Cesta do hlubin skeneru – Obrázky na pochodu

Hardware | 01.11.00

Máte rádi obrázky? A ty barevné určitě ještě více. Máte počítač? Protože nejstesami, komu scházela možnost převedení fotek, obrázků a kreseb do digitální podoby, vznikly dnes t...





Máte rádi obrázky? A ty barevné určitě ještě více. Máte počítač? Protože nejste
sami, komu scházela možnost převedení fotek, obrázků a kreseb do digitální
podoby, vznikly dnes tak oblíbené domácí skenery. Jako u všech složitějších
zařízení, i zde došlo k postupnému, vůbec ne náhodnému vývoji. Na současný stav
se podíváme jak z hlediska technologického, tak i cenového.


Vývoj trhu

Zhruba před třemi lety byste za kulantní dva tisíce sehnali maximálně skener
ruční, snímající mizerně a v 256 barvách. Jenom trochu slušněji fungující
stolní skenery pod osm tisíc nešly a jejich vlastnictví bylo tedy výsadou těch
majetnějších domácností a kanceláří. Možná jste se i vy někdy obrátili na
známého, "zda by vám tenhle obrázek nenaskenoval". Protože se takové žádosti
množily a majetnější Západoevropané a Američané místo domlouvání s přáteli
skenery masivně nakupovali, roztočila se spirála zvyšující se nabídky a
klesajících cen.

Prodejní ceny stolních skenerů jsou již nějakou dobu na svém minimu (jejich
výraznější pokles se nepředpokládá), což konkrétně znamená cca dvaapůl tisíce
za nejlevnější typy a necelých pět za modely s parametry výbornými. Drtivá
většina z nich má rozlišení 600 x 1 200 dpi, některé i více, a barvy vám
zpracují v 30či 36bitové hloubce (pro méně znalé obé je více než dostačující).

Samozřejmostí se již staly modely s jednoduchým připojením přes USB, své místo
si nalezly CIS snímače, setkáváme se s různě početnými funkčními tlačítky a
průhlednými kryty.


Technologie

Pro uživatele nejsou vnitřní technologie až tak důležité, ale protože se
některé bezprostředně týkají výsledné kvality a výrobci se jimi často
neopodstatněně ohánějí, podíváme se na ně podrobněji.

Pro jednoduchost této stati budeme hovořit o skeneru stolním, nicméně podobně
pracují i skenery ruční, protahovací a rotační.


Jak to vlastně funguje

Když zahájíte skenování (snímání) předlohy, přesune mechanismus skenovací hlavu
na první řádek a přečte jej. Poté, co je celý řádek sejmut, přesune krokový
motorek hlavu na další řádek a proces se opakuje. Během skenování proto můžete
pozorovat přesun světla uvnitř skeneru. Toto světlo je buďto fluorescentní
lampa, umístěná na horní části skenovací hlavy (u CCD skenerů), nebo řada LED
diod (u skenerů CIS).

Snímací prvek poté analyzuje od předlohy odražené světlo. Všechny informace
obsažené v tomto světle jsou pomocí A/D převodníku zdigitalizovány a převedeny
na řadu čísel od 0 do 255. Tento převod probíhá pro jednotlivé složkové barvy
(R, G, B červená, zelená, modrá) zvlášť. Tyto informace jsou poté posílány k
dalšímu zpracování.

Elektronika skeneru musí data ze snímače plynule přijímat a udržovat přehled o
tom, který řádek se právě snímá. Podle typu skeneru potom již zformátovaná data
posílá do počítače nebo dále upravuje provádí korekční výpočty, interpolaci a
kompresi. Levnější skenery provádějí minimum zpracování a data jsou upravována
až ovladačem TWAIN v počítači to je jeden z faktorů zpomalujících jejich
činnost. Výkonnější skenery naopak obrazová data zpracují kompletně a po
datovém kabelu posílají již hotové, komprimované obrázky.


