D-принтер (источник википедия)

Использует метод послойного создания физического объекта по цифровой 3D-модели.

Ниже описаны технологии, применяемые для создания слоев.

 

 

Тип	Технология	Печать несколькими материалами одновременно	Цветная печать	Описание
Экструзия	Моделирование Методом наплавления	возможно	возможна	Застывание материала при охлаждении — раздаточная головка выдавливает на охлаждаемую платформу-основу капли разогретого термопластика. Капли быстро застывают и слипаются друг с другом, формируя слои будущего объекта
Робокастинг	возможно	возможна	«Чернила» (обычно керамический шлам) выходят из сопла в жидком состоянии, но сразу же принимают нужную форму благодаря псевдопластичности.
Фотополимеризация	Лазерная Стерео- литография	невозможно	невозможна	ультрафиолетовый лазер засвечивает жидкий фотополимер (через фотошаблон, или постепенно, пиксель за пикселем)
SLA-DLP	невозможно	невозможна	DLP-проектор засвечивает фотополимер
Формирование слоя на выровненном слое порошка	3D Printing	невозможно	возможна	склеивания порошка путем нанесения жидкого клея с помощью струйной печати
Электронно- лучевая плавка	невозможно	невозможна	плавление металлического порошка электронным лучом в вакууме
Селективное лазерное спекание)	невозможно	невозможна	плавление порошка под действием лазерного излучения
DMLS	невозможно	невозможна	плавление металлического порошка под действием лазерного излучения
SHS	невозможно	невозможна	плавление порошка нагревательной головкой
Подача проволочного материала	EBF	возможно	возможна	плавление подаваемого проволочного материала под действием электронного излучения
Ламинирование	Изготовление объектов с использованием ламинирования	возможно	возможна	деталь создаётся из большого количества слоёв рабочего материала, которые постепенно накладываются друг на друга и склеиваются, при этом лазер (или режущий инструмент) вырезает в каждом контуре сечения будущей детали
Точечная подача порошка	Directed Energy Deposition	возможно	возможна	подаваемый порошок плавится под действием лазерного или электронного луча
Струйная печать	Метод многоструйного моделирования (Multi Jet modeling, MJM)	возможно	возможна	рабочий материал наносится с помощью струйной печати

 

Для 3D-печати крупных архитектурных моделей применяются также густые керамические смеси в качестве самоотверждаемого материала.

Биопринтеры — экспериментальные установки, в которых печать 3D-структуры будущего объекта (органа для пересадки) производится каплями, содержащими живые клетки. Далее деление, рост и модификации клеток обеспечивает окончательное формирование объекта. В 2013 году китайские ученые начали печатать уши, печень и почки — из живой ткани. Исследователи Ханчжоу Dianzi университета разработали 3D-биопринтер, названный «Regenovo». Сюй Минген, разработчик Regenovo, прогнозировал тогда, что полностью функциональный печатные органы вероятно, будут созданы в течение ближайших десяти-двадцати лет. В том же году исследователи из университета Хассельт в Бельгии успешно напечатал новую челюсть для 83-летней бельгийки. В начале 2016 года вице-президент центра «Сколково» Кирилл Каем сообщил: «щитовидная железа, напечатанная на российском 3D-принтере, имплантирована и успешно функционирует в организме лабораторной мыши. Собираются печатать и другие органы.

Применяются различные технологии позиционирования печатающей головки:

§ Декартова, когда в конструкции используются три взаимно-перпендикулярные направляющие, вдоль каждой из которых двигается либо печатающая головка, либо основание модели.

§ При помощи трёх параллелограммов, когда три радиально-симметрично расположенных двигателя согласованно смещают основания трёх параллелограммов, прикреплённых к печатающей головке.

§ Автономная, когда печатающая головка размещена на собственном шасси, и эта конструкция передвигается целиком за счёт какого-либо движителя, приводящего шасси в движение.

§ 3D принтер с вращающимся столиком - использование на одной (или нескольких) осях вращение вместо линейного передвижения.

