Fotogrammetria- (fénykép-fény, gramma-rekord, metreo-mérés) geometriai paraméterek (a tárgyak alakja, méretei, térbeli helyzete és egyéb tulajdonságai képük alapján) meghatározásához kapcsolódó tudományág.

távérzékelés- információ beszerzése a tárgyról a tárgytól távol, azaz a vele való közvetlen érintkezés nélkül végzett mérések alapján.

A távérzékelési adatok előnyei:

Az információ digitális nézete

Objektivitás és megbízhatóság

Láthatóság

Hatékonyság

Az információ átvételének rendszeressége és gyakorisága

Változatos felbontás és fényképezési módok

Lehetőség lassú és gyors folyamatok tanulmányozására

A távérzékelési adatok hátrányai:

Geometriai, radiometriai és egyéb torzulások jelenléte

Információs túlterhelés

Fehér foltok jelenléte

DZ módszerek:

Passzív

A képalkotó rendszer vagy a tárgy által visszavert napenergiát, vagy a tárgy saját sugárzását rögzíti.

Aktív

A képalkotó rendszer jelet bocsát ki saját energiaforrásából, majd rögzíti a tárgy által visszavert részét

Filmező rendszerek

A filmezési rendszerek osztályozása:

A vevőtől függően vannak:

fényképes kép

A kép fényképészeti filmen optikailag jön létre, a látható kép pedig fotokémiai feldolgozás (előhívás és nyomtatás) után jön létre.

digitális kép

A sugárzás vevő egy CCD mátrix vagy vonal (töltéscsatolt eszközök)

A képfelvételi módszer szerint:

Passzív

1. fényképészeti

   Opto-mechanikus szkenner rendszerek

   Opto-elektronikus szkenner rendszerek

Aktív

1. Radar képalkotó rendszerek

   Lézerszkenner képalkotó rendszerek

Fényképészeti filmező rendszerek

A fényképészeti SS-ben a kép szinte azonnal kialakul, a központi vetítés törvényei szerint.

A kamera besorolása:

Egycélú

Többcélú

Panorámás

A látószög szerint:

Keskeny szög (τ< 50°)

Normál (50°< τ < 90°)

Széles látószög (90°< τ < 110°)

Szuperszéles látószög (τ > 110°)

Fókusztávolság szerint:

Rövid fókusz (f< 100 мм)

Normál (100 mm< f < 300мм)

Hosszú vetítés (f > 300 mm)

Opto-mechanikus szkenner rendszerek

Optikai-mechanikus szkenner- csak 1 technikai elemet (érzékelőt) tartalmaz, amely lehetővé teszi a földfelszín egy kis területének (pixel) fényerejének mérését

A forgó tükör egy domborzati sávot pásztáz, ami lehetővé teszi a földfelszínen található pixelszámok fényerejének rövid időn belüli regisztrálását, azaz képvonal kialakítását.

A kép következő sorát a média mozgása alkotja.

Ha az egyetlen érzékelőt vonalzóra cseréljük, többcsatornás képet kaphatunk.

A sugárzás termikus komponense félig átlátszó tükör segítségével nyerhető.

Opto-elektronikus szkenner rendszerek

Az opto-elektronikus szkennerek segítségével megszerkesztett képet CCD lineáris vagy mátrixkészletére vetítik.

Rádiós helymeghatározó szkenner rendszerek

A hordozóra szerelt adó kölcsönös impulzusát a függőleges síkban legyező alakú nyalábot képező irányított antenna sugározza ki.

A visszavert energia egy részét az adóval azonos helyre szerelt vevő rögzíti. Ennek eredményeként olyan jelek keletkeznek, amelyek szabályozzák a katódsugárcső fényfoltjának fényességét. Az ilyen foltok összessége alkotja a radarkép egy vonalát, és a jel terjedési ideje határozza meg a tárgy távolságát.

Hullámhossz tartományok:

X csík (𝜆=2,4-3,8 cm)

Csíkkal (𝜆=3,8-7,5 cm)

L csík (𝜆=15-30 cm)

Lézeres képalkotó rendszerek

Lézer– a fény erősítése stimulált emisszió segítségével, azaz ez egy olyan berendezés, amely a szivattyú energiáját monokromatikus és szűk irányú sugárzási fluxus energiájává alakítja.

Egyetlen lövések

E- tárgysík (terepsík)- A terep bármely pontján áthaladó vízszintes sík

S– fényképezési pont (vetítési központ)

n– A legjobb képsík

Így′ - fő sugár

f – gyújtótávolság a távolság S és o′

p– képsíkok

o- a kép fő vágyakozása

a, b– kis kép az A és B pontról

O– A főpontnak megfelelő pont a talajon

Gerendaköteg az összes kivetülő sugár összessége

Fő sugár- A sugár egybeesik a kamera optikai tengelyével

H f – magasság fényképezése- az S fényképezési pont és az E tárgysík távolsága.

–alapvető méretezési képlet

n– mélypont- a fényképezési ponton áthúzott függővonal és a függővonal metszéspontja

N- a legalacsonyabb pontnak megfelelő pont a talajon

α° - teljes kép dőlésszöge

Val vel -nulla torzítási pont– a kép dőlésszöge és a képsík felezőjének metszéspontja

TÓL TŐL- a nulla torzítás pontjának megfelelő pont a talajon

Tt– alapvonal- az E sík és a p sík metszésvonala

K – függőleges fősík- a távolsági sugáron áthaladó függőleges sík

v – fő függőleges– a fő függőleges sík és a képsík metszésvonala

VV – lövési irányvonal- a tárgysík és a fő függőleges sík metszésvonala (Q és E)

E′-valódi horizont síkja- a fényképezési ponton áthaladó vízszintes sík

ii – tényleges horizontvonal a valós horizontsík és a p sík metszésvonala.

