený počet farieb, maximálne 4 ... 8, a miešanie farieb mozaiky sa používa na získanie poltónov, teda jedného obrazového prvku (analóg pixel) pozostáva z mnohých prvkov vytlačených tlačiarňou (bodky sú kvapky atramentu)
• Kvalita samotného procesu tlače (presnosť pohybu materiálu, presnosť polohovania vozíka atď.)

Na meranie rozlíšenia atramentových tlačiarní je v každodennom živote akceptovaná jedna jednotka merania - DPI, ktorá zodpovedá počtu bodov - fyzických kvapiek atramentu na palec vytlačeného obrazu. V skutočnosti skutočné rozlíšenie atramentovej tlačiarne (zdanlivá kvalita tlače) závisí od mnohých ďalších faktorov:

• • Vo väčšine prípadov môže riadiaci program tlačiarne pracovať v režimoch, ktoré poskytujú veľmi pomalý pohyb tlačovej hlavy a v dôsledku toho pri pevnej frekvencii rozprašovania atramentu tryskami tlačovej hlavy veľmi vysoké „matematické“ rozlíšenie tlače. získa sa obraz (niekedy až 1440 × 1440 DPI a vyššie). Treba však pripomenúť, že skutočný obraz sa neskladá z „matematických“ bodov (nekonečne malý priemer), ale zo skutočných kvapiek farby. Pri neúmerne vysokých rozlíšeniach, nad 360...600 (približne), sa množstvo atramentu aplikovaného na médium stane nadmerným (aj keď je tlačiareň vybavená veľmi jemnými nakvapkávacími hlavami). Výsledkom je, že na získanie obrazu danej farby musí byť výplň obmedzená (to znamená, že počet kvapiek farby sa musí vrátiť v rozumných medziach). Používajú sa na to vopred pripravené nastavenia všité do farebných profilov ICC a nútené zníženie percenta výplne.
  • Pri tlači reálneho obrazu sú trysky postupne blokované vnútornými faktormi (vstup vzduchových bublín spolu s atramentom vstupujúcim do trysiek tlačovej hlavy) a vonkajšími faktormi (priľnutie prachu a hromadenie kvapiek atramentu na povrchu tlačovej hlavy). V dôsledku postupného upchávania trysiek sa na obraze objavujú nepotlačené pruhy, tlačiareň začína „pruhovať“. Rýchlosť blokovania trysky závisí od typu tlačovej hlavy a konštrukcie vozíka. Problém upchatých trysiek je vyriešený čistením tlačovej hlavy.
  • Trysky nestriekajú atrament dokonale nadol, ale majú malý uhlový rozptyl v závislosti od typu tlačovej hlavy. Posun kvapiek v dôsledku rozptylu možno kompenzovať zmenšením vzdialenosti medzi tlačovou hlavou a tlačeným materiálom, ale uvedomte si, že príliš spustená hlava môže zachytiť materiál. Niekedy to vedie k manželstvu, pri obzvlášť tvrdých háčikoch môže dôjsť k poškodeniu tlačovej hlavy.
  • Trysky v tlačovej hlave sú usporiadané vo zvislých radoch. Jeden riadok - jedna farba. Vozík tlačí pri pohybe zľava doprava aj sprava doľava. Pri pohybe jedným smerom dáva hlava jednu farbu ako poslednú a pri pohybe druhým smerom druhú farbu ako poslednú. Náter rôznych vrstiev nastupujúci na materiál sa premieša len čiastočne, dochádza k farebnému kolísaniu, ktoré na rôznych farbách vyzerá inak. Niekde ho takmer nevidno, niekde veľmi nápadne. Na mnohých tlačiarňach je možné tlačiť iba vtedy, keď sa hlava pohybuje jedným smerom (doľava alebo doprava), spätný zdvih je nečinný (úplne to eliminuje efekt „matraca“, ale výrazne znižuje rýchlosť tlače). Na niektorých tlačiarňach je nainštalovaná dvojitá sada hláv, pričom hlavy sú zrkadlové (príklad: žltá-ružová-azúrová-čierna-čierna-azúrová-ružová-žltá), takéto usporiadanie hláv eliminuje uvažovaný efekt, ale vyžaduje zložitejšie nastavenia - miešacie hlavy rovnakej farby medzi sebou.

Laserové a LED tlačiarne

Monitory

Merané v bodoch na jednotku dĺžky obrazu na povrchu

DR. tech. Vedy Yu.N. Samarin, MGUP

Skenovacia reprodukčná technológia prototyp moderných skenerov sa objavil už pomerne dávno. Už v 50. rokoch minulého storočia vznikli elektronické gravírovacie stroje na výrobu kníhtlačových (klišé) foriem a v 60. rokoch elektronické gravírovacie stroje na výrobu hĺbkotlačových foriem a elektronických separátorov farieb a farebných korektorov. Analytické zariadenie týchto strojov s daným rozlíšením čítalo obrazový prvok po prvku z ilustračného originálu a prevádzalo hodnotu optickej hustoty obrazu na analógové elektrické signály. Tieto signály boli spracovávané a korigované elektronickými jednotkami a riadené syntetizačnými zariadeniami pri gravírovaní foriem alebo zaznamenávaní farebne oddelených fotoforiem. Analytické zariadenia týchto strojov boli v podstate prvé skenery. Nezávislé analytické zariadenia (skenery) sa začali vyrábať až po rozsiahlej automatizácii technologických procesov spracovania informácií. To umožnilo oddeliť hlavné operácie technologického procesu prípravy ilustrácií do tlače medzi skener (analýza a kódovanie obrazovej informácie), počítač (spracovanie informácií) a fotosádzací stroj (výstup obrazu na fotografický materiál).

Všeobecné informácie a technické charakteristiky

Skenery umožňujú vkladať do počítača obrázky prezentované na plochých médiách (zvyčajne na papieri, filme alebo fotografickom papieri), ako aj obrázky malých objemových objektov. Pri čítaní obrázku ho skener diskretizuje ako množinu jednotlivých bodov (pixelov) rôznych úrovní optickej hustoty. Informácie o úrovniach optickej hustoty týchto bodov sa analyzujú, prevedú do binárnej digitálnej formy a zadajú sa na ďalšie spracovanie do systému (obr. 1). Analýza obrazu sa vykonáva skenovaním (odtiaľ názov skenera zariadenia).

Proces skenovania spočíva v tom, že pohybom zaostreného svetelného lúča je možné vykonať čítanie po prvku dvojrozmerného obrazu, určeného na pozorovanie v odrazenom alebo prechádzajúcom svetle. Svetelný tok, ktorý v tomto prípade získava amplitúdovú moduláciu v dôsledku interakcie s obrazom, môže byť zhromaždený a prevedený na elektrický signál vhodný na prenos, spracovanie a záznam.

