O skenování a skenerech podrobně II. - Typy skenerů - Grafika.cz - vše o počítačové grafice

14. prosince 2004, 00.00 | V druhém dílu našeho třídílného seriálu o skenerech vás seznámíme se základními typy skenerů. Popíšeme si jak fungují ploché skenery, co jsou to filmové skenery, čím se od sebe liší a k čemu je dobré je používat.

Typy skenerů
Dostupné jsou dva typy těchto zařízení, jednak ploché skenery a jednak skenery filmové. Jak již bylo výše řečeno, některé profesionální laboratoře používají stále tzv. bubnové skenery, kde je předloha uchycena na bubnu, který se rychle otáčí a posunuje. Snímacím elementem je zde snímač využívající tzv. technologii PMT - Photo Multiplier Tube. Technologie PMT používá fotonásobič, neboli elektronku, která dokáže elektrický signál zesílit. Tento snímač snímá posunem bubnu vzniklou řádku předlohy, přičemž využívá optickou soustavu, díky které je předloha snímána postupně po velice jemných krocích. Předloha je navíc pokryta speciální kapalinou, která zlepší kontakt předlohy s válcem. O skenování v bubnovém skeneru se proto také hovoří jako o mokrém skenování. Cena takového stroje je však nesrovnatelná s použitím v domácím prostředí, takovým zařízením jsou vybaveny jen profesionální studia. Kvalita skenování je špičková, v současné době však srovnatelnou kvalitu při skenování filmových materiálů poskytnou i profesionální filmové stolní skenery.

Ploché skenery
Plochý skener svou dráhu nastoupil jako zařízení převádějící text, obrázky a grafy do počítače, později jeho zlepšená kvalita umožnila digitalizovat i kvalitní barevné nebo černobílé předlohy např. fotografie. Plochý skener sloužil a slouží zejména v kancelářích, postupem doby konstruktéři umožnili doplňkově skenovat kromě neprůhledných předloh také předlohy průhledné - fotografické filmy. Prvním zařízením (spíše však berličkou), které umožnilo na plochém skeneru pracovat i s průhlednou předlohou, byl přípravek ve tvaru pyramidy, který pomocí zrcadel umožnil prosvětlení filmového políčka shora a následné naskenování. V současné době jsou lepší ploché skenery vybaveny dianástavcem. Jedná se o prosvětlovací nástavec, který dokáže skenovaný diapozitiv prosvítit směrem proti snímači. Průhledná předloha se pak stane pro snímač skenovatelnou. Plochý skener je svojí konstrukcí prvotně určen pro práci s plochými neprůhlednými předlohami a z toho vyplývá i jeho konstrukce. Je to plochá obdélníková krabice s víkem, pod nímž je skleněná plocha, na kterou se pokládají skenované předlohy. Pod touto deskou je jak snímač, tak zdroj světla (dnes nejčastěji výbojka poskytující chladné, rovnoměrné a dostatečně intenzivní světlo). Je zde nutně také soustava zrcadel, která světlo odražené od předlohy přivede ke snímači.
Současné ploché skenery mohou být osazeny dvěma základními typy snímačů. V levných a ultra tenkých skenerech nalezneme tzv. snímač CIS (Contact Image Sensor). Snímač o šířce stránky předlohy spojuje osvětlení (LED diody) a snímací body a vzhledem ke svým rozměrům umožňuje významně redukovat optickou soustavu. Kvalita skenování těmito skenery je nízká, ke skenování filmů nebo diapozitivů je nelze použít vůbec.
Kvalitní ploché skenery jsou osazeny CCD (Charge Couple Device) snímači. Na rozdíl od mnoha digitálních fotoaparátů a videokamer, které používají také CCD snímače, je snímač skeneru je vždy řádkový CCD snímač. Snímač má tři řádky a každá řádka snímá jednu ze základních složek světla ( červenou, modrou a zelenou barvu ). Snímač se krokově pohybuje pod předlohou a snímá tak jednotlivé řádky. CCD snímač vyžaduje optickou soustavu, která světlo odražené od předlohy zaostří na snímač.
Obecně základním problémem těchto přístrojů je kvalitní rovnoměrné prosvětlení filmu. Jsou to zařízení primárně určená ke skenování plochých neprůhledných předloh a pouze typy opatřené prosvětlovacím zařízením průsvitných předloh - tzv. dianástavcem - umožňují skenovat filmy. Kvalitní výsledek proto můžeme očekávat jen od plochého skeneru vyšší a nejvyšší třídy s vysokým rozlišením, dostatečně přesným krokovým motorkem a kvalitní optikou spojenou se silným rovnoměrným prosvětlením filmu. Samozřejmě jakmile je nějaké zařízení určeno pro speciální použití a dodatečně nebo lépe řečeno navíc je konstrukčně upraveno pro případné použití jiné, je tato funkce "navíc" vždy více či méně problematická. Můžeme očekávat tyto problémy :