én – fő eltűnési pont– a valós horizont és a fő függőleges VV metszéspontja

qq – fő vízszintes- a fő függőlegesre merőlegesen a főponton keresztül húzott egyenes a képsíkban

h c h c – nulla torzítású vonal– a fő vízszintes qq-val párhuzamosan a nulla torzítási ponton áthaladó egyenes a képsíkban.

A papíralapú dokumentumok elektronikus formává alakításának fő módja az szkennelés grafikus kép scanner.

Scanner

egyetemesés különleges.

Az univerzális szkennerek színes vagy fekete-fehér formátumú szöveges és grafikus információk bevitelét biztosítják. Az univerzális szkennerek közül a következő típusok tűnnek ki:

· kézi szkenner- a legegyszerűbb típusú szkenner, amely a legkevésbé jó minőségű képet adja. Az ilyen szkennernek nincsenek mozgó alkatrészei, és a szkennelés a szkenner manuális mozgatásával történik a dokumentum felületén. Hátrányuk a nagyon keskeny szkennelőcsík (egy szabványos papírlapot több menetben kell beszkennelni), valamint magas követelmények a szkennelési folyamathoz.

· Lapolvasó– lehetővé teszi egy normál méretű papírlap beolvasását egy műveletben. A kialakítás egy faxkészülékhez hasonlít: az eredetit speciális görgők húzzák be (mint a nyomtatóban), és beszkennelik, amikor egy rögzített fényérzékeny mátrix mellett halad el. A kiváló minőségű beolvasást biztosító lapolvasók nem teszik lehetővé könyvek és folyóiratok feldolgozását anélkül, hogy külön oldalakra bontsák azokat.

· Síkágyas szkenner- a legtöbb univerzális készülék, alkalmas a legtöbb feladathoz, és lehetővé teszi bármilyen dokumentum (egyedi lapok, könyvek, magazinok stb.) beolvasását. A szkenner fedele alatt egy átlátszó alap található, amelyre a dokumentumot helyezik. A lapolvasó egység a dokumentum mentén mozog a lapolvasó testén belül. Egy szabványos géppel írt lap beolvasási ideje egy másodperctől több másodpercig terjed. Síkágyas szkennerek biztosítják legjobb minőségés maximális kényelem a papírdokumentumokkal végzett munka során.

A síkágyas szkennerek számos modellje képes egy csomagból automatikus dokumentumbetöltő telepítésére, valamint diamodul csatlakoztatására, amely „digitalizálja” a diákat és a negatív filmeket a professzionális fotózáshoz vagy nyomtatáshoz.

A speciális típusú szkennereket speciális funkciók ellátására tervezték. Ezek a következők:

· Dobszkennerek a legmagasabb szkennelési felbontást biztosítják. Az eredetit speciális bilincsekkel, vagy kenőanyag segítségével rögzítik a dobra, és a szkennelést a lencse soronkénti mozgatásával végzik a dobon, körülbelül 1000 fordulat/perc sebességgel. A halogén fényforrás használata, amelynek fényárama a dob pontozott területére összpontosul, kiküszöböli az interferencia hatását, és az eredetik teljes skáláját a legjobb minőségben dolgozza fel.

· Űrlapolvasók - speciális szkennerek a kitöltött űrlapokról információk bevitelére. Ez egy lapszkenner típus. Az ilyen eszközök segítségével kérdőívekből, kérdőívekből, szavazólapokból adatbevitel történik. Az ilyen típusú szkennerek nem igényelnek nagy felbontást, hanem nagyon nagy sebességet. Különösen az ilyen típusú szkennereknél a papírlapok automatikusan a készülékbe kerülnek.

· Vonalkód olvasók - egyfajta kézi szkenner, amelyet az üzletekben található termékcímkék vonalkódjainak leolvasására terveztek. A vonalkód-leolvasók lehetővé teszik a vásárlási költségek kiszámításának automatizálását. Különösen kényelmesek az elektronikus kommunikációval felszerelt üzlethelyiségekben és az ügyfelekkel elektronikus fizetési eszközökkel történő elszámolásban ( bankkártyák, intelligens kártyák stb.).

· diaszkenner- a síkágyas szkenner speciális változata diák és negatív filmek digitalizálására professzionális fotózáshoz vagy nyomtatáshoz. A tárgylemezt vagy filmet a felvevőnyílásba helyezik, és a háttérvilágítás és az objektív között mozgatják. A kimeneti kép paraméterei elegendőek fotóalbumhoz vagy poligrafikus reprodukcióhoz.

A szkennerek ilyen sokfélesége ellenére az eszköz és működési elvei nagyrészt hasonlóak. Példaként tekintse meg a síkágyas szkenner működését, leegyszerűsítve szerkezeti sémaábrán látható. tíz.

A síkágyas szkenner fő elemei a következők:

· szubsztrát(borító) – lefedi a beolvasott eredetit. Fekete anyagból készült, amely a lehető legnagyobb mértékben elnyeli a spektrum látható részét, hogy a kapott képen megakadályozza az eredeti mögött elhelyezett tárgyakról visszaverődő fény mindenféle csillogását;

·
üveg amelyre a beolvasandó eredeti kerül;

· led mátrix- érzékelők (fényérzékeny elemek) egy sorba rendezve fekete-fehér szkenneléshez vagy három sorban színes szkenneléshez egy menetben. A töltéscsatolt eszközöket fényérzékeny elemként használják ( CCD - CCD -Csatlakoztatott eszköz töltése). A mátrix fő célja CCD- osztja fel a fényáramot három komponensre (piros, zöld és kék), és alakítsa át a megvilágítási szintet feszültségszintté;

