От чего зависит разрешение сканера

Обновлено: 02.07.2024

Разрешение относится к точности детализации, которую может обеспечить сканер, и обычно измеряется в точках на дюйм (dpi). Чем больше точек на дюйм может разрешить сканер, тем более детальным будет полученное изображение. Типичное разрешение недорогого настольного сканера в конце 1990-х годов составляло 300 x 300.

Обычный планшетный сканер имеет ПЗС-элемент для каждого пикселя, поэтому для настольного сканера заявлено горизонтальное оптическое разрешение 600 точек на дюйм (точек на дюйм), также называемое 600 пикселей на дюйм (пикселей на дюйм). - и максимальная ширина документа 8,5 дюйма, в так называемой сканирующей головке будет массив из 5100 элементов CCD.

Сканирующая головка устанавливается на транспорт, который перемещается по целевому объекту. Хотя этот процесс может показаться непрерывным движением, голова перемещается на долю дюйма за раз, считывая показания между каждым движением. В случае планшетного сканера головка приводится в движение шаговым двигателем — устройством, которое поворачивается на заданную величину и не более при каждом подаче электрического импульса.

Количество физических элементов в ПЗС-матрице определяет частоту дискретизации по оси X, а количество остановок на дюйм определяет частоту дискретизации по оси Y. Хотя их удобно называть разрешением сканера, этот термин не совсем точен. Разрешение — это способность сканера определять детали объекта и определяется качеством электроники, оптики, фильтров и управления двигателем, а также частотой дискретизации.

Настоящая сканирующая головка, хотя и способна считывать растровые строки шириной 8,5 дюймов, будет намного меньше, обычно около 4 дюймов в ширину. Отраженный свет подается на сканирующую головку через линзу, и качество оптики может иметь большее влияние на разрешение сканирования, чем частота дискретизации. Оптика с высоким разрешением в сканере с разрешением 400 dpi, скорее всего, даст лучшие результаты, чем сканер с разрешением 600 dpi и плохой оптикой.

К концу 1998 года физический предел того, сколько ПЗС-элементов можно было разместить рядом друг с другом на одном дюйме, составлял 600. Однако видимое разрешение можно увеличить с помощью метода, известного как интерполяция, который в соответствии с программное или аппаратное управление угадывает промежуточные значения и вставляет их между реальными. Некоторые сканеры делают это намного эффективнее, чем другие.

Определение подходящего разрешения для сканирования изображения важно как с точки зрения достижения желаемого качества, так и с точки зрения эффективности самого процесса сканирования. Поскольку современная реклама приучила нас думать, что чем больше, тем лучше, нетрудно понять, почему многие пользователи склонны сканировать со слишком высоким разрешением. Ключевым моментом является то, что разрешение сканирования всегда должно определяться возможностями устройства вывода. Если выбранное разрешение сканирования не соответствует заданному устройству вывода, это может привести к неблагоприятным последствиям. Если оно ниже выходного разрешения, процесс отображения или печати будет интерполировать необходимые дополнительные пиксели, и окончательный результат потеряет детализацию и резкость. Если, с другой стороны, выбранное разрешение сканирования выше выходного разрешения, процесс отображения или печати отбрасывает лишние пиксели. Результат будет выглядеть нормально, но того же качества можно было бы добиться с меньшим разрешением и меньшим размером файла изображения.

Ниже обсуждаются правила определения подходящего разрешения сканирования для каждого из следующих параметров:

глянцевый журнал
струйный принтер и
монитор компьютера

В печатных изображениях используется метод полутонового изображения для воспроизведения различных уровней цвета. В журналах используется упорядоченный полутон, где правильные точки разного размера создают разные уровни цвета. Наборные машины, используемые в офсетной литографии — технологии, используемой для печати глянцевых журналов, — способны печатать со скоростью 133 строки на дюйм. Эта технология отличается от технологии лазерных или струйных принтеров, и общее правило заключается в том, что художники-верстальщики должны сканировать с разрешением, в 1,5 раза превышающим разрешение печати, что эквивалентно 200 dpi.

В большинстве струйных принтеров используется сглаживание, при котором точки разбросаны по площади каждого пикселя. Это дает более качественные результаты при более низких разрешениях. Использование полутонов означает, что количество пикселей на дюйм, которое принтер может воспроизвести, меньше заявленного разрешения dpi.

