Điều gì quyết định độ phân giải quang học của máy quét? Độ phân giải của máy quét - giá trị tối ưu là gì? Khi bạn cần độ phân giải cao

Tất cả các hình ảnh kỹ thuật số có thể được mô tả bằng một số đặc điểm xác định chúng Kích thước vật lý(số bit bộ nhớ cần thiết để lưu trữ một tệp hình ảnh) và chất lượng. Những đặc điểm này có liên quan với nhau. Ví dụ, chất lượng của bức ảnh càng cao thì kích thước lớn hơn tập tin mà nó được lưu trữ. Để xác định chất lượng nào liên quan đến hình ảnh kỹ thuật số Bạn cần làm quen với các khái niệm như độ phân giải và định dạng đồ họa.

Sự cho phép

Một hình ảnh kỹ thuật số được tạo thành từ các phần tử nhỏ gọi là pixel. Pixel là thành phần chính (khối xây dựng) hình ảnh raster. Cái này đơn vị, Được thông qua đô họa may tinh, tương tự như mét, kilôgam hoặc lít thông thường trong Cuộc sống hàng ngày. Đó là số lượng pixel trong ảnh được biểu thị bằng thuật ngữ sự cho phép.

Độ phân giải càng cao thì hình ảnh càng chứa nhiều pixel và theo đó, chất lượng của hình ảnh càng cao vì hình ảnh có độ phân giải cao hơn sẽ có nhiều chi tiết hơn.

Khi quét cũng như chụp máy ảnh kỹ thuật số hoặc máy quay video chuyển đổi hình ảnh tương tự sang dạng kỹ thuật số (số hóa). Hiện nay, các thiết bị cảm ứng chủ yếu được sử dụng cho mục đích này.

Cảm biến là các mạch tích hợp thực hiện một tập hợp các phần tử cảm quang, được chế tạo theo cấu trúc dưới dạng thước kẻ (như trong máy quét phẳng) hoặc ma trận (như trong trường hợp máy ảnh kỹ thuật số). Làm sao số lượng nhiều hơn các phần tử cảm quang cơ bản trong cảm biến thì độ phân giải mà nó cung cấp càng lớn.

Cảm biến có số lượng nhỏ phần tử cảm quang không cung cấp hình ảnh có độ phân giải cao. Trong một hình ảnh như vậy, các phần tử (pixel) riêng lẻ có thể được nhìn thấy bằng mắt thường, dẫn đến sự xuất hiện của các bước, tức là. tác dụng sự tạo pixel(Hình 2.4).

Và ngược lại, một số lượng lớn các phần tử nhạy sáng rất nhỏ cho phép bạn thu được mô hình kỹ thuật số hình ảnh gần với bản gốc. TRONG tài liệu kỹ thuậtđối với hoạt động của máy quét, số chấm trên inch (dots per inch) thường được sử dụng làm đơn vị xác định độ phân giải của chúng. Nghĩa là khi cài đặt chế độ quét, bạn phải chỉ định độ phân giải máy quét trong các đơn vị này, ví dụ: 300 dpi.

GHI CHÚ

Trong tài liệu, thay vì thuật ngữ dpi (dots per inch), bạn có thể tìm thấy thuật ngữ ppi (pixel per inch) - pixel per inch. Một điểm có hình dạng như một hình tròn và một pixel có hình dạng như một hình vuông. Tuy nhiên, để tránh nhầm lẫn về thuật ngữ trong tương lai, chúng tôi sẽ coi đơn vị độ phân giải ppi và dpi là đồng nghĩa.

Độ phân giải quang học (vật lý) và phần mềm (nội suy)

Độ phân giải quang học cho biết số lượng phần tử cảm quang thực tế trên mỗi inch vuông (1 inch = 2,54 cm).

Độ phân giải nội suy không phải là một đặc điểm vật lý thiết bị kỹ thuật số, mà là do đặc điểm của phần mềm của nó. Do đó, chất lượng hình ảnh thu được khi sử dụng độ phân giải nội suy phụ thuộc vào chất lượng của các thuật toán nội suy được thực hiện trong chương trình.

Ví dụ: hộ chiếu của máy quét có thể chỉ ra độ phân giải quang học là 1200 dpi và độ phân giải phần mềm là 24000 dpi..

GHI CHÚ

Nhiều nhiếp ảnh gia chuyên nghiệp có thái độ tiêu cực đối với việc tăng độ phân giải của ảnh chụp không phải bằng phần cứng mà bằng phần mềm, vì khi độ phân giải giảm, dữ liệu sẽ bị loại bỏ và khi độ phân giải tăng, chương trình sẽ “phát minh ra” chúng. Nói cách khác, phép nội suy thêm các phần tử vào hình ảnh kỹ thuật số một cách giả tạo nhưng không làm tăng lượng chi tiết trong hình ảnh.

Độ phân giải màn hình

Độ phân giải của màn hình liên quan đến số lượng điểm tối đa mà nó có thể tạo ra cũng như kích thước của chúng, đồng thời được đo bằng số lượng điểm trên một đường ngang và số lượng đường ngang của màn hình. Với kích thước điểm ("hạt") thông thường hiện nay là 0,2 mm, độ phân giải tiêu chuẩn cho màn hình 17 inch là 1024x768.

Độ phân giải máy in

Độ phân giải của máy in laser được xác định bởi số lượng điểm mà máy in có thể in trên một inch (dpi - số chấm trên mỗi inch). Vì vậy, nếu máy in laser có độ phân giải 300 dpi thì nó có thể in 300 điểm trên một inch.

Bạn có thể xem độ phân giải của máy in mà bạn đã cài đặt bằng cách thực hiện lệnh Start Control Panel Printers and Faxes (Hình 2.5).