Dnes sa prevažne používa metóda pravouhlého lineárneho rastrového skenovania, pri ktorej sa jeden skenovací lúč postupne pohybuje (rozvíja) po priamych líniách s rýchlym prechodom z konca jednej skenovacej línie (riadku) na začiatok ďalšej.

Rastrové skenovanie sa skladá z dvoch ortogonálnych komponentov: riadkového skenovania (xscan) a vertikálneho skenovania (u-scan). Ten nastavuje rozostupy medzi susednými čiarami pre konzistentné prekrytie celého obrazu.

Hlavné technické parametre skenerov:

Rozlíšenie (rozlíšenie);

farebná hĺbka;

Prah citlivosti;

Dynamický rozsah optických hustôt;

Maximálny formát skenovania;

Faktor zväčšenia.

Dôležitými vlastnosťami skenera, ktoré určujú rozsah jeho použitia, sú režimy skenovania, typ mechanizmu na skenovanie originálov a niektoré ďalšie technické údaje.

Povolenie . Rozlíšenie (rozlíšenie) hodnota, ktorá charakterizuje počet prečítaných prvkov obrazu na jednotku dĺžky. Zvyčajne sa rozmer tejto hodnoty uvádza v bodoch na palec. Existuje fyzické (hardvérové) rozlíšenie a interpolačné rozlíšenie skenera.

Fyzické rozlíšenie charakterizuje konštrukčné možnosti skenera pri vzorkovaní obrazu horizontálne a vertikálne. Horizontálne optické rozlíšenie plochých (planárnych) skenerov s pevnou ohniskovou vzdialenosťou je definované ako pomer počtu jednotlivých svetlocitlivých prvkov v línii (alebo líniách) fotodetektora k maximálnej šírke pracovnej plochy skenera. Vysoké optické rozlíšenie sa dosiahne zvýšením hustoty záznamových prvkov alebo použitím niekoľkých fotodetektorov súčasne. V druhom prípade sa jednotlivé časti vstupného obrazu kombinujú automaticky alebo manuálne. Vzdialenosť, o ktorú sa skenovacia hlava posunie pomocou krokového mechanizmu, určuje vertikálne rozlíšenie skenera. Rozlíšenie vstupného obrazu vo vertikálnom smere určuje rýchlosť pohybu fotodetektora voči originálu (alebo naopak). Znížením rozlíšenia sa zvýši rýchlosť skenovania.

V projekčných skeneroch, ako aj v digitálnych fotoaparátoch sa optické rozlíšenie zvyčajne vyjadruje celkovým počtom bodov v obraze, keďže miera detailov snímaného obrazu závisí od vzdialenosti snímaného objektu od záznamovej kamery. Optické rozlíšenie bubnových skenerov závisí od charakteristík krokového motora a clony objektívu, ako aj od jasu použitého svetelného zdroja a maximálnej rýchlosti bubna.

Mnoho skenerov ponúka softvérové ​​upscaling interpolácia. Tým sa však nezvýši miera detailov v znázornení obrazu, ale len sa zníži jeho zrnitosť. Počas interpolácie skener načíta grafické informácie z originálu na hranici jeho fyzického rozlíšenia a do vygenerovaného obrazu obrázka zahrnie ďalšie prvky, ktorým priradí priemerné hodnoty farieb susedných, skutočne načítaných bodov. Použitie interpolácie v niektorých prípadoch umožňuje dosiahnuť dobré výsledky: hranice rastrových objektov sú vyhladené a jemné detaily sú spracované jasnejšie.

Farebná hĺbka je počet bitov, ktoré môže skener priradiť pri digitalizácii bodu. Pri skenovaní sa číta analógový signál, ktorý charakterizuje hodnotu optickej hustoty obrazu. Analógový signál (obr. 2 a) môže nadobúdať hodnoty z rozsahu povolených hodnôt. Signál prevedený na digitálny ekvivalent je diskrétny z hľadiska množiny akceptovaných hodnôt (obr. 2 b). Pre 8-bitovú konverziu (2 8) existuje len 256 takýchto hodnôt (obr. 2 v), pre 12-bitové (2 12) 4096, pre 16-bitové (2 16) 65 536. Vo všetkých prípadoch konverzia analógového signálu do digitálnej formy dáva zaokrúhľovaciu chybu, ktorá niekedy predstavuje polovicu váhy najmenšieho významná číslica, nazývaná kvantizačný šum.

Treba poznamenať, že niektoré skenery používajú 10-bitové (1024 úrovní šedej), 12-bitové (4096 úrovní šedej) alebo dokonca 16-bitové odtiene šedej. Programy na spracovanie obrazu však pracujú iba s 8-bitovými údajmi. Výhodou týchto skenerov je zníženie kvantizačného šumu.

Prah citlivosti . Pri skenovaní v odtieňoch sivej môže jas každého bodu nadobudnúť jednu z mnohých možných hodnôt (gradácie jasu) a pri binárnom skenovaní iba jednu z dvoch. V binárnom režime skener konvertuje údaje porovnaním s určitým prahom (úroveň čiernej). Keďže skener je schopný rozlíšiť odtiene sivej, prah citlivosti by mal byť nastavený tak, aby skener mohol klasifikovať prvky obrazu na čiernobiele. Jas každého bodu na 8-bitovom obrázku v odtieňoch sivej je vyjadrený ako číslo od 0 do 255 (0 biela, 255 čierna). Ak chcete previesť obrázok v odtieňoch sivej na binárny, skener musí „poznať“ úroveň (číslo), nad ktorou sa bod považuje za biely (0), a pod čiernu (1). Táto úroveň sa nazýva prah citlivosti.

Ryža. 3. Na určenie optickej hustoty: a - obraz na transparentnom základe; b - obraz na nepriehľadnom základe

Dynamický rozsah (rozsah optickej hustoty) Skener charakterizuje jeho schopnosť rozlíšiť prechody medzi susednými tónmi v obraze. Koncept optickej hustoty D sa používa na charakterizáciu absorbancie nepriehľadných (reflexných) originálov a stupňa priehľadnosti priehľadných originálov a vyjadruje sa v desiatkovom logaritmu:

kde je priepustnosť materiálu (obrázky na transparentnom základe) (obr. 3 a), charakterizujúce jeho schopnosť absorbovať svetelný tok; koeficient odrazu (obr. 3 b), charakterizujúce schopnosť materiálu (obrazy na nepriehľadnom základe) odrážať svetelný tok; respektíve svetelný tok, ktorý materiálom prešiel, a svetelný tok odrazený od materiálu.

Optická hustota D = 0,05 zodpovedá hodnotám alebo; D = 1 zodpovedá hodnotám a ;
atď.