• plochý skener pro práci s neprůhlednými předlohami potřebuje pouze nepříliš komplikované zaostřovací zařízení a vystačí i s méně kvalitní optikou, filmové políčko je velice malé a detaily na něm drobné, může nastat problém se zaostřením
• plochý skener odvede kvalitní práci při skenování neprůhledných předloh i s použitím nepříliš přesného krokovacího motorku a krůčky nemusí být ani příliš jemné /neplatí o drahých prof.plochých skenerech/, pro skenování filmového políčka je třeba přesný krokový mechanismus a velice jemné kroky
• prosvětlení filmu pomocí nedokonalých pomůcek (pyramidy) u levných skenerů není vždy dokonale rovnoměrné, navíc u méně výkonného zdroje světla může vzniknout problém s prosvícením značně krytých míst na filmu, navíc zejména levnější skenery pracují s velmi malou denzitou (ve stínech vznikne černá placka bez kresby, kterou by kvalitní skener zachytil) kvalitní dianástavec i značně krytý film kvalitně prosvítí
• plochý skener pro své běžné použití nepotřebuje velkou barevnou hloubku, vysokou denzitu, vysoké rozlišení, možnost vícenásobného přeskenování, ruční ostření apod. Pro získání kvalitní fotografie (skenu) z diapozitivu nebo negativu je třeba rozlišení nejlépe vyšší než 3000 dpi. denzitu nejlépe vyšší než 3 a možnost alespoň dvojnásobného přeskenování. Takové hodnoty vykazují skutečně jen vyšší a nejvyšší modely plochých skenerů, přičemž i tyto přístroje nejsou kvalitou výstupu srovnatelné s kvalitním skenerem filmovým

Filmový skener
Filmové skenery jsou určeny pouze ke skenování filmů a k žádné jiné práci je nelze použít. Kvalita výstupu kvalitního filmového skeneru je prvotřídní, skeny z nejlepších stolních filmových skenerů se blíží nebo i rovnají kvalitě skenu pořízeného bubnovým skenerem. Filmový skener se odlišuje od plochého skeneru zejména konstrukcí. Zatímco u plochého skeneru je cesta obrazové informace : předloha - zrcadlo - zrcadlo - zrcadlo - optika - snímač, u filmového skeneru je předloha - filmové políčko z jedné strany prosvětleno a na druhé straně políčka obraz usměrněn optikou přímo na snímač : předloha - optika - snímač. Navíc optika používaná u filmových skenerů je nesrovnatelně kvalitnější než u průměru plochých skenerů a to už jen proto, že filmový skener pracuje s velice malou předlohou ve srovnání s převážně A4 kancelářskými předlohami pro skenery ploché. Optika používaná u filmových skenerů kvalitativně odpovídá špičkovým snímacím objektivům digitálních fotoaparátů.