Độ phân giải máy ảnh kỹ thuật số

Trong máy ảnh kỹ thuật số, ánh sáng truyền qua ống kính chạm vào ma trận nhạy sáng (thay thế phim) - một bộ cảm biến CCD (CCD) hoặc CMOS (CMOS), giúp số hóa hình ảnh. Khi một hình ảnh từ máy ảnh kỹ thuật số được số hóa, thông tin chứa trong đó sẽ được chuyển đổi thành một tập hợp các số được sắp xếp theo ma trận gọi là ma trận bit(bản đồ bit). Trong trường hợp này, mỗi tế bào quang điện của cảm biến tương ứng với một phần tử số nhất định trong ma trận bit.

Ma trận (cảm biến) nhạy sáng là thành phần chính (và đắt nhất) của máy ảnh kỹ thuật số. Chất lượng hình ảnh được camera chụp phụ thuộc chủ yếu vào độ phân giải của cảm biến và chất lượng quang học của camera.

TRONG máy ảnh kĩ thuật sốĐơn vị đo độ phân giải cơ bản là pixel và giá trị của nó được xác định bởi kích thước của một ô CCD riêng lẻ.

Đối với hình ảnh được nhập vào máy tính bằng máy ảnh kỹ thuật số, độ phân giải có thể được chỉ định dưới dạng số megapixel cụ thể (cảm biến megapixel chứa 1 triệu ô cảm quang) hoặc dưới dạng hình ảnh raster với số pixel ngang và dọc được chỉ định. Ví dụ: máy ảnh kỹ thuật số có cảm biến 2,1 megapixel sẽ tạo ra tệp hình ảnh có kích thước 1792*1200 pixel (được lưu ở định dạng JPEG).

Định dạng đồ họa

Sau khi đã có khung máy ảnh kỹ thuật sốđược chụp, hình ảnh thu được phải được ghi vào bộ nhớ. Các định dạng đồ họa thường được sử dụng nhất cho việc này. JPEG hoặc TIFF. Hơn nữa, đối với một nhiếp ảnh gia, định dạng ghi không quá quan trọng bằng khả năng của các chế độ nén được sử dụng trong đó (tốt nhất là giảm chất lượng ở mức tối thiểu), cũng như dung lượng bộ nhớ trong máy ảnh. Hãy nói về điều này chi tiết hơn.

Mỗi định dạng tồn tại ngày nay đều trải qua quá trình chọn lọc tự nhiên và đã chứng minh được khả năng tồn tại cũng như giá trị thực tế của nó. Tât cả họ đêu co đặc trưng và những khả năng khiến chúng không thể thiếu trong các lĩnh vực ứng dụng cụ thể: Thiết kế web, in ấn, chỉnh sửa ảnh và các lĩnh vực khác.

Toàn bộ các định dạng được sử dụng để ghi hình ảnh có thể được chia thành hai loại:

• lưu trữ hình ảnh ở dạng raster (BMP, TIFF, JPEG, PNG, GIF, v.v.);
• lưu trữ hình ảnh ở dạng vector (WMF, CDR, AI, FH9, v.v.);

Bạn nên thích định dạng nào hơn? Các chuyên gia biết rằng tốt hơn hết là nên lưu tác phẩm của họ ở định dạng “gốc” với chương trình họ đang sử dụng. Ví dụ: trong Photoshop - PSD, CorelDRAW - CDR, Flash - FLA. Điều này sẽ cho phép mức độ tối đa nhận ra khả năng của chương trình và bảo đảm chống lại những bất ngờ khó chịu. Tuy nhiên, trong bài giảng này, chúng ta sẽ chủ yếu chú ý đến các định dạng raster, vì chúng ta phải làm việc với nhiếp ảnh ở các định dạng raster. biên tập viên đồ họa.

Định dạng raster

Hình ảnh raster (raster) giống như một lưới (bảng) pixel, trong phiên bản đen trắng đơn giản nhất của nó bao gồm hai loại ô: trắng hoặc đen và có thể được mã hóa tương ứng bằng số 0 hoặc một. Không giống như đen trắng, trong ảnh màu RGB, chẳng hạn, có độ sâu 24 bit, mỗi pixel được mã hóa bằng một số 24 bit, do đó mỗi ô của ma trận bit lưu trữ một số 24 số 0 và số 1.

Bây giờ chúng ta hãy chuyển sang xem xét các định dạng hình ảnh raster phổ biến nhất.

BMP

Định dạng BMP (từ bitmap từ) là định dạng gốc Các cửa sổ. Nó được hỗ trợ bởi tất cả các trình soạn thảo đồ họa chạy này hệ điều hành. Được sử dụng để lưu trữ hình ảnh bitmap để sử dụng trong Windows, ví dụ như làm nền màn hình của bạn. Với định dạng này, bạn có thể đặt độ sâu màu từ 1 đến 24 bit. Cung cấp khả năng áp dụng nén thông tin bằng thuật toán

Máy quét- đây là một thiết bị, bằng cách phân tích bất kỳ đối tượng nào (thường là hình ảnh, văn bản), sẽ tạo ra Bản sao số hình ảnh vật thể. Quá trình lấy bản sao này được gọi là quét.

Năm 1857, tu viện trưởng Florentine Giovanni Caselli đã phát minh ra một thiết bị truyền hình ảnh đi xa, sau này được gọi là máy truyền tín hiệu. Hình ảnh truyền đi được áp vào trống bằng mực dẫn điện và đọc bằng kim. Năm 1902, nhà vật lý người Đức Arthur Korn được cấp bằng sáng chế cho công nghệ quét quang điện, sau này được gọi là telefax. Hình ảnh truyền điđược cố định trên một trống quay trong suốt, một chùm ánh sáng từ đèn chuyển động dọc theo trục của trống đi qua bản gốc và qua lăng kính và thấu kính nằm trên trục của trống đi tới bộ tách sóng quang selen. Công nghệ này vẫn được sử dụng trong máy quét trống. Sau này, với sự phát triển của chất bán dẫn, bộ tách sóng quang được cải tiến và phát minh ra phương pháp máy tính bảng quét nhưng nguyên lý số hóa ảnh hầu như không thay đổi.