Vzhľadom na nedokonalosť optického systému skenera a nelinearitu spektrálnych charakteristík fotodetektora sú hodnoty parametrov reálnych skenovacích zariadení vždy nižšie, ako je teoreticky možné. V praxi je dynamický rozsah skenera definovaný ako rozdiel medzi optickou hustotou najtmavších tónov Dmax a najsvetlejších tónov Dmin, ktoré dokáže skutočne rozlíšiť. Maximálna optická hustota originálu charakterizuje najtmavšiu oblasť originálu rozpoznanú skenerom, tmavšie oblasti sú skenerom vnímané ako úplne čierne. Minimálna optická hustota originálu teda charakterizuje najsvetlejšiu oblasť originálu rozpoznanú skenerom, svetlejšie oblasti sú skenerom vnímané ako úplne biele.

Čím širší je dynamický rozsah skenera, tým viac stupňov jasu dokáže rozpoznať, a teda tým viac detailov zachytí. Je takmer nemožné získať digitálny obraz s hustotou tónov väčšou ako 4,0. Zrejme na základe toho je rozsah optických hustôt skenera často obmedzený na túto hodnotu.

Niektoré skenery majú schopnosť kalibrovať, teda prispôsobiť sa dynamickému rozsahu pôvodných hustôt. Pozrime sa na to na konkrétnom príklade. Povedzme, že máme CCD skener, ktorý vníma rozsah optickej hustoty do 3,2. S ním potrebujeme naskenovať diapozitív, ktorý má maximálnu optickú hustotu 4,0. Skener vykoná predbežné skenovanie, aby analyzoval originál a vytvoril tabuľku optickej hustoty. Typicky takýto diagram vyzerá podobne ako ten, ktorý je znázornený na obr. 4. Po analýze diagramu skener vykoná autokalibráciu, aby posunul svoj dynamický rozsah vnímania optických hustôt. V tomto konkrétnom prípade sú teda straty v „tienoch“ minimalizované v dôsledku nevýznamných strát v „highlights“.

Oblasť skenovania Určuje maximálnu veľkosť originálu v palcoch alebo milimetroch, ktorú môže zariadenie naskenovať. Niekedy sa používa aj termín maximálny formát.

Faktor zväčšenia zobrazuje (zvyčajne v percentách), koľkokrát je možné pôvodný obrázok zväčšiť počas skenovania. V závislosti od typu a triedy skenera je požadovaný faktor zväčšenia určený buď automaticky alebo manuálne nastavený používateľom pred skenovaním. V automatickom režime ovládač skenera vypočíta požadované vstupné rozlíšenie na základe veľkosti originálu a zvoleného faktora zväčšenia.

Existuje matematická závislosť rozlíšenia R v bodoch na palec (dpi), pričom sa berie do úvahy, ktoré je potrebné naskenovať originál na získanie danej kvality: R=LKM,

kde L lineatúra polygrafického rastra, s ktorým sa bude vykonávať ďalšia tlač (lpi); M mierka; Komu takzvaný faktor kvality, ktorého hodnota leží v rozmedzí od 1,5 do 2.

Technológia skenovania je určená počtom, typom a parametrami použitých fotodetektorov (fotoelektrických meničov).

V moderných skeneroch sa používajú hlavne dva typy fotodetektorov: fotonásobiče (PMT) a nábojovo viazané zariadenia (CCD). Niekedy sa používajú fotodiódy (PD).

Fotonásobiče ako fotosenzitívne zariadenia sa používajú v bubnových skeneroch (obr. 5). PMT zosilňujú svetlo xenónovej alebo volfrámovej halogénovej žiarovky modulované obrazom, ktorý je zaostrený na extrémne malú plochu originálu pomocou kondenzorových šošoviek alebo optických vlákien. Fotoprúd, ktorý vzniká vo fotobunke vplyvom svetla, je priamo úmerný intenzite svetelného toku, ktorý na ňu dopadá. Charakteristickým rysom PMT ako fotodetektora je, že vďaka systému dynód možno koeficient proporcionality zvýšiť miliónkrát (až na osem rádov). Spektrálny rozsah fotonásobičov pre tlačové účely je tiež bezchybný, pretože úplne pokrýva viditeľné spektrum svetelných vĺn.

Senzor na báze CCD pozostáva z mnohých malých fotosenzitívnych prvkov, ktoré generujú elektrický náboj úmerný intenzite svetla, ktoré na ne dopadá. Činnosť CCD je založená na závislosti vodivosti pn prechodu polovodičovej diódy na stupni jej osvetlenia.

V jednej línii CCD môže byť niekoľko stoviek až niekoľko tisíc fotosenzitívnych buniek. Veľkosť základnej bunky CCD je kritickým parametrom, pretože určuje nielen rozlíšenie skenera, ale aj maximálnu hodnotu zadržaného náboja a následne dynamický rozsah zariadenia. Zvýšenie rozlíšenia skenera vedie k zúženiu jeho dynamického rozsahu. Aj keď sa predpokladá, že spektrálny rozsah CCD môže pokryť celé viditeľné spektrum, ale ako väčšina polovodičových fotodetektorov je pre ne ťažko dosiahnuteľná modrá oblasť spektra a najvyššia citlivosť sa pozoruje bližšie k červenej oblasti.

CCD sa používajú najmä v plochých (obr. 6) a projekčných skeneroch, ako aj v digitálnych fotoaparátoch. V posledných dvoch prípadoch sa používajú lineárne aj maticové CCD.

Mechanizmus skenovania originálov. Zariadenie skenera je do značnej miery určené fotodetektorom, ktorý je v ňom použitý. Profesionálne skenery určené na použitie v predtlačových systémoch možno klasifikovať nasledovne (obr. 7):

Podľa charakteru umiestnenia pôvodných planárnych (valníkových), projekčných, bubnových skenerov;

Charakterom pohybu originálnych skenerov s pohyblivým a nehybným originálom;

Pri farebných farebných a čiernobielych skeneroch;

Režimom skenovania jednopriechodové skenery (čiernobiele a farebné, pri ktorých sa farebný originál skenuje jedným prechodom) a trojpriechodové;

Technológiou skenovania PMT skenery, s jednou alebo tromi CCD riadkami, s CCD matricou;

Podľa typu pohybujúcich sa optických častí pri skenovaní (len pri planárnych skeneroch) s pohyblivou čítačkou, s pohyblivými zrkadlami a hybridnou, kedy sa čítačka aj zrkadlá pohybujú.

Najbežnejší typ skenerov plochý (flatbed). Takmer všetky modely majú odnímateľný kryt, ktorý umožňuje skenovať hrubé originály (časopisy, knihy). Niektoré modely môžu byť navyše vybavené samostatným podávačom listov, čo je výhodné pri práci s programami na rozpoznávanie textu OCR (Optical Characters Recognition).

Ploché skenery na skenovanie priehľadných originálov môžu byť vybavené posuvným modulom. Posuvný modul má vlastný zdroj svetla a inštaluje sa na plochý skener namiesto krytu.