· optikai rendszer- lencséből és tükrökből (vagy prizmából) áll, és a beolvasott eredetiről visszaverődő fényáramot egy LED-mátrixra vetíti, amely elválasztja a színinformációkat. Általában egyetlen fókuszáló objektívet (vagy objektívet) használnak, amely a beolvasási terület teljes szélességét a CCD-tömb teljes szélességére vetíti;

· lámpa- egy mozgó kocsin elhelyezett fényforrás, amely megvilágítja a beolvasott oldalt. NÁL NÉL modern modellek hidegkatódos lámpákat használnak Hideg Katód lámpa), adott intenzitású fényáramot biztosít, és megnövelt tartóssági jellemzőkkel rendelkezik. A színes professzionális munkára összpontosító szkennerek önkalibráló áramköröket tartalmaznak a lámpa fényáramának intenzitására, és fenntartják a fényáram stabilitását a hőmérséklet változása esetén;

· léptetőmotor- mozgást biztosít optikai egység, amely egy lámpát, egy optikai rendszert és egy LED-mátrixot tartalmaz;

· jelerősítő egység– felerősíti az analóg feszültségeket a CCD mátrix kimeneteiről, elvégzi azok korrekcióját és feldolgozását;

· analóg-digitális átalakító (ADC) - az analóg feszültségeket digitális kóddá alakítja;

· szkenner vezérlő- biztosítja a parancsok fogadását a számítógéptől és a kapott digitális kódok kiadását.

A szkennelési folyamat meglehetősen egyszerű. Az eredetit (dokumentum íve, nyitott könyv stb.) egy átlátszó rögzített üvegre helyezzük, és fedéllel zárjuk le. Amikor a számítógép parancsot ad a beolvasásra, a lámpa kigyullad, és az optikai egységgel ellátott lapolvasó kocsi mozogni kezd a lapon. A lámpa erős fénye a beolvasott eredetire esik, majd onnan visszaverve a fényáramot az optikai rendszer fókuszálja, és belép a jelvevőbe - egy CCD mátrixba, amely külön érzékeli a spektrum vörös, zöld és kék összetevőit. . A CCD mátrix kimenetén kapott analóg feszültségeket, amelyek arányosak a spektrális komponensekkel, felerősítik és egy analóg-digitális átalakítóba táplálják, amely digitális kódolást végez. Az ADC-vel az információ egy "ismerős" számítógépen jön ki bináris formaés a szkennervezérlőben történő feldolgozás után a számítógéppel való interfészen keresztül belép a szkenner meghajtóba - általában ez az ún. KETTŐ- egy modul, amellyel az alkalmazási programok már interakcióban vannak.

! A síkágyas szkenner működésének megtekintéséhez tegye fel a fejhallgatót, és kattintson duplán erre a képre:

A szkennerek fő paraméterei és jellemzői:

1. Szkennelési felbontás (Szkennelési felbontás) a szkennelés során továbbított kép legkisebb részleteinek méretét jellemzi torzítás nélkül. Általában mérik dpi (pont per hüvelyk) - szám külön-külön látható pontok per hüvelyk kép. A szkenner gyártója többféle felbontást határoz meg.

· Optikai felbontás a CCD tömb elemeinek sűrűsége határozza meg, és egyenlő a CCD tömb elemeinek számával osztva a szélességével. Ez a szkenner legfontosabb paramétere, amely meghatározza a vele készített képek részletességét. A síkágyas szkennerek tömegmodelljeiben ez általában 600 vagy 1200 dpi. A szkennelést mindig az optikai felbontás többszörösével kell végrehajtani, miközben az interpolációs torzítás minimális lesz.

· Mechanikus felbontás meghatározza a kocsi pozicionálási pontosságát a CCD vonalzóval a kép mentén történő mozgáskor. A mechanikai felbontás általában 2-szer nagyobb, mint az optikaié.

· Interpolációs felbontás a kép 16-szoros szoftveres nagyításával érhető el. Egyáltalán nem hordoz további információ a képről a valós felbontáshoz képest, illetve speciális csomagokban a méretezés és az interpoláció művelete sokszor jobban teljesít, mint a szkenner-illesztőprogram.

2. színmélység, vagy bit mélység (Színmélység) az egyes pixelek színével kapcsolatos információk tárolására használt bitek számát jellemzi. A fekete-fehér lapolvasók egy bitesek, a monokróm szkennerek általában 8 bitesek, a színesek pedig legalább 24 bitesek (8 bit egy képpont RGB színösszetevőinek tárolására). A 24 bites szkenner (csatornánként 8 bit) által reprodukált színek száma 224 = 16777216. A fejlettebb szkennerek bitmélysége 30 vagy 36 (csatornánként 10 vagy 12 bit) lehet. Ugyanakkor a belső bitmélységük nagyobb is lehet, mint a külső: az „extra” bitekkel a kép színkorrekcióját végzik el a számítógépre átvitel előtt, bár ez a gyakorlat elsősorban az olcsó modellekre jellemző. A professzionális és félprofesszionális szkennerek külső bitmélysége is 30, 36, 42 bit vagy magasabb.

3. Sűrűség tartomány (Optikai sűrűség tartomány) a szkenner dinamikus tartománya, amelyet nagyrészt a bitmélysége határoz meg. Ez jellemzi a szkenner azon képességét, hogy megfelelően továbbítsa a képeket nagy vagy nagyon kicsi fényerejű szórással (a „fekete macska fényképének egy sötét szobában” szkennelésének képessége). Az eredetire eső fény intenzitásának és a visszavert fény intenzitásának arányának tizedik logaritmusaként számítják ki, és OD(Optikai sűrűség) vagy egyszerűen D: 0,0 D tökéletesen illeszkedik fehér szín, 4,0 D - tökéletes fekete. Szkennernél ez a tartomány a bitmélységtől függ: a 36 bites szkennernél nem haladja meg a 3,6 D-t, a 30 bites szkennernél a 3,0 D-t. A beolvasott képek tartománya általában 2,5 D-ig terjed a fényképeknél, ill. 3,5 D diákhoz . Az olcsó 24 bites síkágyas lapolvasók dinamikatartománya 1,8-2,3 D, a jó 36 bites lapolvasók pedig 3,1-3,4 D-ig.

