В чем заключается суть сканирования
Что значит сканировать документ
Сканирование – это процесс преобразования информации с реального физического носителя в электронный вид. Проще говоря, сканирование означает оцифровку любого документа или другой информации. Например, у вас есть старые фотографии, которые уже утрачивают свой внешний вид. Тогда с помощью устройства (отдельного сканера или МФУ) можно простыми действиями перенести фотографию в компьютер, а затем делиться файлами с друзьями, знакомыми. Аналогично можно делать с любыми документами – паспортом, свидетельством о рождении, идентификационным кодом и другими.
В последнее время сканирование документом набрало большую популярность. Различные операции оформляются удаленно, не надо ездить в офисы. Надо лишь отправить скан-копию представителю компании и оформление сделается без личного присутствия.
Как происходит процесс сканирования
Опишем принцип действия планшетного сканера, который наиболее распространен.
Само сканирование происходит не за один раз, а постепенно. За определенный шаг моторчика обрабатывается только одна полоска. Конечный результат представляет собой объединение всех полос в одну картинку.
Инструкция по сканированию для пользователя очень подробно описана в статье «как сканировать документ».
Отличие сканирования от копирования
Сканирование на выходе дает цифровую копию документа, хранящуюся на компьютере или другом носителе (флешке, телефоне), а копирование – физическую. То есть результатом работы сканера является полученный на ПК в разных форматах файл (скан). Копир же дублирует информацию на другой листок.
Устройства по методу считывания информации с носителя одинаковы между собой, но вторая часть работы отличается. В первом случае (сканер) всегда нужен персональный компьютер, который и получает информацию, сохраняемую в файл. К тому же необходимо правильно подключить аппарат к компу и произвести установку, в том числе и драйверов. Во втором работа делается без дополнительной техники. Копир сначала считывает данные с носителя, а затем переносит их краской на новый лист.
Статья по теме: как подключить и настроить сканер на компьютере.
Цифровые документы можно в дальнейшем видоизменять, редактировать, делиться по почте, скидывать на флеш-накопители и другие объекты памяти. С бумажной копией таких действия выполнить не получится.
Поэтому, если основная задача состоит в сохранении информации, то более разумным будет сделать именно сканирование, а в будущем при необходимости распечатать информацию на бумагу обычным принтером.
Идентичный способ считывания позволил объединить оба устройства в одно – МФУ (многофункциональное устройства), которое часто еще называется 3 в 1 (принтер, сканер и копир).
Сканирование мира: как оцифровывают различные объекты
С помощью современных технологий сканирования можно оцифровать самые разнообразные объекты — от произведений искусства до вертолетов и даже небоскребов. Мы расскажем, как это делается.
Век цифровых технологий поставил перед человеком серьезную задачу — перенести окружающий мир в электронный формат. Для этого используются и сканирование собранных предками текстов и изображений, и оцифровка местности для навигации, и перенос макетов для проектирования, и даже сканирование отдаленных объектов нашей Вселенной. Технологии, предназначенные для достижения данной цели, существуют как в виде дорогостоящих промышленных решений, так и вполне доступных, которые можно изготовить своими руками. В этой статье мы расскажем о различных вариантах.
2D-сканирование
История оставила нам множество культурных ценностей, значительную часть из которых представляют картины народов мира. XXI век позволяет взглянуть на них любому желающему с помощью цифровых технологий.
Перевести произведение искусства в «цифру», не потеряв в процессе качество оригинала, — задача не из простых. Давайте разберемся, как это делается.
Для получения высококачественных цифровых копий изображения используются сканеры. Принцип их работы довольно прост: излучаемый лампой свет отражается от поверхности изображения через серию зеркал на ПЗС-матрицу. Сканирование обычной бумаги для таких устройств — дело нехитрое.