Hlavný rozdiel medzi bubnovými skenermi je v tom, že originál je upevnený na priehľadnom valci, ktorý sa otáča vysokou rýchlosťou. Čítací prvok je umiestnený čo najbližšie k originálu. Táto štruktúra poskytuje vysoko kvalitné skenovanie. V bubnových skeneroch sú zvyčajne nainštalované tri fotonásobiče a skenovanie sa vykonáva jedným prechodom. Niektoré bubnové skenery používajú ako čítací prvok namiesto fotonásobiča fotodiódu. Bubnové skenery dokážu skenovať nepriehľadné aj priehľadné originály.

Projekčné skenery sa používajú na skenovanie diapozitívov s vysokým rozlíšením (zvyčajne nie väčších ako 4 x 5 palcov). Existujú dve konštrukčné schémy: s horizontálnym a s vertikálnym usporiadaním optickej osi čítania. Najpopulárnejší je vertikálny projekčný skener. Existujú aj reflexné projekčné skenery na skenovanie nepriehľadných originálov a univerzálne projekčné skenery, ktoré umožňujú použiť akýkoľvek druh obrazovej predlohy.

Základné konštrukčné prvky skenerov

Hlavné prvky a zariadenia, ktoré tvoria skener, sú:

Zdroj svetla;

Fotodetektory;

Svetlovody z optických vlákien;

Mikrošošovky a šošovky;

Hranoly a zrkadlá na rozdeľovanie lúčov;

Svetelné filtre.

Zdroje svetla . Skenery používajú ako zdroje svetla žiarovky, žiarivky, halogenidové a xenónové výbojky a lasery.

Základom získavania svetelného žiarenia zo žiaroviek je tepelné žiarenie vyžarované pevným telesom pri jeho zahrievaní. Charakteristickým znakom tepelných žiaričov je spojitosť a hladkosť krivky spektrálneho žiarenia. Na charakterizáciu chromatickosti žiarenia tepelného žiariča sa používa pojem farebná teplota.

Farebná teplota(Tts) je teplota absolútne čierneho telesa, pri ktorej sa farba jeho žiarenia zhoduje s farbou žiarenia porovnávaného tepelného žiariča. Teplota farby denného svetla je teda 6500 K, žiarovky s volfrámovým vláknom 2450 K, oblúkovky 5500 K. To znamená, že absolútne čierne teleso zohriate na rovnaké teploty vyžaruje rovnaké žiarenie ako uvedené zdroje.

Žiarovky pozostávajú z týchto hlavných konštrukčných prvkov: sklenená žiarovka, vlákno, držiak vlákna a kovová základňa. V moderných žiarovkách je telo vlákna vyrobené z volfrámového drôtu, stočeného do jednej alebo dvojitej špirály. Volfrám je žiaruvzdorný kov, ktorý vydrží zahrievanie na vysoké teploty, čím sa žiarenie lampy približuje k bielej.

Žiarovky používané v skeneroch musia spĺňať množstvo špeciálnych požiadaviek, keďže sú súčasťou presného optického systému. Preto sa pri svietidlách normalizuje poloha svetelného stredu žhavenia a jeho rozmery. Na žiarovky sú kladené zvýšené požiadavky z hľadiska kvality skla žiaroviek, veľkosti, tvaru a umiestnenia vláknitého telesa a konštrukcie pätice. K tomuto typu svietidiel patria aj žiarovky s jódovým cyklom. Banky týchto lámp sú vyrobené z kremenného skla. Ich výhodou oproti klasickým žiarovkám je výrazne dlhšia životnosť, menšie celkové rozmery, vysoká svietivosť a vysoká svetelná účinnosť.

Žiarivky sú energeticky účinnejšie a vydržia dlhšie ako žiarovky. Žiarivky so špeciálnym výberom luminoforov vyžarujú svetlo blízke dennému (bielemu) svetlu. Žiarivka je valcovitá sklenená trubica, na ktorej oboch koncoch sú prispájkované nožičky s dvomi kontaktnými kolíkmi. Vo vnútri valca sú na základni upevnené elektródy vo forme dvojitých volfrámových špirál potiahnutých vrstvou oxidu bárnatého. Do banky lampy sa zavedie niekoľko miligramov ortuti. Výpary ortuti, v ktorých dochádza k výboju plynu, majú nízky tlak 0,81,43 Pa. Na stabilizáciu výboja plynu sa do lampy zavádzajú inertné plyny (argón alebo kryptón). Práškové fosfory sú nanesené na vnútorný povrch trubice vo forme tenkej rovnomernej vrstvy.

Metalhalogenidové výbojky vyžarujú svetlo blízke dennému svetlu, majú vysokú intenzitu, vysoký svetelný výkon a dlhú životnosť.

Xenónové výbojky patria do kategórie svetelných zdrojov vysokej intenzity. Ako plynné médium používajú ťažký inertný plyn xenón, ktorý dáva výboj pri vysokých prúdových hustotách a vysokých tlakoch. Žiarenie xenónových výbojov tvorí spojité spektrum, blížiace sa spektru slnečného žiarenia. Posledná okolnosť predurčila použitie xenónových lámp ako svetelných zdrojov na reprodukciu fotografií a v analytických zariadeniach skenerov.

Laser ako zdroj svetla sa používa iba v čiernobielych skeneroch, pretože produkuje monochromatické svetlo. V čiernobielych skeneroch sa spolu s ďalšími zdrojmi svetla používajú plynové lasery s nízkym výkonom: hélium-neón a argón.

Fotodetektory . V planárnych a projekčných skeneroch sa spravidla používajú nábojovo viazané zariadenia (CCD) a v bubnových skeneroch sa používajú fotonásobiče a fotodiódy.

Činnosť CCD je založená na vlastnosti MOS kondenzátorov (polovodič z oxidu kovu) zhromažďovať a akumulovať pakety menších nosičov náboja v lokalizovaných potenciálových jamkách na rozhraní kremík-kremík. Štruktúra MOS kondenzátora je znázornená na obr. osem a. Napríklad monokryštálový kremíkový substrát s vodivosťou typu p je potiahnutý dielektrikom, tenkou (~0,1 μm) vrstvou oxidu, na ktorej je umiestnená kovová elektrická brána. Keď je na túto elektródu aplikované kladné napätie vzhľadom na substrát, väčšina nosičov (otvorov) v kremíkovej vrstve blízko hranice s oxidom bude odpudzovaná od elektródy a opustí povrchovú vrstvu. Pod elektródou sa vytvorí potenciálová jamka, oblasť ochudobnená o väčšinu nosičov. "Hĺbka" tejto studne závisí od napätia brány U.

Vystavenie svetlu vedie k objaveniu sa párov elektrón-diera ak akumulácii minoritných nosičov (elektrónov) v potenciálovej studni. Akumulovaný náboj je úmerný osvetleniu a dobe akumulácie. Smerový prenos nahromadených nábojov v CCD z jedného kondenzátora MOS na tesne umiestnený susedný sa uskutočňuje vytvorením pozdĺžneho elektrického poľa medzi hradlami, keď je na druhé hradlo privedené vyššie napätie. Pod touto elektródou sa vytvorí hlbšia potenciálová jama, do ktorej prúdi nábojový paket. Tento proces je znázornený na obr. osem b, na ktorom šrafovanie znázorňuje stupeň naplnenia potenciálovej jamky menšinovými nosičmi, teda veľkosť náboja pod elektródou.

