ГлавнаяПресс-ЦентрПубликации

Сканеры: уходящая натура?

Покупатели сканеров вызывают сегодня у множества не слишком технически подкованных людей смешанные чувства. Такие, скажем, которые в начале XX века вызывали у новоявленных автомобилистов клиенты шорников, седельщиков, изготовителей уздечек и прочей лошадиной сбруи: вкладывают ведь средства в очевидно устаревающую, бесперспективную технологию! Однако рынок разнообразнейших моделей сканеров до сих пор живее всех живых - в чем на собственном опыте моментально убедится каждый, кто придет в магазин вычислительной техники и потребует продемонстрировать "просто сканер".

Конечно, ситуация в этом сегменте высокотехнологичного рынка сейчас заметно отличается от той, что была характерна для второй половины 1990-х гг. Тогда, на заре эпохи тотальной оцифровки всего и вся, реальных альтернатив сканерам не существовало. В распоряжении рядового пользователя, архивного отдела предприятия, библиотеки и т. п. не было иных способов перевести текст или картинку в цифровую форму, иначе как воспользовавшись планшетным сканером - громоздким, сложным в обращении, - или далеким от идеала (в отношении получаемого в итоге результата) ручным. Сегодня цифровая фотокамера с разрешением 8-12 Мпиксел стала стандартом для типичного смартфона. Системы распознавания (в том числе онлайновые, работающие без инсталляции из любой точки земного шара, где есть выход в Интернет) готовы моментально преобразовать отсканированный текст в пригодный к дальнейшей цифровой обработке вид, индексировать его и поместить в легкодоступное облачное хранилище. И все же сканерный рынок не умирает - хотя, конечно, в настоящее время он значительно сузился по сравнению с показателями десяти- и даже пятилетней давности.

Если в нынешних непростых экономических условиях некий сегмент высокотехнологичного рынка демонстрирует уверенный двузначный рост, да еще на протяжении нескольких лет подряд, - значит, этот сегмент весьма незрел и находится в стадии первичного насыщения. Впоследствии, когда все желающие обзаведутся представленными в этом сегменте устройствами, активный рост прекратится. Еще какое-то время повышенные темпы спроса будут обусловлены подвижками потребительской лояльности (сперва не глядя схватили аппарат разрекламированной марки А - попробовали, не понравилось - провели более глубокий анализ, расспросили знакомых, почитали журналы - купили другой, с маркой маркой Б).

С этой точки зрения сегмент разнообразных сканеров представляется весьма устоявшимся. Он даже демонстрирует разнонаправленные тенденции на географически соседних рынках и в различных аппаратных под сегментах. Так, по данным ITResearch, в первом полугодии 2013 г. в России объем рынка сканеров сократился по сравнению с аналогичным периодом 2012 г. почти на 20%. В то же время в Западной Европе во II квартале 2013-го было реализовано почти на треть больше документ-сканеров, чем годом ранее, - это данные IDC.Словом, тем потребителям и организациям, которые намерены обзавестись в наши дни специализированным устройством для оцифровки изображений и текста, есть из чего выбирать.Как именно выбрать необходимый для решения конкретной задачи сканер, на что обращать внимание - ответам на эти вопросы мы и посвящаем очередной выпуск "Гида покупателя" на страницах PC Magazine/RE.

Когда планшеты были такими

У термина "планшет" в нынешней сфере высоких технологий множество значений. Так ради краткости обозначают великое множество разнородных устройств, от графических перьевых дигитайзеров до портативных компьютеров с чувствительными к множественным касаниям экранами, не нуждающихся в подключаемых устройствах ввода вроде клавиатуры и мыши. Но пожалуй, впервые этот термин проник в ИТ-сферу именно в связи с планшетными сканерами - устройствами для оцифровки плоских (как правило, напечатанных на бумаге) изображений. И текстов тоже, конечно, но изначально текст все равно попадает из сканера в память ПК в виде картинки - за его распознавание отвечает уже специализированное ПО, прямого отношения к процедуре сканирования не имеющее.

Изначально технология построения сканирующего узла подразумевала исключительно использование приборов с зарядовой связью (ПЗС, Charge-Coupled Device, CCD). Такой полупроводниковый прибор вырабатывает электрический ток под воздействием падающего на него света. Чем интенсивнее освещенность, тем больше сила тока на выходе, - таким образом можно формировать цифровое изображение. Чтобы получить цветную картинку, надо разложить цветовой поток на компоненты (зеленую, синюю и красную - например, при помощи светофильтров) и для каждого компонента создать соответствующую карту световой интенсивности. В общем, принцип действия довольно прост, хотя и подразумевает немалые временные затраты.