Rozlišení

Rozlišení je zřejmě nejvíce sledovaný, ale zároveň nejvíce přeceňovaný
parametr. Hodnota rozlišení udává počet bodů, jež je skener schopen rozpoznat
na jednom palci (míněn není ten váš, ale jednotka délky, tj. 2,54 cm, odtud dpi
= dot per inch = bodů na palec), což potažmo určuje, jak přesné a ostré snímané
obrázky budou. Dále se setkáme s termíny hardwarové a softwarové rozlišení
věnujte pozornost čistě tomu hardwarovému, neboť softwarové (dodatečně
softwarově interpolované, viz dále) neurčuje kvalitu skeneru, ale spíše drzost
výrobce.

Skenery s rozlišením 300 dpi jsou dostačující pro publikování na Internetu a
tisk bez významnějšího zvětšování obrázků, stále rozšířenější skenery se 600
dpi již uspokojí většinu rozumných požadavků.

Rozlišení skenerů bývá různé ve vertikálním a horizontálním směru nižší hodnota
je vždy rozlišení horizontální (na šířku), resp. rozlišení snímacího prvku,
vyšší hodnoty dosahuje posuvný mechanismus v kombinaci s hardwarovou
interpolací.


Barevná hloubka

Druhým nejvýraznějším a opět přeceňovaným parametrem je barevná hloubka, neboli
počet bitů vyčleněných pro uložení barevné informace o jednom každém bodu 24,
30 36 až podezřelých 48. Čistě matematicky vzato, čím více informací o barvě,
tím přesnější barva bude. Konkrétně by to znamenalo, že při 24bitových barvách
dostaneme 16,7 milionu barev, při 30bitových 1 miliardu a při 36bitových pak
závratných 68 miliard.

Fakticky je to však trochu jinak. Ani skener pracující se 36bitovými barvami
nevyužívá všechny bity pro uložení barevné informace (ve skutečnosti ji totiž
ani nemá), ale ukládají se zde korekční hodnoty, jež pomáhají výsledně
přepočítat a zajistit přesnější barvy. Dalším faktem je to, že běžné grafické
karty a monitory zobrazují maximálně 16,7 milionu barev, a tiskárnám se o
takovém počtu odstínů nezdá ani v těch nejdivočejších snech. Proto i většina
grafických programů pracuje maximálně s 24-, výjimečně 30bitovými barvami.


Interpolace

Velice oblíbenou a hojně využívanou metodou vylepšování obrázků je interpolace.
Díky propracovaným algoritmům lze poměrně úspěšně zvýšit počet bodů a tím i
rozměry obrázku. Nicméně je třeba mít na paměti, že tímto postupem se žádné
další detaily na snímku neobjeví, a pokud se interpolace přežene, je výsledkem
pouze rozmáznutý obrázek.

Někteří výrobci ne zrovna poctivě zdůrazňují interpolované rozlišení, to ale o
možnostech skeneru vůbec nic nevypovídá. Přísně vzato, interpolaci můžete
provést téměř každým lepším (i sharewarovým) grafickým programem s podobným
výsledkem, jako to udělá ovladač skeneru. Takže se nenechte ošálit a plaťte
pouze za rozlišení hardwarové.


Barevné režimy

Vlastní snímání může probíhat v různém rozlišení s různým počtem barev.
Základní barevné režimy jsou: čárová grafika (Line Art), polotóny (Halftone),
odstíny šedi (Grayscale) a barevný (Color). Veškeré sejmuté obrázky musíte
uložit jako bitmapový grafický soubor v příslušném barevném režimu. Barevné
podání se skener od skeneru lehce liší, až dražší modely jsou kalibrované
přesněji.

Podívejme se na praktickou ukázku pěti verzí stejného snímku a ještě dvakrát
zvětšený detail v různých rozlišeních (obrázky nahoře).

Formát čárové grafiky (Line Art) zabere při ukládání nejméně místa. Poněvadž se
zaznamenává pouze bílá a černá, stačí pro každý bod pouze jeden bit paměti.
Tento formát se hodí při snímání textu nebo čárové grafiky (výkresů), naopak
téměř nepoužitelný je pro fotografie.