При сканировании для вывода на принтер разрешение сканирования должно максимально соответствовать предполагаемому разрешению вывода с учетом относительных размеров оригинала и репродукции. Если они должны быть одинаковыми, никаких корректировок не требуется. Однако, если отсканированное изображение должно быть распечатано в другом размере — больше или меньше оригинала — необходимо соответствующим образом настроить разрешение сканирования.

Это лучше всего иллюстрируется примером. Предположим, вы хотите напечатать скан штампа размером 1 × 1,5 дюйма размером 2 × 3 дюйма на струйном принтере с разрешением печати 600 точек на дюйм. Если бы печать сканировалась с разрешением 600 точек на дюйм, отсканированное изображение имело бы 600 пикселей по вертикали (1 дюйм умножить на 600 точек на дюйм) и 900 пикселей по горизонтали (1,5 дюйма на 600 точек на дюйм). Увеличение изображения до предполагаемого размера печати 2x3 дюйма снижает эффективное разрешение до 300 точек на дюйм — 900 пикселей по горизонтали будут распределены по 3 дюймам (900 разделить на 3 равно 300), и то же самое верно для вертикального размера. Это только половина разрешения принтера, и качество вывода будет ниже оптимального. Для получения наилучшего качества конечного печатного вывода, который фактически использует разрешение 600 dpi, на которое способны струйные принтеры, изображение следует сканировать с разрешением 1 200 dpi.

Аналогичную настройку необходимо выполнить, если выходной размер меньше исходного. Предположим, вы хотите отсканировать обложку размером 4x5 дюймов, которая будет отображаться на веб-странице в половинном размере, 2x2,5 дюйма. Компьютерные мониторы обычно имеют разрешение 72 или 90 точек на дюйм. Сканирование обложки с разрешением 72 dpi даст изображение размером 288×360 пикселей. Уменьшение его до половины размера все равно даст изображение с вертикальным разрешением 144 dpi, вдвое больше необходимого. Таким образом, в этом примере исходное изображение может быть отсканировано с разрешением 36 точек на дюйм без потери качества результирующего отображаемого изображения.

Правила, использованные в этих примерах, можно обобщить следующей формулой:

Частота дискретизации в направлении x. Она определяется количеством датчиков в массиве изображений ПЗС.
Частота дискретизации по оси Y — определяется точностью шагового двигателя.

Возьмем простой пример: если разрешение сканера составляет 300 x 300 точек на дюйм, и этот сканер способен сканировать документ формата Letter (8,5 x 11 дюймов), то ПЗС-матрица имеет 2 550 датчиков, расположенных в каждом горизонтальном ряду — 8,5. (дюймы в поперечнике) x 300 (частота дискретизации в направлении x) = 2550. Однопроходный сканер будет иметь три таких ряда, всего 7650 датчиков. Шаговый двигатель в нашем примере может перемещаться с шагом, равным 1/300-й части дюйма.

Резкость в основном зависит от качества оптики, из которой изготовлен объектив, и яркости источника света. Яркая ксеноновая лампа и высококачественный объектив создадут гораздо более четкое и, следовательно, более четкое изображение, чем стандартная люминесцентная лампа и основной объектив.

Конечно, многие сканеры заявляют о разрешении 4800x4800 или даже 9600x9600. Для достижения аппаратного разрешения с частотой дискретизации по оси x 9600 потребуется ПЗС-матрица из 81 600 датчиков, что почти неслыханно. Если вы посмотрите на спецификации, эти высокие разрешения обычно помечаются как программно улучшенное, интерполированное разрешение или что-то подобное. Что это значит?

Интерполяция – это процесс, используемый программным обеспечением для сканирования для увеличения воспринимаемого разрешения изображения. Он делает это, создавая дополнительные пиксели между теми, которые фактически сканируются ПЗС-матрицей. Эти дополнительные пиксели представляют собой средневзвешенное значение соседних пикселей. Например, если аппаратное разрешение составляет 300 x 300, а интерполированное разрешение – 600 x 300, то программное обеспечение добавляет пиксель между каждыми двумя пикселями, отсканированными ПЗС-датчиком, в каждой строке.

Все работы выполняются
в США.

Цифровая фотография и сканирование могут быть сложными предметами. Если вы похожи на большинство из нас, у вас есть некоторые знания о цифровых изображениях, но вы не являетесь экспертом. Прочтите, чтобы узнать некоторые основы.