Дело в том, что ПЗС-датчик относительно невелик; десятки миллиметров в длину. При этом он обладает достаточной чувствительностью, чтобы сканировать лист формата А4 с разрешением в несколько сотен пикселов на погонный дюйм. Разумеется, чтобы передать на столь миниатюрный прибор изображение подсвеченной особой лампой горизонтальной строки оригинала, приходится отражать световой поток зеркалами и фокусировать системой линз. Именно системой, а не единичной линзой, посколь ку надо скомпенсировать геомет рические искажения, которые неизбежно порождает такая оптическая схема. Затем шаговый двигатель передвигает зеркало под стеклом планшета на минимальный шаг вертикального разрешения, и процедура преобразования аналогового светового потока в цифровой ряд показателей интенсивности освещенности производится снова.

За такой схемой осталось на сегодня, пожалуй, единственное бесспорное достоинство: значительная глубина резкости. В обычном планшетном сканере луч света на пути от источника до приемника проходит десятки сантиметров да еще претерпевает преобразование в достаточно сложной многолинзовой системе. В результате появляется возможность получать четкие изображения не только с плотно прижатых к предметному стеклу листов бумаги, но и со сложных поверхностей (художественных открыток с различными аппликациями и несколькими изобразительными планами, например) и даже с развернутых, но не полностью раскрытых книжных разворотов. Чуть приподнятая область страницы у корешка получается на итоговом изображении слегка не в фокусе, однако ПО распознавания текста, как правило, в таких случаях отлично срабатывает - а заодно и фолиант не страдает.По всем же прочим параметрам ПЗС-сканеры уже нельзя считать технологически актуальными устройствами.

Они довольно дороги и громоздки сказывается необходимость конструирования, размещения и юстировки тонкой оптической схемы. Эти сканеры полагаются на мощные флуоресцентные лампы подсветки, которые требуют времени на изначальный прогрев, на протяжении срока службы деградируют по цвету (отсюда необ ходимость регулярной рекалибровки) и обладают ограниченным рабочим ресурсом в несколько тысяч часов.Они, наконец, подвержены "эффекту склейки": при использовании нескольких ПЗС-датчиков, если рабочий формат сканера существенно превышает А4, взаимное расположение светочувствительных устройств может нарушиться из-за эффектов вибрации или перегрева.К настоящему времени практически все планшетные сканеры, имеющиеся в продаже, оснащаются светочувствительными элементами другого типа - контактными датчиками изображения (CIS - Contact Image Sensor).

Здесь к предметному стеклу с обратной стороны - относительно той, где размещен сканируемый образец, - практически прижат сканирующий модуль, состоящий из линейки светодиодов подсветки, полуцилиндрической длинной линзы и линейки фотоэлементов, которые тут же принимают отраженный от образца через стекло свет. В результате пропадает сколько-нибудь заметная глубина резкости:чуть приподнятый над предметным стеклом объект (часть книжной страницы у корешка, например) не то что окажется не в фокусе, а просто не отобразится на итоговой цифровой копии изображения.

Зато все прочие особенности CIS-технологии свидетельствуют только в ее пользу. Это и компактность, экономичность и легкость конструкции, и ее дешевизна (нет сложной оптической схемы, нет дорогого ПЗС-датчика, нет необходимости компенсировать геометрические искажения), и высокая стабильность спектральных характеристик светодиодной линейки в сочетании с длительным сроком ее службы, и моментальная готовность сканера к работе (не нужно тратить время на прогрев лампы).

В потребительских моделях начального уровня находят применение белые светодиодные линейки, что обеспечивает дополнительную экономию времени на сканирование и удешевляет конструкцию. Промышленные же полиграфические CIS-сканеры располагают тремя светодиодными линейками - синей, зеленой и красной, - которые для каждой вертикальной линии сканируемого образца активизируются последовательно, что обеспечивает заметно более высокое качество цветопередачи. Недостатки у CIS-систем тоже имеются - можно указать на заметное сужение динамического диапазона фотоэлементов по истечении порядка 1000 ч непрерывной работы, - но дешевизна этойтехнологии сделала ее на рынке фактически безальтернативной, оттеснив ПЗС-модели в высший ценовой диапазон профессиональных коммерческих предложений.