4. Szkennelési terület mérete. Síkágyas szkennereknél a leggyakoribb formátumok az A4 és A3, a tekercs szkennereknél - A4, a kézi szkennereknél pedig a szkennelési terület általában egy 11 cm széles csík.

5. Digitális másolatának eredeti képének színegyeztetése. Napjainkban az egyik legelterjedtebb színpontosság-ellenőrző rendszer a profilon alapuló rendszer. Nemzetközi Színkonzorcium (ICC), amely a színvisszaadás jellemzőit írja le különféle eszközök. Az ICC-profil létrehozásának folyamata egy speciálisan készített tesztdiagram beolvasásán és az eredmények összehasonlításán alapul egy szabvánnyal. Az eredmények alapján meghatározzák az eszköz jellemzőit, amelyeket a vezető és az alkalmazások figyelembe vesznek. A szkennerek drága modelljeiben speciális szoftver- és hardverrendszereket használnak a színkalibrációhoz.

6. Driver Quality. Minden modern szkenner programozói felületen keresztül kommunikál a Windows alkalmazásokkal KETTŐ, azonban a meghajtó által biztosított funkciók köre eltérő lehet, ezt mindenképpen tisztázni kell a szkenner kiválasztásánál. Közülük a legfontosabbak:

· lehetőség előnézet képek választható szkennelési területtel és színekkel;

Lehetőség a fényerő, a kontraszt és a nem lineáris színkorrekció beállítására;

· a moaré-elnyomás lehetősége a képek nyomtatott raszteres szkennelésekor;

Egyszerű képátalakítások lehetősége (inverzió, elforgatás stb.);

Hálózati szkennelés lehetősége;

A kontraszt és a színvisszaadás automatikus korrekciós módjainak lehetősége;

· a lapolvasó (nyomtatóval együtt) működési lehetősége a másoló üzemmódban;

A szkenner és a teljes rendszer színkalibrálási lehetőségei;

Kötegelt szkennelési lehetőségek

Finomhangolási szűrők és színkorrekciós paraméterek lehetősége.

7. A szkennerhez mellékelt szoftver mennyisége és minősége. Hagyományosan a szkennerek képfeldolgozó szoftverrel ( Adobe PhotoDeluxe vagy Photoshop LE, ULead Photo Impact stb.) és egy optikai szövegfelismerő program ( OCR - Optikai karakter felismerés). A szoftvercsomag általában két ilyen programot tartalmaz: angol ( Xerox TextBridge vagy Caere OmniPage Pro) és az orosz szövegek felismerésére tervezett OCR program – az egyik változat FineReader Termelés ABBY szoftver.

Kiváló minőségű professzionális és félprofesszionális síkágyas szkennereket gyártanak a cégek Agfa, Linotype Pokol, microtek(Számos modell a NeuHouse OEM logóról ismert), Umax; a tömeges felhasználók számára tervezett berendezéseket cégek gyártják Artec, Epson, Zseni, Hewlett-Packard, Mustek, Plustec, Primax satöbbi.

Különféle típusú szkennerekhez a táblázatban. A 3. ábra ezen paraméterek jellemző értékeit mutatja.

3. táblázat A szkennerek fő típusai paramétereinek értékei

Jelenleg a következő interfészek használatosak a szkennerek csatlakoztatására:

· saját (Szabadalmazott) lapolvasó fejlesztői felület, amelyet a síkágyas és kézi szkennerek korai modelljeiben használtak, és amely speciális kártya volt a buszon EGY, amelyhez vezető kellett;

· Val vel EPP párhuzamos port (LPT, vagy ECP) a legfiatalabb modellek a különböző gyártók síkágyas szkennerei családjában. Az ezzel a felülettel rendelkező szkennerek teljesítménye általában közepes, és egyszerű feladatok elvégzésére tervezték;

· SCSI interfész a kiváló minőségű és nagy teljesítményű eszközök csatlakoztatásának szabványa, biztosítja a lapolvasó platformok közötti kompatibilitását és csekély változásfüggőségét operációs rendszer. Az SCSI szkennerek általában SCSI kártyával vannak ellátva a buszon EGY, bár egy ilyen szkenner a buszon lévő teljes értékű SCSI-vezérlőkhöz is csatlakoztatható PCI. A legtöbb 30 bites és 36 bites szkenner 600 dpi és nagyobb felbontással rendelkezik ezzel az interfésszel;

· USB interfész egy interfész a szkennerek csatlakoztatására, amelyet a specifikációk aktívan ajánlanak PC98és PC99. Az egyetlen interfész kényelme a különböző eszközökés elég magasan áteresztőképesség oda vezetett, hogy a legtöbb nem professzionális használatra szánt szkennert ezzel az interfésszel gyártják.

Adatbevitelhez 3D modellezésben és számítógéppel segített tervezésben (CAD, ill CAD/CAM - Számítógéppel segített tervezés/modellezés) használt Grafikus tábla (Digitalizáló – digitalizáló)- kódoló, amely lehetővé teszi, hogy kétdimenziós, beleértve a többszínű képet is bevigye a számítógépbe raszteres kép formájában.

