Optické rozlišení. To je hlavní charakteristika skeneru. Skener nesnímá celý obrázek, ale řádek po řádku. Po svislém povrchu plochého skeneru se pohybuje pruh světlocitlivých prvků a zachycuje obraz bod po bodu, řádek po řádku. Čím více prvků citlivých na světlo má skener, tím více bodů dokáže odstranit z každého vodorovného pruhu obrázku. Toto se nazývá optické rozlišení. Je určeno počtem fotocitlivých prvků (fotosensorů) na horizontální palec naskenovaného obrazu. Obvykle se počítá podle počtu bodů na palec – dpi (dots per inch). Běžná úroveň rozlišení je minimálně 600 dpi, její další zvýšení znamená použití drahé optiky, drahých fotocitlivých prvků a prodloužení doby skenování. Pro zpracování diapozitivů je vyžadováno vyšší rozlišení 1200 dpi.
rozlišení X. Tento parametr ukazuje počet pixelů ve fotocitlivé linii, ze které je obraz vytvořen. Rozlišení je jednou z hlavních charakteristik skeneru. Většina modelů má rozlišení optického skeneru 600 nebo 1200 dpi (bodů na palec). Stačí získat vysoce kvalitní kopii. Pro profesionální práci s obrázky je potřeba vyšší rozlišení.
Y rozlišení. Tento parametr je určen zdvihem krokového motoru a přesností mechaniky. Mechanické rozlišení skeneru je výrazně vyšší než optické rozlišení fotopravítka. Je to optické rozlišení řady fotobuněk, které určí celkovou kvalitu naskenovaného obrazu.
Rychlost skenování. Rychlost skenování závisí na rozlišení skenování a velikosti originálu. Obvykle výrobci uvádějí tento parametr pro formát A4. Rychlost skenování lze měřit ve stránkách za minutu nebo jako čas potřebný k naskenování jedné stránky. Někdy se měří v počtu řádků naskenovaných za sekundu.
Barevná hloubka. Výrobci zpravidla uvádějí dvě hodnoty barevné hloubky – vnitřní hloubku a vnější. Vnitřní hloubka – jedná se o bitovou hloubku ADC (analogově-digitálního převodníku) skeneru, udává, kolik barev je skener v principu schopen rozlišit. Vnější hloubka – počet barev, které může skener přenést do počítače. Většina modelů používá pro reprodukci barev 24 bitů (8 pro každou barvu). 24 bitů odpovídá 16 777 216 odstínům. To je zcela dostačující pro standardní úkoly v kanceláři i doma. Pokud ale budete skener používat pro seriózní grafickou práci, zkuste najít model s vyšším počtem bitů.
Maximální optická hustota. Maximální optická hustota skeneru je optická hustota předlohy, kterou skener odlišuje od „úplné tmy“. Čím vyšší je tato hodnota, tím větší je citlivost skeneru a tím vyšší je kvalita skenování tmavých obrázků.
Typ zdroje světla.
Xenonové výbojky se vyznačují extrémně krátkou dobou zahřívání, vysokou radiační stabilitou, malými rozměry a dlouhou životností. Na druhou stranu vyžadují vysoké napětí, spotřebovávají vysoký proud a mají nedokonalé spektrum, což je škodlivé pro přesnost barev.
Žárovky s horkou katodou mají velmi hladké, ovladatelné spektrum v určitých mezích a krátkou dobu zahřívání. Mezi nevýhody patří velké rozměry a relativně krátká životnost.
Zářivky se studenou katodou vydrží desetkrát déle než jejich předchůdci s horkou katodou, mají nízkou provozní teplotu a rovnoměrné spektrum, ale jejich doba zahřívání je dlouhá – od 30 sekund do několika minut. Toto jsou lampy používané ve většině moderních CCD skenerů.
Světlo emitující diody (LED) se obvykle používají ve skenerech CIS, nevyžadují dobu zahřívání a mají malé rozměry a spotřebu energie. Většinou se používají tříbarevné LED diody, které mění spektrum vyzařovaného světla na vysokých frekvencích. LED diody mají dosti nízkou intenzitu světelného toku a nerovnoměrné, omezené emisní spektrum, takže skenery s takovýmto zdrojem světla trpí na kvalitu podání barev, zvyšuje se hladina šumu v obraze a snižuje se rychlost skenování.