Пленка - дело тонкое Продажи рабочих модулей для планшетных сканеров по всему миру довольно значительны и заметно превосходят объемы поставок собственно сканирующих аппаратов. Причина в том, что сканеры стали неотъемлемой частью многофункциональных печатающих устройств, востребованность которых неуклонно растет. Даже если какой-то особенно яростный поклонник современных цифровых камер продолжит утверждать, что переснятый его "зеркалкой" текстовый документ, благодаря высокому разрешению снимка, великолепно распознается соответствующим ПО, в повседневных офисных условиях обрабатывать внушительные потоки входящих документов на интегрированном в МФУ сканере с автоподачей будет гораздо быстрее и проще.

Но одними только бумажными листами разной степени плотности ассортимент материалов для сканирования не ограничивается. Всего с десяток лет назад были весьма актуальны, а в архивном деле продолжают сохранять актуальность и сегодня специализированные сканеры для фотопленки.Дело в том, что просто так положить фотонегатив или слайдовый позитивна предметное стекло дешевого сканера, закрыть крышку и нажать на кнопку, конечно, можно, но объективно считать полученный таким образом результат достойным звания адекватной цифровой копии аналогового фотоматериала никак нельзя.

Причин здесь несколько. Во-первых, изображение на пленочном кадре характеризуется гораздо меньшим характерным масштабом детализации, чем даже самый мелкий шрифт в стандартном банковском кредитном договоре.Соответственно, тут потребуется сканер не просто с формально высоким показателем разрешения, т. е. с густо расположенными на сканирующей линейке фотоэлементами, а с по-настоящему прецизионной механической частью, которая способна будет обеспечить адекватное горизонтальному (поперечному) вертикальное (продольное, в направлении смещения светодиодной линейки) разрешение.

Во-вторых, пленку лучше сканировать на просвет, а не в отраженном свете. Многие имеющиеся в продаже модели сканеров поставляются с так называемыми слайд-модулями: небольшими плоскими коробочками с направляющими для стандартной мало или среднеформатной фотопленки и с внутренними лампами подсветки
(обычно светодиодными). И все вроде бы хорошо, - даже неидеальность спектрального состава подсвечивающей лампы может быть скомпенсирована уже при обработке полученного снимка программными средствами после соответствующей калибровки.

Однако слайд-модули более или менее справлялись со своими обязанностями только в связке с ПЗС-сканерами - теми, что обладают неплохой оптической системой и, как следствие, достойной глубиной резкости. Для контактных же оптических датчиков даже минимальное отдаление сканируемого объекта от стеклянной предметной пластины - всего-то на толщину скобы направляющей, которая придерживает пленку в слайд-мо ду ле, - уже может представлять неразрешимую проблему. Если расположить пленку (которая практически не бывает идеально плоской даже при особых условиях хранения) так, чтобы срединная ее часть слегка выступала над поверхностью слайд-модуля и при контакте с предметным стеклом гарантированно "расплющивалась" по нему, закрепленные в направляющих края все равно будут приподнятыми над плоскостью, что приведет к определенным, правда, небольшим, геометрическим и фокальным искажениям по краям кадра.

Еще более усложняется дело, если воспользоваться слайд-модулем, оснащенным собственным предметным стеклом, призванным ликвидировать перепад высот между зажатым в направляющих краем пленки и чуть выгнутой ее серединой, сделав объект для сканирования максимально плоским. Для бытовых целей, вполне вероят но, этого будет достаточно.Но если отсканированный кадр пойдет в полиграфическое производство, снова - и с новой силой - встанут вопросы адекватности цветопередачи.Воздушный зазор между двумя предметными стеклами и малый, но неизбежный зазор между прижимным стеклом слайд-модуля и пленкой оказыва ют дополнительное влияние на спектральный состав подсвечивающего излучения, поскольку температура и влажность воздуха в двух этих зазорах различны.

Добавим сюда возможную неидеальность полировки обоих стекол, вполне пренебрежимую при сканировании листов А4, но способную оказать роковое влияние на качество оцифрованного слайда. Малые кли нообразные зазоры между пленкой и стеклом могут приводить к появлению ощутимых периодических спектральных искажений, родственных извест ным из школьного курса оптики кольцам Ньютона. Мельчайшие пылинки, попадающие на поверхности обоих стекол, недопустимы при оцифровке изображений с такой высокой детализацией.

