مجله رنگ | مجله الکترونیکی طراحان گرافیک ایران

اسکنرها

در چند سال اخیر اسکنرها به سرعت به یکی از مهمترین اجزا دفاتر و خانه تبدیل شده اند. امروزه تکنولوژی اسکنرها در همه جا حضور دارد و برای کارهای مختلفی مورد استفاده قرار می گیرد. اسکنر ها داری انواع مختلفی هستند و برای انجام وظایف مختلف مورد استفاده قرار میگیرند. معمول ترین اسکنرها عبارتند از:

اسکنرهای تخت: که اسکنرهای رو میزی نیز نامیده میشوند، عمومی ترین و متنوع ترین اسکنرها هستندکه در همه جا مورد استفاده قرار میگیرند. در ادامه بیشتر به بررسی اینگونه اسکنرها خواهیم پرداخت.

اسکنرهای Sheet-fed: بسیار شیبه اسکنرهای تخت هستند با این تفاوت که می توانند دسته ای از کاغذ ها را به ترتیب اسکن کنند. این گونه اسکنرها، مخصوص اسکن اسناد در تعداد بالا هستند.

اسکنرهای قابل حمل: دارای تکنولوژی مانند اسکنرهای تخت هستند با این تفاوت که به جای یک موتور الکتریکی کوچک، مصرف کننده باید آنها را بر روی اسناد حرکت دهد. این گونه اسکنرها معمولن" دارای کفیت بالایی نیستند اما به راحتی و سرعت می توان آنها را مورد استفاده قرار داد.

اسکنرهای استوانه ای: بیشتر در شرکتهای بزرگ چاپ و نشر مورد استفاده قرار میگیرند و دارای کیفیت باور نکردنی هستند. آنها از تکنولوژی به نام Photo Multiplier Tube یا به اختصار PMT استفاده می کنند. در این تکنولوژی، اسناد و تصاویری که باید اسکن شوند، بر روی یک استوانه شیشه ای پیچیده میشوند. در مرکز این سیلندر یک شعاع شکن وجود دارد که نور منعکس شده را به سه قسمت مساوی تقسیم میکند. هر شعاع نور از یک فیلتر رنگی (سبز، قرمز و یا آبی) عبور کرده و در PMT به یک سیکنال الکتریکی تبدیل میشود.


یک حسگر CCD به کار رفته در اسکنرها

تمامی اسکنرها از یک تکنولوژی مشابه برای اسکن کردن و ثبت تصاویر استفاده میکنند. تکنولوژی هایی مانند تکنولوژی Optical Character Recognition یا به اختصار OCR (تکنولوژی تشخیص کاراکتر) به شما اجازه می دهند تا تصاویر اسکن شده اسناد را به فایلهای متنی کامپیوتری (مانند DOC یا TXT) تبدیل کنید. همچنین می توانید تصاویر اسکن شده را دستکاری کنید، آنها را بزرگ و کوچک نمایید و یا بر روی اینترنت قرار دهید.
هرچند در ادامه بیشتر بر روی اسکنرهای تخت تمرکز خواهیم نمود، اما با توجه به اینکه تکنولوژی پایه به کار رفته در انواع اسکنرها یکسان است، بیشتر مطالب ذکر شده برای همه انواع اسکنرها صادق خواهد بود. البته مطالبی نیز در باره انواع دیگر اسکنر ذکر خواهد شد. همچنین خواهیم گفت که یک اسکنر چگونه کار می کند و TWAIN به چه معنی است. و همینطور مطالبی را نیز درباره وضوح، Interpolation و عمق رنگ خواهیم آورد.

ساختمان اسکنر
یک اسکنر تخت معمولی از قسمت های زیر تسکیل شده است:
یک حسگر CCD یا Charge Coupled Device
آیینه ها
هد اسکن
صفحه شیشه ای
لامپ
لنزها
پوشش یا کاور
موتورهای پله ای (Stepper)
میله تثبیت کننده
تسمه ها
منبع تغذیه
درگاه خروجی
مدارهای کنترل

اصلی ترین قسمت یک اسکنر، حسگر CCD است (درست همانند دوربینهای عکاسی دیجیتال و دوربینهای فیلم برداری ویدیویی). همانند تمامی تکنولوژی های ثبت تصاویر دیجیال، CCD مهمترین بخش برای ثبت تصاویر در یک اسکنر است. ساختمان حسگرهای CCD به کار رفته در اسکنر ها شباهت زیادی با ساختمان این حسگر در دیگر ابزارهای ثبت تصاویر دیجیتال دارد. مهمترین تفاوت بین حسگرهای به کار رفته در اسکنر ها و سایر حسگرهای CCD شکل ظاهری آنها باز میگردد. بر خلاف حسگر های به کار رفته در انواع دوربینهای دیجیتال که به صورت یک صفحه چهار گوش مسطح هستند، در اسکنر ها ،CCD مانند یک مستطیل بسیار باریک و دراز است.
در یک اسکنر تصویر پس از عبور از میان یک سری از آیینه ها، لنزها و فیلتر ها به CCD میرسد. هر چند ترتیب قرار گیری این تجهیزات تا حدود زیادی به مدل دستگاه بستگی دارد، اما در انواع مدلها تا حد زیادی شبیه هم است.