Technika polotónování (Halftone) vznikala při zpracovávání šedí na tiskárnách
tisknoucích pouze černě. Půltónové obrázky se tedy skládají z černých bodů v
jemném rastru, který se lidským očím jeví jako různě světlá šeď. Tuto techniku
určitě znáte z novinového tisku.

Obrázek ve stupních šedi (Grayscale) je ekvivalentní černobílé fotografii.
Počítač zobrazuje patřičný odstín šedivé podle přiřazené hodnoty od 0 do 255,
dá se tedy říci, že je to černobílý 8bitový režim.

Barevné (Color) obrázky jsou nejzajímavější, nejhezčí, a proto i nejvíce
používané. Televize i počítačové monitory používají pro vykreslení barev
zachytitelných lidským okem kombinace červené, zelené a modré (RGB) barvy. Když
se podíváte na monitor skrz silnou lupu, zjistíte, že zdánlivě bílý podklad
okna je tvořen tisíci barevných bodů. Protože jsou to body malinké, slévají se
našemu zraku a tvoří jednolitou barvu, třeba zrovna bílou. Jak se světlo
odražené od předlohy ve skeneru rozkládalo na tyto barevné složky, tak se zase
na monitoru skládá zpět.

Elektronika grafické karty/monitoru může nastavovat intenzitu každého barevného
bodu v 256 úrovních. Při úrovni 0 je bod zhasnutý a jeví se černý, při úrovni
255 uvidíte jasný modrý (příp. červený či zelený) bod. Vzhledem k možným
kombinacím intenzity tří bodů zobrazí monitor maximálně 16,77 milionu různých
barevných odstínů.


Připojení

Co se týká připojení, nejjednodušší by mělo být USB, a pokud máte novější
počítač a Windows 98, pak také bude. Nicméně paralelní port je též osvědčené
řešení, a kromě možných komplikací při současném připojení tiskárny vás asi
nepříjemně nepřekvapí. Výkonnější skenery se připojují zpravidla přes SCSI.


Praxe

Přesné nastavení a optimální postupy si budete muset vyzkoušet sami podle svého
vybavení a potřeb. Nicméně mějte na paměti, že méně je někdy více. Pokud si
předem dobře promyslíte výsledné použití obrázku a podle něj zvolíte velikost
skenu, ušetříte místo na disku, zrychlíte snímání a zkrátíte dodatečné úpravy.

Pokud neplánujete zvětšování obrázku, bude pro prohlížení na monitoru bohatě
stačit 75 dpi. Pro tisk na barevné inkoustové tiskárně s rozlišením 600 dpi
vystačíte s obrázkem ve 200 dpi, lepší tiskárny nebo ofsetový tisk využijí až
oněch magických 300 dpi. Rozlišení vyšší než 300 dpi používáme výhradně u
obrázků, jež plánujeme posléze zvětšovat nebo ořezávat.

Následující tabulka ukazuje velikosti výsledných souborů při různých způsobech
skenování stejného obrázku o rozměrech 10 x 10 cm. Jedná se o velikost
obrazových dat, skutečná velikost souboru se může lišit podle formátu a
komprese.


Něco navíc

Skenery jsou si více či méně podobné vzhledově, uvnitř jsou téměř stejné to, co
je výrazněji odlišuje, je software. Každý výrobce ke skeneru nějaké programy
dodává, ale jen u některých najdete skutečně komfortní a stabilní ovládací
program. Bez ovladačů pro váš operační systém si ani neškrtnete, a s anglickým
OCR také mnoho práce nenaděláte. Obecně platí, že software dodaný s hardwarem
(tzv. OEM) vás vyjde řádově levněji než kupovaný zvlášť.

Pokud uvažujete o využití skeneru pro zasílání faxů či kopírování, požadujte
patřičnou aplikaci od stejného dodavatele jinak se pomoci v případě komplikací
nedovoláte.


Koupíte?