§ Ручная, когда печатающая головка выполнена в виде ручки/карандаша, и пользователь сам подносит её в то место пространства, куда считает нужным добавить выделяемый из наконечника быстро затвердевающий материал. Назван такой прибор «3D-ручка», и к 3D-принтерам может быть отнесён с известной натяжкой. Существуют варианты с использованием термополимера, застывающего при охлаждении, и с использованием фотополимера, отверждаемого ультрафиолетом.

Применяемые технологии:

• SLA-лазерная сререолитография — объект формируется из специального жидкого фотополимера, затвердевающего под действием лазерного излучения (или излучения ртутных ламп). При этом лазерное излучение формирует на поверхности текущий слой разрабатываемого объекта, после чего объект погружается в фотополимер на толщину одного слоя, чтобы лазер мог приступить к формированию следующего слоя. Также существует вариация данной технологии - SLA-DLP, в которой вместо лазера используется DLP-проектор (в это случае, слой формируется сразу целиком, что позволяет ускорить процесс печати).
  Замечание: Для принтеров с высокой разрешающей способностью, используют следующую схему: источник излучения размещают внизу (под прозрачным резервуаром с фотополимером), который формирует в зазоре между дном резервуара и предыдущим слоем (или если это первый слой - между дном резервуара и платформой) текущий слой разрабатываемого объекта, после чего платформа с объектом поднимается на толщину одного слоя.
• SLS, DMLS - Селективное лазерное спекание — объект формируется из плавкого порошкового материала (пластик, металл) путём его плавления под действием лазерного излучения. Порошкообразный материал наносится на платформу тонким равномерным слоем (обычно специальным выравнивающим валиком), после чего лазерное излучение формирует на поверхности текущий слой разрабатываемого объекта. Затем платформа опускается на толщину одного слоя и на неё вновь наносится порошкообразный материал. Данная технология не нуждается в поддерживающих структурах «висящих в воздухе» элементов разрабатываемого объекта за счёт заполнения пустот порошком. Для уменьшения необходимой для спекания энергии температура рабочей камеры обычно поддерживается на уровне чуть ниже точки плавления рабочего материала, а для предотвращения окисления процесс проходит в бескислородной среде.
• EBM - Электронно-лучевая плавка — аналогична технологиям SLS/DMLS, только здесь объект формируется путём плавления металлического порошка электронным лучом в вакууме. Крупногабаритная 3D-печать деталей из тугоплавких металлов по технологии EBAM компании Sciaky.
• FDM - Моделирование методом наплавления — объект формируется путём послойной укладки расплавленной нити из плавкого рабочего материала (пластик, металл, воск). Рабочий материал подаётся в экструзионную головку, которая выдавливает на охлаждаемую платформу тонкую нить расплавленного материала, формируя таким образом текущий слой разрабатываемого объекта. Далее платформа опускается на толщину одного слоя, чтобы можно было нанести следующий слой. Часто в данной технологии участвуют две рабочие головки — одна выдавливает на платформу рабочий материал, другая — материал поддержки.
• MJM - Метод многоструйного моделирования - аналогична технологии FDM, только вместо экструзии используется струйная печать.
• LOM - изготовление объектов с использованием ламинирования — объект формируется послойным склеиванием (нагревом, давлением) тонких плёнок рабочего материала с вырезанием (с помощью лазерного луча или режущего инструмента) соответствующих контуров на каждом слое. За счет отсутствия пустот данная технология не нуждается в поддерживающих структурах «висящих в воздухе» элементов разрабатываемого объекта, однако, удаление лишнего материала (обычно его разделяют на мелкие кусочки) в некоторых ситуациях может вызывать затруднения.
• 3D Printing (3DP) - аналогична технологии SLS, только здесь не используется плавление: объект формируется из порошкового материала путём склеивания, с использованием струйной печати для нанесения жидкого клея. Данная технология позволяет производить цветное моделирование за счет добавления в клей красителей (непосредственно во время печати), или за счет использования нескольких печатающих головок с цветным клеем.

 

 

Сферы применения.