در تصویر بالا میتوانید یک لامپ فلوروسنت (مهمتابی) معمولی را بر روی هد اسکن مشاهده کنید	میله تثبیت کننده هد که به بدنه اسکنر متصل شده است

مراحل اسکن کردن
یک اسکنر برای اسکن کردن یک تصویر باید کارهای مختلفی را انجام دهد:
تصویر یا متنی که قصد اسکن کردن آن را دارید در روی صفحه شیشه ای قرار می گیرد و پوشش بالایی اسکنر بسته میشود. رنگ داخل پوششی که در بسیاری از اسکنرها مود استفاده قرار می گیرد سفید است، ام در برخی از مدلها نیز از رنگ سیاه استفاده می شود. سطح داخلی پوشش یک زمینه یکنواخت را ایجاد می نماید که نرم افزار اسکنر می تواند به عنوان وسیله ای برای تشخیص اندازه دقیق سند و یا تشخیص محل شروع از آن استفاده کند. تقریبا" تمامی اسکنر اجازه برداشته شدن روکش را به کاربر می دهند تا بتوان اشیاء بزرگ و حجیمی مانند یک صفحه از یک کتاب کلفت را نیز اسکن کرد.
یک لامپ نیز برای روشن کردن سند مورد استفاده قرار می گیرد. در اسکنرهای جدید تر و پیشرفته تر از یک لامپ Cold Cathod Fluorescent Lamp یا به اختصار CCFL و یا لامپ زنون استفاده می شود. اما در اسکنرهای قدیمی تر معمولن" از لامپ فلورسنت (مهتابی) معمولی استفاده می کنند.
تصویر منعکس شده از سند، توسط یک آیینه به آیینه دیگر منعکس می گردد. در برخی از انواع اسکنرها، تنها از دو آیینه استفاده می شود در حالی که در برخی از انواع آنها 3 آیینه نیز مورد استفاده قرار می گیرد. هر آیینه علاوه بر انعکاس تصویر اندکی خمیدگی نیز دارد تا تصویر را در یک سطح کوچکتر متمرکز نماید.
آخرین آیینه تصویر را بر روی یک لنز منعکس می کند، سپس این لنز تصویر را از میان یک فیلتر رنگی عبور داده و آن را بر روی حسگر CCD متمرکز می گرداند.
ترتیب قرار گیری فیلتر ها و لنز ها در اسکنر های مختلف، متفاوت است. برخی از اسکنرها تصویر را در سه مرحله (Pass) اسکن می کنند. آنها در هر مرحله از یک فیلتر رنگ خاص (قرمز، سبز و یا آبی) بین لنز و CCD بهره می برند. پس از اتمام این سه مرحله، اطلاعات بدست آمده از هر مرحله با مراحل دیگر ترکیب شده و یک تصویر کاملن رنگی را تشکیل میدهد.
بیشتر اسکنرها از شیوه ای استفاده میکنند که به آنها اجازه میدهد تا هر تصویر را در یک مرحله اسکن کنند. در این شیوه لنز تصوی را به یک نسخه کوچکتر از تصویر اصلی تبدیل می کند. این تصویر کوچکتر به سه تصویر یکسان تقسیم می شود. سپس هر قسمت از یک فیلتر رنگی سبز، آبی و یا قرمز عبور کرده و بر روی یک بخش جداگانه از حسگر CCD منعکس می گردند. در انتها CCD اطلاعات بدست آمده از هر قسمت را ترکیب نموده و یک تصویر کاملن رنگی را ایجاد می کند.
تکنولوژی دیگری که معمولن" در اسکنرهای ارزان قیمت مورد استفاده قرار می گیرد Contact Image Sensor یا به اختصار CIS نامیده می شود. در حسگر های CIS ، حسگر CCD، آیینه ها، فیلترها و لامپ با ردیفی از LED ها تعویض شده اند. مکانیزم حسگر مرکب از 300 تا 600 حسگر حساس به نور است که در طول ناحیه اسکن قرار گرفته اند. این حسگرها به سطح مسطح شیشه ای که سند بر روی آن قرار می گیرد بسیار نزدیک هستند. هنگام اسکن تصاویر، نور LED ها با یکدیگر ترکیب میشود تا یک نور سفید یکنواخت تولید گردد. سپس نور منعکس شده توسط حسگرها ثبت میگردد. اسکنرهایی که از تکنولوژی CIS استفاده میکنند، بسیار کوچک، سبک و ارزان قیمت اند، اما نسبت به اسکنرهای CCD دارای وضوح کمتر و کیفیت تصویر پایین تری نیز هستند.


