Ежедневно мы встречаемся с таким прибором, как сканер: в магазине на кассе, у автоматических входных дверей, у лифтов. В офисе одним из первых помощников тоже является сканер. Так что же он собой представляет на самом деле? Попробуем разобраться в статье.
Что такое сканер
Еще несколько десятилетий назад мы и представить себе не могли, что старым выцветшим фотографиям, которые хранятся в альбомах у бабушки, можно будет дать вторую жизнь. Все благодаря устройству с коротким названием "сканер".
Сканер - это современное техническое устройство, с помощью которого можно внести любую информацию с бумажного носителя в персональный компьютер, а далее, используя специальные программы, отредактировать и придать информации необходимый вид. Таким образом, сканер позволяет существенно экономить время. Ведь, например, для того чтобы напечатать текст стандартного формата, необходимо от двух до пяти минут. Сканер же делает это секунд за двадцать. Как и любые периферийные устройства, сканеры обязательно должны быть соединены с персональным компьютером или иной системой, принимающей цифровые данные.
Кто изобрел сканер
Как и у каждого предмета, у сканера тоже есть свой изобретатель. И прежде чем превратиться в компактный модный компьютерный аксессуар, он прошел долгий путь развития.
В середине XIX века, в 1856 году, некий аббат по имени Джованни Казелли, обитавший в итальянской Флоренции, изобрел аппарат, который мог передавать любое изображение на некотором расстоянии. Прибор был назван пантелеграф, и это было лишь примитивное устройство. Принцип сканера такого рода был таков: картинка, которую необходимо было передать, наносилась на специальный барабан чернилами, которые передавали ток, а картинка считывалась с помощью иглы.
Следующий виток в развитии устройства сканера случился в 1902 году. Немецкий ученый Артур Корн впервые получил права на технологию фотоэлектрического сканирования, которая до сих пор известна во всем мире как телефакс. Принцип работы был основан на следующих действиях. Картинка фиксировалась на вращающемся барабане. Вдоль барабана перемещалась световая лампа. Ее луч, пройдя через картинку и специальную призму, попадал на селеновый приемник.
Виды сканеров
На сегодняшний день существует несколько видов сканеров:
- Самым первым в мире сканером был барабанный. Его изобрели в США в 1957 году. Разрешение картинки было очень низким, всего 176 пикселей черно-белого пигмента чернил. Современные барабанные сканеры обладают высокочувствительными компонентами, благодаря которым могут изображать самые мелкие детали. Картинка или текст может ретушироваться такое количество раз, пока результат полностью не будет удовлетворять. В устройство барабанного сканера входят ксеноновые или галогенные лучи. К их отражению применяются особые требования. Если происходит сканирование прозрачного документа, то работают лампы, расположенные внутри. При освещении документов с высокой отражающей поверхностью в действие вступают лампы, находящиеся по внешнему периметру.
- Самым популярным устройством является сканер планшетный. Именно он стоит в каждом офисе и используется для сканирования документов и графических материалов. Рассчитан такой сканер на форматы до А4. Принцип работы основан на подвижной каретке, которая двигается вдоль стекла, на котором расположено изображение. Информация в закодированном виде попадает на светочувствительные элементы. Они, в свою очередь, анализируют полученные данные на наличие основных цветов спектра. Современные модели планшетных сканеров обладают функцией мгновенного распознавания текста и его переформатирования в файлы pdf.
- Лазерный сканер. Самый часто встречающийся в повседневной жизни. Мы находимся под его наблюдением в магазинах, он открывает нам автоматические двери по датчику движения. Устройство имеет широкое применение в архитектуре, строительстве, на различных социальных предприятиях.
- Сканеры широкого формата. Такие используют в основном архитекторы и строители для того, чтобы целиком передать изображение объекта и вносить необходимые правки, не разбивая схему на части.
- Ручные сканеры. Особую популярность они, правда, имели в девяностых годах прошлого века. Принцип их был основал на механическом (ручном) протаскивании устройства сканера по поверхности бумаги. Чтобы сделать качественную картинку, необходимо было твердо держать руку.