§ Для быстрого прототипирования, то есть быстрого изготовления прототипов моделей и объектов для дальнейшей доводки. Уже на этапе проектирования можно кардинальным образом изменить конструкцию узла или объекта в целом. В инженерии такой подход способен существенно снизить затраты в производстве и освоении новой продукции.

§ Для быстрого производства — изготовление готовых деталей из материалов, поддерживаемых 3D-принтерами. Это отличное решение для мелкосерийного производства.

§ Изготовление моделей и форм для литейного производства.

§ Конструкция из прозрачного материала позволяет увидеть работу механизма «изнутри», что в частности было использовано инженерами Porsche при изучении тока масла в трансмиссии автомобиля ещё при разработке.

§ Производство различных мелочей в домашних условиях.

§ Производство сложных, массивных, прочных и недорогих систем. Например, беспилотный самолёт компании LOCKHEED, большая часть деталей которого была изготовлена методом скоростной трёхмерной печати.

§ Разработки университета Миссури, позволяющие наносить на специальный био-гель сгустки клеток заданного типа. Развитие данной технологии — выращивание полноценных органов.

§ В медицине, при протезировании и производстве имплантатов. Ведутся эксперименты по печати донорских органов. Также, для производства медикаментов. FDA одобрило таблетку, производимую с помощью 3D-печати.

§ Для строительства зданий и сооружений.

§ Для создания компонентов оружия. Существуют эксперименты по печати оружия целиком.

§ Производства корпусов экспериментальной техники (автомобили, телефоны, радиоэлектронное оборудование)

§ Пищевое производство.

§ Некоторые недорогие 3D-принтеры могут распечатывать часть собственных деталей.

Плоттеры

Графопостроитель (плоттер) — устройство для автоматического вычерчивания с большой точностью рисунков, схем, сложных чертежей, карт и другой графической информации на бумаге или кальке размером до A0. Графопостроители рисуют изображения с помощью пера (пишущего блока). Связь с компьютером графопостроители, как правило, осуществляют через последовательный, параллельный или SCSI-интерфейс и Ethernet. Некоторые модели графопостроителей оснащаются встроенным буфером (размером 1 Мбайт и более).

 

Плоттеры применяются в случаях, когда требуется распечатать полотно длиною в несколько метров.
Эти устройства по своей сути ничем кроме размера не отличаются от принтеров. Они, также, как и обычные фотопринтеры, способны выводить изображения с высоким качеством, используя при этом струйный метод печати.

Под форматом плоттера понимается в первую очередь максимальная ширина листа, который может быть использован в конкретной модели. Длина при этом не имеет значения, поскольку в большинстве современных плоттеров реализован рулонный способ подачи носителя, где протяженность отпечатка зависит только от длины такого рулона.

Данный параметр обычно указывается в дюймах (для планшетных устройств — в стандартных форматах листа: АО, А1 и так далее). Само изображение при этом может быть немного меньше за счет полей.

Чаще всего изображения большого размера требуются либо в рекламной отрасли, либо при печати чертежей (CAD), либо при создании географических карт (ГИС). Каждая область предъявляет к устройству вывода определенные требования.
Так, при распечатке чертежей плоттер должен быть некритичен к носителю, на который будет происходить вывод, обеспечивать отрисовку черно-белых и цветных чертежей, воспроизводить тонкие линии и мелкие объекты и обладать высокой скоростью вывода. При использовании для вывода географических карт основным критерием выбора является его точность. Печать полноцветной продукции требует высокого качества цветопередачи, большой разрешающей способности, широких возможностей настройки на разные режимы печати и низкой себестоимости отпечатка.

На сегодняшний день производители плоттеров в основном используют две технологии печати — термоструйную и пьезоэлектрическую.

В моделях, построенных с использованием термоструйной технологии, в нижней части чернильного канала, около сопла печатающей головки расположен специальный нагревательный элемент, на который в определенный момент времени подается короткий электрический импульс. Элемент мгновенно нагревается (до 600 °С), чернила вскипают, образуется пар, давление которого выталкивает микроскопическую капельку чернил на бумагу. Весь этот процесс занимает тысячные доли секунды, так что за одну секунду из головки может вылететь огромное количество капелек.