ترتیب قرار گیری فیلتر ها و لنز ها در اسکنر های مختلف، متفاوت است	اگر به دقت به تصویر بالا توجه کنید، میتوانید آیینه ها و لنز قرار گرفته بر روی هد اسکن را مشاهده کنید

اسکنرها مختلف دارای وضوح و شفافیت تصویر متفاوتی هستند. بیشتر اسکنرهای تخت دارای حداقل وضوح سخت افزاری
dpi 300×300 (Dot Per Inch) یا نقطه در اینچ هستند. این وضوح در جهت عرضی با توجه به تعداد حسگر های موجود بر روی CCD یا CIS مشخص می شود. در جهت طولی، وضوح با توجه به دقت موتورهای پله ای (Stepper) که وظیفه حرکت دادن هد را بر عهده دارند، مشخص می گردد.
برای مثال اگر یک اسکنر دارای وضوح 300نقطه در اینچ باشد و بتواند صفحه ای را با اندازه یک کاغذ نامه (5/8 در 11 اینچ) اسکن کند، حسگر CCD آن دارای 2550 نقطه حساس به نور خواهد بود (5/8*300) است که به صورت عرضی قرار گرفته اند. CCD اسکنری که تصاویر رنگی را تنها در یک مرحله اسکن میکند، باید دارای 7650 عدد (3*2550) از این نقاط حساس به نور می باشد. در مثال ما، موتورهای پله ای محرک هد میتوانند در هر بار هد را حداقل به اندازه یک 300/1 یا حدودا" 003/0 اینچ حرکت دهند. حال اگر اسکنر دارای وضوح برابر 300*600 نقطه در اینچ باشد، دارای یک حسگر CCD با 5100 نقطه حساس به نور در جهت عرضی برای هر رنگ خواهد بود.


دقت حرکتی موتورهای پله ای وضوح طولی اسکنر را مشخص مینماید

شفافیت تصویر در اسکنرها وابستگی مستقیمی به کیفیت قطعات توری به کا رفته در آنها، مانند لنزها ، آیینه ها و منبع نوری، دارد. اسکنرهایی که از لامپ های زنون روشن و تابناک و لنزهایی با کیفیت بالا استفاده می کنند، تصویری واضح تر و شفاف تر را نسبت به اسکنری که از یک لامپ فلوروسنت (مهتابی) معمولی و لنزهایی با کیفیت متوسط استفاده می کند ، ایجاد خواهد کرد.
البته برخی از اسکنرها وضوحی برابر با 4800*4800 یا بالاتر، مثلا" 9600*9600 را اعلام می کنند. برای بدست آورن این وضوح به صورت سخت افزاری تنها در جهت عرضی، ما نیاز به یک CCD با وضوح 81600 پیکسل برای هر رنگ خواهیم داشت. اگر شما دقیقن به مشخصات توجه کنید، خواهید دید که این وضوح معمولن" یک وضوح نرم افزاری است و وضوح Interplated یا چیزی شبیه به این نامیده می شود.
تکنیک Interpolation یک تکنیک نرم افزاری است که از آن برای افزایش وضوح تصاویر استفاده می گردد. این تکنیک با افزودن پیکسل های اضافه در میان پیکسلهای بدست آمده از طریق اسکن سخت افزاری، وضوح را افزایش می دهد. مشخصات رنگ پیکسلهای اضافه شده میانگینی است از مشخصات رنگی پیکسلهای مجاور. برای مثال اگر وضوح سخت افزاری یک اسکنر 300×300 پیکسل در اینچ باشد و یک وضوح Interpolated برابر با 600×300 پیکسل در اینچ نیز برای آن اعلام شده باشد، نرم افزار یک پیکسل به میان هر دو پیکسل ثبت شده و به صورت یکی در میان، اضافه خواهد کرد.
خصوصیت دیگری نیز که هنگام اعلام مشخصات اسکنر به آن اشاره میشود، عمق رنگ است. این خصوصیت مشخص می کند که اسکنر میتواند حداکثر تا چند رنگ را از روی تصویر اصلی بر روی تصویر ثبت شده بازتولید کند. برای تولید یک رنگ واقعی، هر پیکسل نیاز به 24 بیت داده دارد. به صورت مجازی تمامی اسکنر های موجود در بازار توانایی تولید چنین رنگی را دارند. اما اکثر آنها برای افزایش تعداد رنگها تا این سطح به صورت نرم افزاری عمل کرده و از یک پالت رنگی افزایشی استفاده می نمایند.