Đặc điểm chính của máy quét

Độ phân giải quang học

Đây là đặc điểm chính của máy quét. Máy quét không chụp toàn bộ hình ảnh mà chụp từng dòng một. Một dải các phần tử nhạy sáng di chuyển dọc theo bề mặt thẳng đứng của máy quét hình phẳng và chụp ảnh từng điểm, từng dòng. Máy quét càng có nhiều thành phần cảm quang thì nhiều điểm hơn anh ấy có thể cất cánh khỏi mọi người sọc ngang Hình ảnh. Đây được gọi là độ phân giải quang học. Nó được xác định bởi số lượng phần tử cảm quang (bộ cảm quang) trên mỗi inch ngang của hình ảnh được quét. Nó thường được tính bằng số chấm trên mỗi inch - dpi (dots per inch). Mức độ phân giải bình thường ít nhất là 600 dpi; tăng nó hơn nữa có nghĩa là sử dụng quang học đắt tiền, các bộ phận cảm quang đắt tiền và tăng thời gian quét. Việc xử lý các slide đòi hỏi nhiều hơn độ phân giải cao 1200 dpi.

Độ phân giải X

Tham số này hiển thị số lượng pixel trong dòng cảm quang mà từ đó hình ảnh được hình thành. Độ phân giải là một trong những đặc điểm chính của máy quét. Hầu hết các kiểu máy đều có độ phân giải máy quét quang học 600 hoặc 1200 dpi (số chấm trên mỗi inch). Nó là đủ để có được một bản sao chất lượng cao. Đối với công việc hình ảnh chuyên nghiệp, cần có độ phân giải cao hơn.

Độ phân giải Y

Thông số này được xác định bởi hành trình của động cơ bước và độ chính xác của cơ khí. Độ phân giải cơ học của máy quét cao hơn đáng kể so với độ phân giải quang học của thước đo ảnh. Chính độ phân giải quang học của dòng tế bào quang điện sẽ quyết định chất lượng tổng thể của hình ảnh được quét.

Tốc độ quét

Tốc độ quét phụ thuộc vào độ phân giải quét và kích thước của bản gốc. Thông thường, các nhà sản xuất chỉ ra thông số này cho khổ A4. Tốc độ quét có thể được đo bằng số trang trên phút hoặc thời gian cần thiết để quét một trang. Đôi khi được đo bằng số dòng được quét mỗi giây.

Độ đậm của màu

Theo quy định, các nhà sản xuất chỉ ra hai giá trị cho độ sâu màu - độ sâu bên trong và bên ngoài. Độ sâu bên trong là độ sâu bit ADC ( bộ chuyển đổi analog sang kỹ thuật số) của máy quét, nó cho biết về nguyên tắc máy quét có thể phân biệt được bao nhiêu màu. Độ sâu bên ngoài- đây là số lượng màu mà máy quét có thể truyền tới máy tính. Hầu hết các kiểu máy sử dụng 24 bit để tái tạo màu (8 bit cho mỗi màu). Vì nhiệm vụ tiêu chuẩnĐiều này là khá đủ trong văn phòng và ở nhà. Nhưng nếu bạn định sử dụng máy quét cho công việc đồ họa nghiêm túc, hãy thử tìm một kiểu máy có một số lượng lớn xả thải.

Mật độ quang tối đa

Mật độ quang tối đa của máy quét là mật độ quang của bản gốc, mà máy quét phân biệt với "bóng tối hoàn toàn". Giá trị này càng cao thì độ nhạy của máy quét càng lớn và chất lượng quét hình ảnh tối càng cao.

Loại nguồn sáng

Đèn xenon được đặc trưng bởi thời gian khởi động ngắn, tuổi thọ dài và kích thước nhỏ. Đèn huỳnh quang cathode lạnh có chi phí sản xuất rẻ và tuổi thọ cao. Điốt phát sáng (LED) có kích thước nhỏ, tiêu thụ điện năng thấp và không cần thời gian làm nóng. Nhưng xét về chất lượng hiển thị màu sắc, máy quét LED kém hơn so với máy quét dùng đèn huỳnh quang và xenon.

Loại cảm biến máy quét

Máy quét và MFP thường sử dụng một trong hai loại cảm biến, dựa trên các công nghệ khác nhau:

• CIS- Cảm biến hình ảnh tiếp xúc/cảm biến hình ảnh tiếp xúc;
• CCD- Thiết bị ghép nối sạc / thiết bị có phí ghép(CCD).

CIS là một dòng tế bào quang điện có chiều rộng bằng bề mặt được quét. Trong quá trình quét, nó di chuyển dưới kính và truyền từng dòng thông tin về hình ảnh trên bản gốc dưới dạng tín hiệu điện. Để chiếu sáng, đèn LED thường được sử dụng, được đặt gần thước đo ảnh trên cùng một bệ di động. Máy quét dựa trên CIS có thiết kế đơn giản, thân máy mỏng và trọng lượng thấp, giúp máy quét mỏng hơn và nhẹ hơn so với máy quét có cảm biến CCD. Máy quét CIS thường rẻ hơn máy quét CCD. Nhược điểm chính của CIS là độ sâu trường ảnh nông.

Dựa trên cảm biến quang CCD-đây là một thiết bị tương tự chuyên dụng mạch tích hợp, bao gồm các điốt quang cảm quang, được chế tạo trên cơ sở silicon, sử dụng công nghệ CCD - thiết bị ghép điện tích.