 

При пьезоэлектрическом методе используются специальные печатающие головки — в этом случае чернила выбрасываются механически. Они фактически выдавливаются из сопел изготовленных с применением материалов, которые быстро изменяют свою форму под воздействием электрического сигнала. Данный способ печати используется только в плоттерах компании Epson, все остальные производители используют термоструйную печать.

У обоих методов есть много плюсов и минусов, однако если судить по качеству отпечатков и скорости работы, плоттеры и принтеры, сконструированные с использованием этих технологий, показывают сходные результаты.

Графический планшет

Графический планшет, или дигитайзер сначала предназначался для оцифровки машиностроительных чертежей, однако очень быстро его функции существенно расширились. Сегодня его можно использовать и в приложениях CAD, и для создания художественной графики в растровом и векторном форматах (вплоть до написания картин), и даже как элементарное устройство позиционирования курсора.

Конструктивно дигитайзер состоит из собственно планшета — рабочей поверхности, чувствительной к специальному воздействию — и электронного пера, предназначенного для осуществления данного воздействия. С точки зрения пользователя планшет — это устройство ввода графической информации.

 

Дигитайзеры делятся на несколько подвидов в зависимости от их назначения. Условно они могут быть разделены на три группы: общего назначения и для начинающих графиков, для инженерных работ и наконец для профессиональных художников и дизайнеров.

Первые представляют собой весьма миниатюрные устройства, которые выполняют функции ввода рукописного текста и создания несложных элементов графического оформления документов. По совместительству они также могут использоваться как устройства позиционирования курсора, однако, мышью это делать все же удобнее.
Машиностроительные дигитайзеры — это стационарные устройства с большой рабочей поверхностью и пером в виде линзы с перекрестьем, больше пригодной для снятия ключевых точек чертежей и карт местности, чем для живописи.

В планшетах для художников размер рабочей области играет важную роль. Если для планшетов начального уровня обычным является формат А6 и даже меньше, то для художественных планшетов этот размер — минимально возможный, а в большинстве случаев скорее недостаточный.

Золотая середина с точки зрения соотношения цена/результат, занимаемого места и удобства работы — А5/А4. Формата A3 с запасом хватит практически для любых работ. Чтобы обеспечить необходимую точность отрисовки плавных кривых и наклонных линий такой планшет должен иметь высокое разрешение — минимум 2000 dpi. Графические редакторы, поддерживающие такие модели планшетов, обязаны иметь в арсенале большое количество спецэффектов и стилей рисования (масло, акварель, размытие и смешение красок и т. д.).

 

Для более полного использования возможностей профессиональных дигитайзеров производители предлагают ряд специализированных инструментов. Так, для дополнительного удобства работы прямо на рабочей поверхности дигитайзера часто размещаются функциональные панели, позволяющие изменять настройки рисования непосредственно прикосновением пера к соответствующей пиктограмме, не прибегая к использованию экранных меню.

Перья делятся на проводные и беспроводные, чувствительные к нажатию и нечувствительные, общего назначения и специализированные. Самые примитивные – снабжаются проводами, парой функциональных кнопок и имеют на кончике — там, где у обычного карандаша пишущий грифель — простейший контактный датчик типа «нажал-отпустил». Эти устройства являются, по сути, просто модификацией мыши.

Перья посложнее уже не имеют проводов и чувствительны не только к касанию (то есть к сигналу или его отсутствию), но и к силе нажима на рабочую поверхность (с числом градаций усилия, доходящим до 512 или даже 1024). В результате толщина линии будет зависеть от силы нажатия на перо. Кроме того, противоположный конец такого пера обычно снабжается электронным ластиком. Перевернув его, можно стирать изображение, причем степень стирания также можно регулировать нажимом.