A grafikus tábla tartalmaz egy speciális mutatót (tollat) érzékelővel. A saját vezérlője impulzusokat küld a táblagép felülete alatt elhelyezkedő vezetőhálón. Miután két ilyen jelet kapott, a vezérlő átalakítja azokat a PC-re továbbított koordinátákká. A számítógép ezt az információt lefordítja egy pont koordinátáira a monitor képernyőjén, amely megfelel a tábla mutatójának helyzetének. A rajzolásra tervezett táblagépek érzékenyek a tollnyomásra, és ezeket az adatokat vonalvastagsággá vagy színárnyalattá alakítják.

A táblagép csatlakoztatására általában soros portot használnak. Általános paraméterek a körülbelül 2400 dpi-s felbontás és a nyomásszintekre való nagy érzékenység (256 szint). A grafikus táblákat és a digitalizálókat cégek gyártják CalComp, Mutoh, Wacomés mások.

Készülékekhez kézírás Az információkat ugyanaz a munkaséma jellemzi, csak a beírt betűképeket a rendszer ezenkívül betűkké alakítja speciális program felismerés, és a beviteli terület mérete kisebb. A tollas beviteli eszközöket gyakrabban használják szubminiatűr számítógépekben. PDA (Digitális személyi asszisztens) vagy HPC (Kézi PC), amelyek nem rendelkeznek teljes billentyűzettel.

KÖVETKEZTETÉSEK

1. Billentyűzet az információ fő beviteli eszköze a számítógépen. Ez egy mechanikus érzékelőkészlet, amely érzékeli a billentyűkre nehezedő nyomást, és lezár egy bizonyos elektromos áramkört. A két leggyakoribb billentyűzettípus: mechanikaiés azzal membránkapcsolók.

Minden kulcs csoportokra van osztva: alfanumerikus billentyűk, szövegek és számok bevitelére szolgál; kurzor billentyűk(ez a billentyűcsoport használható számadatok bevitelére, szöveg megjelenítésére és szerkesztésére is a képernyőn); speciális vezérlőgombok(regiszterváltás, program megszakítása, a képernyő tartalmának kinyomtatása, PC OS újraindítása stb.); funkcióbillentyűk, széles körben használják a szervizprogramokban vezérlőgombként.

A karakterbillentyűk elrendezésének leggyakoribb szabványa a billentyűzetkiosztás. qwerty (YZUKEN), amely kívánt esetben átprogramozható egy másikra.

2. A kurzor vezérlésének kényelmes eszköze az ún egér. A számítógépes egerek túlnyomó többsége használja mozgáskódolás optikai-mechanikai elve. A hordozható PC-kben egér helyett hanyattegér, touchpad, trackpoint használatos.

3. Az információ vizuális megjelenítésére szolgál videó rendszer számítógép, beleértve monitor(kijelző), videó adapterés szoftver(videórendszer-illesztőprogramok). Monitor (kijelző)- Ez egy szöveges és grafikus információk vizuális megjelenítésére szolgáló eszköz kineszkóp képernyőn (katódsugárcső - CRT) vagy folyadékkristályos képernyőn (LCD képernyő).

Nak nek monitorok alapvető paraméterei a következőket tartalmazza: monitor képsebessége, vonalsebesség, videojel sávszélessége, képalkotási módszer, monitor képernyő foszfor szemcsemérete, monitor felbontása, monitor képernyő mérete.

Videó adapter(videokártya, videó vezérlő) egy belső számítógépes eszköz, amely videoinformációk tárolására és a monitor képernyőjén való megjelenítésére szolgál. Közvetlenül vezérli a monitort, valamint az információ képernyőn való megjelenítésének folyamatát a vízszintes és függőleges szkennelési jelek megváltoztatásával. monitor CRT, pixel fényerő és színkeverési lehetőségek.

4. Nyomtatók (nyomtatóeszközök)- számítógépről származó adatkimeneti eszközök, amelyek az információkat ASCII kódokat a megfelelőjükké alakítják grafikus szimbólumok(betűk, számok, jelek stb.) és ezeknek a karaktereknek a papírra rögzítését.

A nyomtatók többféleképpen különböznek egymástól: színvilág- fekete-fehér és színes; tovább a karakterek kialakításának módja- jelnyomtatás és jelszintetizálás; tovább működési elve– mátrix, termikus, tintasugaras, lézer; tovább nyomtatási módszer- sokk, feszültségmentes; tovább a húrok kialakításának módjai- soros, párhuzamos; tovább kocsi szélessége- széles (375-450 mm) és keskeny (250 mm) kocsival; tovább nyomtatási sor hossza- 80 és 132-136 karakter; tovább karakterkészlet- ig teljes készlet ASCII karakterek; tovább nyomtatási sebesség; tovább felbontás.

5. A papíralapú dokumentumok elektronikus formájúvá alakításának fő módja az szkennelés - technológiai folyamat, amely létrehozza grafikus kép papírdokumentum, mintha "digitális fényképe" lenne. A szkennelés egy speciális, úgynevezett scanner.

Scanner egy optikai-elektronikus-mechanikus eszköz, amelyet arra terveztek, hogy egy papírdokumentum vizuális képét átalakítsa azzá grafikus fájl, amely az eredeti dokumentum bittérképes képét menti, és további feldolgozás (felismerés, szerkesztés stb.) céljából számítógépre kerül.

Céljuk szerint a szkennerek fel vannak osztva egyetemes(kézi, lapos és síkágyas) és különleges(dob-, nyomtatványszkennerek, sávszkennerek, diaszkennerek).

A szkennerek főbb jellemzői: szkennelési felbontás (optikai, mechanikus és interpolációs), színmélység (bitmélység), optikai sűrűség tartomány, szkennelési terület mérete, a digitális másolat eredeti képének színegyeztetése, illesztőprogramok és csatolt minőség szoftver.