Typ snímače skeneru. Skenery MFP obvykle používají jeden ze dvou typů snímačů: kontaktní snímač (CIS) nebo CCD (CCD). CIS je řada fotobuněk, která se rovná šířce snímaného povrchu. Při skenování se pohybuje pod sklem a řádek po řádku přenáší informace o obrazu na předloze ve formě elektrického signálu. Pro osvětlení se obvykle používají LED diody, které jsou umístěny v těsné blízkosti fotopravítka na stejné pohyblivé platformě. Skenery založené na CIS mají jednoduchý design, tenké tělo a nízkou hmotnost a jsou obvykle levnější než skenery založené na CCD. Hlavní nevýhodou CIS je malá hloubka ostrosti.
Mezi hlavní parametry, které charakterizují kvalitu skeneru, patří rozlišení, barevná hloubka, dynamický rozsah skenovaných předloh, množství barevného šumu, zobrazovací plocha a faktor zvětšení obrazu. To však není jediné, co určuje konečný výsledek digitalizace obrazu. Je zcela přirozené, že výsledek skenování je kromě technologických možností skeneru ovlivněn výchozím stavem, typem a kvalitou digitalizované předlohy.
Z tohoto pohledu se originály liší neprůhledná nebo průhledná média. V prvním případě se jedná o typografické otisky, výtisky z různých tiskových zařízení, fotografie nebo kresby na papíře. Ve druhém jsou to negativy nebo pozitivy na filmu.
Obrazy sestávající ze souvislých čar se nazývají čárkovaná. Patří sem texty tištěné různými způsoby, kresby a skici, plány a mapy, rytiny a kresby. Obrazy sestávající ze souboru mnoha malých teček se nazývají rastr. Velikost, umístění a barva bodů nejsou náhodné, podřizují se přísným pravidlům a jsou určeny při procesu přípravy obrázku k tisku – při rastrování. Fotografický obraz získaný nedigitálním fotoaparátem se také skládá z bodů (při velkém zvětšení je dobře vidět zrno v obraze), které jsou umístěny chaoticky a fyzicky spolu sousedí (neexistuje žádný rastr). Podobného efektu je dosaženo při tisku na fototiskárnách s pevným inkoustem. Vzhledem k tomu, že hladké přechody z jedné barvy do druhé jsou tvořeny v důsledku sloučení bodů, takové obrázky se nazývají polotóny.
Rozlišení je jednou z nejkontroverznějších charakteristik skeneru, protože existují různé přístupy ke kvantifikaci tohoto parametru. Vzhledem k tomu, že tento parametr skeneru má specifické kvantitativní vyjádření, mnoho výrobců ve snaze zapůsobit na uživatele klade rozlišení skeneru na první místo při posuzování jeho kvality a deklaruje u tohoto parametru stále vyšší hodnoty. Jak se tento trend vyvíjel, objevily se pojmy jako optické rozlišení, mechanické rozlišení, interpolované rozlišení a vstupní rozlišení skeneru. Pro porovnání rozlišení skenerů různých formátů je hodnota tohoto parametru udávána ve standardizovaných hodnotách (obvykle počet pixelů na palec nebo centimetr, nejčastěji pixelů na palec (ppi)).
Navzdory tomu existuje určitý zmatek v termínech používaných k popisu rozlišení zařízení používaných k digitalizaci obrázků. To je způsobeno skutečností, že koncept pixelu má několik použití.
Úplné množství informací, které digitalizovaný obrázek obsahuje horizontálně a vertikálně, je tedy určeno dvěma čísly, například 800×600 pixelů. V tomto případě mluvíme o rozlišení obrazu. Pojem pixel se také používá k popisu rozlišení obrazovky monitoru, tzn. počet horizontálních a vertikálních diskrétních vizuálních prvků, které může počítačový monitor zobrazit, například 1024×768 pixelů. Nakonec se stejný termín používá k popisu hustoty informací, které může snímací zařízení vložit na palec digitalizovaného originálu.
Nejčastější nesprávné použití pojmů souvisí s popisem rozlišení skeneru v dpi, tzn. v bodech na palec. Technicky řečeno, dpi popisuje výstupní rozlišení, udává vodorovnou hustotu značek (bodů), které například postscriptové laserové tiskárny produkují během tisku.
Optické rozlišení (horizontální rozlišení). Optické rozlišení je určeno počtem prvků v horizontální linii fotocitlivé matice a velikostí digitalizované předlohy. Například fotocitlivá matice s počtem prvků 10000 21 při skenování předlohy o rozměru 4 cm (šířka standardní předlohy A8,3 je ≈ 1200 palce) poskytuje maximální optické rozlišení přibližně 10000 dpi (8.3 1200/XNUMX ≈ XNUMX).