Перья для художественных работ помимо всего прочего могут быть еще и чувствительны к наклону. Изменяя положение пера относительно поверхности, можно регулировать размытие линий рисунка. Кроме того, эти перья различаются по назначению — от обычных карандашей до имитаторов волосяных кистей или аэрографов. Обычно планшеты достаточно высокого уровня, которые можно было бы рекомендовать компьютерным художникам, комплектуются набором перьев.

Отнеситесь внимательно к перьям. Попробуйте сразу несколько перьев разных планшетов и посмотрите, какой из них вам наиболее комфортен для руки. Перо должно удобно лежать в ладони, кнопки, которые находятся на боковой части, не должны вызывать затруднения с нажатием.

Слишком мягкие перья могут быстро стираться. Слишком жёсткие могут вызвать ощущение царапания. Здесь нужно подобрать что-то оптимальное. Также нелишним будет, если в комплект входят запасные грифели пера (наконечники), которые вам понадобятся, когда первый сотрётся.

Чувствительность. При выборе чувствительности планшета, необходимо обратить внимание на цифры, которыми она обозначается. Низкий уровень чувствительности - 256. Такой уровень подойдёт начинающим и любителям. 256 обозначает количество уровней давления пером на рабочую область, которое воспринимает планшет. Чувствительность создаёт ощущение реалистичного рисования, например, тем же карандашом, то есть при слабом нажатии у вас будет получаться линия слабого и полупрозрачного цвета, а при сильном нажатии - чёрного. Для профессионального рисования необходимо выбирать чувствительность от 512 до 2048 или больше. Считается, что для нормального рисования чувствительность не должна быть меньше 512 уровней.

Чувствительность к изменению наклона пера. Чувствительность наклона измеряется в градусах. При рисовании или чертеже наклон пера влияет на толщину линии. Чувствительность к градациям наклона позволяет художнику создавать линии и штрихи любой толщины, не прибегая для этого к сторонним функциям. Например, для того, чтобы изменить толщину линии, вам постоянно нужно будет переключать толщину при помощи кнопки на планшете или в графической программе, тогда как здесь для этого можно просто немного наклонить перо в сторону.

Разрешение. Разрешение планшета лучше выбирать чем больше, тем лучше. Средним показателем, который является вполне удовлетворительным, является 2 тыс. dpi (2000 точек на дюйм). Цифра обозначает количество распознаваний точек пера при передвижении его на один дюйм. 1 дюйм = 2,54 см. Естественно, что чем выше будет цифра, тем точнее будут линии.

Высота считывания. Максимальное расстояния от кончика пера до экрана планшета, которое улавливается и фиксируется. Обычно эта высота составляет 10-15 мм.

Сенсорный ввод или рисование пальцами. Если в вашем планшете присутствует такая функция, то это даст гораздо больше простора для творчества.

Кнопки управления на планшете. Хотя это и не самый важный параметр при выборе, однако может облегчить труд художника или чертёжника. Кнопкам можно назначать различные действия, например, быструю смену инструмента, что позволит вам экономить время при рисовании, смену характера кисти, цвета, фактуры или что-то иное. Дополнительные клавиши на пере могут очень сильно облегчить и даже ускорить процесс рисования, черчения, редактирования и так далее.

Способ подключения. Существует USB, либо Bluetooth способы подключения. Многие пользователи советуют именно USB, так как USB замечателен ещё и тем, что не потребует дополнительной подзарядки - планшет будет заряжаться прямо от компьютера. Беспроводной же Bluetooth здесь не столь актуален, так как рисовать вы всё равно будете вблизи компьютера, чтобы видеть, что получается на мониторе.

Способ питания пера. Здесь есть несколько вариантов. Это может быть питание при помощи шнура, который подключается к сети или компьютеру. Стоит отметить, что поначалу шнур может немного мешать, но со временем к шнуру можно быстро привыкнуть и совершенно не замечать его присутствия. Питание может осуществляться при помощи батарейки. Многие художники отмечают, что батарейки, хоть и не намного, но всё же утяжеляют перо, что влияет на точность движения руки, что ощущается ещё сильнее, когда вы рисуете долгое время. Существует и такие перья, которые не заряжаются, так как планшет использует технологию магнитного резонанса и сам определяет местоположение пера. Последний вариант очень удобен, так как не требует дополнительного питания и делает перо лёгким.