OPTIKAI SZKENNELŐ – ELEKTRONIKUS KÉPRENDSZEREK (SZKENNEREK)

A pásztázó képalkotó rendszerek (szkennerek) elsősorban a képalkotás elvében különböznek a többitől, amely a terület soronkénti szkennelésével (megtekintésével) épül fel.

A letapogató rendszerekben különféle típusú elektromágneses sugárzás vevőket használnak: termikus (termoelektromos) és fotonikus (fotoelektromos). A hőrendszerek a hőenergia elektromos jellé alakításán alapulnak, a fotonikus rendszerekben a jelszintet az elnyelt fotonok száma határozza meg. A legtöbbet azok a szkennerek kapták, amelyekben CCD vonalak (töltéskeverékkel rendelkező eszközök) szolgálnak vevőként. különböző típusok Az érzékelők eltérő spektrális érzékenységgel rendelkeznek, és lefedik a spektrális tartományt a látható zónától a távoli infravörös zónáig. A sugárvevő kiválasztása és spektrális érzékenysége a felmérés spektrális tartományától függ.

Szerkezetileg a szkenner optikai rendszerből, fotoelektronikai konverterekből, képfogadó és rögzítő eszközből áll. A szkennerek segítségével kép jön létre, amely sok különálló, egymás után kapott képelemből áll - a sávokon belüli pixelekből (vonalak, pásztázások). A pixelméret határozza meg a kép részletességét (területi felbontását).

A terep pásztázása az egyik irányban a repülőgép (műhold) előrehaladása miatt, a másikban (a repülési vonalra merőlegesen) - a prizma (tükör) forgása vagy lengése miatt történik. A prizma (tükör) oszcilláló mozgása a repülőgép (műhold) mozgásával kombinálva egy bizonyos terepsáv folyamatos szekvenciális lefedését biztosítja, amelynek mérete a rekesznyílástól (a lencse optikai rendszerének effektív rekeszétől) függ. ) a szkenner és a repülőgép vagy műhold repülési magassága. A felmért terepsáv szélességét a szkenner pásztázási szöge, a terepen a lineáris felbontást (szkennelési szélesség, pixelméret) pedig a pillanatnyi látószög határozza meg. A felmérési szkennereknél a szkennelési szög eléri, a rendkívül informatív (részletes) szkennereknél - és kevesebbet. Ennek megfelelően a pillanatnyi látószög néhány foktól tizedpercig van beállítva. A pásztázási szög és a pillanatnyi látószög, illetve a felmérési sáv és a talajfelbontás egymástól függő mennyiségek. Minél nagyobb a felbontás, annál keskenyebb a fogás. Tehát, ha az űrből fényképez 1-2 km-es felbontással. Több ezer kilométeres terepsávot lőnek, és 20-50 m-es felbontás mellett a lősáv szélessége nem haladja meg a 100-200 km-t.

Az optikai - mechanikus szkennerek egy- és többcsatornásak (2 vagy több). Általában a látható és infravörös tartományban (0,5-12 mikron) működő szkennereket használnak a földfelszín felmérésére. Az optikai-mechanikus szkennelés módszerével történő fényképezés során a sugárzás regisztrálásának eredménye többdimenziós vektorok mátrixa. Minden vektor egy bizonyos elemi területet (pixelt) jelenít meg a Földön, és minden egyes komponense megfelel valamelyik spektrális csatornának.

A látható és közeli IR tartományban (0,4–3 mikron) történő fényképezéskor fotoelektromos érzékelőket, a középső és távoli IR tartományban (3–12 mikron) pedig termoelektromos sugárzásérzékelőket használnak. A fotoelektromos vevők közé tartoznak az elektronikus eszközök, amelyek működése külső (elektrovákuum fotocellák, fotoelektronikai szorzók) és belső (félvezető fotoellenállások, fotodiódák stb.) fotoelektromos effektusokon alapul. A termoelektromos vevőkészülékek termikus emisszión alapulnak, az elnyelt sugárzásra az érzékeny elem melegítésével reagálnak, ami lehetővé teszi az IR - hősugárzás regisztrálását széles spektrális tartományban. A termoelektromos vevőkészülékek közé tartoznak a bolométerek, sugárzási hőelemek (termoelemek), stb. A hőképalkotást éjjel és nappal pásztázó radiométerekkel végzik.

A szkennerekbe több érzékelő van beépítve, amelyek lehetővé teszik a különböző spektrális csatornákon egyidejű kép készítését. A szkennelés során kapott információt digitális kép formájában rádiócsatornán keresztül továbbítják egy vételi ponthoz, vagy rögzítik a fedélzeten egy mágneses adathordozóra. A felvételi anyagokat mágneses adathordozón, például CD-lemezeken rögzített felvétel formájában adják át a fogyasztóknak, majd a képfeldolgozás helyein megjelenítik.

Geometriai tulajdonságaikat és talajfelbontásukat tekintve az első generációs filmezőrendszerekkel kapott szkennerképek rosszabbak voltak, mint a fényképek. A szkennerek sugárzásdetektorainak nagy érzékenysége azonban lehetővé teszi a szűk (több tíz nanométeres) spektrális intervallumban történő felvételt, amelyen belül egyes természeti objektumok közötti különbségek hangsúlyosabbak. A szkennerek segítségével nyert digitális adatokban nincsenek olyan "zajok", amelyek óhatatlanul megjelennek a fotózás és a filmezési anyagok fotólaboratóriumi feldolgozása során.