Ma trận CCD bao gồm các polysilicon được tách ra khỏi chất nền silicon, trong đó, khi điện áp được đặt qua các cổng polysilicon, điện thế gần các điện cực sẽ thay đổi. Trước khi tiếp xúc, thông thường bằng cách áp một tổ hợp điện áp nhất định vào các điện cực, tất cả các điện tích hình thành trước đó sẽ được đặt lại và tất cả các phần tử được đưa về trạng thái giống hệt nhau. Tiếp theo, sự kết hợp của các điện áp trên các điện cực tạo ra một giếng điện thế trong đó các electron hình thành trong một pixel nhất định của ma trận do tiếp xúc với ánh sáng trong quá trình tiếp xúc có thể tích tụ. Thông lượng ánh sáng càng mạnh trong quá trình phơi sáng thì càng có nhiều electron tích tụ trong giếng thế năng và theo đó, điện tích cuối cùng của một pixel nhất định càng cao.
Sau khi phơi nhiễm những thay đổi liên tiếp Các điện áp trên các điện cực tạo thành sự phân bố điện thế trong mỗi pixel và bên cạnh nó, dẫn đến dòng điện tích theo một hướng nhất định, đến các phần tử đầu ra của ma trận.

Các loại máy quét

• máy quét hình phẳng là loại máy quét phổ biến nhất vì chúng cung cấp tiện lợi tối đa cho người dùng - chất lượng cao và tốc độ quét chấp nhận được. Nó là một chiếc máy tính bảng có cơ chế quét bên trong dưới lớp kính trong suốt.
• thủ công - chúng không có động cơ, do đó, người dùng phải quét đối tượng theo cách thủ công, ưu điểm duy nhất của nó là chi phí thấp và tính di động, trong khi nó có nhiều nhược điểm - độ phân giải thấp, tốc độ thấp, dải quét hẹp, biến dạng hình ảnh là có thể, vì người dùng sẽ khó di chuyển máy quét tốc độ không đổi.
• kéo tờ (kéo) - một tờ giấy được đưa vào khe và kéo dọc theo các con lăn dẫn hướng bên trong máy quét qua đèn. Nó có kích thước nhỏ hơn so với máy phẳng nhưng chỉ có thể quét tờ riêng biệt, giới hạn việc sử dụng nó chủ yếu ở các văn phòng công ty. Nhiều mẫu mã có thiết bị cho ăn tự động, cho phép bạn quét nhanh một số lượng lớn tài liệu.
• máy quét hành tinh hoặc sách - được sử dụng để quét sách hoặc tài liệu dễ bị hư hỏng. Khi quét không có sự tiếp xúc với đối tượng được quét (như trong máy quét hình phẳng). Máy quét sách - được thiết kế để quét các tài liệu đóng bìa. Quá trình quét được thực hiện ngửa - vì vậy hành động quét của bạn không thể phân biệt được với việc lật trang trong khi đọc thông thường. Điều này ngăn ngừa hư hỏng và cho phép người dùng xem tài liệu trong khi quét.
• máy quét slide - đúng như tên gọi của nó, chúng được sử dụng để quét các slide phim, được sản xuất dưới dạng thiết bị độc lập và ở dạng mô-đun bổ sung cho máy quét thông thường.
• Máy quét mã vạch là dòng máy nhỏ gọn, dùng để quét mã vạch sản phẩm trong cửa hàng.

Nguyên lý hoạt động

Đối tượng cần quét được đặt trên mặt kính của máy tính bảng với bề mặt cần quét hướng xuống dưới. Dưới kính có một chiếc đèn có thể di chuyển được, chuyển động của đèn được điều khiển bởi động cơ bước. Ánh sáng phản xạ từ vật thể, qua hệ thống gương, chạm vào ma trận nhạy cảm, sau đó tới bộ ADC và truyền tới máy tính. Đối với mỗi bước động cơ, một dải đối tượng được quét, sau đó được kết hợp lại phần mềm vào hình ảnh tổng thể.

Hình ảnh luôn được quét trong định dạng thô- và sau đó chuyển đổi thành bình thường định dạng đồ họa sử dụng cài đặt hiện tạiđộ sáng, độ tương phản, v.v. Việc chuyển đổi này được thực hiện trong chính máy quét hoặc trong máy tính - tùy thuộc vào kiểu máy quét cụ thể. Các thông số và chất lượng của dữ liệu RAW bị ảnh hưởng bởi cài đặt phần cứng máy quét như thời gian phơi sáng của cảm biến, mức hiệu chuẩn trắng và đen, v.v.

Việc đảm bảo đủ mật độ quang học (bóng đổ) của các ký tự và hình ảnh trên trang là yếu tố quan trọng V. Đánh giá chủ quan chất lượng in ấn. Sự nhiễu loạn trong quá trình chụp ảnh điện có thể gây ra những biến đổi không mong muốn về độ tối (bóng) của hình ảnh. Những sai lệch này có thể nằm trong hoặc ngoài giới hạn chấp nhận được. Giá trị của các sai lệch cho phép này được xác định theo điều kiện kỹ thuật TRÊN Vật tư tiêu hao cho một thiết bị cụ thể và có thể khác nhau đáng kể đối với các thiết bị khác nhau. Đánh giá khách quan về mật độ lấp đầy đặc trưng cho tính không đồng nhất của quy trình và được định nghĩa là giới hạn và độ lệch chuẩn của hệ số phản chiếu của ký tự được in trên trang.

