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1、第九章 扫描仪,9.1 扫描仪的类型和基本工作原理 9.2 扫描仪的主要技术指标 9.3 扫描仪的选购与安装 9.4 扫描仪的使用与维护 思考与练习九,9.1 扫描仪的类型和基本工作原理,9.1.1 扫描仪的类型 1. 平板式扫描仪 平板式扫描仪又称台式扫描仪，其外形如图9-1所示，一般采用CCD(电荷耦合器件)或CIS(接触式感光器件)技术，凭借其价格低、体积小的优点得到了广泛应用，已经成为目前家庭及办公使用的主流产品。台式扫描仪的光学分辨率一般在300 dpi到8000 dpi之间，色彩位数在24位到48位之间。,图9-1 台式扫描仪,2. 手持式扫描仪 手持式扫描仪广泛使用于20世纪80
2、年代后期，其扫描宽度较小，只有105 mm，手持推动完成扫描。手持式扫描仪较多使用CIS技术，光学分辨率只有200 dpi。它的价格比平板式扫描仪更便宜，但是由于扫描幅面太窄、效果差等一系列自身的缺陷，最终被平板式扫描仪所取代。,3. 滚筒式扫描仪 滚筒式扫描仪的感光器件是光电倍增管，其光学分辨率在1000 dpi到8000 dpi之间，色彩位数在24位到48位之间。相比CCD或是CIS来说，光电倍增管的性能更好。采用光电倍增管的扫描仪要比其他扫描仪贵，低档的也在几十万元左右。滚筒式扫描仪是专业印刷排版领域中应用最广泛的产品，其外形如图9-2所示。,图9-2 滚筒式扫描仪,4. 馈纸式扫描仪
3、馈纸式扫描仪也称为小滚筒式扫描仪，但它与滚筒式扫描仪有本质上的不同。馈纸式扫描仪多采用CIS技术，因此其光学分辨率不高，只有300 dpi；也有用CCD技术的，但体积较大。馈纸式扫描仪广泛与笔记本计算机配套使用。 5. 工程图纸扫描仪 为了解决工程图纸的输入、保存等问题，工程图纸扫描仪出现了。这种扫描仪大多采用CCD技术，少数采用CIS技术，其光学分辨率不很高，一般为200 dpi、400 dpi或更高。由于其用途特殊，因而较为少见。,6. 底片扫描仪 底片扫描仪也称为胶片扫描仪，其光学分辨率很高，最低也在1000 dpi以上，绝大多数都在2700 dpi左右。现在，有些平板式扫描仪也有底片扫
4、描功能。总的来说，底片扫描仪仍应用于专业领域。 7. 3D扫描仪 许多扫描仪生产厂家都称自己的扫描仪有3D扫描功能，但是真正的3D扫描仪并不是我们在市场上常见到的有实物扫描功能的平板式扫描仪，真正的3D扫描仪不但结构和原理与传统的扫描仪不同，而且生成的文件也不同于图像文件。它所生成的文件是一系列描述物体三维结构的坐标数据，将这些数据输入3D MAX软件中可将物体的3D模型完整地还原出来。,8. 其他 除了上述扫描仪外，还有一些我们经常见到但是很难将其与扫描仪联系起来的扫描仪，如笔式扫描仪、超市条码扫描仪等。 9.1.2 扫描仪的基本工作原理 扫描仪主要由光学部分、机械传动部分和光电转换电路三部
5、分组成。扫描仪的核心部分是完成光电转换的光电转换部件。目前大多数扫描仪采用的光电转换部件是感光器件(包括CCD、CIS和CMOS)。,扫描仪工作时，首先由光源将光线照在欲输入的图稿上，产生表示图像特征的反射光(反射稿)或透射光(透射稿)。光学系统采集这些光线，将其聚焦在感光器件上，由感光器件将光信号转换为电信号，然后由光电转换电路对这些信号进行模/数(A/D)转换及处理，产生对应的数字信号输送给计算机。机械传动机构在控制电路的控制下带动装有光学系统和CCD的扫描头与图稿进行相对运动，将图稿全部扫描一遍，一幅完整的图像就输入到计算机中去了。,在整个扫描仪获取图像的过程中，有两个元件起到关键作用：
6、一个是光电器件，它将光信号转换成为电信号；另一个是A/D转换器，它将模拟电信号变为数字电信号。这两个元件的性能直接影响扫描仪的整体性能指标，同时也关系到我们选购和使用扫描仪时如何正确理解和处理某些参数及设置。,9.2 扫描仪的主要技术指标,1. 分辨率 市场上主流扫描仪的光学分辨率通常为6001200 dpi、12002400 dpi、24002400 dpi、24004800 dpi。对于一般用户来说，12002400 dpi的光学分辨率就够用了；但是对于高级用户，24002400 dpi则应该作为首选。另外，除了光学分辨率之外，扫描仪的包装箱上通常还会标注一个最大分辨率，光学分辨率为600
7、1200 dpi的扫描仪其最大分辨率一般为9600 dpi，这实际上包括通过软件在真实的像素点之间插入的经过计算得到的额外像素，从而获得插值分辨率。插值分辨率对于图像精度的提高并无实质上的作用。事实上，只要软件支持而主机又足够快，这种分辨率完全可以做到无限大。,2. 色深 色深即色彩深度，是指扫描仪对图像进行采样的数据位数，也就是扫描仪所能辨析的色彩范围。较高的色深位数可以保证扫描仪反映的图像色彩与实物的真实色彩尽可能一致，同时使图像色彩更加丰富。扫描仪的色彩深度值一般有24 bit、36 bit、42 bit和48 bit等几种，一般光学分辨率为6001200 dpi的扫描仪其色彩深度值为3
8、6 bit，高的有48 bit等。灰度值是指进行灰度扫描时对图像由纯黑到纯白整个色彩区域进行划分的级数。编辑图像时，一般灰度值为8 bit，而主流扫描仪的灰度值通常为10 bit，最高可达12 bit。,3. 感光器 扫描仪采用何种感光元件对扫描仪的性能影响也很大。扫描仪的核心部件是完成光电转换的扫描元件，也称为感光器件。目前市场上扫描仪所使用的感光器件有四种：电荷藕合元件CCD(硅氧化物隔离CCD和半导体隔离CCD)、接触式感光器件CIS、光电倍增管PMT和互补金属氧化物半导体器件CMOS。 光电倍增管实际上是一种电子管，一般只用在昂贵的专业滚筒式扫描仪上。CCD是目前应用最广泛的感光元件。
9、CIS技术最大的优势在于生产成本低，仅有CCD的1/3左右，因此在一些低端扫描仪产品中得到广泛应用。,但如果仅从性能考虑，CIS存在明显的先天不足，由于不能使用镜头，因而只能贴近稿件扫描，实际清晰度与标称指标尚有一定差距；而且由于没有景深，因而无法对立体物体进行扫描。 4. 扫描速度 扫描速度可分为预扫速度和扫描速度，其中预扫速度更应引起我们的注意。这是因为扫描仪受接口(目前绝大多数扫描仪为USB接口)带宽的影响，通常速度差别并不大，而扫描仪在开始扫描稿件时必须通过预扫来确定稿件在扫描平台上的位置，因此预扫速度对扫描效率的影响很大。,因此，在选择扫描仪时，应尽量选择预扫速度快的产品。扫描速度的
10、表示方式一般有两种：一种用扫描标准A4幅面所用的时间来表示，另一种用扫描仪完成一行扫描的时间来表示。扫描仪扫描的速度与系统配置、扫描分辨率设置、扫描尺寸、放大倍率等有密切关系。 5. 接口 扫描仪常用接口包括并口(EPP)、SCSI、IEEE 1394和USB接口，目前的家用扫描仪以USB接口居多。USB接口是最常见的接口，易于安装，支持热插拔。,SCSI接口的扫描仪安装时需要SCSI卡的支持，成本较高。 采用IEEE 1394接口的扫描仪的价格比使用USB接口的扫描仪高许多。IEEE 1394也支持外设热插拔，可为外设提供电源，省去了外设自带的电源，能连接多个不同设备，支持同步数据传输。 6
11、. 扫描幅面 扫描幅面即可扫描纸张的大小，通常有A4、A4加长、A3、A1、A0等几种。一般扫描仪的扫描幅面为A4。,9.3 扫描仪的选购与安装,9.3.1 扫描仪的选购 1. 分辨率 分辨率是扫描仪最重要的一项技术指标。扫描仪的分辨率包括光学分辨率和插值分辨率两种。在选购时应该首先考虑光学分辨率，因为它不仅决定了扫描仪的价格、档次，也是扫描仪对原始图像感知能力的具体表示。就光学分辨率而言，当前主要有以下几类：,(1) 12002400 dpi：能够达到这种分辨率的扫描仪一般为中档扫描仪，适用于专用图像处理和桌面印刷排版系统。使用高分辨率对图像进行扫描后，可以将图像放大数倍而不会因图像分辨率过
12、低而达不到输出精度要求，这对于从事广告图像设计和大型喷绘写真的购买者来说是非常必要的。 (2) 24004800 dpi或更高：能够达到这种精度的扫描仪在市场上比较少见，其价格也相当昂贵，起码也要在万元以上，是当之无愧的专业高档扫描仪。,在选择扫描仪时，绝不是分辨率越高越好。扫描的精度提高一倍后，其扫描速度会大大降低，而生成图像文件的大小则会成4倍增长。因此，完全不必一定选择分辨率很高的扫描仪，而应该选择一款最适合自己使用的扫描仪。 2. 色彩位数 目前市场上扫描仪的色彩位数一般有24位、30位、36位、48位等几个档次，它们分别表示了扫描仪识别色彩的能力。对于普通扫描仪用户来说，30位或36
13、位的扫描仪就足够了，因为一般文稿或图片对色彩位数的要求不是很高，即使使用高色彩位数的扫描仪进行扫描，效果也不会提高很多。当然，如果是一位美术工作者或者购买扫描仪的目的是为了进行专业图像处理的话，那48位扫描仪是理所当然的选择。,3. 扫描幅面 扫描仪的扫描幅面通常分为三档：A4、A4加长、A3(具体大小根据扫描仪型号的不同而略有不同)。由于一般情况下扫描对象多为相片和普通文档，而文档的大小一般为A4，因此A4和A4加长的扫描仪已经可以满足日常的应用。若原稿幅面较大，则也可以通过分块扫描后再拼接的方法来实现扫描。A3幅面的扫描仪造价较高，多用于专业扫描。 4. 透射适配器(TMA) 透射适配器(
14、TMA)也叫透扫描适配器、光罩或透扫描精灵，主要用于平板式扫描仪，能让用户扫描负片、幻灯片和较大的透明底片或胶片。,透射适配器的原理很简单，就是用一个光源来替代扫描仪的上盖，把扫描光源由稿件下方移到稿件上方，让透射过稿件的光线经过镜头和数个反射镜成像在CCD表面。 透射适配器按照质量的高低，可以分为低档透射扫描仪适配器和高档透射扫描仪适配器。其中，低档透射扫描仪适配器只在普通扫描仪的基础上多加了一个扫描灯管，对扫描分辨率的提高不大。,5. 随机软件 每一款扫描仪都会随机赠送一些应用软件，如Acrobat Reader(PDF阅读软件)、Arcsoft PhotoImpression(影像编辑)
15、、Arcsoft PhotoBase(多媒体管理)、ABBYY Finereader Sprint、汉王OCR(中文识别软件)、Photo Family(照片管理和电子相册软件)等。 文档在扫描进计算机之后被转换为图像格式，原文中的文字不能够直接进行编辑，而OCR软件能够通过软件方式对其中的文字进行识别并转换为文本格式，从而达到可编辑的目的。在选择OCR软件时，应该注意它是否能够识别各种印刷体文字，能否识别中英文混排、表格等。 选择购买哪种接口方式的扫描仪，还要考虑计算机的软、硬件配置。,9.3.2 扫描仪的安装 1. 打开扫描单元的锁扣 在连接扫描仪和计算机之前要打开扫描单元的锁扣。打开扫描
16、单元锁扣的具体步骤如下： (1) 撕下扫描仪上的封条。 (2) 轻轻将扫描仪翻转90。 (3) 将锁扣开关推向有解锁标志的一侧，如图9-3所示。 (4) 重新将扫描仪水平放置好。,图9-3 打开锁扣开关,2. 连接扫描仪 如果是SCSI接口的扫描仪，需要将计算机电源关掉，打开计算机机箱，将接口卡插好，然后盖好机箱，将数据线一端接于扫描仪接口，另一端接于计算机SCSI卡接口。如果是USB接口的扫描仪，其连接步骤如下： (1) 撕下扫描仪上的警告封条。 (2) 用随机提供的USB接口电缆连接扫描仪与计算机，如图9-4所示。,图9-4 USB接口扫描仪的连接,(3) 将随机提供的交流适配器连接到扫描仪上，如图9-5所示。图中所示的扫描仪无电源开关，插入AC适配器，扫描仪的电源即接通。,图9-5 扫描仪电源的连接,3. 安装驱动程序 接通扫描仪的电源，启动计算机，将扫描仪的驱动程序安装盘放入驱动器中，按说明书和屏幕提示完成安装。扫描仪驱动程序安装界面如图9-6所示。,图9-6 扫描仪驱动程序安装界面,9.4 扫描仪的使用与维护,9.4.1 扫描仪的使用 扫描仪可以扫描照片、印刷品以