Jestliže vás láká možnost snímat téměř libovolnou předlohu do počítače, klidně
si skener kupte, levněji už ho asi nedostanete. Nabídka je široká, nápadů máte
jistě dost a vy i vaši blízcí se určitě pobavíte. Malé doporučení pro milovníky
cenově nejvýhodnějších (ale také většinou nejméně kvalitních) modelů na závěr
sledujte slevové akce v supermarketech, skenery se tam objevují za nevídané
ceny.




CCD versus CIS

Asi před třemi roky se vyrojily skenery se snímacím mechanismem označovaným
"CIS". Tyto skenery zaujaly zákazníky svou cenou, ale vzápětí znechutily
nekvalitou snímání. Ačkoliv se od té doby mnohé změnilo (ve prospěch CIS),
zůstává CCD i nadále symbolem vyšší kvality, ale i vyšší ceny skenování.

CCD (Charge Couple Device) je snímací čip, jaký se používá například též ve
videokamerách a digitálních foťácích. Skládá se z tisíců na světlo citlivých
buněk (pixelů), založených na principu fototranzistorů. CCD prvek je menší než
šířka snímané stránky, a proto se od předlohy odražené světlo na něj musí
směrovat pomocí optiky.

CIS (Contact Image Sensor) je snímací zařízení pracující odlišným způsobem a do
stolních skenerů bylo nasazeno v zájmu snížení jejich ceny. Snímací prvek CIS v
sobě zahrnuje jak světelný zdroj (zpravidla LED diody), tak snímací body. Jeho
šířka odpovídá šířce snímané stránky, a není proto třeba žádná další optika (to
umožňuje i celkové zmenšení skeneru).




Každému podle jeho potřeb

Lidé jsou různí a taktéž se liší potřeby skenerumilovných kupujících. Shrňme si
základní charakteristiky.

Domácnost. Průměrný domácí uživatel si ke svému skeneru sedne kolem sedmé
hodiny večer nebo ve dvě hodiny v sobotu odpoledne. Jeho hlavní činností je
skenování fotek vlastní i cizí výroby a jejich následná úprava, případně
zničení. Výsledky své práce posílá kamarádům e-mailem, pálí na cédéčko nebo si
je vytiskne (zpravidla v práci) na barevné inkoustovce. Z uvedeného vyplývá, že
průměrnému domácímu uživateli je celkem jedno, jaké parametry skener skrývá,
ale zcela zásadním způsobem jeho sympatie ovlivňuje prodejní cena zařízení. A
on má ten průměrný domácí uživatel vlastně pravdu pokud příslušný skener
nějakým zásadním způsoben nezkresluje barvy a nepřipojuje se rozhraním, které
nevlastní, jsou ostatní parametry určitě dostačující. Na sejmutí si ty dvě
minuty počká, a ten grafický software si někde sežene (v lepším případě
sharewarový z PC WORLD CD).

Kancelář. Průměrný kancelářský uživatel je mnohem více nespokojený než uživatel
domácí. Každá minuta, již stráví čekáním na výsledek činnosti skeneru, se hodí
při ospravedlňování nedodržení harmonogramu a ranního pozdního příchodu na
pracoviště. Musí se tedy sledovat rychlost zpracování i následného přenosu do
počítače (proto jsou zde poptávanější skenery s rychlým snímáním a USB či SCSI
rozhraním). Správce sítě, veden pudem sebezáchovy, zase propaguje nákup skeneru
s kompletním softwarovým vybavením a snadnou obsluhou. Konečné slovo má
pochopitelně šéf, a toho zase zaujme vtipně oblé víko s průsvitným logem a pěti
tlačítky pro rychlé ovládání.

Grafické studio. V grafických studiích jsou, jak známo, kovaní profíci. Není
tedy třeba jim cokoliv radit. Ono by se jich to i nejspíše dotklo, takže
následující text je jen pro informaci laické veřejnosti. Podle množství zakázek
a trpělivosti obsluhy musí studio při koupi skeneru uvažovat o jeho rychlosti;
na základě volného prostoru a nosnosti podlahy pak o jeho rozměrech.
Samozřejmostí jsou barevná věrnost, přesnost a zkalibrovatelost tohoto monstra,
a také připojení a software pro milovaný Macintosh.