Ako príklad uvažujme lineárnu (jednoriadkovú) štruktúru meniča pozostávajúcu z reťazca MOS kondenzátorov. Na obr. osem v je ukázané, že jedna bunka zodpovedajúca jednému obrazovému prvku pozostáva z troch MOS kondenzátorov. Brány susedných buniek sú navzájom spojené podľa schémy trojcyklového posuvného registra. Forma napätia aplikovaného na kovové elektródy 1, 2 a 3 každá bunka má impulzný charakter. To poskytuje jednosmerný pohyb nahromadených nábojov do výstupného zariadenia. Predpokladajme, že pod elektródami 1 akumulované náboje, ktorých hodnota zodpovedá rozloženiu osvetlenia pozdĺž línie CCD. K elektródam 2 a 3 sa aplikuje menšie napätie ako na elektródy 1 oblasti náboja sú izolované potenciálnymi bariérami. Ak sa počas zametania k elektródam 2 aplikujte napätie rovnajúce sa napätiu na elektródach 1 potenciálová jama sa rozšíri a elektróny vyplnia potenciálovú jamku pod elektródami 1 a 2 . Potom napätie na elektródach 1 klesá a menšinové nosiče sa úplne pohybujú pod elektródami 2 . Do tejto doby na elektródach 3 napätie je malé, čo vedie k izolácii oblastí náboja medzi jednotlivými článkami linky.

Ak chcete presunúť náboje z daného článku do ďalšieho, musíte ich najskôr preniesť pod elektródy 3 a potom pod elektródy 1 ďalšia bunka. To sa vykonáva aplikáciou kladných hodinových impulzov na elektródy. Pri troch cykloch zmien napätia vo fázach Ф 1, Ф 2 a Ф 3 sa odľahčenie náboja vo vedení posunie o jeden článok. Vo výstupnom zariadení sa sled nábojov premieňa na impulzné napätie, ktorého obalom je obrazový signál.

V CCD sú procesy akumulácie náboja a ich čítanie časovo oddelené. Zametanie sa vykonáva v časovom intervale zodpovedajúcom spätnému zdvihu. V tomto prípade dochádza k súčasnému pohybu nábojov pozdĺž línie od prvej bunky zľava doprava a obrazový signál na výstupe sa získa v opačnom poradí, počnúc poslednou bunkou riadku. Takto sa vykonáva samosnímanie, informácie sa prenášajú v dôsledku nábojovej väzby zmenou „hĺbky“ potenciálnych jamiek pod elektródami MOS kondenzátorov.

Dnes boli vyvinuté pravítka s 8000 bunkami na líniu, s veľkosťou buniek 20 mikrónov. Na CCD sú matricové štruktúry, ktoré vytvárajú obrazový signál. Svetelné snímače CCD majú malú veľkosť, spotrebujú málo energie a poskytujú vysokú geometrickú presnosť pri skenovaní obrázkov.

Fotonásobiče (PMT) a fotodiódy (PD) sa používajú hlavne v zariadeniach bubnového typu. Fotonásobič pozostáva z elektrónovo-optickej časti 1 a sekcie násobenia sekundárnych elektrónov 2 (obr. 9). V elektrónovo-optickom reze sa svetelný tok Ф premieňa na fotoprúd na základe vonkajšieho fotoelektrického efektu emisie fotoelektrónov pôsobením svetelných kvánt. Hodnota je integrálnou citlivosťou fotokatódy (A/lm).

Na vnútornom povrchu koncového alebo bočného okienka je nanesený tenký kovový film, ktorý je prakticky priepustný pre svetlo a slúži na napájanie fotokatódy (PC). Potom sa na ňu nanesie fotocitlivá vrstva.

Elektrónovo-optická sekcia okrem PC obsahuje fokusačnú elektródu (PE), clonu D a prvú dynódu D 1 (emitor sekundárnych elektrónov). Fotoelektróny opúšťajú počítač v rôznych uhloch k jeho povrchu a rôznymi rýchlosťami. Elektródy FK, FE, D a D1 tvoria elektrostatické šošovky, ktoré zabezpečujú zaostrenie a zrýchlenie fotoelektrónov nasmerovaných na prvú dynódu D1.

Sekcia násobenia sekundárnych elektrónov 2 pozostáva z niekoľkých dynód a kolektora Komu. Medzi susednými dynódami sa aplikujú urýchľovacie napätia, ktoré sa odoberajú z deliča 3 . Fotoelektróny dopadajúce na prvú dynódu D 1 spôsobujú emisiu sekundárnych elektrónov. Hodnota koeficientu sekundárnej emisie závisí od materiálu a povrchovej úpravy dynódy, ako aj od urýchľovacieho napätia. Sekundárne elektróny dopadajú na druhú dynódu D 2 . Znásobený tok elektrónov z druhej dynódy prechádza do tretej a tak ďalej. Pred dynódami sú umiestnené mriežky (na obr. 9 neznázornené), pomocou ktorých sa vytvára elektrické pole, ktoré prispieva k zaostrovaniu sekundárnych elektrónov. Spolu s tým mriežky navzájom chránia časti dynód. Všetky PMT elektródy sú napájané zo stabilizovaného zdroja pomocou deliča 3, ktorý je napájaný napätím od –1500 do –2500 V.

V ideálnom prípade je možné vziať hodnoty sekundárnych emisných koeficientov. Potom na výstupe PMT je kolektorový prúd , kde n počet stupňov násobenia sekundárnych elektrónov; i 1 \u003d i f fotokatódový emisný prúd. Zvyčajne a n=7-12. Citlivosť PMT a počet stupňov násobenia sú obmedzené temným prúdom a šumom. Hlavnými zložkami temného prúdu sú tepelné prúdy fotokatódy a prvých dynód, prúd emisie poľa z dynód, zvodový prúd medzi svorkami kolektora a inými elektródami. Šum kolektorového prúdu je spôsobený kolísaním fotoemisie, tepelnej emisie a emisie sekundárnych elektrónov. Pomer signálu k šumu závisí aj od tepelného šumu záťažového odporu Rn v kolektorovom obvode. Moderné fotonásobiče majú lineárnu svetelnú charakteristiku v prevádzkovom rozsahu osvetlenia. Fotonásobiče sú dostatočne širokopásmové (trvanie čela signálu s prudkými zmenami svetelného toku nepresahuje 10 -8 10 -9 s). To znamená, že PMT prakticky neobmedzujú rýchlosť prenosu obrazu.