Thuật ngữ mật độ quang học được sử dụng để mô tả thước đo độ truyền ánh sáng đối với vật thể trong suốt và phản xạ đối với vật thể mờ đục. Được định nghĩa định lượng là logarit thập phân của nghịch đảo của độ truyền qua (phản xạ). Trong điện học, thuật ngữ này được sử dụng để đánh giá chất lượng của các thành phần hình ảnh trong các bản sao thu được trong các điều kiện phát triển nhất định (sử dụng một loại mực nhất định, đánh giá giá trị tương phản của hình ảnh tĩnh điện tiềm ẩn, chất lượng của bản sao khi sử dụng một phương pháp phát triển cụ thể, vân vân.). Trong in ấn, đặc tính này được sử dụng để đánh giá việc xuất bản các bản gốc, hình ảnh trung gian và bản in.

Mật độ quang được ký hiệu là OD (Mật độ quang) hoặc đơn giản là D. Giá trị mật độ quang tối thiểu D=0 tương ứng với màu trắng. Làm sao nhiều ánh sáng hơnđược hấp thụ bởi môi trường thì nó càng tối, tức là màu đen có mật độ quang học cao hơn màu xám.

Độ phản xạ liên quan đến mật độ quang học và mật độ tương phản như sau:

D = log (1/R pr) và D c ​​=R pr /R pt

trong đó D là mật độ quang của ảnh;

R pt - hệ số phản xạ tại điểm đo;

D c - mật độ tương phản;

R pr - hệ số phản xạ của giấy.

Các giá trị mật độ quang của hình ảnh trên các bản sao màu đen trong điện học cho các thiết bị khác nhau (như đã lưu ý ở trên) là khác nhau đáng kể. Thông thường theo thông số kỹ thuật của nhà sản xuất mực cho Máy in laser các giá trị này (mức tối thiểu cho phép ở trạng thái bình thường của thiết bị) nằm trong khoảng từ 1,3D đến 1,45D. Đối với mực chất lượng cao, mật độ quang lấy giá trị trong khoảng từ 1,45D đến 1,5D và không vượt quá 1,6D. Trong thông số kỹ thuật, người ta thường đặt các hạn chế ở giới hạn dưới cho phép với độ lệch chuẩn về mật độ quang là 0,01.

Giá trị mật độ quang được đo thiết bị đặc biệt- máy đo mật độ, nguyên lý hoạt động dựa trên việc đo thông lượng phản xạ từ bản in và chuyển đổi chỉ báo này thành đơn vị mật độ quang.

Trong điện học, mật độ quang của hình ảnh được sử dụng để mô tả đặc tính của máy hiện hình (mực in) nhằm xác định các giá trị cần thiết của mật độ quang của các đường có chiều rộng đã đặt trong các điều kiện phát triển nhất định hoặc để mô tả hình ảnh điện ảnh trên các bản sao trong chế độ hoạt động danh nghĩa của thiết bị

Sự cho phép

Độ phân giải hoặc độ phân giải máy quét- một tham số đặc trưng cho độ chính xác hoặc mức độ chi tiết tối đa trong việc thể hiện bản gốc trong hình thức kỹ thuật số. Độ phân giải được đo bằng pixel trên mỗi inch(pixel trên inch, ppi). Độ phân giải thường được biểu thị bằng số chấm trên mỗi inch (dpi), nhưng đơn vị đo lường này là truyền thống cho các thiết bị đầu ra (máy in). Khi nói về độ phân giải, chúng ta sẽ sử dụng ppi. Có độ phân giải phần cứng (quang) và nội suy của máy quét.

Độ phân giải phần cứng (quang học)

Độ phân giải phần cứng/quang học liên quan trực tiếp đến mật độ của các phần tử cảm quang trong ma trận máy quét. Đây là thông số chính của máy quét (chính xác hơn là hệ thống quang-điện tử của nó). Thông thường độ phân giải ngang và dọc được chỉ định, ví dụ: 300x600 ppi. Bạn nên tập trung vào giá trị nhỏ hơn, tức là độ phân giải ngang. Độ phân giải dọc, thường gấp đôi độ phân giải ngang, cuối cùng thu được bằng phép nội suy (xử lý kết quả quét trực tiếp) và không liên quan trực tiếp đến mật độ của các phần tử nhạy cảm (đây được gọi là độ phân giải bước kép). Để tăng độ phân giải của máy quét, bạn cần giảm kích thước của phần tử cảm quang. Nhưng khi kích thước giảm, độ nhạy của phần tử với ánh sáng sẽ bị mất và kết quả là tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu sẽ giảm đi. Vì vậy, việc tăng độ phân giải là một thách thức kỹ thuật không hề nhỏ.

Độ phân giải nội suy

Độ phân giải nội suy - độ phân giải hình ảnh, thu được từ quá trình xử lý (nội suy) của bản gốc được quét. Kỹ thuật nâng cao độ phân giải nhân tạo này thường không làm tăng chất lượng hình ảnh. Hãy tưởng tượng rằng các pixel được quét thực sự của hình ảnh được di chuyển ra xa nhau và các pixel “được tính toán” được chèn vào các khoảng trống thu được, tương tự như các pixel lân cận của chúng theo một nghĩa nào đó. Kết quả của phép nội suy như vậy phụ thuộc vào thuật toán của nó chứ không phụ thuộc vào máy quét. Tuy nhiên, thao tác này có thể được thực hiện bằng trình chỉnh sửa đồ họa, chẳng hạn như Photoshop, và thậm chí còn tốt hơn phần mềm của chính máy quét. Độ phân giải nội suy, theo quy luật, cao hơn vài lần so với độ phân giải phần cứng, nhưng thực tế điều này không có ý nghĩa gì, mặc dù nó có thể đánh lừa người mua. Thông số quan trọng là độ phân giải phần cứng (quang học).

