Барабанные сканеры — это тип сканеров изображений , которые захватывают информацию об изображении с помощью фотоэлектронных умножителей (ФЭУ), а не матриц с зарядовой связью (ПЗС), используемых в планшетных сканерах и недорогих пленочных сканерах . «Отражающие и пропускающие оригиналы устанавливаются на акриловом цилиндре, барабане сканера, который вращается с высокой скоростью, проходя мимо сканируемого объекта перед прецизионной оптикой, которая передает информацию об изображении на ФЭУ. Современные цветные барабанные сканеры используют три согласованных ФЭУ, которые считывают красный, синий и зеленый свет соответственно. Свет от оригинального произведения искусства разделяется на отдельные красные, синие и зеленые лучи в оптической скамье сканера с дихроичными фильтрами». [1] Фотоэлектронные умножители обеспечивают превосходный динамический диапазон, и по этой причине барабанные сканеры могут извлекать больше деталей из очень темных теневых областей прозрачной пленки, чем планшетные сканеры, использующие датчики ПЗС. Меньший динамический диапазон датчиков ПЗС по сравнению с фотоэлектронными умножителями может привести к потере деталей в тенях, особенно при сканировании очень плотной прозрачной пленки. [2] Хотя механика различается у разных производителей, большинство барабанных сканеров пропускают свет от галогенных ламп через фокусирующую систему для освещения как отражающих, так и пропускающих оригиналов.
Барабанный сканер получил свое название от прозрачного акрилового цилиндра, барабана, на котором устанавливается оригинальное произведение искусства для сканирования. В зависимости от размера можно устанавливать оригиналы размером до 20 на 28 дюймов (510 мм × 710 мм), но максимальный размер варьируется в зависимости от производителя. «Одной из уникальных особенностей барабанных сканеров является возможность независимого управления областью выборки и размером апертуры. Размер выборки — это область, которую считывает кодировщик сканера для создания отдельного пикселя. Апертура — это фактическое отверстие, которое пропускает свет в оптическую скамью сканера. Возможность раздельного управления апертурой и размером выборки особенно полезна для сглаживания зернистости пленки при сканировании черно-белых и цветных негативных оригиналов». [1]
В то время как барабанные сканеры способны сканировать как отражающие, так и пропускающие произведения искусства, качественный планшетный сканер может производить хорошие сканирования с отражающих произведений искусства. В результате барабанные сканеры редко используются для сканирования отпечатков теперь, когда высококачественные недорогие планшетные сканеры легко доступны. Однако пленка — это то, где барабанные сканеры продолжают оставаться инструментом выбора для высококлассных приложений. Поскольку пленку можно монтировать влажным способом на барабан сканера, что повышает резкость и маскирует пыль и царапины, а также благодаря исключительной чувствительности ФЭУ, барабанные сканеры способны захватывать очень тонкие детали в оригиналах на пленке.
Первый рабочий факсимильный аппарат , изобретенный английским физиком Фредериком Бейквеллом в 1847 году, по сути был ранним барабанным сканером. Однако вместо сканирования бумажного отпечатка или прозрачности с помощью света, вращающийся барабан машины Бейквелла был покрыт фольгой с непроводящими чернилами, нанесенными на фольгу, и стилусом, который сканирует барабан и посылает импульс по паре проводов, когда он контактирует с проводящей точкой на фольге. Приемник содержит электрод, который касается листа химически обработанной бумаги, которая меняет цвет, когда электрод получает импульс; результатом является обратное контрастное (белое на синем) воспроизведение исходного изображения. Факсимильный аппарат Бейквелла был немного более успешным, чем оригинальный патент Александра Бейна 1843 года на факсимильный аппарат, но страдал от тех же проблем с синхронизацией, которые преследовали Бейна. [3]
Александр Мюррей и Ричард Морзе изобрели и запатентовали первый барабанный сканер в Eastman Kodak в 1937 году. Предназначенный для разделения цветов на печатных станках , их машина представляла собой аналоговый барабанный сканер, который отображал цветной диапозитив , установленный в барабане, с источником света, размещенным под пленкой, и тремя фотоэлементами с красным, зеленым и синим цветными фильтрами, считывающими каждую точку на диапозитиве, чтобы преобразовать изображение в три электронных сигнала. В первоначальной конструкции Мюррея и Морзе барабан был соединен с тремя токарными станками , которые вытравливали голубые, пурпурные и желтые (CMY) полутоновые точки непосредственно на трех офсетных цилиндрах. Права на патент были проданы Printing Developments Incorporated (PDI) в 1946 году, которая усовершенствовала конструкцию, используя фотоумножительную трубку для отображения точек на негативе, что производило усиленный сигнал, который затем подавался на специализированный компьютер, который обрабатывал сигналы RGB в скорректированные по цвету значения голубого, пурпурного, желтого и черного (CMYK). Обработанные сигналы затем отправляются на четыре токарных станка , которые вытравливают полутоновые точки CMYK на офсетных цилиндрах. [4] [5]
Первым сканером, сохранявшим изображения в цифровом виде на компьютере, был барабанный сканер, созданный в 1957 году в Национальном бюро стандартов (NBS, позже NIST) группой под руководством Рассела А. Кирша . Он использовал фотоумножительную трубку для обнаружения света в заданной точке и выдавал усиленный сигнал, который компьютер мог считывать и сохранять в памяти. В то время основным компьютером был мэйнфрейм SEAC ; максимальное горизонтальное разрешение, которое SEAC мог обрабатывать, составляло 176 пикселей. Первым изображением, когда-либо отсканированным на этой машине, была фотография трехмесячного сына Кирша, Уолдена. [6] : 2 [7]
Ситуация по состоянию на 2014 год [update]была такова, что только несколько компаний продолжали производить и обслуживать барабанные сканеры. Хотя цены как на новые, так и на бывшие в употреблении устройства упали с начала 21-го века, они все еще были намного дороже, чем планшетные и пленочные сканеры CCD. Качество изображения, получаемое с помощью планшетных сканеров, улучшилось до такой степени, что лучшие из них подходили для многих графических операций, и они заменили барабанные сканеры во многих случаях, поскольку были менее дорогими и более быстрыми. Однако барабанные сканеры с их превосходным разрешением (до 24 000 PPI ), градацией цвета и структурой значений продолжали использоваться для сканирования изображений, которые нужно было увеличить, а также для архивирования фотографий музейного качества и производства высококачественных книг и журнальных рекламных объявлений. Поскольку бывшие в употреблении барабанные сканеры становились все более многочисленными и менее дорогими, многие фотографы, работающие в жанре изобразительного искусства, приобрели их.