Čím větší je počet prvků fotocitlivé matice, tím větší může být efektivní faktor zvětšení skeneru, který vám umožní digitalizovat malé průhledné předlohy (diapozitivy, negativy) a mnohonásobně zvětšovat malé reflexní předlohy.
Mechanické rozlišení (vertikální rozlišení). Mechanické rozlišení skeneru je dáno přesností krokového pohonu, který po digitalizované předloze posouvá vozík s optoelektronickým převodníkem (u plochého skeneru). Pokud je počet kroků na palec originálu 1200, pak se mechanické rozlišení odhaduje na 1200 dpi.
Specifikace pro ploché skenery často uvádějí vertikální mechanické rozlišení dvakrát vyšší než horizontální, například 600 × 1200 ppi. V tomto případě mechanismus pohybu vozíku provádí „poloviční kroky“ a pohybuje vozíkem s optoelektronickým převodníkem o půl pixelu na krok, což vede k překrývání pixelů. K získání konečných úrovní barev software skeneru zprůměruje barvu překrývajících se pixelů.
Interpolované rozlišení (softwarové rozlišení). Interpolované rozlišení se získá softwarovým rozdělením původního digitalizovaného obrazu s příslušným optickým a mechanickým rozlišením na menší body. Dále se programově vypočítá barva každého nového bodu jako průměrná hodnota barvy sousedních bodů. Je tedy třeba vzít v úvahu, že interpolační algoritmy nepřidávají do obrazu nové detaily, pouze zprůměrují barevné hodnoty sousedních pixelů a přidají mezi ně nový pixel. V moderních skenerech software umožňuje interpolované rozlišení až 19200 dpi nebo více.
Vstupní rozlišení. Vstupní rozlišení odráží hustotu, se kterou skenovací jednotka vzorkuje informace v originálu během digitalizace. Vstupní rozlišení je nastavitelný parametr, jehož maximální hodnota nemůže překročit optické rozlišení skeneru (bez ohledu na možnosti interpolace) a velikost pixelu se snižuje se zvyšujícím se vstupním rozlišením.
Kvalita a efektivita skenování do značné míry závisí na míře shody vstupního rozlišení s původním rozlišením předlohy a potenciálu dalšího obrazového výstupu, tzn. odpovídající výstupnímu rozlišení například tiskárny.
Barevná hloubka (bitová hloubka digitalizace barev). Výrobci skenerů někdy měří barevnou hloubku dvěma způsoby. Analogová barevná hloubka udává, kolik původních gradací jasu dokážou světlocitlivé prvky přečíst, s přihlédnutím k šumu a všem dalším faktorům. V praxi je však barevná hloubka nejčastěji chápána jako počet bitů analogově-digitálního převodníku (ADC), který převádí analogový signál, jehož hodnota je úměrná intenzitě světla odraženého od originálu, do digitálního kódu. Kapacita ADC dosahuje 16 bitů pro každou základní barvu (tj. 65536 odstínů každé barvy), takže celková barevná hloubka při zohlednění tří barevných kanálů je 48 bitů. V tomto případě bude maximální počet odstínů, které může snímací zařízení přečíst pro každý vstupní pixel, 2 48 ≈ 2,8 * 10 14 .
Teoreticky, jak se zvyšuje bitová hloubka bitové reprezentace, roste i množství detailů obrazu, které dokáže snímací zařízení zachytit.
RGB, 24bitová barevná reprezentace, se stala standardem pro skenování a úpravu obrázků částečně proto, že 256 představuje maximální počet gradací na barevný kanál (8 bitů), které PostScript, digitální publikační standard pro tisk, dokáže reprodukovat.
Je třeba vzít v úvahu, že vyšší bitová hloubka barev automaticky nevede k vyššímu dynamickému nebo tónovému rozsahu. Poměr signálu k šumu fotocitlivých prvků použitých v konkrétním plochém skeneru určuje, jak čistě je barva vzorkována. Dražší skenery snižují dopad hluku pomocí další elektroniky a lepšího zpracování signálu. V praxi může plochý skener s vysokým odstupem signálu od šumu a 30bitovou barevnou hloubkou reprodukovat barvy lépe než skener s 36bitovou barevnou hloubkou, ale vyšší úrovní šumu.