OCR a archiv. Zcela specifickou oblastí nasazení jsou pracoviště pro převod
tištěných materiálů do digitální podoby. S tímto pokrokovým systémem zpracování
se budeme setkávat stále častěji a probíhá v zásadě dvěma způsoby. První
variantou je převod obsahu, to znamená rozpoznání textu a sejmutí grafiky,
druhou variantou je digitální archivace, kdy se zachová v podstatě kompletní
kopie původního dokumentu, včetně případných razítek, podpisů a oslích rohů. V
obou případech je potřeba snímat mnoho stránek za minutu, ale zato zpravidla
jen černobíle, v nějakých 600 dpi. Za tímto účelem jsou vyráběny speciální
rychlo-skenery.




Bitmapa versus vektor

Všechny grafické soubory lze rozdělit na dva typy vektorové a bitmapové. Liší
se jak způsobem zpracování, tak uložení, velikostí a možnostmi úpravy.

Obecně se dá říci, že vektorové obrázky obsahují přesně definované grafické
prvky jako jsou text, křivky a různé tvary (mnohoúhelníky, elipsy) s přesně
definovanými barvami (či barevnými přechody nebo výplněmi).

Vektorové obrázky jsou vhodné především pro ilustrace a nákresy, kde je potřeba
zachovat přesné rozměry. Díky jejich matematické definici je lze velmi
jednoduše zvětšovat a zmenšovat beze ztráty kvality či detailů, taktéž tento
popis objektů zabere výsledně daleko méně místa než bitmapa. Přesto mají
vektorové obrázky i své stinné stránky nelze je použít pro zobrazování a
ukládání fotografických obrázků plnobarevné snímky reálného světa se zpravidla
neskládají z matematicky jednoduše definovatelných objektů.

Druhým typem, daleko rozšířenějším, jsou obrázky bitmapové. Zde je obrázek
založen na mřížce bodů, přičemž rozměry této sítě jsou dány velikostí a
rozlišením obrázku. Obecně lze říci, že bitmapové obrázky zabírají v počítači
více místa (při zpracování v paměti a při uložení na pevném disku), což je dáno
tím, že bitmapový soubor obsahuje popis jednoho každého bodu obrázku, resp.
jeho barvy.

Skenery produkují obrázky bitmapové, ale u písma a někdy i firemních značek a
symbolů se je snažíme převádět, tzv. vektorizovat, resp. "OCééRkovat". K tomu
poslouží u lepších skenerů přibalený OCR program nebo samostatná vyspělejší
grafická aplikace.




Formáty pro internet

Všechny grafické soubory lze rozdělit na dva druhy vektorové a bitmapové. Liší
se jak způsobem zpracování, tak i uložením, velikostí a možnostmi úpravy.Pokud
snímáme obrázky za účelem publikace na Internetu, budeme je muset ve výsledku
uložit do jednoho z následujících formátů víte, jaké má ten který výhody?

GIF je v internetové grafice nejčastěji používaný formát. Jeho omezením je
maximální počet 256 barev, což výrazně snižuje barevnou hloubku. Kdykoliv
převádíte obrázek do tohoto formátu, dojde ke zmenšení počtu barev na 256
(podle nastavení na 256 optimálních nebo standardních odstínů). Tento formát je
vhodný pro obrázky obsahující jen několik převažujících barev (například
ikony), ale již méně se hodí pro fotografické snímky.

JPG je dalším z oblíbených internetových grafických formátů, dnes asi
nejvhodnějším pro ukládání fotografických snímků protože nesnižuje počet barev
a dosahuje výrazné komprese (zmenšení) výsledného souboru. Nevýhodou může být
to, že obrázek uložený do JPG s kompresí se později hůře upravuje.

Pro úplnost dodávám, že publikací na Internetu rozumíme umístění obrázku na
webové stránky, při posílání e-mailem můžete používat jakýkoliv pro příjemce
čitelný formát.












Komentáře

K tomuto článku není připojena žádná diskuze, nebo byla zakázána.