Скорость отклика. В профессиональных планшетах скорость отклика составляет от 200 точек за одну секунду. Пользовательские планшеты составляют от 100 до 150 точек за секунду. Эти параметры вполне удовлетворяют требования художника, графика, чертёжника и так далее, если вы, конечно, не будете проверять планшет на выдержку и не метаться по монитору с дикой скоростью. Низкая скорость отклика может вызвать запаздывание отображения ваших действий на экране.

 

 

Дигитайзеры.

Дигитайзеры - это цифровые устройства, которые обеспечивают перевод в электронный вид двумерной (даже полутонового) и трехмерной (3D дигитайзеры) картинки. Дигитайзер является специализированным периферийным оборудованием для графического ввода. Создание 2D и 3D-моделей различных объектов выполняется промышленными дизайнерами, аниматорами, разработчиками компьютерных игр.
Базовые сферы применения дигитайзеров:

o Анимация, мультипликация и цифровое кино;

o Картография;

o Техническое проектирование и обратный инжиниринг;

o Научно-исследовательская визуализация.

В состав дигитайзера входят:

• электронный планшет, на котором располагают чертеж или карту, предназначенную для оцифровки;
• специальный указатель с датчиком, напоминающим увеличительное стекло (лупу) с черным перекрестьем в центре.

Электронный графический планшет снабжен собственным контроллером. В задачи электронной части дигитайзера входит посылка импульсов по сетке проводников, расположенных под плоскостью планшета. Когда импульс проходит под перекрестьем указателя, датчик формирует сигнал, посылаемый контроллеру. Получив два таких сигнала - от горизонтального и вертикального проводников, -контроллер преобразует их в координаты и передает эту информацию в компьютер.

Здесь принятая информация переводится в координаты точки на экране монитора, соответствующей положению указателя на планшете.

Шаг считывания информации называется разрешением (resolution) дигитайзера. Различаются разрешение физическое и логическое. Предел физического разре­шения дигитайзера определяется шагом считывания регистрирующей сетки. Ло­гическое разрешение является переменной величиной в настройке дигитайзера и, как указывалось, может быть значительно меньшим.

Точность дигитайзера (accuracy) определяется погрешностью в определении ко­ординат курсора (хотя точность, строго говоря, величина, обратная погрешности и зависит от типа дигитайзера и его конструктивных особенностей). Точность существующих моделей колеблется в пределах от 0,005 до 0,03 дюйма, для элек­тромагнитных дигитайзеров обычно выше, чем для электростатических. На ре­зультирующую точность ввода изображения влияет также аккуратность дей­ствий оператора, в среднем хороший оператор вносит погрешность не более 0,004 дюйма.

Размер рабочей области (surface sizes) определяется размером активной поверх­ности дигитайзера.

Скорость обмена (output rate) — скорость передачи координат дигитайзером. Ско­рость обмена дигитайзера с компьютером зависит от оператора, но обычно ограни­чивается техническими возможностями устройства на уровне 100-200 точек/с.

Сканеры

В настоящее время выпускается и используется несколько принципиально отличающихся друг от друга классов сканеров.

· Сканер изображений — устройство, выполняющее преобразование изображений в цифровой формат.

· Ручной сканер — портативная разновидность сканера.

· Сканер штрих - кода — устройство для считывания информации, представленной в виде штрих-кода.

· Сканер кинопленки — устройство для преобразования изображения на киноплёнке в цифровые файлы высокого разрешения.

· 3D - сканер — устройство для считывания формы объёмного объекта.

· Биометрические сканеры используются для целей идентификации личности, например,:

· Сканер сетчатки глаза считывает рисунок сетчатки глаза;

· Сканер отпечатка пальца считывает папиллярный рисунок подушечки пальца руки.

