Kartka skanuje kartkę

Skanery CIS-owe, kilka lat temu okrzyknięte technologiczną rewelacją, a potem największym rozczarowaniem, wracają do gry. Oprócz taniej masówki do skanowania tekstów pojawiają się nowe modele, przygotowane do skanowania fotografii.

Skanery CIS-owe, kilka lat temu okrzyknięte technologiczną rewelacją, a potem największym rozczarowaniem, wracają do gry. Oprócz taniej masówki do skanowania tekstów pojawiają się nowe modele, przygotowane do skanowania fotografii.

Wiele zalet wprowadzanej pod koniec ubiegłego wieku technologii CIS potwierdziło się. W tego typu urządzeniach źródłem światła są umieszczone tuż pod szybą skanera diody luminescencyjne w trzech podstawowych kolorach: czerwonym, niebieskim i zielonym. Obok nich znajdują się komórki światłoczułe, w które trafiają promienie odbite od skanowanego oryginału.

Obietnice i praktyka

Ocena końcowa

Ocena końcowa

Proste miało być piękne. Skanowanie przebiega w skali 1:1, więc nie są potrzebne lustra i soczewki, które stosuje się w konkurencyjnej technologii CCD. Odpadł więc problem zniekształceń optycznych i przebarwień koloru, które powodowała często nie najwyższej jakości optyka, montowana w urządzeniach CCD. Wyeliminowano delikatne elementy narażone na uszkodzenie, zwiększono trwałość, zmniejszono koszty produkcji i oraz wysokość skanerów, które teraz mogą być zupełnie płaskie, grubości np. notebooka. Nie ma lampy, którą trzeba rozgrzewać, na ogół diody LED są natychmiast gotowe do pracy. Poza tym skanerom CIS wystarczy niewielka moc, więc mogą być zasilane nawet z baterii notebooka, wprost ze złącza USB, tym samym przewodem, którym transmituje się dane. Koniec z plątaniną kabli i zasilaczem, skaner stał się urządzeniem mobilnym.

Stopień rozróżniania szczegółów w odległości 0,5 mm od szyby skanera spada o połowe.

Stopień rozróżniania szczegółów w odległości 0,5 mm od szyby skanera spada o połowe.

I wreszcie najbardziej obiecująca cecha nowej technologii, wynikająca ze swego rodzaju odwrócenia ról. Zamiast jednego źródła światła białego i trzech komórek światłoczułych przykrytych kolorowymi filtrami zastosowano trzy źródła światła w podstawowych barwach i jeden czujnik. Ta pozornie niewielka różnica miała zasadniczo poprawić sprawność energetyczną układu, gdyż teraz odbite światło nie było już częściowo rozpraszane przez filtry przykrywające komórki CCD, ale w całości wpadało do elementu światłoczułego. W pomiarach światła każdy dodatkowy promień jest na wagę złota, więc liczono na poprawę precyzji pomiaru lub przyspieszenie odczytu. Mowa o tej dokładności, która decyduje o przydatności urządzenia bądź do skanowania fotografii bogatych w subtelne odcienie, bądź najwyżej do rejestracji kilku sztucznie wytworzonych kolorów na wykresie.

"Grzebień" na histogramie zdjęcia to świadectwo sztucznego "podbicia" dynamiki.

"Grzebień" na histogramie zdjęcia to świadectwo sztucznego "podbicia" dynamiki.

Ta nadzieja nie została spełniona. Okazało się, że sprawność nowych sensorów jest za mała, aby dokładnie odwzorować mniej więcej stukrotną zmianę natężenia światła, jaka się zdarza na papierowych fotografiach. Co prawda, dokładność kolejnego stopnia konwersji analogowo-cyfrowej liczona w bitach systematycznie rosła, ale w układzie karmionym na wejściu sygnałem z dużymi szumami tylko część bitów przenosiła użyteczne informacje. Chociaż w reklamach pisano o szesnastu, to nawet osiem bitów wartościowych danych, koniecznych do wiernego oddania tonów papierowego zdjęcia, niełatwo było uzyskać.

Okazało się ponadto, że skanery CIS nie radzą sobie także z dokumentami niezupełnie płaskimi. Z powodu braku lub zbyt prostej optyki trzeba utrzymywać stałą odległość powierzchni oryginału od sensorów. Nie wchodzi więc w rachubę możliwość skanowania takich obiektów, jak monety czy biżuteria, lub wizerunków umieszczonych na papierze czerpanym. Niczego, co nawet odrobinę odstaje od powierzchni szyby. W układach CIS wystarcza pół milimetra odległości obiektu od szyby, aby zdolność rozpoznawania szczegółów spadła o połowę.

Z powodu tych niedostatków skanery CIS spadły na wiele lat do drugiej ligi. Technologia była chętnie stosowana w faksach, ale dużo rzadziej tam, gdzie wymagano wyższej jakości. Testy skanerów CIS prawie zginęły z łamów czasopism komputerowych, a jeśli się pojawiały, to nawet w tych klasyfikacjach, gdzie najważniejszym czynnikiem była cena, lokowały się za modelami CCD. Słabe wyniki oznaczają brak pieniędzy na rozwój i odwrotnie.

