O skanerach i rozdzielczości

Działanie skanerów stacjonarnych jest, na pierwszy rzut oka, podobne do pracy zwykłej fotokopiarki. Źródło promieniowania fluorescencyjnego zamontowane jest w nich bowiem na "listwie", która przesuwa się wzdłuż obudowy skanera.

Dalej sprawa się komplikuje. Za pośrednictwem układów optycznych światło odbite od skanowanego obiektu pada na półprzewodnikowe, światłoczułe elementy (tzw. CCD - Charge-Coupled Devices). Podobnych elementów CCD używa się np. w kamerach wideo, gdzie "tłumaczą" one ilość pochłoniętego światła na wartość napięcia sterującego dosyć złożoną elektroniką. Napięcie, pochodzące z każdej światłoczułej komórki jest następnie przetwarzane na sygnał cyfrowy, który może być "rozumiany" przez komputer.

O precyzji skanerów niech świadczy fakt, że jeden z podstawowych parametrów użytkowych tego urządzenia - rozdzielczość - mierzona w dpi (dots per inch, punktach na cal) jest niemal bezpośrednim odwzorowaniem ułożenia elementów CCD. Tak więc rozdzielczość np. 600 dpi oznacza, że elementy CCD są ułożone wzdłuż listwy co 40 mikrometrów. Jest to tzw. rozdzielczość optyczna, zaś drugi parametr to dokładność skanowania w kierunku prostopadłym do listwy świecącej - określona jest przez krok jej przesuwania się w poprzek obrazu. (Proces ten jest wykonywany przez miniaturowy silnik skokowy, który łącznie z całym układem prowadnic określa tzw. rozdzielczość mechaniczną).

Wynika z tego, że rozdzielczość podawana przez producentów urządzeń skanujących,jest przeważnie większa od wspomnianych wyżej (rozdzielczości optycznej i mechanicznej). Jest to skutek stosowania rozwiązań, które korzystając z algorytmów matematycznych uśredniają i interpolują położenie skanowanych punktów oraz wyrównują zeskanowane krawędzie, co powoduje podwojenie - a czasem nawet potrojenie - efektywnej rozdzielczości. W dołączonym zestawieniu podajemy więc tzw. rozdzielczość podstawową (o ile było to możliwe do ustalenia) - czyli bez uśredniających dodatków.

Szarości i kolory

Ogólnie rzecz biorąc skanery kolorowe działają w oparciu o podobne zasady, jak urządzenia służące do skanowania w wielostopniowej skali szarości. Podstawowa różnica polega tu na tym, że w skanerach kolorowych światło odbite od skanowanego obrazu przechodzi przez 3 kolorowe filtry RGB (Red, Green, Blue - czerwony, zielony, błękitny).

Zatem np. kolorowy, 24-bitowy skaner przetwarza 8 bitów informacji dla każdego z trzech kolorów oddzielnie, co w efekcie daje 16,8 mln możliwych kolorów do uzyskania. (Liczba kolorów w dostępnych na rynku skanerach może wynosić 4096, 262 tys. 16,8 mln i odpowiednio więcej.)

W celu uzyskania większej wierności kolorów wiele konstrukcji skanuje obraz w trzech oddzielnych przesuwach. Oznacza to, że obraz jest skanowany - raz dla oświetlenia czerwonego, raz dla zielonego i raz dla niebieskiego, a powstałe trzy zeskanowane pliki są następnie łączone w pamięci komputera PC.

Natomiast skanery droższe korzystają z trzech różnokolorowych źródeł oświetlenia (oraz skomplikowanych układów pryzmatycznych czy strobujących światła), przez co wystarcza jedno przejście listwy oświetlającej nad obrazem w trakcie procesu skanowania.

W skanerach wielokolorowych z kolei stosowana jest przeważnie skala 256 stopniowa (8-bitowa), chociaż istnieją również konstrukcje 1, 4 i 6-bitowe (czarno-białe i o 16 i 64- stopniowej skali szarości).

Najprostsze z nich to urządzenia czarno-białe (1-bitowe). Inne mogą posługiwać się odwzorowywaniem do 32 stopni szarości (32 Gray Scale) stosując tzw. dithering. Jest to proces, który zmienia proporcje między liczbą a odstępami punktów, przez co następuje programowe symulowanie skali szarości.