Bảng dữ liệu kỹ thuật của máy quét đôi khi chỉ đơn giản là cho biết độ phân giải. Trong trường hợp này, chúng tôi muốn nói đến độ phân giải phần cứng (quang). Thông thường cả độ phân giải phần cứng và nội suy đều được chỉ định, ví dụ: 600x 1200 (9600) ppi. Ở đây 600 là độ phân giải phần cứng và 9600 là độ phân giải nội suy.

Khả năng hiển thị dòng

Khả năng phát hiện dòng - số tiền tối đa các đường song song trên mỗi inch, được máy quét tái tạo thành các đường riêng biệt (không dính vào nhau). Tham số này đặc trưng cho sự phù hợp của máy quét khi làm việc với các bản vẽ và hình ảnh khác có chứa nhiều chi tiết nhỏ. Giá trị của nó được đo bằng số dòng trên mỗi inch (Ipi).

Bạn nên chọn độ phân giải máy quét nào?

Câu hỏi này được hỏi thường xuyên nhất khi chọn máy quét, vì độ phân giải là một trong những thông số quan trọng nhất của máy quét, phụ thuộc đáng kể vào khả năng thu được kết quả quét chất lượng cao. Tuy nhiên, điều này không có nghĩa là bạn nên cố gắng đạt được độ phân giải cao nhất có thể, đặc biệt vì nó đắt tiền.

Khi phát triển các yêu cầu về độ phân giải của máy quét, điều quan trọng là phải hiểu cách tiếp cận chung. Máy quét là thiết bị chuyển đổi thông tin quang học về bản gốc thành dạng kỹ thuật số và do đó thực hiện việc lấy mẫu của nó. Ở giai đoạn xem xét này, có vẻ như việc lấy mẫu càng mịn (độ phân giải càng lớn) thì thông tin gốc càng ít bị mất. Tuy nhiên, kết quả quét được dự định sẽ được hiển thị bằng cách sử dụng một số các thiết bị đầu ra, ví dụ như màn hình hoặc máy in. Các thiết bị này có độ phân giải riêng. Cuối cùng, mắt người có khả năng làm mịn hình ảnh. Ngoài ra, bản gốc in được tạo ra bằng cách in hoặc máy in cũng có cấu trúc rời rạc (raster in), mặc dù điều này có thể không nhận thấy được bằng mắt thường. Những bản gốc như vậy có độ phân giải riêng.
Vì vậy, có một bản gốc có độ phân giải riêng, một máy quét có độ phân giải riêng và một kết quả quét, chất lượng của nó phải càng cao càng tốt. Chất lượng của hình ảnh thu được phụ thuộc vào độ phân giải được đặt của máy quét, nhưng ở một giới hạn nhất định. Nếu bạn đặt độ phân giải của máy quét cao hơn độ phân giải gốc của bản gốc thì nói chung, chất lượng của kết quả quét sẽ không được cải thiện. Chúng tôi không có ý nói rằng việc quét ở độ phân giải cao hơn bản gốc là vô ích. Có một số lý do khi điều này cần phải được thực hiện (ví dụ: khi chúng ta phóng to hình ảnh để xuất ra màn hình hoặc máy in hoặc khi chúng ta cần loại bỏ hiện tượng moire). Ở đây chúng tôi chú ý đến thực tế là việc cải thiện chất lượng hình ảnh thu được bằng cách tăng độ phân giải của máy quét không phải là không giới hạn. Bạn có thể tăng độ phân giải quét mà không cải thiện chất lượng của hình ảnh thu được nhưng tăng âm lượng và thời gian quét.

Chúng ta sẽ nói về việc chọn độ phân giải quét nhiều lần trong chương này. Độ phân giải của máy quét là Độ phân giải tối đa, có thể được đặt khi quét. Vậy chúng ta cần bao nhiêu độ phân giải? Câu trả lời phụ thuộc vào hình ảnh bạn muốn quét và thiết bị bạn muốn xuất ra. Dưới đây chúng tôi chỉ cung cấp các giá trị gần đúng.
Nếu bạn định quét hình ảnh để hiển thị tiếp theo trên màn hình điều khiển thì độ phân giải 72-l00ppi thường là đủ. Để xuất ra máy in phun văn phòng hoặc gia đình thông thường - 100-150 ppi, đến máy in phun chất lượng cao - từ 300 ppi.

Khi quét văn bản từ báo, tạp chí và sách để xử lý tiếp theo bằng chương trình nhận dạng quang học ký tự (OCR - Nhận dạng ký tự quang học) thường yêu cầu độ phân giải 200-400 ppi. Để hiển thị trên màn hình hoặc máy in, giá trị này có thể giảm đi nhiều lần.

Đối với những bức ảnh nghiệp dư, thường yêu cầu 100-300 ppi. Dành cho hình minh họa từ album và tập sách in kiểu chữ sang trọng - 300-600ppi.

Nếu bạn định phóng to hình ảnh để hiển thị trên màn hình hoặc máy in mà không làm giảm chất lượng (độ sắc nét), thì độ phân giải quét phải được đặt ở mức dự trữ, tức là tăng nó lên 1,5-2 lần so với các giá trị trên.

Ví dụ: các công ty quảng cáo yêu cầu quét các slide và bản gốc giấy chất lượng cao. Khi quét các slide để in ở định dạng 10x15 cm, bạn sẽ cần độ phân giải 1200 ppi và ở định dạng A4 - 2400 ppi.
Tóm tắt những điều trên, chúng ta có thể nói rằng trong hầu hết các trường hợp, độ phân giải phần cứng máy quét là 300 ppi là đủ. Nếu máy quét có độ phân giải 600 ppi thì điều này rất tốt.

Máy quét là thiết bị cho phép bạn nhập thông tin vào máy tính bằng đồ họa văn bản, bản vẽ, trang trình bày, ảnh, đồ thị, bài báo, bản thảo, v.v. Tất cả các máy quét có thể được chia thành nhiều loại: cầm tay (mở rộng), máy tính để bàn hoặc máy tính bảng, máy quét tài liệu trong suốt. Sự khác biệt chính giữa các thiết bị là giá thành, chất lượng hình ảnh và phương pháp sử dụng.