- Книжные сканеры. Их еще называют планетарные, потому что такое оборудование устроено особым образом. Ему не требуется контактировать с документами. Специально установленный высокочувствительный датчик видит документ на расстоянии либо целиком, используя инфракрасный луч, либо просматривает данные особой лазерной линейкой. У многих есть функция выравнивания высоты страницы. В основном книжные сканеры используют для сканирования древних ветхих документов, которые нельзя брать в руки или подвергать механическому давлению.
- Сетевые сканеры. Единственный в семействе периферийных устройств, который может обходиться без компьютера. Вся информация передается и сохраняется в специальных буферах обмена. Каждый пользователь, подключенный к сети, может передавать свою информацию или воспользоваться уже имеющейся.
Какие-то приборы морально устарели, чем-то человечество пользуется до сих. Одно ясно: устройство ввода - сканер всегда будет стоять в одном ряду с техническими образцами первой необходимости.
Классификация по типам изображений
Если по техническим характеристикам сканеры можно разделить на пять основных видов, то в плане обрабатываемых изображений этих видов всего два: черно-белые сканеры и цветные.
Черное-белые устройства работают по простому принципу. Флуоресцентная лампа, которая дает белый свет, освещает сканируемое изображение. Затем отраженный свет, проходя через специальные линзы, падает на особые светочувствительные элементы, которые, в свою очередь, фиксируют закодированную информацию и передают на компьютер.
Гораздо сложнее на рынок выходили сканеры, которые могли передавать цветные изображения. Первые аппараты появились в 1989 году, но популярность у пользователей не завоевали из-за слишком высокой по сравнению с черно-белыми сканерами цены. Их стоимость доходила до нескольких десятков тысяч долларов. Устройство цветного сканера существенно отличается от ахроматического собрата, так как работа построена на особом световом фильтре. Этот фильтр основан на трех цветах: красном, зеленом и синем. Чтобы целиком отсканировать текст или изображение, операция для каждого цвета выполняется отдельно. В результате прохождения тройного этапа получается некий образ изображения, который проходит цветовую коррекцию. После этого информация передается на компьютер. Кроме высокой цены, цветные сканеры обладают еще одним недостатком: время на сканирование одного документа увеличивается в три раза. Проблемы также могут возникнуть при выравнивании цвета в каждом из проходов. На листе изображение получится размытым и нечетким.
Принцип работы сканера
Устройство сканера и принтера, иногда образующее единый комплекс, существенно разнится. Как и любой компьютерный аксессуар, он состоит из механических и электрических частей, которые вместе представляют собой довольно сложную конструкцию. Однако на первый взгляд устройство и работа сканера выглядят довольно просто. Понять принцип функционирования можно на планшетном типе.
Перед началом работы необходимо убедиться, что аппарат соединен с компьютером. Сканер - устройство ввода информации, и для получения идеального результата именно с помощью компьютера производятся все необходимые настройки.
Документ, который необходимо отсканировать, размещается текстом или рисунком вниз на специальное стекло. Как только вы нажали кнопку сканирования, запускается цепная реакция.
Под стеклом располагаются скрепленные между собой несколько зеркал, светочувствительные датчики, линзы и небольшой источник света, который прикреплен на подвижную тележку. Эта тележка приходит в движение, прокатываясь вдоль всего документа. Свет от сканируемой бумаги отражается и проходит через систему зеркал и линз, а затем направляется на светочувствительные датчики.
Каждый элемент сканируемого документа имеет свою степень освещенности, и эта информация передается на основное устройство в виде определенного цифрового кода. Далее он обрабатывается специальными устройствами в двоичный код и появляется в персональном компьютере в виде копии только что отсканированного документа.
Устройство двойного назначения
Такое популярное приспособление, как принтер, также имеет место быть в нашей жизни. Довольно известное, оно все же в определенный момент сдало позиции, объединившись со сканером. Это способствовало увеличению рабочего пространства. Новый образец получил название МФУ - многофункциональное устройство, принтер и сканер в котором были объединены в единый механизм.
Несмотря на объединение, у каждого прибора по-прежнему собственная функция. Если сканер - это устройство ввода информации в персональный компьютер, то принтер является устройством вывода данных на бумажный носитель.