В итоге оказывается, что оптимальный прибор для профессионального сканирования фотопленки представляет собой планшетный сканер, лишенный предметного стекла. Фиксирующая рамка с пленкой распола гается в таком сканере прямо между источником света и сканирующим моду лем (чаще созданным именно по более совершенной, пусть и громоздкой технологии ПЗС, а не с применением дешевых фотоэлементных линеек CIS), что исключает проблемы с неоднородностью воздушных масс, интерференционными эффектами и частично даже с пылью. Оборотная сторона такого подхода - потеря универсальности: специализированный пленочный сканер не удастся использовать еще и для оцифровки обычных бумажных документов и изображений. Соответственно, и цена такого специализированного решения окажется высокой.

Прирученная оцифровка Вековая мечта человечества - работать с электронными документами и создавать программы где угодно, когда угодно и в каких угодно условиях - начала воплощаться практически одновременно с распространением первых настольных компьютеров. Опытный образец полнофункционального мобильного ПК с интегрированными ЭЛТ-монитором и аккумуляторной батареей, NoteTaker, был создан в знаменитом калифорнийском исследовательском центре PARC в 1976 г. (масса его превышала 22 кг), а в 1981 г. на рынке появился первый коммерчески успешный ноутбук Osborne 1 массой немногим более 10 кг. Но раз наряду с цифровыми документами в деловом обиходе остаются и бумажные, а число путешествующих с ноутбуками сотрудников все увеличивается, как можно обойтись без портативных мобильных сканеров?

И такие сканеры появились. Первые их модели представляли собой фактически главный рабочий блок обыкновенного планшетного сканера, только без массивного корпуса и спрятанного в нем прецизионного механизма смещения. Пользователь сам выступал в роли такого механизма, беря сканер в руку, прижимая к странице документа или книжному развороту и ведя - желательно равномерно и с не слишком большой скоростью - подключенное к компьютеру устройство по подстилающей поверхности.Небольшие габариты чувствительной области ручного сканера перестали быть проблемой довольно давно, около десяти лет назад - по мере совершенствования процессорных технологий.

Раньше при случайном подергивании руки оператора или резкой смене скорости ручного сканирования получалось частично или полностью нечитаемое изображение. По мере увеличения вычислительной мощности ЦП ноутбуков драйверы ручных сканеров приобрели возможность автоматически "сшивать" даже весьма небрежно полученные сканы во вполне пригодную для работы картинку - примерно по тем же алгоритмам, что позволяют сегодня даже не самым аккуратным владельцам смартфонов и цифровых любительских камер снимать довольно высококачественные панорамы.

Сейчас столь снисходительные к человеческим слабостям процессоры располагаются уже внутри ручных сканеров, которые готовы без всякого подключения к ПК адекватно воспринимать, аккуратно "сшивать" и сразу же оцифровывать самым небрежным образом отсканированные фрагменты цельных изображений. Сохранять на собственную внутреннюю флэш память, на сменную карту памяти microSD либо передавать на ПК, мобильный терминал или прямо в облако по радиоканалу, - это уж в зависимости от изобретательности разработчика и потребностей пользователя.

Помимо ручных сканеров к мобильным можно отнести еще и портативные протяжные - компактные модели с миниатюрным автоподатчиком, гото вые работать либо с малыми печатными формами (визитные карточки, фотоснимки 10?15), либо с листами формата А4 (загружаемыми в щель протяжного механизма узкой стороной). По сравнению с ручными сканерами протяжные способны значительно облегчить жизнь отдельным категориям разъездных сотрудников - прежде всего аудиторов и страховых комиссаров, которым частенько приходится оцифровывать значительные объемы документов, причем качество этой оцифровки обязано быть гарантированно высоким.Специализированные сканеры формата визиток в настоящее время, пожалуй, полностью сошли со сцены.

Переснять визитную карточку на камеру смартфона в большинстве случаев реально без потери качества даже в условиях недостаточной освещенности, а для оцифровки полученного изображения имеется немало широкодоступного ПО. В том числе и способного сразу же аккуратно каталогизировать полученные данные, самостоятельно определяя смысловую принадлежность текстовых полей (название компании, имя владельца карточки, должность, телефоны, почтовые адреса) и занося их, к примеру, в стандартную адресную книгу Outlook.

Все публикации