Fotodiódy sú polovodičové prvky s difúznym prechodom, ktorých činnosť je založená na vnútornom fotoelektrickom jave. Na fotodiódu sa aplikuje blokovacie napätie (reverzné predpätie). Podľa princípu činnosti je fotodióda podobná zablokovanej polovodičovej dióde, ktorej spätný prúd sa mení pôsobením svetelného toku Ф (obr. 10). Používajú sa kremíkové fotodiódy, ktoré majú kvantový výťažok okolo 75 % a približne rovnomernú spektrálnu citlivosť v rozsahu 4001100 nm. Svetelná charakteristika málo závisí od použitého napätia a je lineárna. Prevádzkové napätie je cca 20 V, temný prúd je 12 µA, integrálna citlivosť je 3 mA/lm. Kremíkové fotodiódy majú nízku zotrvačnosť, nezávislú od svetelného toku.

Vláknová optika sa používajú vo fotosádzacích strojoch, skeneroch, denzitometroch a iných zariadeniach. Umožňujú prenášať svetelnú energiu na veľké vzdialenosti po zakrivenej dráhe bez výrazných strát (obr. 11 b). Vláknové svetlovody sú zväzky pozostávajúce z veľkého množstva pružných sklenených vlákien (obr. 11 a) s priemerom menším ako 30 µm (obr. 11 v). Každé vlákno je potiahnuté tenkou (2 µm) vrstvou, ktorá odráža svetlo vstupujúce do vlákna zvnútra vlákna a bráni mu preniknúť do susedných vlákien. Svetlo sa šíri vláknom v dôsledku viacnásobných odrazov od vnútorných stien (pozri obr. 11). a). Svetlovodné zväzky majú okrúhly alebo štvorcový prierez. Vláknové svetlovody s nepravidelným ukladaním vlákien slúžia na prenos svetelného žiarenia a s pravidelným na prenos obrazu.

Ryža. 11. Vláknové svetlovody: a - viacnásobný vnútorný odraz svetla vo vlákne svetlovodu; b - prechod svetla cez ohnuté vlákno; c - úsek zväzku vlákien

Svetlovodné systémy sa riadia zákonmi geometrickej optiky s priemerom vlákna do približne 0,5 µm. Pri menších priemeroch sa časť svetelnej energie stráca v dôsledku difrakčných javov, ktoré spôsobujú prechod svetla cez bočnú plochu vlákna.

Svetlovody s plynulo sa meniacim priemerom sa nazývajú focony (zaostrovacie kužele). Môžu byť duté alebo monolitické. Kónické vlákna sa používajú v prípadoch, keď je potrebné zmeniť lineárny nárast prenášaného obrazu alebo intenzitu toku žiarenia. Jednotlivé kužeľové vlákna môžu byť tvarované do pevných kužeľov s pomerom vstupného a výstupného priemeru 1:51:10. Dĺžka kužeľa sa v závislosti od účelu pohybuje od niekoľkých centimetrov do niekoľkých decimetrov.

Pri prechode svetla vo vlákne však dochádza k stratám, ktoré sú spôsobené odrazmi od koncov vlákna, absorpciou vo vnútri jadra vlákna, rozptylom cez jeho obal a pod.

Celková svetelná priepustnosť, berúc do úvahy straty na koncoch, na dĺžke 1 m pre vlákno v plášti (jadrové sklo F 2, puzdro molybdénové sklo 46) je 60 % a pri dĺžke 3 m 38 %.

Známe vláknové svetlovody s rôznym efektívnym (svetlým) prierezom, zvyčajne 2,5; 3,5; 7,5; 10 mm alebo viac. Dĺžka postroja 250, 500, 750, 1000, 1500, 2000 mm a viac.

mikrošošoviek . Šošovky s veľmi krátkymi ohniskovými vzdialenosťami, ktoré poskytujú vysoké zväčšenie (až 90x alebo viac), sa nazývajú mikrošošovky. Používajú sa v mikroskopoch, elektronických strojoch na separáciu farieb, denzitometroch a skeneroch.

V analyzačných fotohlavách bubnových skenerov je prípustné používať len apochromatické mikroobjektívy, ktoré sú korigované s ohľadom na všetky hlavné typy aberácií.

Pre mikrošošovku je veľmi kritická hĺbka ostrosti zobrazovaného priestoru, ktorou sa rozumie tá časť priestoru predmetov, ktorá je šošovkou ostro znázornená. Hĺbka ostrosti zobrazovaného priestoru je priamo úmerná štvorcu vzdialenosti od vstupnej pupily šošovky k objektu a nepriamo úmerná priemeru vstupnej pupily. Mikrošošovky sú inštalované vo veľmi malej vzdialenosti od snímaného objektu, takže hĺbka ostrosti snímaného priestoru je meraná len niekoľkými desiatkami mikrometrov, čo kladie zvýšené požiadavky na presnosť zariadení zaradených do optickej sústavy.

Ploché a projekčné skenery používajú fotografické šošovky, podobné reprodukčným šošovkám.

Zrkadlá a hranoly rozdeľujúce lúč . V mnohých jednotkách elektronických strojov na oddeľovanie farieb, v skeneroch, ako aj v niektorých zariadeniach sa používajú špeciálne rozdeľovače žiarenia, ktoré rozdeľujú jeden svetelný lúč na dva, šíriace sa rôznymi smermi. Takéto rozdeľovače lúčov sa nazývajú zrkadlá na delenie lúčov alebo priesvitné zrkadlá. Charakteristickým znakom zrkadiel na delenie lúčov je, že odrážajú časť lúčov, ktoré na ne dopadajú, a prenášajú druhú časť. Takéto zrkadlo je dobre leštená plochá sklenená doska, na ktorej povrchu je uložený tenký priesvitný kovový film. Voľbou hrúbky tejto fólie je možné regulovať pomer medzi odrazenou a prechádzajúcou časťou svetelného toku v širokom rozsahu.

Zrkadlá s deliacim lúčom sa dodávajú v dvoch typoch sivá a dichroický. Šedé zrkadlá s deliacim lúčom nemenia farbu svetelného lúča, keď je oddelený, zatiaľ čo dichroické zrkadlá prepúšťajú svetelné lúče selektívne. Dichroické zrkadlá sa používajú v skeneroch, strojoch na separáciu farieb a zariadeniach na oddelenie svetelných lúčov do troch spektrálnych zón: modrej, zelenej a červenej.

Ako prvky na delenie lúčov sa používajú lámavé hranoly. V lámavých hranoloch sa uhly dopadu lúča na vstupnú plochu a uhly lomu s nimi spojené na výstupnej ploche spravidla navzájom nerovnajú. Uhol medzi dopadajúcim a lomeným lúčom sa nazýva uhol vychýlenia hranola. Lámavé hranoly rozkladajú žiarenie vstupujúce do spektrálneho zariadenia na monochromatické zložky (spektrum).

Svetelné filtre . Svetelný filter je priesvitné médium určené na selektívnu alebo všeobecnú absorpciu svetelného toku, ktorý ním prechádza. Podľa optických vlastností sa svetelné filtre delia na sivé (alebo neutrálne), farebné, tepelné tienenie.

