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扫描仪

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苹果电脑的彩色桌面扫描机
苹果电脑的彩色桌面扫描机
滚筒扫描机
滚筒扫描机
照相式扫描仪
照相式扫描仪

扫描仪,是一个能够把照片印刷文件或手写文件等影像,或装饰品等小对象扫描、分析并化成数字影像的器材。

现在大部分扫描仪都是桌面扫描机的变种。以手动作扫描的手提扫描仪曾一度流行,但由于很难获得理想影像质量,现已被淘汰。这些扫描仪都使用电荷耦合器Charge-coupled device,CCD)作为影像感应器,而鼓式扫描仪则采用光电倍增管Photomultiplier Tube)作为影像感应器。扫描仪在我们日常生活中十分重要,随处都有它的存在。

其他种类的扫描仪包括planetary扫描仪,可为书籍及文件拍摄影像,及镭射距离扫描仪(Laser Range scanner),可制作立体三维空间对象的模型。

现今普遍使用的多功能事务机(MFP)即集成了扫描仪、打印机复印机传真机

桌面扫描机

桌面扫描机通常装设有一块玻璃面,在玻璃下面设有光源,通常是或冷光光管照耀着玻璃面,另外有一个可单方向移动的CCD 感光单元。彩色扫描仪通常有3排CCD 感光组件,分别有红,绿及蓝色滤镜。用户把需要扫描的影像朝下放在玻璃上,光管会亮着,感光单元及光源则会一起由马达移动,把整个需要扫描面积扫描一次。因为光源的照射,影像便会被CCD 感光组件感应到。透明物料的原稿,例如菲林底片则不能采用此方法扫描,需要另加特别的附件从上面照亮对象才可被扫描。

一些型号的扫描机设有自动文件扫描功能(automatic document feed, ADF),让用户可以把一叠文件放进纸匣,每页纸将被自动吸进扫描仪内并进行扫描。在扫描时CCD 感光组件不会被移动,而源文件则会由卷筒以固定的速度在扫描仪内移动,在文件出口另设有纸匣收集已扫描的文件。

扫描仪质量

电脑配件图中1是扫描仪安装位置
电脑配件图中1是扫描仪安装位置

扫描仪通常可透过感光CCD 阅读红绿蓝3原色(RGB) 数据,以一些专利算法对不同曝光情况进行处理,并透过扫描仪的输入/输出界面把影像数据发送到电脑,传输界面包括SCSIUSB或较早期的并行端口色深将由CCD的特性决定,通常最少为24 bit。高级型号则有48 bit甚至更高。

另一个影响影像质量的指针就是影像的分辨率,以每吋的点数(dpi)量度,或可以更准确地以samples per inch (spi)量度。扫描仪厂商通常喜欢以插值分辨率,而非真实的光学分辨率宣传其产品,但插值分辨率会因为软件插值法而大大提高,造成夸大分辨率的假象。在2004年,一部家用级数的扫描仪可达到1600–3200 dpi的光学分辨率,高端桌面扫描仪最高可以5400 dpi扫描,鼓式扫描仪则更可达到8000–14,000 dpi的光学分辨率。扫描仪生产商通常声称插值分辨率可达到19,200 dpi,但这些数字并无实质意义,而理论上可能的插值像素是无限大

输出数据

扫描机在扫描后最终得到的是未经压缩的RGB三色影像数据,通常会发送至电脑的存储器。影像可以使用位图编辑程序,例如Adobe PhotoshopGIMP等进行处理及编辑,并存储在硬盘等存储设备。

与电脑连接

扫描机制造出来的影像数据数据可以十分大:一张600dpi,9吋x11吋,稍大于A4纸面积的未经压缩24bit彩色影像,将相等于100 MByte的未压缩数据。较新型号的扫描机可在几秒内创造出这么大量的数据,因此快速的连接方式十分重要。

早期扫描仪使用并口连接电脑,速度缓慢,最高发送速度只有每秒70 KB。专业型号采用SCSI-II界面,优点是发送速度快,达每秒数MB,但缺点是价格高昂,亦需要在电脑内加装一张SCSI扩展卡,对一般用家构成不便。

IEEE1394(火线,Firewire)已开始取代SCSI作为专业制作级,大量文件扫描仪的发送标准。

近年较经济的扫描机型号大部分采用USB作为连接界面,在初期的USB 1.1,发送速率有每秒1.5 MB,较新配备USB 2.0 的型号,发送速率可达每秒60 MB,消除了传输的樽颈。

市场上两种主要的扫描机发送界面包括:

  • TWAIN主要用于低价位或家用器材。
  • ISIS由Pixel Translations创立,仍然使用SCSI-II以提供高速度,被大型专业机器使用。

红外线清理

红外线清理(Infrared cleaning)是一种为菲林底片清除尘埃及花痕的技术。大部分新型号的扫描仪已设有此功能。红外线清理会以红外线光束扫描菲林,可以扫描出阻隔红外线通过的尘埃及花痕,并以其位置、大小、形状等数据自动去除尘埃及花痕。

扫描机生产商通常会各以自己的命名形容此技术。例如Epson尼康、Microtek等厂商便使用柯达开发的Digital ICE技术,而佳能就使用自己开发的FARE (Film Automatic Retouching and Enhancement)系统。

外部链接

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