Однако задача осложняется, когда речь заходит об оцифровке картин, написанных маслом. Тут в силу вступает целый ряд обстоятельств, препятствующих нормальному процессу сканирования. В частности, подлинники картин легко повредить при сканировании, они имеют нестандартные габариты (вспомните хотя бы «Явление Христа народу» Александра Иванова) и к тому же масляная краска имеет рельеф, что также может значительно ухудшить результат.
Первое, что приходит на ум в таком случае, — это использование обычной фотографии, особенно если учесть успехи в технологиях производства матриц высокого разрешения. Но и тут не все гладко. Разрешение фотоматриц редко превышает 30 мегапикселей, что при съемке картины площадью 1 метр даст четкость 140 точек на дюйм — этого слишком мало.
Также стоит учесть, что, в отличие от линейной ПЗС-матрицы сканера, фотоаппарат снимает из одной точки, ввиду чего обязательно возникнут искажения. Однако из этой ситуации был найден выход: картину фотографируют не целиком, а по частям.
Грандиозное сканирование
В 1994 году руководство крупнейшего в мире книгохранилища — Библиотеки Конгресса США — приняло решение оцифровать все имеющиеся у них бумажные издания и рукописи. Чтобы представить масштаб работ, заметим, что на начало 2000-х годов в библиотеке содержалось свыше 130 млн объектов. К текущему моменту оцифровано немногим больше 10%. Часть уже сейчас доступна общественности в Интернете на сайте archive.org. Стараются не отставать от зарубежных коллег и сотрудники Российской государственной библиотеки (бывшей Библиотеки им. Ленина), сканирование фондов которой началось в конце 1990-х. Но увидим ли мы когда-нибудь эту коллекцию в свободном доступе, пока остается загадкой.
Сканирование сокровищ культуры
Для автоматизации этой задачи, отечественная компания «Эпос» разработала специальный комплекс. Он состоит из фотокамеры, оснащенной специальным вращающимся объективом, который позволяет автоматически спроецировать нужный сегмент картины на ПЗС-матрицу. Таким образом, задав требующуюся степень разбивки, можно получить серию снимков сегментов картины, а затем сшить их воедино программными методами.
Комплекс от компании «Эпос» позволяет создавать изображения с разрешением 250 мегапикселей.
«Эпос» позволяет решить и другую проблему современных фотоаппаратов — невысокий динамический диапазон. Он характеризуется оптической плотностью (D) — мерой ослабления света прозрачными объектами или отражения света непрозрачными. При значении D равном «0» свет отражается (или проникает) полностью. D равное «4» означает, что объект полностью черный.
У большинства современных моделей оптическая плотность не превышает 1,7 D, из-за чего некоторые участки кажутся пересвеченными, а другие — слишком темными. Однако отечественная установка позволяет сделать последовательно несколько снимков с разной выдержкой и затем, собрав все кадры воедино, получить изображение с широким динамическим диапазоном (HDR).
Таким образом, например, была произведена оцифровка японских гравюр XVIII–XIX веков из собрания Государственного музея изобразительных искусств им. А. С. Пушкина. С результатом любой желающий может ознакомиться на сайте japaneseprints.ru.
Методы объемного сканирования
Устройства, сканирующие двухмерные изображения, давно и прочно вошли в нашу жизнь. Но что делать, если вам необходимо оцифровать объемную фигуру? С современными технологиями и это не проблема. На рынке вы можете встретить устройства, позволяющие сканировать самые различные предметы — от бижутерии до целых зданий.
Вопрос о возможности создания цифровых образов объемных объектов возник довольно давно, однако существовавшая на тот момент потребность не оправдывала массовое производство подобных устройств. 3D-сканеры выпускались в единичных экземплярах и стоили чрезвычайно дорого.
Серьезным толчком к их развитию стал переход крупнейших компаний на полностью трехмерное проектирование своих изделий. Оценивать качество деталей в условиях их массового производства на полностью автоматизированных станках с числовым программным управлением по старинке, сверяя размеры с чертежами, стало попросту невозможно. На выручку пришли технологии объемного сканирования.