Что такое цифровая фотография?
Цифровые фотографии представляют собой сетку «Пикселей» или (элементов изображения). Большинство цифровых фотографий состоят из миллионов таких пикселей. Пиксели — это крошечные участки цвета или тона, которые вместе образуют фотографию. Каждый пиксель состоит из 3 значений; красный, зеленый и синий или RGB. Эта информация RGB используется для определения цвета каждого пикселя. В 24-битном цветном изображении каждое из этих значений RGB состоит из 8 бит; 8 бит для красного, 8 бит для синего и 8 бит для зеленого, всего 24 бита. Каждое 8-битное значение имеет 256 возможных значений в диапазоне от 0 до 255. Таким образом, чтобы сделать фиолетовый пиксель, вы должны смешать немного красного с небольшим количеством синего, точно так же, как смешиваете краску. Данные RGB для этого фиолетового пикселя могут быть такими (красный = 255, зеленый = 0 и синий = 220). Цифровая фотография — это просто множество пикселей, хранящихся в сетке. Эта сетка и ее пиксели являются основными компонентами любого цифрового изображения. Обычно фотографии сохраняются в виде файлов JPEG или TIFF. Эти файлы просто содержат значения сетки и RGB для всех пикселей изображения. Если вы достаточно увеличите масштаб, вы сможете увидеть отдельные пиксели на любом цифровом изображении.

Как работают сканеры? а что такое разрешение?
Сканеры просто считывают информацию о цвете с фотографии или куска пленки и записывают эту информацию в виде сетки пикселей. Количество деталей, снятых сканером, определяется так называемым разрешением сканирования. Разрешение измеряется в выборках на дюйм или SPI. Часто люди называют разрешение термином DPI, «точек на дюйм», или PPI, «пикселей на дюйм». SPI, DPI и PPI описывают одно и то же. Для простоты мы будем использовать термин DPI. Так что же означает «точек на дюйм»? DPI означает, что сканер будет захватывать определенное количество точек или пикселей на каждый дюйм сканируемой области. Например: если вы отсканируете фотографию 5x7 с разрешением 300 DPI, вы получите цифровое изображение шириной 1500 пикселей и высотой 2100 пикселей. Для получения этих чисел использовалась некоторая простая арифметика. Сканируемая фотография была 5 дюймов в ширину и 7 дюймов в высоту. Фотография была отсканирована с разрешением 300 DPI «точек на дюйм». Просто умножьте разрешение, в данном случае 300, на размеры сканируемой фотографии, 5 x 300 = 1500 и 7 x 300 = 2100. Разрешение определяет, сколько информации сканер захватывает с фотографии сканируемой пленки. Чем выше разрешение, тем больше пикселей будет содержать результирующее цифровое изображение. Чем больше пикселей содержит изображение, тем более подробным будет цифровое изображение.

Что означают мегапиксели?
Большинство из нас слышали термин мегапиксели. Сегодня цифровые камеры оцениваются термином, называемым мегапикселями. Мегапиксель означает 1 миллион пикселей. В приведенном выше примере мы определили, что отпечаток 5x7, отсканированный с разрешением 300 точек на дюйм, создает цифровое изображение шириной 1500 пикселей и высотой 2100 пикселей. Если мы умножим ширину на высоту, мы сможем определить количество пикселей, которое будет содержать это изображение. 1500 х 2100 = 3 150 000. Таким образом, изображение в этом примере будет содержать 3 150 000 пикселей. Или чуть более 3 мегапикселей.

Более высокое разрешение лучше?
Более высокое разрешение сканирования, безусловно, позволит получить больше деталей во время сканирования, но максимально возможное разрешение — не всегда лучший вариант. Чтобы определить наилучшее разрешение для сканирования, вы должны учитывать, что сканируется. В идеале мы хотим запечатлеть каждую деталь, содержащуюся на фотографии или на пленке. Однако современное сканирующее оборудование может фиксировать больше деталей, чем содержат некоторые пленки или отпечатки. Сканирование за пределами деталей, содержащихся в данном изображении, только показывает больше данных без каких-либо дополнительных деталей.
Отпечатки обычно содержат детали с разрешением не более 600 DPI, поэтому сканирование с более высоким разрешением не требуется. Однако слайды и негативы содержат гораздо больше деталей на квадратный дюйм, и поэтому их необходимо сканировать с гораздо более высоким разрешением, чем отпечатки. Количество деталей, содержащихся в слайде или негативе, зависит от типа пленки и чувствительности пленки.

Какое разрешение мне понадобится?
Чтобы определить, какое разрешение вам нужно, вы должны сначала решить, что вы хотите делать с вашими цифровыми изображениями. Если вы хотите просмотреть их на компьютере или отправить по электронной почте друзьям и родственникам, ваши потребности будут отличаться от тех, кто хочет создавать отпечатки 11x14 из цифрового изображения. Щелкните здесь, чтобы получить помощь в решении ваших потребностей в разрешении.

