Сканеры и цифровые камеры

Сканеры и цифровые камеры

Сканер и цифровая камера — это устройства ввода, которые превращают изображение реального мира в компьютерный файл. Этот процесс называют оцифровкой: непрерывная картинка разбивается на множество мелких точек, и каждой точке присваивается код цвета. Так аналоговое изображение становится цифровым, понятным компьютеру.

Как работает сканер

Сканер построчно «просматривает» плоский оригинал — лист бумаги, документ или фотографию. Источник света подсвечивает изображение, а светочувствительные элементы измеряют яркость и цвет отражённого света в каждой точке строки. Затем считывающая полоса сдвигается чуть дальше и читает следующую строку. Чем больше точек приходится на единицу длины, тем выше разрешение сканирования и тем чётче и подробнее получается результат.

Как работает цифровая камера

В камере свет проходит через объектив и попадает на матрицу — поле из миллионов крошечных датчиков. Каждый датчик измеряет яркость и цвет своего участка и формирует один пиксель будущего изображения. Из этих пикселей и складывается фотография. Чем больше датчиков на матрице, тем больше пикселей в снимке и тем мельче детали, которые камера способна передать.

Разбор примера

Пусть фотография имеет размер 2000 на 1500 пикселей. Тогда общее число точек в ней равно произведению сторон:

2000 × 1500 = 3 000 000 пикселей = 3 мегапикселя

Зная глубину цвета, можно оценить и объём файла. Если на каждый пиксель отводится 24 бита (по 8 бит на красную, зелёную и синюю составляющие), то изображение без сжатия займёт 3 000 000 × 24 = 72 000 000 бит — это около 9 мегабайт. Именно поэтому такие файлы почти всегда сжимают, иначе они занимали бы слишком много места.

Общая идея оцифровки

И сканер, и камера действуют по одному принципу: непрерывный реальный образ заменяется конечным набором отдельных точек с числовыми кодами цвета. Это пример дискретизации — превращения непрерывной величины в набор отдельных значений, с которыми компьютер умеет работать.

Частая ошибка: путать разрешение и физический размер картинки. Высокое разрешение означает много точек, а не обязательно большое изображение на экране — точки могут быть очень мелкими, и тогда подробная картинка займёт небольшую область.

Кратко о главном

• Сканер и камера — устройства ввода для оцифровки изображений.
• Оцифровка разбивает картинку на пиксели и кодирует их цвет.
• Качество зависит от разрешения и числа пикселей.
• Файлы изображений велики, поэтому их обычно сжимают.