Formáty filmových skenerů
Základním kritériem, které dělí filmové skenery do dvou skupin je formát filmu, který je přístroj schopen skenovat. Kinofilmové skenery zvládnou maximální formát filmového políčka 24x36 mm, některé umožňují práci i s menším formátem APS. Tzv. multiformátové skenery umožňují pracovat jak se svitkovým filmem tak s kinofilmem, zvládnou tedy největší formát filmového políčka 6x9 cm (tedy i 6x6 cm a 6x4,5 cm). Tyto dvě skupiny skenerů se neliší jen formátem filmu, který jsou schopné zpracovat, podstatně se liší také cenou. Multiformátové skenery jsou bez výjimky profesionálními skenery, vybavené špičkovou optikou a vysokým rozlišením. Jejich cena je dva až třikrát vyšší než velmi dobrého skeneru kinofilmového a pohybují se kolem hranice 100.000 Kč. Rozhodování, jaký přístroj zvolit, není ale ovlivněn jen finanční stránkou. Rozhodující je, jaký objem práce fotograf realizuje na středním formátu. Jestliže převážně fotografuje na kinofilm a střední formát využívá jen občas (jako např. já) považuji za smysluplné pořídit si kvalitní kinofilmový skener a střední formát zpracovat buď klasicky nebo využít profesionálních laboratoří nebo studií a nechat si těch pár svitků neskenovat na kvalitním velkoformátovém skeneru nebo dokonce skeneru bubnovém.

Kvalita skeneru
Kvalita filmových skenerů je ošidná kategorie a proto než se do ní pustíme, musíme se zmínit o tom, k čemu lze kvalitu vztáhnout a jak ji hodnotit. S trochou nadsázky by se totiž dalo říci, že v současné době nenajdeme na trhu značkových výrobků špatný skener, rozdíly mezi nimi jsou ovšem značné.
Prvním sítem výběru je formát skeneru. Není pochyb o tom, že drahý multiformátový skener si pořizují především profesionální pracoviště,které zapracovávají zakázky profesionálních fotografů a pak fotografové, kteří významnou část své tvorby realizují ve středním formátu.
Druhým základním rozdělením skenerů je jejich rozlišení. Je rozdíl, jestli si skener chce opatřit někdo, kdo hodlá do digitální podoby převést svůj archiv rodinných snímků a nehodlá fotografie vystavovat či jinak veřejně presentovat nebo se jedná o fotografa, který své snímky presentuje v tisku, na výstavách nebo je zasílá do fotobank.
Rodinnému fotografovi postačí amatérský filmový skener s rozlišením do 2000 dpi s průměrnou optikou a jednoduchým ovládáním nezatěžujícím uživatele jemnostmi nastavení, které stejně nevyužije. Tyto skenery nemají softwarové odstraňování poškození filmu, ale jsou velmi rychlé a poskytují standardní výsledky postačující pro velmi kvalitní snímky do rozměru cca 10x15 cm, slušnou kvalitu budou mít i výstupy rozměru A4. Příkladem takového levného skeneru je např. Reflecta iScan 1800. Někteří výrobci (zejména u plochých skenerů) dosahují zvýšení rozlišení interpolací, ale výsledky nikdy nemohou nahradit chybějící rozlišení samotného snímače.
Pro vážnější práci je nutné zvolit skener s vyšším rozlišením alespoň 2700 až 3000 dpi a kvalitnější optikou. Tyto skenery jsou sice stále určeny pro amatérské použití, ale např. Minolta, dnes Konica Minolta nabízí v této třídě velice kvalitní stroje za zajímavé ceny - např. Minolta Dimage scan Dual III. a IV. Další významný výrobce filmových skenerů - Nikon - má v této třídě zastoupení modely NIKON LS 30, nebo LS 2000. Reflecta v této třídě nabízí typ Pro Scan 3600. Optika těchto skenerů je již velice kvalitní, ovšem postrádá např. optické členy ze speciálních skel, také jejich softwarové vybavení je chudší než u skenerů nejvyšší třídy. Výsledky již ale jsou na velmi slušné úrovni, v podstatě odpovídají výsledkům z profesionálního skeneru, který je nastaven na nižší rozlišení a rychlejší (méně kvalitní) práci. Tyto skenery uspokojí i velice náročného amatérského fotografa, pokud nechce vyrábět zvětšeniny větší než 40x50 cm nebo pokud nechce mít na velkých zvětšeninách ostře naskenované i zrno filmu.
Nejvyšší kategorií jsou profesionální kinofilmové skenery a skenery na svitkový film. Tyhle mašinky toho umí už opravdu hodně. Jsou bez výjimky osazeny kvalitními snímači s tím nejvyšším rozlišením a to přes 4000 dpi, snímač se na film dívá tou nejkvalitnější optikou odvozenou z profesionálních objektivů i s využitím prvků ze speciálních skel. V této třídě už opravdu nenajdete špatný přístroj, výsledky jsou v zásadě rovnocenné. Patří sem např. Minolta Dimage scan Elite 5400, která umožňuje skenovat bez interpolace s úžasným rozlišením 5400 dpi, denzitou 4,8, 16 bitovou barevnou hloubkou a políčko filmu je schopna až 16x přeskenovat, v obdobné obrazové kvalitě, ale mnohem rychleji pracují profesionální skenery Nikon, např. Coolscan 5000 ED, který umožňuje skenovat až v rozlišení 4000 dpi, má 16 bitový A/D převodník a optiku s využitím ED skel (skla s jiným úhlem lomu než skla běžná). Také Canon vyrábí kvalitní, i když pomalejší skener Canoscan FS-4000 US s rozlišením 4000 dpi. Nikon a Konica Minolta nabízejí navíc multiformátové skenery a zejména Nikon Coolscan LS-9000 ED je vlastně kategorií sám pro sebe, stojí ovšem téměř 100.000 Kč. Nic lepšího ale asi v současné době na trhu stolních filmových skenerů není.