Máy quét thuộc hệ thống SAD (Source Attenuator Detector - máy dò nguồn suy giảm hoặc công cụ phát hiện thay đổi). Khi ánh sáng trong máy quét phản chiếu hoặc đi qua tài liệu, biên độ của tín hiệu ánh sáng sẽ yếu đi một chút, điều này sẽ được các cảm biến của máy quét phát hiện và đo lường sự khác biệt giữa các giá trị ánh sáng. Ăn các loại khác nhau cảm biến Hầu hết các máy trượt đều sử dụng cảm biến CCD (Thiết bị ghép điện tích) - thiết bị ghép điện tích hoặc thiết bị ghép điện tích (CCD) để chuyển đổi ánh sáng thành các hạt. Mỗi máy quét có một dãy dãy gồm vài nghìn thiết bị CCD được sắp xếp thành một hàng dọc theo công cụ quét. Một số máy quét sử dụng cảm biến bán dẫn oxit kim loại (CMOS) bổ sung, lần đầu tiên xuất hiện trong máy ảnh kỹ thuật số. Thiết bị CMOS khác với cảm biến CCD ở chỗ chúng tồn tại dưới dạng một bộ phận riêng biệt. Thiết bị CCD và CMOS so sánh giá trị trong quá trình quét sạc điện trước và sau khi phản chiếu từ bản gốc được quét. Sự khác biệt được chuyển đổi thành màu sắc và xác định màu của pixel.

Tốc độ quét- một trong những đặc điểm của máy quét.

Thời gian quét bắt đầu bằng cách nhấn nút Quét và kết thúc vào thời điểm hình ảnh có sẵn để chỉnh sửa Adobe Photoshop. Nếu quá trình quét được thực hiện với chế độ tự động hiệu chỉnh được bật, được thực hiện trước mỗi lần quét thì thời gian quét sẽ tăng thêm 6-8 giây.

Nghiên cứu cho thấy rằng Thời gian quét với độ phân giải 1200 và 2400 dpi hóa ra là giống nhau, điều này cho thấy độ phân giải dọc mà nhiều nhà sản xuất Gần đây vì mục đích quảng cáo, họ nói lớn gấp đôi chiều ngang - rất có thể, đó chỉ là độ phân giải nội suy và con số 2400 chỉ cho thấy cơ chế quét được cải thiện.

Máy quét hiện đại có kích thước khá lớn bộ nhớ đệm: khi quét ảnh có kích thước 50 MB trong khi đỗ thước (chuyển động của thiết bị quét trong vị trí ban đầu) máy quét tiếp tục tính toán và truyền hình ảnh.

Dải động- một trong những thông số quan trọng nhất của máy quét. Dải động được tính theo công thức: D = Dmax – Dmin, trong đó D là chênh lệch giữa mật độ quang tối đa và tối thiểu được phân biệt bởi máy quét. Thông thường, mật độ quang tối thiểu Dmin mà máy quét cảm nhận được là 0,07-0,08 D.

Mật độ quang học bằng logarit thập phân âm của hệ số phản xạ (truyền). Nếu mật độ quang là 1, 2, 3, v.v. thì một phần mười, một phần trăm hoặc một phần nghìn ánh sáng tới sẽ bị phản xạ (hoặc truyền đi) tương ứng. Trên các vật liệu trực quan trong suốt (slide) và ảnh chụp, mật độ quang học có thể đạt tới 4,0.

Độ phân giải quang học của máy quét

Đặc điểm chính của máy quét là độ phân giải quang học. Nó được đo bằng ppi - pixel trên inch; tuy nhiên, nó thường được viết là dpi - số chấm trên inch. Thuật ngữ "dấu chấm" có nghĩa là một phần tử không có hình dạng cụ thể và được sử dụng để đo độ phân giải của thiết bị in. Máy quét và raster tập tin đồ họa hoạt động với các pixel luôn có hình vuông.

Độ phân giải quang học cho biết máy quét có thể đếm được bao nhiêu pixel trên một inch vuông. Nó được viết như thế này: 300'300, 300'600, 600'1200, v.v. Con số đầu tiên cho biết số lượng cảm biến đang đọc thông tin và đây là điều bạn nên chú ý. Thông thường các nhà sản xuất và người bán muốn chỉ ra độ phân giải như 4000, 4500 dpi. Giải pháp nội suy này không phải là thuộc tính của máy quét mà là thuộc tính của chương trình hỗ trợ nó. Chất lượng hình ảnh thu được theo cách này không chỉ phụ thuộc vào máy quét mà còn phụ thuộc vào chất lượng của các chức năng nội suy được thực hiện trong chương trình.

Tất nhiên, việc quét phạm vi mật độ quang tối đa là không cần thiết chút nào và đôi khi không mong muốn - đối với quét thông thường, không phải quét thử nghiệm.

Một đơn vị đo độ phân giải quang học khác là spi (mẫu trên mỗi inch) - số lượng mẫu được máy quét lấy trong một inch. Trong trường hợp này, độ phân giải cho biết máy quét nhìn vào hình ảnh bao nhiêu lần khi quét. Nếu dãy dòng của máy quét hình phẳng có 600 cảm biến nhỏ liên tiếp trên mỗi inch thì độ phân giải quang học của máy quét là 600 spi.

Độ phân giải quang học tính bằng dpi thường được các nhà sản xuất máy quét biểu thị, mặc dù sẽ hợp lý hơn nếu biểu thị nó bằng spi.