Качество выводимых принтером данных, будь то текст или картинка, зависит не только от качества исходного материала в компьютере, но и от встроенных в сам аппарат датчиков чувствительности.
Как правило, многофункциональное устройство принтер-сканер предпочитают для домашнего использования. Он пригодится школьникам, студентам, преподавателям или представителям экономических профессий для того, чтобы выполнять простые, не требующие улучшенных технических характеристик, задания.
По такому же назначению используются ксерокс и сканер в одном устройстве. Если задача сканера - вводить информацию, то назначение ксерокса - копировать, делать необходимое количество экземпляров с одного источника информации.
МФУ расширенного действия
На полках магазинов электробытовых товаров можно встретить аппарат, который готов выполнять самые сложные офисные задачи. Это многофункциональное устройство с принтером, сканером и копиром. Различают такие образцы домашнего и промышленного назначения. Техника сочетает в себе много возможностей:
- экономит пространство, что особенно важно в домашних условиях;
- работает с документами;
- распечатывает и обрабатывает фотографии высокого качества;
- незаменимая вещь для школьников и студентов, чьи родители не готовы отдавать круглые суммы частным организациям, которые занимаются, например, распечаткой текстов.
Большинство многофункциональных устройств с принтером, сканером и копиром имеют возможность передавать и получать данные через вайфай. Вместе с тем дизайнеры стараются придавать аппаратам стильный экономичный внешний вид, чтобы он служил не только для работы, но и отлично вписывался в интерьер. Это то преимущество, которое касается техники для домашнего использования.
Промышленные устройства, конечно, отличаются. Если вам хоть раз доводилось распечатывать или редактировать документы в специализированных офисных центрах, наверняка вы замечали довольно внушительных размеров аппарат. Это и есть то самое МФУ, которое обладает большим объемом мощности и готово работать сутки без перерывов. Список функций у офисных аппаратов практически ничем не отличается от стандартных устройств, но существенно упрощает жизнь.
Лазерные сканеры
Сканер является устройством довольно широкого профиля. Среди большого количества видов этого аппарата самый широкий спектр применения у лазерного сканера.
Такой сканер является устройством прогрессивного типа, который используют в строительстве, геодезии, даже в военной и космической сфере. Принцип работы довольно на первый взгляд довольно прост: лазерные лучи, направленные на рассматриваемый объект, достигают и фиксируют расстояние между всеми поверхностями и точками, из которых состоит предмет, в пространстве. Затем данные обрабатываются компьютером и выводятся на монитор. У лазерного сканирования много преимуществ:
- Низкая стоимость работ, а классические варианты требуют больших затрат.
- Скорость обработки информации при использовании лазерной технологии в несколько раз выше.
- Высочайшая точность оценки с минимальным уровнем погрешности.
- Лазерный сканер является устройством с уникальными техническими характеристиками: они способны точно фиксировать данные даже микроскопических размеров.
- Для лазерного луча не существует помех: деревья, темное время суток, туман или дождь не станут причиной неправильной оценки объекта.
- Не нужны специальные условия. Лазерную съемку можно проводить из любой точки пространства.
Несмотря на то что устройство лазерных сканеров особо ничем не отличается, по техническим характеристикам приборы разделяются на несколько подвидов. Так, например, один тип сканеров можно использовать для работы с крупными объектами, другие отлично подойдут для определения данных с объектов среднего и маленького объемов.
При покупке лазерного сканера необходимо учитывать несколько моментов, которые будут оказывать существенное влияние на выполнение работ в будущем. Одним из важных показателей устройства является точность измерений и уровень разрешения. Это влияет на работу устройства вывода: сканер фиксирует мельчайшие детали. Также стоит сразу разобраться с дальностью и скоростью сканирования. Сейчас многие компании-производители внедряют в свои флагманские экземпляры дополнительные опции, тем самым увеличивая технический функционал, например, возможность подключения видеокамеры или вывод информации на несколько устройств одновременно.