Сканер изображений

К наиболее важным признакам, по которым можно судить о принадлежности сканера к тому или иному классу, относятся:

1) способ монтажа и подачи оригиналов в тракт устройства;

2) метод считывания изображения (попиксельный, построчный или страничный);

3) тип используемых источников света и светочувствительных элементов;

4) спектр поддерживаемых носителей.

На основе перечисленных признаков можно выделить несколько основных классов сканирующих устройств:

• планшетные;
• слайд-сканеры;
• книжные (планетарные) сканеры;
• протяжные;
• барабанные;
• проекционные;
• ручные.

Сканирующие приборы пришли в современную компьютерную периферию из телеграфии. За свою более чем вековую историю они принципиально не очень сильно изменились. Однако конкретных воплощений идеи перевода изображения в цифровую форму образовалось бесконечно много. Сканеры можно разделить по множеству признаков: по типу сканируемого изображения (фотография или прозрачная пленка), по принципу работы оптической схемы, по способу перемещения сканируемого оригинала и так далее.

Для конечного пользователя является не столь уж важным, каким образом осуществляется сканирование, и основными критериями при выборе сканера являются его потребительские характеристики, такие как тип материалов, для которых он предназначен, их размер, максимальная разрешающая способность устройства, способ соединения с компьютером и прочее.

Планшетные сканеры

Планшетные сканеры отличаются необычайной универсальностью: можно сканировать и фотографии, и отдельные листы, и страницы книг, и (при наличии некоторого опыта) небольшие объемные предметы, а во многих случаях — слайды и негативы.

Отличительной особенностью планшетных сканеров является наличие плоского прозрачного планшета (отсюда, собственно, и произошло их название), на котором размещаются сканируемые оригиналы. Внутри корпуса сканера (под планшетом) расположена подвижная каретка, в которой находятся источник света, оптическая система и светочувствительные элементы. Непрозрачные оригиналы укладываются на внешнюю сторону планшета изображением вниз. Каретка в процессе сканирования перемещается вдоль плоскости планшета, построчно считывая изображение оригинала. Обычно каретка приводится в движение с помощью специального электродвигателя, связанного с ней посредством тросиковой или ременной передачи.

При сканировании непрозрачных оригиналов свет от лампы, расположенной в каретке, сквозь стекло планшета падает на поверхность оригинала, отражается от него.
В сегменте полупрофессиональных и профессиональных моделей представлен ряд моделей с удлиненным планшетом (216 х 356 мм). Выпускаются сканеры и с планшетом формата A3 (297 х 420 мм), однако такие устройства ориентированы в основном на профессиональное использование.

Технология CIS

В цветных планшетных сканерах классической конструкции (их часто обозначают аббревиатурой CCD) в качестве источников света обычно используются люминесцентные лампы с горячим либо холодным катодом. Изображение оригинала, уменьшенное оптической системой, проецируется на три линейки светочувствительных ПЗС-элементов, каждая из которых снабжена светофильтром, пропускающим свет только одного из трех базовых цветов RGB — красного, зеленого или синего. Иногда вместо светофильтров используется призматический элемент, разлагающий свет на спектральные составляющие.

В качестве источника света в CIS-сканерах используется массив светодиодов, которые с большой частотой поочередно излучают свет красного, зеленого и синего цветов. Благодаря этому отпадает необходимость в использовании трех линеек светочувствительных элементов и светофильтров. Считывание сигнала трех цветовых каналов в CIS-сканерах производится последовательно одной и той же линейкой (состоящей из ПЗС- или КМОП-элементов). Еще одно важное отличие заключается в отсутствии у CIS-сканеров оптической системы, уменьшающей изображение оригинала до размеров линейки светочувствительных элементов. Физический размер линейки равен ширине сканируемой области, а светочувствительные элементы в ней расположены на некотором расстоянии друг от друга и снабжены микролинзами, фокусирующими световой поток в центре ячейки.

Сканеры CIS и CCD

Глубина резкости

Это максимальное расстояние от поверхности стекла до сканируемого объекта, при котором он остается четко различим.

