书城童书青少年科普故事大本营第三季-电子故事总动员
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第47章 功能强大的扫描仪

扫描仪是一种计算机外部仪器设备,通过捕获图像并将之转换成计算机可以显示、编辑、存储和输出的数字化输入设备。通过对照片、文本页面、图纸、美术图画、照相底片、菲林软片,甚至纺织品、标牌面板、印制板样品等三维对象的扫描,提取和将原始的线条、图形、文字、照片、平面实物,转换成可以编辑的文件。

扫描仪是利用光波的反射原理来工作的。自然界的每一种物体都会吸收特定的光波,而没被吸收的光波就会反射出去。扫描仪工作时发出的强光照射在稿件上,没有被吸收的光线将被反射到光学感应器上。光学感应器接收到这些信号后,将这些信号传送到模数转换器(简称A/D转换器),模数转换器再将其转换成计算机能读取的信号,然后通过驱动程序转换成显示器上能看到的正确图像。待扫描的稿件通常可分为:反射稿和透射稿。前者泛指一般的不透明文件,如报刊、杂志等,后者包括幻灯片或底片。如果经常需要扫描透射稿,就必须选择具有光罩功能的扫描仪。

扫描的过程相当简单,把要扫描的材料放在扫描仪的玻璃台面上,运行扫描软件,并按一下“扫描”键,扫描仪就将图像扫描到图像编辑软件中,而且能以文件格式存贮。

扫描仪的扫描效果主要与分辨率有关。分辨率是扫描仪最主要的技术指标,它表示扫描仪对图像细节上的表现能力,即决定了扫描仪所记录图像的细致度。通常用每英寸长度上扫描图像所含有像素点的个数来表示。目前大多数扫描的分辨率在300~2400PPI之间。PPI数值越大,扫描的分辨率越高,扫描图像的品质越高,但这是有限度的。当分辨率大于某一特定值时,只会使图像文件增大而不易处理,并不能对图像质量产生显著的改善。对于丝网印刷应用而言,扫描到600PPI就已经足够了。

扫描分辨率一般有两种:光学分辨率和插值分辨率。

光学分辨率就是扫描仪的实际分辨率,它决定了图像的清晰度和锐利度的关键性能指标。

插值分辨率则是通过软件运算的方式来提高分辨率的数值,即用插值的方法将采样点周围遗失的信息填充进去,因此也被称作软件增强的分辨率。例如扫描仪的光学分辨率为300PPI,则可以通过软件插值运算法将图像提高到600PPI,插值分辨率所获得的细部资料要少些。尽管插值分辨率不如真实分辨率,但它却能大大降低扫描仪的价格,对一些特定的工作例如扫描黑白图像或放大较小的原稿时十分有用。

值得注意的是,在设定、选择扫描分辨率时,需要综合考虑扫描的图像类型和输出打印的方式。如果以高的分辨率扫描图像需更长的时间,更多的内存和磁盘空间,同时分辨率越高,扫描得到的图像就越大,因此在保持良好图像质量的前提下应尽量选择最低的分辨率,使文件不至于太大。

扫描仪的扫描效果还与其他一些指标有关:扫描仪中的灰度级表示图像的亮度层次范围。级数越多扫描仪图像亮度范围越大、层次越丰富,目前多数扫描仪的灰度为256级。256级灰阶中以真实呈现出比肉眼所能辨识出来的层次还多的灰阶层次。

扫描仪中的色彩数表示彩色扫描仪所能产生颜色的范围。通常用表示每个像素点颜色的数据闰数即比特位(bit)表示。所谓比特位是计算机最小的存贮单位,以0或1来表示比特位的值,越多的比特位数可以表现越复杂的图像资讯。例如常说的真彩色图像指的是每个像素点由三个8比特位的彩色通道所组成,即24位二进制数表示,红绿蓝通道结合可以产生多种颜色的组合,色彩数越多扫描图像越鲜艳真实。

扫描仪的扫描速度有多种表示方法,因为扫描速度与分辨率、内存容量、软盘存取速度以及显示时间、图像大小有关,通常用指定的分辨率和图像尺寸下的扫描时间来表示。

扫描仪的类型有很多种,按不同的标准,可分为不同的类型。

按扫描仪的扫描对象来划分,可分为反射式和透射式两种。反射式扫描仪只能扫描图片、照片、文字等反射式稿件,市场上很少见到。透射式扫描仪是市场上最常见的扫描仪。一些反射式扫描仪配置了透扫试配器,既可以扫反射稿,又能扫透射稿。

根据工作原理,扫描仪可分为手持式、平板式、胶片专用和滚筒式等几种。手持式扫描仪是反射式扫描仪。它的扫描头比较窄,只适用于扫描较小的稿件,是使较小的照片原件数字化的最简单的方法。随着高性能扫描仪价格的下降,这种扫描仪已逐渐被淘汰。

胶片扫描仪是高分辨率的专业扫描仪,主要扫描幻灯片和摄影负片。虽然它的扫描区域较小,但它在光源、色彩捕捉方式等方面均有较高的性能和技术,更具有独立开发的扫描驱动软件,除了一般扫描软件的功能外,还有特别针对胶片特性的处理功能。

滚筒式扫描仪的结构特殊,它的工作原理是把原图贴放在一个有机玻璃滚筒上,让滚筒以一定的速率围绕一个光电系统旋转,探头中的亮光源发射出的光线通过细小的锥形光圈照射在原图上,一个像素一个像素地进行采样。这种扫描仪的光学分辨率高、色深高、动态范围宽,而且输出的图像普遍具有色彩还原逼真、阴影区细节丰富、放大效果优良等特点。但它的体积大,价格也很高。

平板式扫描仪主要扫描反射稿件。它的扫描区域为一块透明的平板玻璃,将原图放在这块玻璃平板上,光源系统通过一个传动机构作水平移动,发射出的光线照射在原图上,经反射或透射后,由接收系统接收并生成模拟信号,再通过模数转换器转换成数字信号,直接传送到电脑,由电脑进行相应的处理,完成扫描过程。平板式扫描仪的扫描速度、精度、质量很好,已得到了很好的普及。

扫描仪是电脑的一种输入设备,它的作用就是将图片、照片、胶片以及文稿资料等书面材料或实物的外观扫描后输入到电脑当中,并形成文件保存起来。事实上,扫描仪已成为继键盘、鼠标之后的第三件最主要的计算机输入设备。