Xin chào các độc giả thân mến của blog về. Hôm nay chúng ta sẽ nói về điều này tham số quan trọng quét thích sự cho phép. Độ phân giải xác định số lượng chi tiết được ghi lại. Nó được đo bằng số chấm trên mỗi inch (dpi). Giá trị dpi càng cao thì độ phân giải càng cao.

Chất lượng hình ảnh được cải thiện khi tăng độ phân giải, nhưng chỉ đến một mức nhất định, sau đó việc tăng thêm độ phân giải chỉ dẫn đến việc tệp trở nên quá lớn. size lớnđể nó có thể được kiểm soát. Ngoài ra, hình ảnh có độ phân giải cao hơn sẽ mất nhiều thời gian hơn để in. Trong hầu hết các trường hợp, 300 dpi là độ phân giải quá đủ để quét.

Nói về độ phân giải máy quét, chúng ta không nên quên sự khác biệt giữa độ phân giải quang học và phép nội suy. Độ phân giải quang học là “bản chất” của máy quét và phụ thuộc vào hệ thống quang học được sử dụng trong thiết kế của thiết bị. Độ phân giải nội suy là độ phân giải tăng thêm chương trình đặc biệt. Và mặc dù phép nội suy có thể hữu ích trong một số trường hợp (ví dụ: khi quét bản vẽ đồ họa hoặc khi bạn cần phóng to hình ảnh kích thước nhỏ), chất lượng và độ rõ nét của hình ảnh thu được theo cách này sẽ thấp hơn so với khi chỉ sử dụng độ phân giải quang học.

Làm cách nào để chọn cài đặt độ phân giải tối ưu?

Quét ở độ phân giải cao đòi hỏi nhiều thời gian, bộ nhớ và không gian đĩa. Khi cài đặt cài đặt độ phân giải, hãy tính đến loại hình ảnh và phương pháp in bạn định sử dụng sau này hoặc thiết bị đầu ra.

Cách dễ nhất để xác định độ phân giải cần thiết là tìm ra số dòng trên mỗi inch (giá trị lpi) của thiết bị đầu ra hình ảnh và để chính xác hơn, hãy nhân số này với hai.

Ví dụ: Để “khớp” hình ảnh được quét vào máy in tạp chí tiêu chuẩn có giá trị lpi là 133, chỉ cần nhân 133 với 2. Kết quả sẽ là độ phân giải tối ưu là 266 dpi. Tuy nhiên, nếu bạn dự định phóng to hình ảnh sau khi quét, hãy nhớ rằng điều này sẽ làm giảm độ phân giải, vì vậy hãy cẩn thận khi chia tỷ lệ.

Số lpi thay đổi tùy thuộc vào chất lượng in. Một tờ báo cần khoảng 85 lpi, một tạp chí cần 133-150 lpi, và một cuốn sách màu có thể cần 200 đến 300 lpi.

Nếu bạn đang hiển thị hình ảnh trên màn hình (ví dụ: để xuất bản trên Internet), thì không cần độ phân giải lớn hơn 72 dpi, vì màn hình không có khả năng hiển thị lớn hơn 72 dpi. Hình ảnh độ phân giải cao hơn sẽ không trở nên tốt hơn hoặc rõ ràng hơn; nó sẽ chỉ làm tăng kích thước tệp, khiến việc xử lý trở nên khó khăn hơn.

Hãy nhớ rằng độ phân giải càng cao thì kích thước tệp càng lớn. Ví dụ, ảnh màuđịnh dạng 8,5 x 11 inch với độ phân giải 72 dpi sẽ nặng khoảng 1,6 megabyte. Tăng độ phân giải lên 150 dpi sẽ tăng kích thước tệp lên 6,3 megabyte (khoảng bốn lần)! Và ở độ phân giải 300 dpi, cùng một tệp sẽ nặng 26,2 megabyte.

Vì vậy, bạn phải luôn cố gắng chọn độ phân giải thấp nhất có thể để duy trì chất lượng hình ảnh, đồng thời không để kích thước quá lớn gây khó chịu cho người dùng. sử dụng thuận tiện tài liệu.

Khi nào bạn cần độ phân giải cao?

Độ phân giải cao rất quan trọng khi bạn chuyển hình ảnh qua hệ thống quản lý màu công nghệ cao, hệ thống này giữ lại tất cả dữ liệu thu được trong quá trình quét khi in. Trong trường hợp này, độ phân giải cao sẽ giúp hình ảnh cuối cùng rõ ràng và sắc nét hơn.

Khi nào nên sử dụng hình ảnh nội suy?

Chức năng nội suy rất hữu ích cho việc quét đồ họa và bản vẽ bút chì, cũng như để phóng to hình ảnh nhỏ. Cũng bao gồm trong danh mục này là bất kỳ đồ họa đen trắng hoặc một màu, bản phác thảo bằng mực hoặc bút chì, bản phác thảo hoặc bản thiết kế cơ khí.

Đối với đồ họa:đặt độ phân giải bằng độ phân giải của thiết bị in. Ví dụ: nếu bạn định in hình ảnh trên thiết bị ở tốc độ 1200 dpi, hãy đặt máy quét của bạn thành 1200 dpi để có kết quả tối ưu. Điều này sẽ đảm bảo các đường nét mượt mà hơn và loại bỏ sự không đồng đều và mờ.

Để phóng to bản gốc nhỏ: Giả sử bạn đang quét ảnh 1 hoặc 2 inch ở 300 dpi và độ phân giải quang học tối đa của máy quét cũng là 300 dpi. Để phóng to hình ảnh có kích thước gấp đôi kích thước ban đầu mà không làm mất chi tiết, hãy nội suy hình ảnh lên 600 dpi. Bằng cách này, hình ảnh sẽ vẫn sắc nét và rõ ràng, đồng thời kích thước của nó sẽ tăng gấp đôi.