Šedé (alebo neutrálne) filtre absorbujú svetlo prechádzajúce cez ne neselektívne, to znamená, že dopadajúci biely svetelný tok je absorbovaný rovnomerne v celom spektre, bez ohľadu na vlnovú dĺžku žiarenia.

Farebné filtre absorbujú svetlo dopadajúce na ne selektívne v závislosti od vlnovej dĺžky dopadajúceho žiarenia.

Tepelné ochranné filtre sú to buď filtre zo špeciálneho žiaruvzdorného skla značky SZS, ktoré pohlcujú infračervené tepelné žiarenie a prepúšťajú žiarenie viditeľnej časti spektra takmer bez útlmu, alebo priesvitné zrkadlá pokryté špeciálnou fóliou, ktorá prepúšťa viditeľné žiarenie a odráža infračervené .

Tepelné ochranné filtre sa používajú v skeneroch na ochranu pred nežiaducimi účinkami tepelného žiarenia na elektrické fotodetektory.

Koniec v budúcom čísle

Dobrý deň, milí čitatelia blogu. Dnes si povieme niečo o takom dôležitom parametri skenovania ako je povolenie. Rozlíšenie určuje množstvo zaznamenaných detailov. Meria sa v bodoch na palec (dpi). Čím vyššia hodnota dpi, tým vyššie rozlíšenie.

Kvalita obrazu sa zvyšuje so zvyšujúcim sa rozlíšením, ale len do určitého bodu, po ktorom ďalšie zvyšovanie rozlíšenia vedie len k tomu, že súbor je príliš veľký na správu. Navyše, tlač obrázkov s vyšším rozlíšením trvá dlhšie. Vo väčšine prípadov je 300 dpi na skenovanie viac než dostatočné.

Hovoriac o rozlíšenie skenera, netreba zabúdať na rozdiel medzi optickým rozlíšením a interpoláciou. Optické rozlíšenie je pre skener „natívne“ a závisí od použitej optiky pri konštrukcii zariadenia. Interpolované rozlíšenie je rozlíšenie, ktoré sa zvýšilo pomocou špeciálnych programov. A hoci interpolácia môže byť v niektorých prípadoch užitočná (napríklad pri skenovaní grafiky alebo keď potrebujete zväčšiť malý obrázok), kvalita a čistota takto získaného obrázka je nižšia ako pri použití iba optického rozlíšenia.

Ako zvoliť optimálne nastavenia rozlíšenia?

Skenovanie vo vysokom rozlíšení vyžaduje viac času, pamäte a miesta na disku. Pri nastavovaní rozlíšenia vezmite do úvahy typ obrázka a spôsob tlače, ktorý sa chystáte použiť ako ďalší, alebo výstupné zariadenie.

Najjednoduchší spôsob, ako určiť požadované rozlíšenie, je zistiť počet riadkov na palec (hodnota lpi) výstupného zariadenia a vynásobiť toto číslo dvoma, aby bolo presnejšie.

Príklad: Ak chcete naskenovaný obrázok „napasovať“ na štandardný lis na časopisy s hodnotou lpi 133, jednoducho vynásobte 133 2. Výsledkom je optimálne rozlíšenie 266 dpi. Ak sa však chystáte po naskenovaní zväčšiť obrázok, pamätajte na to, že rozlíšenie sa zníži, preto si dávajte pozor na zmenu mierky.

Číslo lpi sa líši v závislosti od kvality tlače. Noviny vyžadujú približne 85 lpi, časopis 133 – 150 lpi a farebná kniha môže vyžadovať 200 až 300 lpi.

Ak zobrazujete obrázky na monitore (napríklad na publikovanie na internete), nie je potrebné vyššie rozlíšenie ako 72 dpi, pretože monitory nie sú schopné zobraziť viac ako 72 dpi. Obrázok s vyšším rozlíšením nebude lepší ani ostrejší; len zväčší veľkosť súboru, čím sa sťaží jeho spracovanie.

Pamätajte, že čím vyššie rozlíšenie, tým väčšia veľkosť súboru. Napríklad farebná fotografia s rozmermi 8,5 x 11 palcov s rozlíšením 72 dpi bude „vážiť“ približne 1,6 megabajtu. Zvýšením rozlíšenia na 150 dpi sa súbor zväčší na 6,3 megabajtov (asi štyrikrát)! A pri rozlíšení 300 dpi bude rovnaký súbor „vážiť“ už 26,2 megabajtov.

Preto by ste sa mali vždy snažiť zvoliť čo najnižšie rozlíšenie, aby ste zachovali kvalitu obrazu a zároveň získali nie príliš veľký súbor na pohodlné používanie.

Kedy potrebujete vysoké rozlíšenie?

Vysoké rozlíšenie je dôležité, ak prechádzate obrazom cez high-tech systém správy farieb, ktorý pri tlači zachová všetky údaje získané počas procesu skenovania. V tomto prípade vysoké rozlíšenie spôsobí, že výsledný obrázok bude jasnejší a ostrejší.

Kedy použiť interpolovaný obrázok?

Funkcia interpolácie je užitočná pri skenovaní grafiky a kresieb ceruzkou a pri zväčšovaní malých obrázkov. V tejto kategórii sú zahrnuté aj všetky čiernobiele alebo monochromatické grafiky, náčrty atramentom alebo ceruzou, náčrty alebo mechanické plány.

Pre grafiku: nastavte rozlíšenie tak, aby zodpovedalo rozlíšeniu tlačiarne. Ak sa napríklad chystáte vytlačiť obrázok na zariadení s rozlíšením 1 200 dpi, najlepšie výsledky dosiahnete nastavením skenera na rozlíšenie 1 200 dpi. Tým sa zabezpečí väčšia hladkosť čiar a odstránia sa hrbole a nejasnosti.

Zväčšenie malých originálov: Povedzme, že skenujete 1-palcovú alebo 2-palcovú fotografiu s rozlíšením 300 dpi a maximálne optické rozlíšenie skenera je tiež 300 dpi. Ak chcete zväčšiť obrázok na dvojnásobok veľkosti originálu bez straty detailov, interpolujte obrázok na 600 dpi. Obraz tak zostane ostrý a jasný a jeho veľkosť sa zdvojnásobí.

Strana 1

Optické rozlíšenie - je definované ako počet fotosenzitívnych prvkov v snímacej hlave vydelený šírkou pracovnej plochy. Vysoké rozlíšenie je spravidla potrebné iba pre pohodlné vizuálne vnímanie.

Optické rozlíšenie [ optické rozlíšenie ] - parameter, ktorý určuje maximálne rozlíšenie skenera bez interpolácie. Rozlíšenie sa zvyčajne meria počtom oddelene zaznamenaných alebo pozorovaných bodov obrazu objektu na jednotku pevnej dĺžky alebo plochy.