اسکنرها ممکن است بیش از یک راه را برای انتقال اطلاعات به کامپیوتر در اختیارتان قرار دهند

انتقال تصاویر
اسکن کردن تصاویر تنها یک بخش از عملیات است. برای اینکه تصویر اسکن شده قابل استفاده باشد باید به درون کامپیوتر منتقل شود. در اینجا اصلی ترین درگاههای مورد استفاده در اسکنرها معرفی شده اند:

درگاه موازی (Parallel Port) : این اتصال که یک اتصال موازی قدیمی است کندترین راحل موجود برای این کار است.
درگاه SCSI یا Small Computer System Interface : این درگاه نیاز به یک اتصال اختصاصی SCSI دارد که در اکثر کامپیوترها یافت نمی شود. بیشتر اسکنرها نیاز به یک کارت الحاقی اختصاصی دارند که این درگاه را برایشان ایجاد می کند. در اکثر موارد شما می توانید از کارتهای توسعه SCSI معمولی نیز برای این کار استفاده کنید.
USB1.1 و USB2.0 (Universal Serial Bus) : اسکنرهایی که از این درگاهها استفاده می کنند دارای سرعت خوبی هستند. بعلاوه به سرعت و سادگی نیز پیکره بندی می شوند.
Fire Wire یا IEEE1394 : اسکنرهای قدرتمند و سطح بالا از این درگاه استفاده می کنند. این درگاه از اتصالهای USB1.1 سریعتر است اما اندکی از USB2.0 کندتر می باشد. این درگاه بهترین گزینه برای انتقال تصاویر با وضوح بالا است.

برای استفاده از اسکنرها شما نیاز به یک برنامه راه انداز دارید که باید بر روی سیستم عامل نصب شود. بیشتر اسکنرها از پروتکل مشترکی به نام TWAIN برای ارتباط با کامپیوتر استفاده می کنند. این پروتکل به عنوان یک مترجم میان اسکنر و هر برنامه کاربردی که از آن پشتیبانی می کند قرار می گیرد. با استفاده از این پروتکل برنامه های کاربردی نیازی به شناخت مشخصات و خصوصیات اسکنر نخواهند داشت و به راحتی میتوانند با آن ارتباط برقرار کنند. برای مثال برنامه Adobe Photoshop از این پروتکل پشتیبانی می کند.
علاوه بر درایورها، بیشتر اسکنرها با نرم افزارهای اضافی عرضه می گردند. معمولن" یک برنامه برای اسکن کردن و تعدادی از برنامه های ساده ویرایش عکس نیز به همراه اسکنر عرضه می شوند. بسیاری از اسکنرها نیز به همراه نرم افزارهای OCR ارائه می شوند. با استفاده از این برنامه ها می توانید اسناد مختلف ( از اسناد دست نویس تا انواع تایپ شده) را اسکن کرده و آنها را به فایلهای متنی (مانند txt و یا doc) تبدیل کنید. این نرم افزارها از یک فرآیند مقایسه ای برای تشخیص اعداد و کاراکترها استفاده می کنند.
یکی از مهمترین مساله در باره اسکنرها این است که شما می توانید واقعا" آن چیزی را که نیاز دارید خریداری کنید. شما می توانید یک اسکنر متوسط با برنامه های خوب را با قیمتی متوسط تهیه کنید و یا اینکه میتوانید یک اسکنر عالی با مجموعه ای از نرم افزارهای باور نکردنی را با قیمتی بالا بخرید. البته همه چیز به بودجه و نیازتان بستگی دارد.

زمان انتشار: ۲۱:۳۸ ۱۳۹۵/۹/۲۸

ارسال نظر

نام و نام خانوادگی

ایمیل

قوانین ارسال نظر

نظراتی که حاوی توهین باشند، منتشر نمی‌شود
لطفا از نوشتن نظرات خود به صورت حروف لاتین (فینگلیش) خودداری کنید

متن

اسکنرها

ارسال نظر

درباره ما

پست های اتفاقی

اسکنرها

ارسال نظر

درباره ما

پست های اتفاقی

خبرنامه