認識掃描儀
歡迎來到學習啦,本文為大家講解認識掃描儀,歡迎大家閱讀借鑒,多學習,終身有益。
在掃描儀發(fā)明以前,面對一些帶有文字的檔案,美術圖形,以及一些美麗的圖案,人們總會想:如果能將這些都轉(zhuǎn)換到計算機里(電腦自動關機),然后進行必要的編輯,那樣該有多好啊!人們的這種夢想早已有之,只是找不到解決的方法,正所謂科技以人為本,于是科學家們開始努力探索解決的途徑。1984年,這種夢想成真,掃描儀面世了,它的發(fā)展史從此開始了。短短二十年間到底經(jīng)歷了什么樣的變化呢筆者對大量的資料進行查閱,整理成文,希望能透過掃描儀的發(fā)展史能讓讀者加深對它的認識,了解它的發(fā)展前景。
一、概述
掃描儀是一種捕獲影像的裝置,可將影像轉(zhuǎn)換為計算機可以顯示、編輯、儲存和輸出的數(shù)字格式。掃描儀的應用范圍很廣泛,例如將美術圖形和照片掃描結合到文件中;將印刷文字掃描輸入到文字處理軟件中,避免再重新打字;將傳真文件掃描輸入到數(shù)據(jù)庫軟件或文字處理軟件中儲存;以及在多媒體中加入影像等等。
1884年,德國工程師尼普科夫(Paul Gottlieb Nipkow)利用硒光電池發(fā)明了一種機械掃描裝置,這種裝置在后來的早期電視系統(tǒng)中得到了應用,到1939年機械掃描系統(tǒng)被淘汰。雖然跟后來100多年后利用計算機來操作的掃描儀沒有必然的聯(lián)系,但從歷史的角度來說這算是人類歷史上最早使用的掃描技術。
掃描儀是19世紀80年代中期才出現(xiàn)的光機電一體化產(chǎn)品,它由掃描頭、控制電路和機械部件組成。采取逐行掃描,得到的數(shù)字信號以點陣的形式保存,再使用文件編輯軟件將它編輯成標準格式的文本儲存在磁盤上。從誕生到現(xiàn)在掃描儀產(chǎn)品種類紛繁復雜。
應用掃描儀最多的領域是出版、印刷行業(yè),此外還可以在辦公中用于資料制作、資料管理和檔案管理等。另外,如專用的卡片掃描儀、CT掃描儀等其它的掃描儀不在列舉之中。
二、技術
自1984年第一臺掃描儀問世以來,掃描儀經(jīng)歷了從黑白掃描、彩色三次掃描過度到現(xiàn)在的彩色、一次掃描儀,掃描儀技術的發(fā)展日新月異。下面筆者從掃描儀五個比較重要的因素的技術革新進行分析,以此來探索掃描儀的發(fā)展道路。
(1)光學分辨率
掃描儀的分辨率可分為光學分辨率和最大分辨率,我們主要以“光學分辨率”為準。光學分辨率一直是掃描儀產(chǎn)品最為關鍵的性能指標,是影響掃描效果的清晰程度的最重要因素之一。
300dpi的產(chǎn)品曾經(jīng)在市場上盤踞多年,在經(jīng)過1999年的一場價格大戰(zhàn)的廝殺后終于黯然退出歷史舞臺,把掃描儀市場的主流地位讓給了600dpi的產(chǎn)品。2002年,國內(nèi)外幾大廠家風風火火地將1200dpi光學分辨率的掃描儀產(chǎn)品推向市場,從此600dpi難覓蹤影。到了2004 年,2400dpi光學分辨率的掃描儀成為市場的熱點。
(2)色位
色位是影響掃描效果的色彩飽和度及準確度的最重要因素之一。這里(電腦自動關機)先介紹一個用來度量概念--位。位(Bit)是計算機最小的儲存單位,以0或1來表示位的值。愈多的位數(shù)可以表現(xiàn)愈復雜的影像信息。
依次從8 位灰階用來更精確地表現(xiàn)一般的黑白照片到用24 位彩色,通過紅綠藍信道結合后可產(chǎn)生 1677 萬種顏色的組合,此時的24 位的色彩也稱作全彩。然后又從36 位彩色到42位,再到48位,發(fā)展相當迅速。
(3)掃描元件