Как это работает?
Первые 3D-сканеры были контактными, то есть предполагали, что по поверхности модели, установленной на специальной вращающейся подставке, перемещался «щуп», информация с которого записывалась и обрабатывалась ЭВМ. Такие установки для оцифровки сложной детали могли потребовать до месяца работы.
Лазерно-дальномерный промышленный 3D-сканер FARO Focus3D за несколько минут воссоздаст трехмерную модель любого помещения или открытого пространства.
Все изменилось с развитием полупроводниковых лазеров и цифровых фотоматриц. На сегодняшний день применяются три основных метода объемного сканирования.
Лазерно-дальномерное (лидарное) сканирование базируется на определении расстояния до точки на объекте путем вычисления времени прохождения луча лазера до нее и обратно. Современная электроника позволяет рассчитать это время с высочайшей точностью. Однако есть и обратная сторона медали: сканирование происходит в одной точке, поэтому построение модели таким способом занимает довольно много времени.
Современный лазерно-дальномерный сканер способен считывать до 100 000 точек в секунду. Полученный массив точек аппроксимируется численными методами в поверхности. А программные алгоритмы позволяют затем воссоздать теоретическую поверхность объекта, устранив все ненужные шероховатости и неточности.
В триангуляционном лазерном сканере измерению подвергается отклонение отраженного луча от оптической оси линзы детектора (см. схему ниже). Существенным преимуществом такого метода является возможность сделать луч плоским и с помощью двухмерной матрицы сканировать сразу всю проекцию луча на объект, а не точки по отдельности. Это значительно ускоряет процесс оцифровки и упрощает последующую обработку данных.
В то же время у метода есть и свои недостатки: так, отверстия, расположенные в стороне от оптической оси лазера, могут затеняться, что требует уточняющего сканирования и особых алгоритмов сведения сканированных участков.
Схема работы триангуляционного лазерного сканера. Лазерный луч на приемнике изменяет положение в зависимости от расстояния до сканируемой поверхности.
Оптические сканеры состоят из проектора (может использоваться лазер), транслирующего на поверхность объекта сетку, и камеры, находящейся под некоторым углом к проектору и регистрирующей искажения линий сетки. ПО сканера анализирует искривление сетки и составляет на ее основе карту глубины. Этот метод уступает в точности лазерным сканерам, однако значительно превосходит их по скорости сканирования и дешевизне изготовления.
Подобный сканер легко создать практически в домашних условиях: все компоненты можно найти в продаже, а ПО давно доступно на просторах Интернета. Дополнительной возможностью подобных сканеров является восприятие цвета объекта.
Оптический сканер — самодельная конструкция, доступная каждому.
В областях, где точность не столь важна и существует необходимость сканировать крупные объекты, применяются также ультразвуковые и радарные виды сканирования.
Для чего это нужно?
Контроль качества — самый очевидный, но далеко не единственный вариант применения технологий объемного сканирования. Сегодня 3D-сканирование используется во многих областях — от медицины до астрономии (так, космические объекты сканируют с помощью радиоволн для составления их подробных объемных портретов). Находят применение трехмерные сканеры и в таких сферах, как проектирование и творчество.
Сканирование в проектировании
При проектировании предметов обихода, средств управления и вообще всего того, чего человек касается руками, в виртуальной среде довольно сложно обеспечить должную эргономичность. Это приводит к появлению на рынке широкого спектра устройств и приборов, красивых на вид, но не слишком удобных в использовании. В качестве примера можно привести обычные компьютерные мыши: их существуют тысячи разновидностей, а по-настоящему удобных — единицы.