Skanowanie do druku

Zwiększanie rozdzielczości i głębi kolorów bardzo wydłuża czas skanowania i zwiększa ilość przesyłanych danych. Łatwo tu o przesadę, która kończy się w pierwszej kolejności zapełnieniem RAM-u, a w następnej twardego dysku. Zafascynowani tysiącami punktów na cal w specyfikacjach drukarek, nie chcąc utracić najdrobniejszego szczegółu z ulubionych fotografii, możemy zacząć skanować z tą samą, ogromną rozdzielczością. Niepotrzebnie. Praca przeciągnie się ponad miarę, a i tak wydruk nie będzie lepszy niż z szybciej zakończonych skanów w dużo mniejszych rozdzielczościach. Gdzie tkwi tajemnica?

Rozdzielczości używane do skanowania, a potem drukowania tych samych wizerunków nie muszą być równe. Wszystkie drukarki poza termosublimacyjnymi, zarówno kolorowe, jak i monochromatyczne, zużywają po kilka swoich pikseli na oddanie barwy lub odcienia tylko jednego punktu obrazu. Drukarki mają do dyspozycji jedynie trzy, cztery albo sześć kolorów i tylko kropki z tej palety mogą być postawione na papierze. Niemożliwe jest wydrukowanie każdego z 16 milionów kolorów w jednym punkcie tak, jak je widać na ekranie monitora. Aby oddać różne barwy, cienie czy intensywności, używa się więc ditheringu. Technika ta polega na zastępowaniu jednego piksela obrazu mozaiką złożoną z wielu punktów ze skromnej palety drukarki tak, aby z większej odległości sprawiały wrażenie jednolitej plamy pożądanego koloru.

Przypuśćmy, że chcemy wydrukować jedną różową kropkę. Musimy zmieszać trochę czerwonego i białego, ale białego atramentu nie mamy, więc musimy skorzystać z bieli papieru. Czerwonego atramentu też nie ma, więc z dostępnej drukarce palety CMYK (cyjan, magenta, żółty i czarny) musimy wziąć trochę magenty i żółtego, niekoniecznie w równych proporcjach, aby uzyskać pożądany odcień czerwieni. Aby uzyskać jaśniejszy kolor, niektóre miejsca zostawimy niezadrukowane, aby je przyciemnić - dodamy czarnego. Stawiając obok siebie, według specjalnego algorytmu, punkty z barw podstawowych, uzyskuje się mozaikę wyglądającą z pewnej odległości jak różowa kropka, tyle że zbudowaną z wielu kropelek położonych obok siebie.

Nawet jeśli urządzenie może drukować punkty bardzo gęsto, z dużą rozdzielczością, to praktycznie jest ona ograniczona przez rozmiary mozaiki. To zrozumiałe, bo sąsiednie mozaiki nie mogą być tak gęsto rozmieszczone, jak punkty, z których się składają. Piksel na ekranie czy w skanerze może być w jednej z 16 milionów barw, zatem pod względem potencjalnej liczby kolorów jego odpowiednikiem w wypadku drukarek jest raczej pojedyncza mozaika niż poszczególny punkt.

Spadek efektywnej rozdzielczości zależy od stopnia komplikacji kolorów. Nie nastąpi, jeśli skan będzie miał tyle samo barw, co paleta drukarki. Przykładem jest jednobitowy tryb line-art. Wtedy skanujemy w tej samej rozdzielczości, w jakiej zamierzamy wydrukować (zwykle 600 dpi). W wypadku kolorów nie jest tak prosto, ale nie warto przeprowadzać dokładnej analizy każdego przypadku. Raczej skorzystamy ze statystyki, z której wynika zalecenie skanowania w 100, 150 lub 200 dpi odpowiednio do druku na laserówkach w rozdzielczościach 300, 600 i 1200 dpi.

W wypadku drukarek atramentowych też używa się różnej liczby tuszów, bardziej zaawansowanych technik poprawy jakości, dużo większych i często innych rozdzielczości w pionie i poziomie, więc trudniej o precyzyjną regułę. Z jednej strony, nie warto przekraczać zdolności rozróżniania szczegółów gołym okiem. Stąd wynika ograniczenie do 300, a wyjątkowo do 600 dpi. Drugą zasadą jest zmniejszanie rozdzielczości skanowania dwu- i czterokrotnie, odpowiednio do drukarek z modulacją wielkości kropli i bez tego udoskonalenia. Warto też pamiętać o zachowaniu prostych proporcji między rozdzielczością skanowania i druku. Zbyt skomplikowana relacja, np. zamiana z 571 dpi skanera na 947 dpi drukarki może pogorszyć jakość i uwypuklić błędy skanowania.


Zobacz również