Irodai és otthoni feladatokhoz, valamint a legtöbb munkához számítógépes grafika legalkalmasabbak az ún síkágyas szkennerek. Az ilyen típusú különféle modellek szélesebbek, mint a többi eladó. Ezért kezdjük azzal, hogy megvizsgáljuk az ilyen típusú szkennerek felépítésének és működésének elveit. Ezen alapelvek megértése segít jobban megérteni a jelentést specifikációk, amelyeket a szkennerek kiválasztásakor figyelembe veszünk.

A síkágyas szkenner egy téglalap alakú műanyag tok, fedéllel. A burkolat alatt egy üvegfelület található, amelyre a beolvasandó eredetit helyezik. Ezen az üvegen keresztül láthatja a szkenner néhány belső részét. A szkennernek van egy mozgatható kocsija, amelyre egy világító lámpa és egy tükörrendszer van felszerelve. A kocsi mozgatása az ún léptetőmotor. A lámpa fénye visszaverődik az eredetiről, és tükrökből és fókuszáló lencsékből álló rendszeren keresztül jut be az úgynevezett mátrixba, amely olyan szenzorokból áll, amelyek elektromos jeleket generálnak, amelyek nagyságát a rájuk eső fény intenzitása határozza meg. Ezek az érzékelők fényérzékeny elemeken, úgynevezett töltéscsatolt eszközök(CCD, Couple Charged Device - CCD). Pontosabban a CCD felületén képződik elektromos töltés arányos a beeső fény intenzitásával. Ezután csak ennek a töltésnek az értékét kell átalakítania egy másik elektromos mennyiségre - feszültségre. Több CCD található egymás mellett ugyanazon a vonalzón.

A CCD kimenetén lévő elektromos jel analóg érték (azaz változása hasonló a bemeneti érték - fényintenzitás - változásához). Ezt követően az analóg jelet digitális formává alakítják, majd feldolgozzák és számítógépre továbbítják további felhasználás céljából. Ez a funkció végrehajtva speciális eszköz hívott analóg-digitális átalakító(ADC, Analog-to-digital Converter - ADC). Így a szkenner a kocsi mozgásának minden lépésében beolvassa az eredeti egy vízszintes csíkját, diszkrét elemekre (pixelekre) osztva, amelyek száma megegyezik a vonalzón lévő CCD-k számával. A teljes beolvasott kép több ilyen sávból áll.

Rizs. 119. CCD (CCD) alapú síkágyas szkenner berendezésének és működésének vázlata: a lámpa fénye az eredetiről visszaverődik és az optikai rendszeren keresztül bejut a fényérzékeny elemek mátrixába, majd az analóg- digitális konverter (ADC)

A színes szkennerek ma már rendszerint háromsoros CCD-t használnak, és kalibrált fehér fénnyel világítják meg az eredetit. A mátrix minden sora úgy van kialakítva, hogy érzékelje a fény egyik alapvető színösszetevőjét (piros, zöld és kék). A színek szétválasztásához vagy prizmát használnak, amely a fehér fénysugarat színkomponensekre bontja, vagy egy speciális CCD-szűrőbevonatot. Vannak azonban egysoros CCD-mátrixú színes szkennerek is, amelyekben az eredetit felváltva három alapszín lámpa világítja meg. Az egysoros, háromszoros megvilágítású technológia elavultnak számít.

Fentebb ismertettük az ún. egymenetes szkennerek felépítésének és működésének elveit, amelyek egy kocsimenetben szkennelik be az eredetit. Még mindig vannak azonban, bár kereskedelmi forgalomban már nem kaphatók, hárommenetes szkennerek. Ezek egysoros CCD-mátrixú szkennerek. Ezekben a kocsi minden egyes áthaladásakor az eredeti mentén az egyik alapvető színszűrőt használják: minden egyes áthaladásnál a kép három színcsatornája egyikéből veszik az információt. Ez a technológia is elavult.

A CCD-tömbön alapuló CCD szkennerek mellett léteznek CIS (Contact Image Sensor) szkennerek is, amelyek fotocellás technológiát alkalmaznak.

Az ezzel a technológiával készült fényérzékeny mátrixok közvetlenül a szkennerüvegen keresztül érzékelik az eredetiről visszaverődő éneklést, optikai fókuszáló rendszerek használata nélkül. Ez lehetővé tette a síkágyas szkennerek méretének és súlyának több mint kétszeres csökkentését (akár 3-4 kg-ig). Az ilyen szkennerek azonban csak olyan kivételesen lapos eredetik esetében jók, amelyek szorosan illeszkednek a munkaterület üvegfelületéhez. Ugyanakkor a kapott kép minősége jelentősen függ a külső fényforrások jelenlététől (a CIS szkenner fedelét le kell zárni a szkennelés során). A terjedelmes eredetik esetében a minőség sok kívánnivalót hagy maga után, míg a CCO szkennerek jó eredményeket adnak terjedelmes (több cm mélységű) tárgyak esetén.

A síkágyas szkennerek további eszközökkel is felszerelhetők, például diaadapterrel, automatikus dokumentumadagolóval stb. Egyes modellek fel vannak szerelve ezekkel az eszközökkel, míg mások nem.

A diaadapter (Transparency Media Adapter, TMA) egy speciális melléklet, amely lehetővé teszi átlátszó eredetik beolvasását. Az átlátszó anyagokat áteresztő fénnyel szkenneljük, nem visszavert fénnyel. Más szóval, az átlátszó eredetinek a fényforrás és a fényérzékeny elemek között kell lennie. A diaadapter egy dugaszolható modul, amely lámpával van felszerelve, amely szinkronban mozog a lapolvasó kocsival. Néha egyszerűen egyenletesen megvilágítják a munkaterület egy bizonyos részét, hogy ne mozdítsák el a lámpát. Így a csúszdaadapter használatának fő célja a fényforrás helyzetének megváltoztatása.

Ha van digitális fényképezőgépe ( digitális kamera), valószínűleg nincs szüksége csúszdaadapterre.