У CIS-сканеров этот показатель порядка 3 мм. У CCD-сканеров в 10 раз больше. Для сканирования разворотов толстых книг или объемных объектов лучше использовать сканеры с технологией CCD.

Цветопередача

Точность передачи цветов у CCD-сканеров составляет ±20%, у CIS-сканеров ±40%.

Многие модели планшетных сканеров позволяют сканировать не только непрозрачные, но также и прозрачные оригиналы. Для реализации данной возможности в крышке сканера устанавливается дополнительный источник света. Крышка с установленным в ней дополнительным источником света (ее часто называют слайд-модулем) может входить в комплект поставки сканера либо поставляться в виде дополнительного аксессуара. В некоторых моделях сканеров дополнительный источник света для сканирования прозрачных оригиналов не встроен в крышку, а выполнен в виде отдельного модуля, устанавливаемого непосредственно на поверхность планшета. Подобное решение имеет серьезные эксплуатационные недостатки и в настоящее время используется довольно редко.

У недорогих моделей планшетных сканеров максимальный размер области сканирования прозрачных оригиналов обычно значительно меньше площади планшета. В большинстве случаев такие устройства позволяют сканировать небольшие отрезки 35-миллиметровой фотопленки (длиной от 3 до 6 кадров) и 35-миллиметровые слайды в пластиковых рамках. В более дорогих полупрофессиональных моделях предусмотрена возможность сканирования кадров фотопленки среднего (60 х 60...60 х 90 мм) и большого (4 х 5,4 х 6 дюймов) формата.

Для установки прозрачных оригиналов в планшет обычно используются специальные монтажные рамки, поставляемые в комплекте со сканером. В ряде современных моделей (например, в EPSON Perfection 2580 Photo) имеется встроенное в крышку устройство для автоматической загрузки отрезков пленки.

 

Слайд-сканеры

В отличие от планшетных моделей, слайд-сканеры являются узкоспециализированными устройствами, применяемыми исключительно для работы с прозрачными оригиналами. Перед началом сканирования оригиналы загружаются внутрь корпуса сканера и располагаются между источником света и массивом светочувствительных элементов, закрепленных на подвижных каретках. В процессе сканирования каретки синхронно перемещаются вдоль плоскости оригинала. Свет от источника проходит сквозь оригинал и через оптическую систему попадает на линейки светочувствительных элементов.

В качестве источника света в слайд-сканерах применяются линейки светодиодов либо люминесцентные лампы с холодным катодом. При использовании светодиодного источника света считывание изображения производится одной линейкой светочувствительных ПЗС-элементов. В моделях, оснащенных люминесцентной лампой, используются три линейки светочувствительных элементов, каждая из которых снабжена светофильтром.

Величина разрешающей способности современных моделей слайд-сканеров в зависимости от принадлежности к тому или иному классу может варьироваться от 2400 до 4800 ppi (pixel per inch – пиксель на дюйм.
Самые недорогие модели слайд-сканеров рассчитаны на работу с позитивной и негативной фотопленкой, а также слайдами 35-миллиметрового формата. Обычно в этих устройствах предусмотрена возможность загрузки небольших отрезков пленки или нескольких слайдов в рамке. Подобные модели не оснащаются системами автоматической ретуши изображений и обладают довольно низкой производительностью.
Принципиальное отличие более дорогих моделей заключается в наличии системы автоматической ретуши и коррекции изображений, возможности автоматической загрузки рулонов пленки и сканирования с более высокой скоростью.

Барабанные сканеры

 

Конструкция барабанных сканеров рассчитана на работу как с прозрачными, так и с непрозрачными оригиналами. Сканируемые оригиналы с помощью липкой ленты закрепляются на внешней поверхности съемного цилиндрического элемента (барабана), изготовленного из прозрачного материала. Чтобы обеспечить плотное прилегание оригиналов к поверхности барабана, применяется специальный монтажный станок.

Источник света и светочувствительный элемент в барабанных сканерах выполнены стационарными и не перемещаются в

⇐ Предыдущая123Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: