Для получения исходного материала, имеющегося на разнородных носителях, необходимы следующие периферийные аппаратные средства:

– сканер (для оцифровки существующих фотографий и фотоплёнок);

– цифровой фотоаппарат (для съёмки натурных объектов);

– устройство чтения CD-дисков (для получения готовых цифровых материалов, например, от отдела культуры и телеканала «Спектр»), устройство записи CD и DVD-дисков (для записи готового проекта).

Сканер – это устройство позволяющее вводить в компьютер изображение текстов, рисунков, слайдов, фото и др. графической информации.

Классифицировать сканеры можно по следующим параметрам:

Способ формирования изображения:

Линейный – микродатчики сканирующей головки размещаются в одну линию, и сканирование идёт построчно.

Матричный – датчик имеет форму прямоугольной матрицы, это позволяет обрабатывать оригинал целиком. Используется в фото- и видеокамерах и нетрадиционных сканерах.

Кинематический механизм.

Определяющим фактором здесь является способ перемещения считывающей головки сканера и бумаги относительно друг друга. По этому параметру сканеры различаются на ручные, настольные, комбинированные.

Ручной сканер. Сканирование осуществляется вручную последовательным перемещение сканера относительно оригинала. Преимущество: низкая стоимость, небольшие размеры, широкий выбор оригинала. Недостатки: ограниченная ширина области сканирования; из-за непостоянства скорости перемещения могут возникнуть искажения.

Настольные сканеры.

К категории настольных сканеров относятся планшетные, роликовые, барабанные, проекционные.

Планшетные сканеры. В них сканирующая головка перемещается относительно бумаги с помощью шагового двигателя. В планшетных сканерах есть крышка на петлях, позволяющая использовать в качестве источников изображения книги и другие нестандартные оригиналы. Планшетные сканеры просты и удобны в эксплуатации. Недостатки: относительно большой размер.

Роликовые – оригинал пропускается через ролики механизма подачи бумаги и попадает в поле зрения линейных датчиков. Большинство факсимильных аппаратов работает по такому принципу. Преимущество: компактность, низкая стоимость, возможность подачи листов автоматически. Недостатки: ограничение при выборе оригинала, возможность повреждение оригинала, неудобство работы с листами разного размера.

Барабанные – оригинал закрепляется на поверхность прозрачного цилиндра из оргстекла (барабана), который вращается с большой скоростью. Сканирующий датчик через крошечное отверстие пиксель за пикселем считывает изображение с высокой точностью. Преимущество: высокое разрешение, точность сканирования, широкий диапазон типа оригинала по прозрачности. Недостатки: большой размер, невозможность сканирования не гибких оригиналов, большая стоимость.

Проекционные сканеры – напоминают фотоувеличитель. Оригинал располагается на подставке под сканирующей головкой на расстоянии около 30 см. Дополнительный источник света, как правило, не требуется. Механизм поворота внутри головки датчика сканирует каждую линию оригинала. Преимущество: небольшая занимаемая площадь, разнообразие оригинала и возможность их комбинирования. Недостатки: зависимость от источника внешнего освещения, ограничение на размер оригинала.

Тип сканируемого изображения.

Оригинальное изображение принято классифицировать по следующим типам:

- Чёрно-белое;

- Полутоновое;

- Цветное.

Прозрачность оригинала.

По степени прозрачности оригиналы можно условно разделить на две большие группы: отражающие (непрозрачные) и прозрачные.

В современных сканерах используются две сенсорные технологии: CCD (Charge Coupled Device) и CIS (Compact Image Sensor). В CCD-сканере основу освещает лампа холодного света, а система зеркал (призма) разлагает отраженный свет на основные цвета – красный, зеленый и синий. Для каждого из цветов у CCD имеется сенсорный ряд, состоящий из светочувствительных конденсаторов. При попадании света они частично разряжаются. Данные изменения заряда трансформируются аналогово-цифровыми преобразователями в цифровую форму, которая может впоследствии обрабатываться на компьютере.

В CIS-сканере в качестве источников света выступают красные, зеленые и голубые светоизлучающие диоды. Через неподвижную систему линз свет проникает собственно к самому сенсору CIS. Из-за примитивности неподвижной линзы приборы с использованием технологии CIS не обеспечивают достаточной глубины резкости. Если основа не лежит на стекле ровно, то на отсканированном изображении попросту ничего не разберешь. Однако CIS-сканеры потребляют мало энергии, поэтому питание на них может подаваться через USB-кабель.

Для сканирования материалов данного проекта был использован сканер Epson Perfection 1670 Photo, который обладает следующими техническими характеристиками:

Данный сканер удовлетворяет предъявляемым требованиям к оцифровке разнородных документальных материалов, а именно:

– высокое качество цветопередачи;

– относительно высокая скорость сканирования;

– наличие слайд-модуля для оцифровки прозрачных носителей;

– снимающаяся крышка для сканирования объёмных материалов (например, разворотов книг, энциклопедий и т.п.).

Цифровой фотоаппарат похож на портативный сканер, кроме того, что цифровой фотоаппарат не испускает свет (если не имеется встроенной фотовспышки), когда делает снимок. Как и в планшетном, так и в слайдовом сканере, «сердцем» цифрового фотоаппарата является ПЗИ, прибор зарядовой инжекции. Массив ПЗИ – это ряд захватывающих свет компонентов, которые производят ряд электрических зарядов, зависящих от различной интенсивности света. Аналогово-цифровой преобразователь заменяет электрические заряды цифровой информацией. Но, в отличие от ПЗИ планшетного сканера, ПЗИ цифрового фотоаппарата захватывает сразу всё изображение. ПЗИ делает это настолько быстро (время сканирования меньше в несколько раз чем 1/10 000 секунды), что довольно легко можно получить фотографию какого-либо быстро движущегося объекта.

Для многих фотографов и пользователей графических программ самым легким способом оценить цифровой фотоаппарат является анализ его оптической системы, т.к. многие цифровые фотоаппараты используют в качестве оптической основы профессиональные фотоаппараты. Наиболее запутанным вопросом при пользовании цифровым фотоаппаратом является выяснение того, как такие цифровые технические характеристики, как глубина цвета и разрешение, влияют на качество изображения.

Как и в планшетном сканере, динамический диапазон полутонов, захватываемых фотоаппаратом, от самого яркого до самого темного элемента, – в первую очередь определяется глубиной цвета. Невысокие по цене цифровые фотоаппараты, способны захватывать 24 бита цвета (8 бит данных для каждого цвета RGB-диапазона). Камеры классом повыше, захватывают 36 бит, что дает более точную детализацию изображения с меньшим шумом. В самом верху классификации находятся цифровые камеры, которые производят снимки с глубиной цвета 14 бит на каждый RGB-цвет.

Разрешение в цифровом фотоаппарате базируется на количестве горизонтальных и вертикальных элементов изображения, которое он может захватить. Как и в сканере, эти элементы изображения называются пикселями. Чем больше количество пикселей по горизонтали и вертикали, тем выше разрешение фотоаппарата и, следовательно, более четким получается изображение и более мягкими цветовые переходы.

Для достижения наилучших результатов при выводе изображения на печать разрешение должно быть в 1,5-2 раза больше экранной частоты (измеряется в строчках на дюйм), используемой при выводе изображения.

Для натурных съёмок различных объектов для данного проекта был использован цифровой 5-мегапиксельный фотоаппарат OLYMPUS C-500 ZOOM, который имеет следующие технические характеристики и оптимально подходит для выбранной задачи, а также, что немаловажно, имеет оптимальное соотношение «цена/качество»:

Дисководы компакт-дисков – это устройства, основанные на оптической и лазерной технологиях и используемые для считывания информации с компакт-дисков, называемых также дисками CD-ROM (Compact Disc-Read Only Memory – компакт-диск, предназначенный только для чтения). Компакт-диски являются устройствами однократной записи и многократного считывания и относятся к числу основных "переносчиков" программных продуктов. Стандартная емкость компакт-диска составляет 700 Мбайт.

Компьютерные компакт-диски разрабатывались по аналогии с аудиодисками. В 1982 году в качестве стандарта был выбран формат диска 4,72 дюйма, который используется и поныне.

Основной характеристикой CD-ROM является скорость чтения. Её принято измерять в кратность превышения скорости передачи данных музыкального диск (150 Кбайт в секунду). В n-скоростных дисководах скорость 150 Кбайт/с пропорционально увеличивается в n раз. Кратность скорости принято обозначать величиной Х-рейтинга. Например, CD-ROM 50-х скоростной способен передавать данные в 50 раз быстрее музыкального диска. Это примерно 7,5 Мб за секунду или 10400 оборотов в минуту. Раньше приводы работали с постоянной линейной скоростью, скорость вращения менялась в зависимости от, того, где считывается информация – на внешней или внутренней дорожке диска. Этот метод получил название CLV (Constant Linear Velocity). Сейчас используется метод CAV (Constant Angular Velocity) – с постоянной угловой скоростью. На внешних дорожках информация считываться будет быстрее, чем на внутренних. С переходами на постоянную угловую скорость удалось значительно улучшить время доступа, т.к. теперь нет необходимости выжидать, когда диск наберёт определённую скорость вращения.

Существуют следующие основные типы дисков:

CD - ROM – диск, отштампованный на заводе. Вся информация на нем предназначена только для чтения. Ёмкость 700 – 800 Мб.

CD - R – диск предназначен для однократной записи информации при помощи записывающих приводов. Информация записывается один раз.

CD - RW – диск, предназначен для многократной записи на него. Записываемая информация может стираться и записывается новая. Не все приводы CD-ROM способны считать информацию с CD-RW.

Принципиально новое поколение перезаписываемых компакт-дисков разработано на базе технологии универсального цифрового диска DVD (Digital Versatile Disk – цифровой универсальный диск). Стандарт DVD объединяет подмножества оптических технологий для хранения информации любого типа.

DVD - ROM – диск с данными ёмкостью до 17 Гб (для чтения в приводах DVD). По внешнему виду они не отличаются от дисков CD.

DVD-R – однократно записываемые диски. Ёмкость до 3,9 Гб.

DVD-RАM – диск, с возможностью многократной перезаписи ёмкость до 2,6 Гб.

CD – диск состоит из трех слоёв: подложка – содержит непосредственно информацию, которая располагается в виде углубления (их называют «питы»), расположенных по спирали от центра к внешней стороне диска; отражающее покрытие из алюминия, золота, серебра и др., нанесённый на подложку и защитный слой из прозрачного лака.

CD-R-диск имеет похожую структуру. Отражающий слой выполнен, как правило, из золота. К нему прилегает прозрачный пластик, который при нагревании теряет эту прозрачность и тем самым создает информационную поверхность.

CD-RW-диск содержит промежуточный слой, который способен под действием определённых температур изменять своё состояние из аморфного в кристаллическое и обратно, тем самым изменяется прозрачность слоя. Количество перезаписи диска может доходить до 1000 раз.

Привод состоит из платы электроники, шпиндельного двигателя, системы оптической головки, механизма запуска. На задней панели привода располагается интерфейсный разъём, разъём питания, аналоговый и цифровой выход, перемычка для определения способа подключения.

На передней панели – гнездо для наушников, регулятор громкости, кнопка извлечения и запуска диска, отверстие для аварийного извлечения диска.

DVD-диски можно разделить на четыре вида. Для увеличения вместимости на DVD-дисках информация может находиться как с двух сторон, так и в два слоя на одной стороне. Наружный слой прозрачен и одновременно несёт информацию. Луч читает верхний или нижний слой за счёт своей фокусировки на внутренний или внешний слой.

Ёмкость DVD-дисков:

Любой накопитель DVD имеет обратную совместимость с существующими дисководами CD-ROM и способен считывать данные с обычных компакт-дисков.

Уже появились несколько видов дисков следующего поколения (BlueRay и т.п.), принцип чтения/записи которых в основном не отличаются, а также диски с голографическим принципом записи и чтения информации.

Для чтения исходных материалов и записи готового проекта на CD и DVD носители был использован DVD±R/RW DL рекордер TEAC DV-W516GB. Этот привод поддерживает чтение и запись CD и DVD носителей любых форматов в самых распространённых режимах записи (Packet, TAO, DAO, SAO, RAW SAO и других), в том числе и двухсторонних DVD-дисков, на что указывают символы DL (double layer) в спецификации устройства. Следует отметить, что на момент написания работы двухслойные DVD-диски имели высокую стоимость, поэтому далее в пункте 4.5. рассмотрен алгоритм работы относительно однослойных DVD. Алгоритм работы с DL DVD практически ничем не отличается от работы с DVD-дисками других форматов.

В профессиональной обработке мультимедийного контента используются специальные высокопроизводительные конфигурации, которые довольно таки дороги, и приобретать их имеет смысл тогда, когда работа со средствами мультимедиа ведется постоянно. Данный проект был реализован на обычной рабочей станции со следующей конфигурацией:

– процессор AMD Athlon XP 1800+ на материнской плате EPOX;

– 256 Mb оперативной памяти;

– 64 Mb видеокарта от Nvidia;

– суммарный объём HDD (2 физических) 200 Gb (80+120);

– привод DVD±R/RW DL TEAC DV-W516GB, характеристики которого приведены выше;

– монитор CRT 17” Samsung Sync Master 765 Magic Bright.

– некритичные компоненты: FDD, клавиатура, мышь.

Вполне естественно, что для выполнения поставленных задач недостаточно приведенного аппаратного обеспечения, требуется также и определённая программная конфигурация.