Ak je napríklad optické rozlíšenie skenera 800 dpi, tak výrobcovia veľkými písmenami v dokumentácii píšu, že rozlíšenie skenera je 1200 dpi alebo dokonca 1600 dpi, pričom malými písmenami pridávajú, že ide o softvérové ​​rozlíšenie.

Vďaka extrémne krátkej vlnovej dĺžke sa dosiahne oveľa väčšie optické rozlíšenie ako pri použití viditeľného svetla. Limit rozlíšenia pre elektrónový mikroskop je niekoľko desatín nanometra; vo viditeľnom svetle sa dajú rozlíšiť len asi tisíckrát väčšie detaily.

Týmito podmienkami rozumieme optické rozlíšenie v obraze elektrónového mikroskopu, ktoré postačuje na rozlíšenie polygonálnych obrysov napríklad v časticiach hydrosólov zlata.

Do vývoja tohto fotoaparátu bolo investovaných veľa peňazí, aby sa dosiahlo ako najvyššie možné optické rozlíšenie, tak aj extrémne krátke expozície.

Philove nádherné kresby sfinalizoval Robin Raskin a následne vytlačili na laserovej tlačiarni QMS Lasergrafix so štvornásobným pôvodným optickým rozlíšením. Kvalita týchto kresieb nebola taká vysoká, akú mohol dosiahnuť profesionálny umelec perom a tušom, ale dôležitejšia sa mi zdala možnosť ďalšej osobnej účasti.

Je potrebné rozlišovať medzi pojmami optické rozlíšenie skenera a softvérové ​​rozlíšenie. Optické rozlíšenie udáva limit fotosenzitívneho prvku skenera. Pomocou softvérových trikov, teda pomocou špeciálnych algoritmov na prácu s obrázkami, je však možné zvýšiť rozlíšenie skenera, zvyčajne na ďalšiu hodnotu vo vyššie uvedenej sérii.

Všeobecne povedané, v nízkych koncentráciách sa môže porovnávať s farbou roztoku dichrómanu, ale nie je to všeobecné pravidlo. Problém optického rozlíšenia takýchto kvapalín možno vyriešiť iba pomocou spektrokolorimetra. Takéto zariadenia sa do olejárskej praxe ešte nedostali a do istej miery ich nahrádza tintometer Lovibond.

Rozlíšenie je určené počtom optických prvkov na jednotku dĺžky. Softvérová interpolácia optického rozlíšenia neprináša žiadne skutočné zlepšenie kvality digitalizácie. Dynamický rozsah CCD zariadení je nižší ako u PMT, pretože kremíkové prvky majú horší pomer signálu k šumu.

Tieto hodnoty určujú teoretickú hranicu optického rozlíšenia fotolitografie.

Vo väčšine prípravkov sa lokálny prenos mení z bodu do bodu v zornom poli mikroskopu. Vplyv tejto nehomogenity vedie k vzniku špecifickej chyby - chyby spriemerovania. Táto chyba sa vyskytuje vždy, keď sa skúmajú oblasti preparátu s rôznou priepustnosťou, ktorých veľkosť je väčšia ako limit optického rozlíšenia.

Tenký kotúč z germánia, ktorý má na jednej strane konkávny povrch, je spevnený pomocou drôteného kontaktu na tomto povrchu. Druhá strana germániového disku je vystavená svetlu, ktoré sa na ňu dá zaostriť šošovkou. Keď sa použije polarizačné napätie vhodnej veľkosti, výstupný prúd fototranzistora závisí od osvetlenia. Pretože aktívny povrch fotobunky je veľmi malý, dosiahne sa dobré optické rozlíšenie. Spektrálna charakteristika súčasne pokrýva rozsah viditeľného svetla a infračerveného žiarenia do vlnových dĺžok cca 2 mikróny s maximom cca 15 mikrónov. Fototranzistor má pomerne plochú frekvenčnú odozvu až do 200 kHz. Je možné dosiahnuť výstupný prúd 0,07 mA / mlm aj pri zaťažení 2 kΩ.

Fotografická šošovka umiestnená medzi fotografickou platňou a vzorkou zaostrí obraz povrchu objektu na rovinu fotografickej platne. Navyše ich roviny musia byť rovnobežné. Významnou výhodou fokusovaných obrazových hologramov je možnosť získania zväčšeného obrazu objektu a tým aj vyššie optické rozlíšenie interferenčných prúžkov.

Niektoré druhy cementitu, ako je terciárny cementit alebo cementit rozmiestnený v štruktúre ocelí po kalení, sa s týmto leptadlom detegujú lepšie ako s leptadlami, po ktorých úprave karbid železa vyzerá na pozadí okolitej svetlej matrice tmavo. Klemm ho použil na detekciu cementitu a fázy v tvrdených štruktúrach. Na leptanie nie je potrebné odstraňovať deformovanú vrstvu feritovej matrice. Obraz štruktúry je lepší, ak je usadenina sulfidu na celom povrchu feritu rovnako orientovaná. Táto metóda umožňuje sledovať vývoj koagulácie cementitu uvoľneného pri temperovaní. Prirodzene, optické rozlíšenie má veľký význam pre štúdium malého počtu najmenších častíc cementitu.

Samozrejme, pri kúpe skenera budete musieť venovať pozornosť hlavným charakteristikám uvedeným v používateľskej príručke a pasu pre kupované zariadenie.

Optické rozlíšenie

Práve tento parameter je pri kúpe skenera rozhodujúci. Zamerajte sa na optické rozlíšenie. S optickým rozlíšením povedzme 8000 ppi získate iba informácie o štruktúre zŕn a vôbec nie najlepšie detaily obrazu. Pre negatívy je táto hranica ešte nižšia – asi 1200 ppi. Skenovanie kvalitných farebných fotografií s rozlíšením viac ako 600 ppi sa tiež nezdá vhodné.

Je potrebné rozlišovať optické a interpolačné (softvérové) rozlíšenie. Hodnota interpolačného rozlíšenia môže byť mnohonásobne väčšia ako hodnota optického. Počas interpolácie sa zvyšuje počet pixelov v dôsledku softvérového spracovania algoritmu v skenovacom programe. Napriek všetkej inteligencii interpolačného algoritmu nie je možné zvýšiť detail obrazu pri skenovaní s rozlíšením presahujúcim optické rozlíšenie. V poslednej dobe mnohí výrobcovia na marketingové účely uvádzajú veľkosť optického rozlíšenia vertikálne dvakrát väčšie ako horizontálne. Nadhodnotená hodnota však hovorí len o vylepšenej mechanike zariadenia. Skener „600x1200“ má reálne optické rozlíšenie len 600 bodov a čokoľvek vyššie je interpolácia.

V digitálnych obrazoch je pre ďalšie použitie na internete dostatočné rozlíšenie 72 ppi (štandardné rozlíšenie monitora). Pre použitie pri tlači stačí rozlíšenie 300 ppi. To znamená, že pri skenovaní s rozlíšením 600 ppi je možné tlačový obrázok zväčšiť 2-krát a pre web - 8-krát.