Rychlost skeneru
Rychlost s jakou skener pracuje závisí na více okolnostech, logicky ale je rychlost skenování nepřímo úměrná kvalitě skenování. Rychlost také podstatně ovlivňuje vylepšování obrazu, programy na odstraňování prachu a škrábanců, rychlost ovlivňuje také počítač, ke kterému je skener připojen a způsob připojení. Otázka rychlosti skeneru není, jak by se na první pohled mohlo zdát, zanedbatelnou maličkostí, kdo už někdy také skenoval jedno políčko kinofilmu déle než hodinu, mi to jistě potvrdí. Zejména je třeba si dát pozor na výrobci inzerované časy skenování a pozorně si všimnout, jaké nastavení skeneru bylo zvoleno a co vše bylo na skeneru pozapínáno. Kdo nehodlá u skenování strávit nekonečné večery, musí nekompromisně volit nastavení skeneru podle zamýšleného použití skenu. Pokud se jedná o fotografie na výstavu nebo určené k prezentaci v knize nebo kalendáři, nezbude nebohému fotografovi zapnout na skeneru všechny čudlíky, které najde a během skenování se jít projít se psem. Výsledek totiž opravdu stojí za to, kdo neviděl ostře naskenované zrno filmu, neuvěří.
Nejvíce času zabere skenování ve 16 bitové barevné hloubce, se zároveň zapnutým odstraňováním prachu a škrábanců. Pokud k tomu přidáme vícenásobné přeskenování, doba se ještě podstatně prodlouží. Zase je třeba si rozmyslet, jestli je nutné skenovat v 16 bitech, když fotografii budeme upravovat ve starším Photoshopu, který pracuje jen s 8 bitovými soubory. Také kvalitně vyvolaný film, kvalitně archivovaný, většinou nepotřebuje odstraňovat nějaké nečistoty a těch pár zapomenutých kazů a smítek rychleji odstraníme v grafickém editoru. Ani vícenásobné přeskenování není nutné tam, kde na obrazu nejsou veliké barevné plochy, hlavně ve stínu. Takové plochy někdy při skenování trpí vadami, barevnou nevyvážeností, neklidem a mylnými body a vícenásobné skenování právě většinu těchto neduhů minimalizuje.
Závěrem je však nutno podotknout, že jsou filmové skenery, kde rychlost není kvalitě na překážku a i ty nejkvalitnější skeny s plným využitím pomocného softwaru k odstraňování nečistot trvají jen několik minut. Pohybujeme se však v té naprosto nejvyšší třídě skenerů, jak kvalitativně, tak i cenově. ( Jedná se např. o nejdražší nejnovější profes. modely filmových skenerů Nikon).

V příštím díle si popíšeme práci se skenery, například jak skenovat negativ, diapozitiv, nebo černobílý film.