Процесс оцифровки древней пряжки пояса викинга с помощью ручного сканера VIUscan
В такой ситуации 3D-сканер просто незаменим. Оцифровав вылепленный вручную макет, его легко перевести в подходящий формат и, сгладив неточности, неизбежно возникающие при ручном изготовлении, получить готовую для производства модель, благо все необходимое для этого программное обеспечение уже представлено на рынке. Например, программный пакет RapidWorks от компании NextEngine позволяет осуществить весь процесс в полуавтоматическом режиме.
3D-сканеры и творчество
Областью, в которой трехмерные сканеры совершили революцию, стала компьютерная графика. Раньше художникам нужно было тратить сотни часов на моделирование реалистичных людей для фильмов и компьютерных игр. Теперь же стало возможным просто найти подходящего человека и оцифровать его с помощью 3D-сканера.
Значительно упростили эти устройства и массовое производство различных фигурок. Сейчас достаточно вылепить одну фигурку, отсканировать ее — и можно изготовить тысячи таких же на станках с ЧПУ.
Масштабный эффект
При упоминании об объемном сканировании для контроля качества на ум в первую очередь приходят относительно небольшие объекты. В наше время промышленники этим не ограничиваются. Например, на заводе «Прогресс» в Арсеньеве, где производятся известные отечественные вертолеты «Ка-52», сканирование отдельных деталей уже считают вчерашним днем. Сейчас завод осваивает сканирование готовых вертолетов после сборки. Это позволит поднять контроль качества сборки на абсолютно новый уровень.
Настольный автоматический 3D-сканер Next-Engine 3D Scanner HD
Однако и такой порог уже не является чем-то сверхъестественным. Сегодня лидеры рынка предлагают устройства для объемного сканирования целых зданий. Такому контролю в процессе постройки подвергли самый высокий небоскреб в мире — «Бурдж-Халифа» в Дубае.
Но и это не предел. На орбите Земли вращается уже не один десяток геологических спутников, составляющих трехмерный портрет нашей планеты. Подобные устройства позволяют создавать карты сверхвысокой точности со всеми возможными объектами на них. Эта информация в дальнейшем используется как в геологических исследованиях, так и для вполне прикладных задач обеспечения навигации и планирования инфраструктуры.
И наконец, вершиной объемного сканирования являются беспилотные космические корабли, предназначенные для исследования удаленных объектов Солнечной системы. В частности, уже существуют трехмерные модели поверхности Марса, которые в текущий момент дополняются результатами точного сканирования с помощью робота-марсохода Curiosity, также использующего в своем арсенале 3D-сканер.
Текст: Сергей Яковлев
Фото: компании-производители; TNG Visual Effects/Facebook
Что такое скан документа: для чего нужен и как можно сделать
Скан – это электронный образ документа, созданный с физического носителя. То есть физический документ переведен в электронный формат. Открывается на компьютере соответствующей программой, в зависимости от формата скана. По-другому называется «скан-копией». Значит, это не оригинал документа, а всего лишь электронная копия реального.
Имеет вид обычного файла на компьютере. Может сохраняться в графический файл (изображения JPG, PNG, BMP) или текстовый (PDF), но также будет картинкой, просто помещенной в другой формат. Что это такое, разобрались, теперь рассмотрим, для чего предназначены сканы и как они делаются.
Зачем нужны сканы
Раньше сканы использовались только для оцифровки старых износившихся документов, книг, фотографий. Так можно сохранить ценные материалы в электронном виде, которые больше не будут подвержены старению.
Сейчас же компьютерные сканы задействуются для более ощутимых операций.
Например, копии получили широкое распространение в юридической, медицинской отраслях, а особенно в бухгалтерском учете. Во многих случаях не нужно делать физические ксерокопии и ходить с ними в офисы. Достаточно отсканировать документ и отослать файл по электронной почте.
Сделанный скан можно легко отредактировать по своему усмотрению, так как получится выполнить сканирование в очень большом размере хорошего качества. После, возможно рассматривать даже мелкие элементы, сильно приближая снимок на компьютере. Например, к таким относятся чертежи, электронные схемы, различные проектные работы и т. д.
Сканами очень часто пользуются интернет-предприниматели, так как на многих сервисах учета, подтверждения и приема платежей необходимо предоставлять личные данные. А подтверждением данных как раз является личная фотография паспорта или скан-копия.
Предоставив скан, в интернете можно даже взять небольшой креди́т.
Поэтому делиться информацией со сторонними лицами категорически не рекомендуется.
Что нужно для сканирования
Получить скан документа невозможно без сканера. Устройство может быть отдельным, то есть выполнять только поставленную задачу. Или входить в состав МФУ (многофункционального устройства), которое включает в себя сразу принтер, сканер и копир.
Наиболее распространенный вид сканера – планшетный. Для сканирования необходимо только положить носитель, например, фотографию, на стекло сканера и запустить оцифровку с компьютера. После, фото будет «передано» на ноутбук или компьютер в одном из форматов файла.
Как уже понятно, не обойтись и без компьютера, именно с него подается задание на сканирование и туда же сохраняется копия документа.
Создание скан-копии на компьютер
После установки сканера нажмите «Windows+R» и выполните команду «control printers».
В оснастке «Устройства и принтеры» отыщите значок сканера или МФУ, кликните по нему правой кнопкой мышки и выберите пункт «Начать сканирование».
Откроется встроенный в Windows мастер сканирования, где при необходимости можно выставить необходимые параметры готового сканированного образа.
Можно выбрать цветность, разрешение, формат документа.
Если нужно в будущем скан сильно увеличивать для детального просмотра, то разрешение ставьте побольше. Но тогда сканирование будет проходить дольше, а размер файла может достигать несколько десятков Мб.
Когда параметры настроены, нажмите «Сканировать» и дождитесь завершения сканирования. После, будет предложено дать имя скану и сохранить на компьютер.
Такой способ сканирования самый легкий, так как не требует установки дополнительного программного обеспечения.
Но нельзя сканировать в PDF-формате, что особенно полезно, когда следует получить один файл из нескольких страниц, а не снимки по отдельности. Актуально, когда нужно отсканировать книгу, а потом разом распечатать все страницы за один заход.
Сканируют документы и через другие программы. Как правило, функциональность практически ничем не отличается, кроме выбора дополнительных форматов (тот же «ПДФ») и продвинутых возможностей, например, функции распознавания текста со снимка.
Сканирование с телефона
Если нет компьютера и сканирующего аппарата, то отсканировать возможно через обычный смартфон. Но для этого потребуется установить одно из приложений.
CamScanner
Бесплатное приложение – портативный сканер. Позволяет получить скан в разных форматах, распознавать текстовую информацию, а затем делиться файлами с другими людьми.
Какие бывают виды сканеров и для чего нужно устройство
Сканер – это устройство переноса информации с физического носителя в файл электронного формата на компьютере (скан документа). Конечным результатом работы сканера является полученный файл, который можно открыть на компьютере или другом электронном устройстве (телефоне, планшете).
Сканеры бывают разных видов, отличаются внешне, стоимостью и даже принципом действия.
Для чего нужен сканер
Сканирующая техника может использоваться для разных задач. Все зависит от области применения и конкретного типа сканера. Так, сканеры OR-кодов предназначены для считывания данных только с них. А вот планшетная техника может оцифровывать информацию с разных по типу носителей – листов бумаги, книг, пластика.
Часто применяются именно для сканирования документов (паспортов, свидетельств о рождении, справок, ИНН и других). Нередко устройства используются и в учебе для получения цифровых копий рефератов, методичек и т. д.
Как работает сканер
Принцип работы сканера практически идентичен для каждого вида и заключается в двух основных этапах:
Более подробно принцип описан на примере планшетного прибора:
Готовый скан получается не за один шаг, а в множество проходов. За шаг сканируется лишь маленькая полоса информации. Затем, все полосы компонуются в одну, так отсканированный документ становится цельным.
Устройство сканера
Основным элементом, обеспечивающим весь процесс сканирования, является матрица, которая по типу делится на CCD и CIS.
Виды сканеров
Планшетный. Является самым распространенным и привычным для обычного пользователя. Часто применяется дома и в офисах. Пользоваться очень легко. Достаточно подключиться к компу, установить драйвера и отсканировать нужные документы. Планшетный называется потому, что лист кладется на ровную поверхность – стекло сканера. Сверху рабочая область закрывается крышкой.
Сканируются многие виды носителей, от обычной листовой бумаги, до толстых книг. В последнем случае, из-за сильного надавливания крышки на книгу, повреждается переплет.
В серии «планшетные» входят также сканеры для паспортов, которыми можно обрабатывать документы небольших форматов – паспортов, чеков, визиток, удостоверений, и других носителей А5, А6.
Устройства могут быть как отдельными, так и входить в состав МФУ (многофункциональных устройств, 3 в 1) – принтер, сканер и копир в одном корпусе.
Протяжный. Внешне похож на обычный принтер, присутствует вход и выход для листа, который захватывается и протягивается через внутренние составляющие. Может сканировать с обеих сторон листа одновременно, что и является преимуществом над обычным планшетным видом. Сканирует только отдельные листы и стоимость техники больше в сравнении с обычным планшетным.
Ручной сканер. Портативное устройство, которое надо перемещать в процессе сканирования. Лист укладывается на ровную поверхность, устройство прислоняется к бумаге и постепенно с одной скоростью аппарат перемещается рукой по всему носителю.
Зарядка и передача файлов на компьютер производится через USB-шнур. Объем хранимых файлов внутри такого вида сканера зависит от количества памяти. При необходимости объем можно расширить картой памяти.
Единственное достоинство заключается в мобильности и относительной дешевизне. Можно взять с собой и когда понадобится сделать скан-копию. К недостаткам относятся качество и необходимость в некой четкости в работе с техникой- надо приловчиться ровно и плавно передвигать прибор.
К ручным также относятся:
Функция распознавания OR-кодов есть во многих современных телефонах по умолчанию или после установки специального приложения для поставленной задачи.
Сканер фотопленок. Предназначен для сканирования пленок, слайдов. Не может считывать непрозрачные материалы.
Планетарный сканер. Нужен для оцифровки старинных или уже ветхих книг, рукописей. Принцип сканирования не предполагает физического контакта со сканирующим предметом.
Поточный сканер (скоростной). Профессиональная техника, применяется в больших офисах и на предприятиях, где необходимо сканировать много и быстро. Есть функция автоматической подачи документов и вместительный лоток. За одну минуту позволят отсканировать до двух сотен листов. Возможна поддержка увеличенных форматов, например, А3.
Барабанные сканеры. Нашли применение в полиграфической индустрии. Сканируемый носитель крепится на внешней или внутренней стороне вала. Характеризуется высочайшим качеством оцифровки благодаря большому разрешению.
Чем отличается от принтера и копира
Основное отличие от каждого вида устройств заключается в конечном результате от работы техники.
Копир является независимым устройством, которое может работать без подключения сторонних девайсов. Управление техникой выполняется через панель на корпусе. Для работы достаточно, чтобы ксерокс был исправным, и наличие бумаги в лотке.
Сканер всегда требует сопряжения с компьютером – физическое или беспроводное соединение, установка и, при необходимости, настройка программного обеспечения.
Принтер же может работать как автономно, так и только через компьютер. Возможности прямо зависят от модели и цены принтера. Во многих современных моделях можно печатать с флешки или подключать телефон к принтеру через разные программы, обходясь при этом без ПК.
Как сделать сканирование
Есть и другие варианты, как сканировать документы с принтера на компьютер. Можно использовать стороннее программное обеспечение или встроенные средства операционной системы Windows. Например, графический редактор Paint тоже позволяет отсканировать в несколько кликов мыши.