掃描儀的核心部分是完成光電轉(zhuǎn)換的部件——掃描元件(也稱為感光器件)。目前市場上掃描儀所使用的感光器件主要有四種:電荷藕合元件CCD、接觸式感光器件CIS、光電倍增管PMT和互補金屬氧化物導體CMOS。
1969年
美國貝爾實驗室于發(fā)明CCD(Charge Coupled Device,電荷藕合裝置),與電腦晶片CMOS技術相似,也可作電腦記憶體及邏輯運作晶片。CCD的感光能力相對低,但CCD技術不斷發(fā)展,又由于CCD的體積小、造價低,所以廣泛應用于掃描儀。
1998 年,互補氧化金屬半導體(Complementary Metal Oxide Semiconductor,簡稱CMOS) 誕生了,它是一種新型的圖像傳感技術。對于CMOS技術的研究已有數(shù)十載,但直到20世紀末把它應用于制作圖像傳感器。CMOS的優(yōu)點是結構比CCD簡單,耗電量只有普通CCD的 1/3左右,而且制造成本比CCD要低。
同年,一種基于CMOS技術的傳感器的接觸式圖像傳感器 (Contact lmage Sensor,簡稱CIS)也誕生了。CIS掃描儀將光源、聚焦鏡片及感應器一同固定于一個外罩內(nèi),不須調(diào)節(jié)、預熱,所以比CCD掃描儀起動快。CIS掃描儀體積比CCD掃描儀更小,而制造成本也更少,但品質(zhì)上還是比CCD稍遜一籌,并且CCD的技術比CIS要成熟。
(4)接口類型
掃描儀的接口是指掃描儀與電腦主機的聯(lián)接方式,目前掃描儀常見的接口方式有SCSI、EPP、USB三種。
1979年SCSI技術誕生。早期的掃描儀大都是SCSI接口。優(yōu)點是傳輸速度較快,掃描質(zhì)量高;缺點是需要開機箱安裝一塊SCSI卡,要占用一個ISA或PCI槽以及相應的中斷,安裝相對復雜,有可能和其他配件發(fā)生沖突。
沒過幾年,EPP(Enhanced Parallel Port的縮寫)接口技術誕生。和SCSI的掃描儀相比,其速度較慢,掃描質(zhì)量稍差,但安裝方便,兼容性好,大多采用EPP接口的掃描儀后部都有兩(電腦沒聲音)個接口,一個接計算機,另一個接其他的并口設備(一般是打印機)。
1994年誕生USB(Universal Serial Bus的縮寫)技術,當時是由 PC 界的幾位“巨人”——康柏、IBM、Intel和 Microsoft共同推出的,旨在統(tǒng)一外設如打印機、外置Modem、掃描儀、鼠標等的接口,以便于安裝使用,取代以往的串口、并口和PS/2接口,USB 標準真正頒已經(jīng)是1996年了。又過了兩(電腦沒聲音)年,USB才迎來了真正的春天——業(yè)界巨頭們共同制定了USB1.1標準,使USB技術更加成熟可靠,真正發(fā)展起來。
(5)掃描儀配置軟件
掃描儀配置包括軟件圖像類、OCR類和矢量化軟件等,這里(電腦自動關機)不能不介紹OCR。簡單地說,OCR的基本原理就是通過掃描儀將一份文稿的圖像輸入給計算機,然后由計算機取出每個文字的圖像,并將其轉(zhuǎn)換成漢字的編碼。
早在1929年,Taushek就在德國獲得了一項有關OCR(光學字符識別)的專利。歐美國家為了將浩如煙海、與日俱增的大量報刊雜志、文件資料和單據(jù)報表等文字材料輸入計算機進行信息處理,從50年代就開始了西文OCR技術的研究,以便代替人工鍵盤輸入。文字識別軟件(OCR)的出現(xiàn),實現(xiàn)了將印刷文字掃描得到的圖片轉(zhuǎn)化為文本文字的功能,提供了一種全新的文字輸入手段,大大提高了用戶工作的效率,同時也為掃描儀的應用帶來了進步。這是掃描儀發(fā)展史上一個具有重要意義的里(電腦自動關機)程碑。