О физике без лирики. Новые технологии сканирования

Технология сканирования E.D.I.T., запатентованная в США, означает "Emulsion Direct Imaging Technology" (сканирование со слоя эмульсии) и позволяет приблизить качество работы планшетного сканера к барабанному.

ТЕПЕРЬ между слоем эмульсии и CCD-матрицей сканера отсутствует стекло, что позволяет избежать паразитных отражений на границах стекло-воздух и воздух-стекло. При сканировании на привычном планшетном сканере со слайд-модулем приходилось мириться с четырьмя пограничными отражениями.

Рис. 1.

Рассмотрим схему сканирования с использованием обычного сканера, приведенную на рис. 1.

У нас имеется три воздушные среды и два стекла. Первое отражение происходит на границе В3-С1, второе - на границе С1-В2, третье - на В2-С2 и, наконец, четвертое - на С2-В3. Если вникнуть в проблему глубже, выяснится, что различны характеристики не только стекол, но и воздушных сред. Дело в том, что воздушные среды В1 и В3 находятся внутри корпусов сканера и слайд-модуля соответственно, а значит отличаются по температуре, влажности и даже химическому составу не только от воздуха в помещении (В2), но даже между собой. Также различны температурные и физико-химические характеристики у стекол C1 и С2. Отсюда видно, что спрогнозировать характеристики сред, задействованных в оптической системе, и учесть их в работе сканера - невозможно.

Рис. 2.

   Для сравнения рассмотрим схему сканирования пленок с использованием технологии E.D.I.T, приведенную на рис. 2.

   В этом случае одно стекло не используется, и нет соответствующих отражений на границах воздух-стекло-воздух. Кроме того, воздушная среда В1однородна, поскольку весь процесс происходит внутри корпуса сканера. Не исключено, что появятся профессиональные драйверы с индексом environmental, учитывающие температуру и влажность воздушной среды, снимаемые с датчиков внутри корпуса. По-моему, неплохая идея для производителей сканеров. Надеюсь, компания, которая зарегистрирует это изобретение, пришлет мне приветственную открытку и копию патента на память.

   Помимо паразитных отражений в поступающую на CCD-матрицу информацию могут вносить искажения и сами стеклянные поверхности. Во-первых, как ни старайся, добиться идеальной равномерности оптических свойств стекла довольно трудно. Во-вторых, в процессе сборки и эксплуатации сканера возможно попадание пыли на внутреннюю поверхность стекла. Даже если вы сто раз протрете внешнюю поверхность стекла спиртом, качество изображения от этого не улучшится. В-третьих, оптические свойства стекла напрямую зависят от его толщины. Чем толще стекло, тем большие искажения в отсканированное изображение вносят явления рефракции и интерференции. Сделать же стекло планшетного сканера совсем тонким невозможно, поскольку оно должно выдерживать хотя бы минимальные нагрузки. Ну и, наконец, паразитный эффект, носящий имя известного физика, - пресловутые Ньютоновы кольца. Впрочем, сканируя слайд на офисном планшетнике, получить подобный дефект трудно: оптика сканера просто его "не видит". Однако чем выше качество сканера и чем сложнее его оптическая система, тем чаще он возникает. Кольца Ньютона могут появляться, когда между пленкой и поверхностью стекла образуется тончайший неравномерный воздушный зазор (см. рис. 1). Для преодоления этой проблемы существует, по крайней мере, три относительно надежных способа. Первый, самый простой, - не сканировать пленки на планшетном сканере вообще, второй - воспользоваться барабанным сканером. Третий, на тот случай, если не годятся первые два, - положить пленочный оригинал не на стекло, а на картонку толщиной 1-1,5 мм с прорезанным окошком. Обеспечив более или менее равномерный воздушный зазор между пленкой и стеклом, вы избегнете появления пресловутых колец и почти не потеряете в резкости.

   Сканер, работающий по технологии E.D.I.T, избавляет от необходимости прибегать к подобным ухищрениям. Вы укрепляете слайд в окошке выдвигающегося из корпуса сканера картриджа, все остальное происходит внутри - без паразитной рефракции, дифракции и интерференции. При сканировании непрозрачного оригинала на E.D.I.T.-сканере возникают паразитные отражения на границах воздух-стекло (В1-С1 и С1-В2 на рис. 2), однако на высококачественном сканере они не способны внести значительных искажений.

   Помимо E.D.I.T., сканеры нового поколения используют еще одну технологию, Flip Mirror - вращающееся зеркало 5 на рис. 2, которое используется для перенаправления светового потока в зависимости от типа оригинала. При работе с пленкой вращающееся зеркало находится в положении "а", при работе в отраженном свете - в положении "б". Использование механической системы перенаправления светового потока позволяет добиться оптимальных характеристик при работе с оригиналами любых типов.

   В настоящее время технология E.D.I.T. используется в сканерах Agfa DuoScan и Microtek ScanMaker 4/5/2000. Не исключено, что в самое ближайшее время эта технология получит дальнейшее развитие в профессиональных устройствах для оцифровки графики.