Stíny a světlo. Jak již bylo uvedeno, digitální obraz se skládá z pixelů, které se liší nejen barevnými odstíny, ale také jasem. Pro každý digitální snímek můžete vytvořit diagram rozložení jasu (histogram). Horizontální měřítko takového histogramu zobrazuje hodnoty jasu pixelů od nejnižšího (černá) po nejvyšší (bílá) a vertikální měřítko zobrazuje počet pixelů s určitou hodnotou jasu. Je obvyklé rozdělit histogram na tři části. První oblast sousedící s černým okrajem se nazývá stíny; druhá, sousedící s bílým okrajem, se nazývá zvýraznění a střední část se nazývá střední tóny. Důležitá je schopnost skeneru nebo fotoaparátu zachytit malé rozdíly v jasech ve stínech a světlech. Určuje například, zda budou na digitálním snímku viditelné světlé mraky na obloze nebo objekty skryté v hlubokém stínu.
Optická hustota a dynamický rozsah. Jakýkoli originální digitalizovaný obrázek se skládá ze světlých a tmavých oblastí, které se liší optickou hustotou. Tento parametr obrazu je definován jako desátý logaritmus poměru množství původního světla k množství světla odraženého neprůhledným originálem nebo procházejícího průhledným médiem. Hodnoty optické hustoty jsou obvykle označeny čísly označenými D (od hustoty). Minimální hodnota optické hustoty je nula, což odpovídá úplnému prostupu nebo odrazu světla (Dmin = 0D). Pro dnes existující originály je maximální přijatá hodnota Dmax = 4.0D, což odpovídá téměř neprůhledné oblasti, kterou prochází pouze 1/10000 světelného toku.
Pokud se předloha vyznačuje optickou hustotou, pak je pro skener jedním z nejdůležitějších parametrů rozsah hustot předloh načtených zařízením. Tato hodnota se nazývá dynamický rozsah a vypočítá se jako Dmax-Dmina téměř vždy méně než 4.0D. Při nedostatečném dynamickém rozsahu se ztrácejí detaily ve stínech a světlech a výsledkem je digitální obraz s vysokým kontrastem. Takže zatímco dynamický rozsah 3.0D je dostatečný pro čtení neprůhledných originálů, filmové negativy vyžadují 3.8D.
Pokud je dynamický rozsah příliš nízký, velká barevná hloubka ztrácí smysl, protože detaily obrazu ve stínech a světlech budou stále ztraceny. S dynamickým rozsahem 2.4D bude poměr množství propuštěného světla mezi nejsvětlejší a nejtmavší oblastí přibližně 250krát. V souladu s tím je 8bitová digitalizace a 24bitová barevná hloubka pro takové zařízení zcela dostačující. Skener dynamického rozsahu 3.6D dosahuje svého plného potenciálu, když je vybaven 12bitovými ADC a podporuje alespoň 36bitový barevný výstup.
Barevný šum. Barevný šum se projevuje v podobě nestejných barev sousedních pixelů v monochromatických oblastech obrazu. Například při zkoumání fragmentu digitální fotografie odpovídající jednotně zbarvené šedé stěně při několikanásobném zvětšení na něm můžete najít namodralé i načervenalé pixely. Čím více jich je a čím více se jejich odstín liší od původní barvy, tím vyšší je úroveň barevného šumu. Za hlavní důvod jeho vzhledu je považováno elektrické rušení ovlivňující činnost fotocitlivé matrice a ADC. Pokud totiž ADC rozlišuje napěťové úrovně s přesností 0,015 mV a pod vlivem teplotních změn a dalších vnějších a vnitřních faktorů je ve fotodiodách matrice přítomen elektrický šum s amplitudou asi 0,1 mV, barva výsledné pixely se budou náhodně lišit o desítky gradací. Softwarové filtrovací algoritmy pomáhají snižovat barevný šum průměrováním barvy sousedních pixelů (například pokud rozdíl mezi nimi nepřesahuje zadanou hodnotu – práh filtru). Může však utrpět jasnost obrazu.
Faktor zvětšení. Faktor zvětšení je faktor zvětšení původního obrazu během skenování potřebný k dosažení požadované velikosti výstupního obrazu.
Zobrazovací plocha. Velikost největší předlohy, kterou může skener digitalizovat, určuje její zobrazovací plochu, která se nazývá efektivní plocha skenování. Ruční skenery jsou levné, částečně kvůli jejich omezeným zobrazovacím oblastem. U plochých skenerů se maximální zobrazovací plocha obvykle pohybuje od 8.5 x 11 palců do 11 x 17 palců. Skenery diapozitivů a průhledných fólií mají pevnou zobrazovací plochu založenou na rozměrech standardního filmu nebo průhledných fólií, ačkoli některé modely mohou pojmout několik různých formátů zobrazovací plochy.
Zobrazovací plocha, optické rozlišení a rozměry originálního obrázku spolupracují na omezení maximálního počtu pixelů, které může skener extrahovat, a také maximální velikosti, ve které lze vytisknout digitální obrázek.