Ha átlátszó eredetiket csúszkaadapter nélkül olvas be, akkor meg kell értenie, hogy amikor az eredetit besugározzák, a visszavert és áteresztett fény mennyisége nem egyenlő. Így az eredetiről hiányzik a beeső szín egy része, amely aztán visszaverődik a lapolvasó fedelének fehér bevonatáról, és ismét áthalad az eredetin. A fény egy része visszaverődik az eredetiről. Az áteresztett és a visszavert fény részei közötti arány az eredeti terület átlátszóságának mértékétől függ. Így a szkenner mátrixának fényérzékeny elemei az eredetin kétszer áthaladó fényt, valamint az eredetiről visszaverődő fényt kapják majd. A fény ismételt áthaladása az eredetin gyengíti azt, a visszavert és áteresztett fénysugarak kölcsönhatása (interferencia) torzulást és videó mellékhatásokat okoz.

Az ADF egy olyan eszköz, amely eredetiket adagol a lapolvasóba, és nagyon kényelmesen használható azonos típusú képek szkennelésekor (amikor nem kell gyakran újrakonfigurálnia a szkennert), például szövegek vagy rajzok megközelítőleg azonos minőségű. .

A síkágyas lapolvasókon kívül más típusú szkennerek is léteznek: kézi, lapbehúzó, dobos, dia, vonalkódok szkennelésére, nagy sebességű dokumentumok streamelésére.

Kézi szkenner – hordozható lapolvasó, amelyben a beolvasás úgy történik, hogy kézzel mozgatja az eredetire. A működési elv szerint egy ilyen szkenner hasonló a síkágyas szkennerhez. A szkennelési terület szélessége nem haladhatja meg a 15 cm-t. Az első általános használatra szánt szkennerek az 1980-as években jelentek meg a piacon. Kézben tartották őket, és lehetővé tették a képek szürkeárnyalatos beolvasását. Ma már nem könnyű ilyen szkennereket találni.

Lapadagoló vagy görgős szkenner(Sheetfed Scanner) - olyan szkenner, amelyben az eredetit egy rögzített lineáris CCD vagy CIS mátrixon túl húzzák, az ilyen szkenner egy típusa a fax.

Dobszkenner(Dobszkenner) - olyan szkenner, amelyben az eredetit egy forgó dobra rögzítik, és a szkenneléshez fénysokszorozókat használnak. Ez beolvassa a kép egy pontozott területét, és a lapolvasó fej a dob mentén mozog az eredetihez nagyon közel.

diaszkenner(Film-szkenner) - egyfajta síkágyas szkenner, amelyet átlátszó anyagok (diák, negatív filmek, röntgensugarak stb.) szkennelésére terveztek. Az ilyen eredetik mérete általában rögzített. Vegye figyelembe, hogy egyes síkágyas lapolvasók speciális tartozékkal (csúszdaadapterrel) rendelkeznek, amelyet átlátszó anyagok beolvasására terveztek (lásd fent).

Vonalkód olvasó(Vonalkód-leolvasó) – árucikk-vonalkódok beolvasására tervezett szkenner. Működési elve szerint egy kézi szkennerhez hasonlít, és számítógéphez vagy speciális kereskedési rendszerhez csatlakozik. A megfelelő szoftverrel bármely szkenner képes felismerni a vonalkódokat.

Nagy sebességű dokumentumszkenner(Dokumentumszkenner) – egy lapbehúzós szkenner típus, amelyet nagy teljesítményű többoldalas bevitelre terveztek. A szkennerek felszerelhetők 1000 lapnál nagyobb kapacitású bemeneti és kimeneti tálcákkal, és percenként több mint 100 lapos adatbeviteli sebességgel. Ebbe az osztályba tartozó egyes modellek kétoldalas (duplex) szkennelést biztosítanak, az eredetit különböző színekkel kiemelve a színes háttér levágásához, kompenzálva a háttér heterogenitását, moduljaik vannak dinamikus feldolgozás különböző típusú eredetik.

Tehát otthoni és irodai használatra a síkágyas szkenner a legalkalmasabb. Ha grafikai tervezéssel szeretne foglalkozni, akkor jobb, ha CCD szkennert választ (CCD mátrix alapú), mivel ez lehetővé teszi 3D objektumok szkennelését is. Ha diákat és más átlátszó anyagokat szeretne beolvasni, olyan szkennert válasszon, amely diaadapterrel rendelkezik. Általában magát a szkennert és a megfelelő diaadaptert külön kell megvásárolni. Ha nem tud diaadaptert vásárolni a szkennerrel egyidejűleg, szükség esetén később megvásárolhatja. Meg kell határozni a beolvasott képek maximális méretét is. Jelenleg az A4-es formátum a jellemző, ami egy rendes írólapnak felel meg. A legtöbb fogyasztói szkenner erre a formátumra összpontosít. A tervrajzok és egyéb tervdokumentumok szkenneléséhez általában A3-as méretűre van szükség, ami a hosszú oldalon két A4-es lapnak felel meg. Jelenleg az A4-es és A3-as formátumú azonos típusú szkennerek árai közelednek egymáshoz. Feltételezhető, hogy az A4-esnél kisebb eredetiket egy A3-as tájolású lapolvasó jobban tudja feldolgozni.

A fent felsorolt ​​paraméterek korántsem merítik ki a teljes listát, de mérlegelésünk jelenlegi szakaszában egyelőre csak ezeket tudjuk használni. A szkenner kiválasztásánál három szempont a döntő: a hardver interfész(csatlakozási mód), optoelektronikai rendszer és szoftver interfész c (az úgynevezett TWAIN modul). Ezután részletesebben megvizsgáljuk őket.