Сканер штрих-кода
Сканеры штрих-кодов заняли прочное место в сфере торговли и строительства, логистики и учета. Применение таких приспособлений в несколько раз облегчает ввод данных о товарах или услугах. Устройство сканера штрих кодов различается по технологии. Выделяют лазерные, светодиодные и фотосканеры.
Светодиодный сканер работает следующим образом. На товарный штрих-код падает светодиод. Отраженный свет попадает на специально настроенную чувствительную матрицу, которая шифрует данные и выводит их на монитор. И сканер устройства, и любые дополнительные аксессуары должны быть напрямую соединены с компьютером. К преимуществам светодиодного типа можно отнести дешевизну, высокую скорость сканирования и обработки информации, распознавание штрихов от 0,1 миллиметра. Есть и недостатки, например, короткое расстояние сканирования и ограничение на распознавание крупных штрих-кодов.
Принцип устройства сканера лазерного типа похож на светодиодный, но с той лишь разницей, что лазер формирует более плотный световой поток для фиксирования данных. Такие устройства способны распознавать штрих-коды повышенной сложности на расстоянии до пятидесяти сантиметров. Однако в ценовом эквиваленте они обойдутся дороже.
Фотосканер принципиально отличается от своих собратьев. В отличие от предыдущих вариантов фотосканер просто фотографирует штрих-код и на основе алгоритмов, схожих с компьютерными, обрабатывает полученные данные, которые передает пользователю. Фотографировать информацию можно с любого угла, данные все равно будут зафиксированы.
Сканеры штрих-кодов могут быть стационарными или нет, проводными или беспроводными, работающими на функциях блютуз или вайфай.
Другие виды сканеров
Помимо часто встречающихся видов сканеров, существуют и узкопрофильные устройства, которые применяют в специализированных областях.
Сейчас производители смартфонов выходят на новый уровень безопасности, наделяя свои флагманские продукты сканерами сетчатки глаз. Это биометрические технологии, позволяющие защитить ваши персональные данные от недобросовестных людей или мошенников, если вы, к примеру, потеряли телефон. Сама технология была изобретена и предложена на суд общественности в далеком 1936 году. Тогда врач-офтальмолог Франк Бурх отметил, что радужная оболочка каждого человека уникальна. И лишь в 1994 году, почти через шестьдесят лет, инженер Джон Дафман впервые запатентовал математический алгоритм, который способен определять различия радужной оболочки.
Работа таких сканеров основывается на использовании инфракрасного излучения, который направляется на зрачок. Камера определяет цвет и мельчайшие детали радужной оболочки, а система сравнивает их с имеющимся в базе образцом. Если варианты совпадают, доступ открывается. Иногда камерой может подаваться в зрачок увеличенное количество света. Если зрачок не расширяется определенным образом, значит глаз, предоставляемый на анализ, не принадлежит владельцу. Система в доступе отказывает.
Еще одним методом определения и подтверждения личности является технология сканирования отпечатка пальца. Узоры на них формируются в период развития ребенка в утробе матери и являются уникальными на каждом пальце. В основе такого прибора лежит оптический сканер, который работает по принципу, схожему с фотоаппаратом. Специальные микросхемы делают быстрый снимок пальца, определяют рисунок отпечатка и сравнивают его с имеющимся образцом. Такой тип сканеров хоть и считается высокотехнологичным, однако не дает стопроцентной гарантии, потому как вместо пальца в определенных случаях можно использовать слепок, который сканер примет за палец.
Большую популярность набирают 3Д-сканеры. Такая технология появилась в конце XX века, а первый пробный аппарат собрали в 60-х годах того же столетия. Особыми функциями тогда сканер похвастаться не мог. Усовершенствование произошло в середине 80-х. Были добавлены лазеры, дополнительные источники белого света и затемнения, которые позволили улучшить видение сканируемого предмета. Камеры, расположенные под разными углами, фиксируют мельчайшие подробности объекта с разных ракурсов. Далее все полученные картинки сохраняются, анализируются и собираются в единую трехмерную модель. Есть сканеры контактные и бесконтактные. В первом случае исследуемая модель должна стоять на специальной плите. Во втором варианте используется особый свет. Это может быть инфракрасное излучение, рентгеновские лучи или ультразвук.