Что дальше?
Эта страница предназначена для введения в цифровые изображения. Не беспокойтесь, если некоторые из приведенных здесь вещей немного сбивают с толку. Наша страница «Требования к сканированию и разрешение» поможет вам оценить ваши потребности и определить, какая услуга лучше всего соответствует вашим потребностям. Чтобы посетить эту страницу, нажмите здесь.

Другие полезные ссылки:

Преимущества цифровых изображений. В этой статье рассказывается о многих преимуществах цифровой фотографии.

Введение в цифровую фотографию. В этой статье рассказывается о цифровых изображениях, разрешении и мегапикселях. Он содержит краткую техническую информацию о цифровых изображениях.

Справка по разрешению сканирования. В этой статье объясняется разрешение сканирования. Он рассматривает разрешение сканирования с трех точек зрения и дает соответствующие рекомендации.

Сканирование фотографий и сканирование слайдов и негативов. В этой статье сравнивается сканирование фотографий со сканированием слайдов и негативов. В нем также изложены ограничения сканирования фотографий.

Формат файлов JPEG и TIFF. В этой статье кратко обсуждаются эти два уникальных формата файлов.

CD и DVD: Хотите знать, что такое Data DVD? На этой странице рассказывается о DVD-дисках с данными и их сравнении с компакт-дисками для хранения и резервного копирования цифровых фотографий.

Организация диска. На этой странице объясняется, как ваши диски будут организованы после сканирования.

Сканеры различаются по разрешению и резкости. Большинство планшетных сканеров имеют реальное аппаратное разрешение не менее 300x300 точек на дюйм (dpi). Разрешение сканера определяется количеством датчиков в одном ряду (частота дискретизации по оси X) матрицы ПЗС или CIS и точностью шагового двигателя (частота дискретизации по оси Y).

Например, если разрешение составляет 300x300 dpi, а сканер способен сканировать документ формата Letter, то ПЗС-матрица имеет 2550 датчиков, расположенных в каждом горизонтальном ряду. Однопроходный сканер будет иметь три таких ряда, всего 7650 датчиков. Шаговый двигатель в нашем примере способен перемещаться с шагом, равным 1/300-й части дюйма. Точно так же сканер с разрешением 600 x 300 имеет ПЗС-матрицу с 5 100 датчиками в каждом горизонтальном ряду.

Большинство сканеров имеют область сканирования формата Letter (8,5 x 11 дюймов, 21,6 x 27,9 см) или Legal (11 x 14 дюймов, 27,9 x 35,6 см).

Резкость в основном зависит от качества оптики, из которой изготовлен объектив, и яркости источника света. Яркая ксеноновая лампа и высококачественный объектив создадут гораздо более четкое и, следовательно, более резкое изображение, чем стандартная люминесцентная лампа и основной объектив.

Конечно, многие сканеры заявляют о разрешении 4800x4800 или даже 9600x9600. Для достижения аппаратного разрешения с частотой дискретизации по оси x 9600 потребуется ПЗС-матрица из 81 600 датчиков. Если вы посмотрите на спецификации, эти высокие разрешения обычно помечаются как программно улучшенное, интерполированное разрешение или что-то подобное. Что это значит?

Интерполяция – это процесс, используемый программным обеспечением для сканирования для увеличения воспринимаемого разрешения изображения. Он делает это, создавая дополнительные пиксели между теми, которые фактически сканируются ПЗС-матрицей. Эти дополнительные пиксели являются средним значением соседних пикселей. Например, если аппаратное разрешение составляет 300 x 300, а интерполированное разрешение – 600 x 300, то программное обеспечение добавляет пиксель между каждым пикселем, сканируемым ПЗС-датчиком, в каждой строке.

Еще один термин, используемый при описании сканеров, — это битовая глубина, также называемая глубиной цвета. Это просто относится к количеству цветов, которые сканер способен воспроизвести. Каждому пикселю требуется 24 бита для создания стандартного истинного цвета, и практически все сканеры на рынке поддерживают это. Многие из них предлагают разрядность 30 или 36 бит. Они по-прежнему выводятся только в 24-битном цвете, но выполняют внутреннюю обработку, чтобы выбрать наилучший вариант из цветов, доступных в расширенной палитре. Есть много мнений о том, есть ли заметная разница в качестве между 24-, 30- и 36-битными сканерами.

Читайте также: