附录:相关设备专业术语扫描仪(1)CCD(电荷耦合器件)CCD主要采用微型半导体感光芯片作为扫描仪的核心。
使用CCD进行扫描,要求有一套精密的光学系统配合,这使得扫描仪结构复杂。
所以它的特点是扫描质量高,扫描范围广(可扫实物)、使用寿命长、分辩率高。
传统的CCD技术的工作原理很像复印机,它利用外部高亮度光源将原稿照亮,原稿的反射光经过反射镜、投射镜和分光镜后成像在CCD元件上。
由于镜头成像有一定的清晰范围,所以原稿可以具有一定的景深,也就是可以扫描具有立体表面的物体。
CCD扫描仪的景深一般可以达到十几厘米,这就是厂商们常说的3D扫描。
由于CCD 的光学器件比较复杂,很难缩小体积,所以CCD扫描仪一般比较厚重。
CCD器件可以做到非常高的光学分辨率,已达到1200×2400dpi以上。
(2)CISCIS采用一种触点式图像感光元件(光敏传感器)来进行感光,在扫描平台下一至两毫米处,一排由300--600个紧密排列的红、蓝、绿三色LED传感器所发的光混合在一起产生白色光源,取代了CCD扫描仪中的CCD阵列、透镜、荧光管或冷阴极射线管等复杂结构,变CCD扫描仪为(光、机、电)一体为CIS扫描仪的机、电一体。
CIS产品的工作原理很像传真机,它没有镜头组件,CIS感光器件横跨整个扫描幅面宽度,而且最大限度地贴近原稿。
CIS采用发光二极管作为光源和二极管感光元件,结构简单紧凑,所以体积可以做得很小,CIS产品的厚度通常不到CCD产品的一半。
但由于CIS器件没有镜头成像部分,所以景深很小,一般只能扫描平面物体。
CIS器件属于半导体器件,在大规模生产后可以实现较低的成本。
但CIS技术目前还处于发展阶段,其光学分辨率一般只有300 x 600 dpi。
CIS与CCD相比,CCD扫描技术由于采用光学成像器件,扫描出的图像色彩与亮度都非常均匀,而且由于采用高亮度光源,所以可以达到非常高的色彩分辨率。
而CIS技术使用的是大面积感光器件,在目前还很难保证扫描的均匀度,而且由于使用的是亮度较低的二极管发光器件,所以CIS的色彩分辨率也不如CCD出色。
(3)扫描元件扫描仪的核心部分是完成光电转换的部件——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和半导体隔体CCD)、接触式感光器件CIS、光电倍增管PMT和互补金属氧化物导体CMOS。
四种扫描元件中,光电倍增管的成本最高,少则几十万元,而且扫描速度很慢,一张图往往需要几十分钟的时间,所以光电倍增管只用在最专业的鼓式扫描仪上。
而CCD和CIS的生产成本相对较低,扫描速度相对较快,扫描效果能满足大部分工作的需要,所以CCD或CIS的扫描仪已成为许多家用、办公和SOHU一族的选择。
作为生产成本最低的CMOS器件,由于其扫描成像质量的限制,容易出现杂点,所以目前只使用在名片扫描仪上。
(4)最大幅面最大幅面指的是扫描仪最大的扫描尺寸范围,这个范围取决于扫描仪的内部机构设计和扫描仪的外部物理尺寸。
以平台式扫描仪为例(扫描幅面与扫描仪的外形尺寸相差不大),A4幅面是最常见的一种,扫描原稿的原始输入尺寸最大可以是A4(21cm×29.7cm)大小。
当然,在扫描范围文本框(直接输入尺寸数字或用鼠标调整)中可以自行设定扫描区域的大小。
扫描图像的输出尺寸大小一般通过扫描缩放倍率来控制。
部分扫描应用软件有输出尺寸的设置,可以得到更为精确的尺寸。
采用50%的缩放倍率,扫描输出的图像尺寸会缩小一半,图像分辨率会增加一倍(单位面积中的有效像素点增加一倍)。
采用200%的缩放倍率,输出图像的尺寸会放大一倍,图像分辨率下降,图像变得粗糙。
扫描仪的放大倍率设得过高,有些扫描仪会自动启用插值处理,当然产生的负面影响是使图像的存档文件会成倍加大。
在底片扫描时经常采用较大的放大倍率,用以满足客户的放大需求。
该类扫描必须设置很高的扫描分辨率,才能保证放大图像的单位面积的图像信息量。
(5)最大分辨率最大分辨率又称为插值分辨率或软件分辨率,是通过数学算法增大图像分辨率的方法,在光学分辨率相同的条件下,最大分辨率只能作为参考。
目前最大分辨率的算法大致分为三种:补点法:就是说如果两个像素之间需要加一个点,就用第一个像素的数据作为这个点的值,这个算法的优点是运算量小,速度快,但效果差,容易造成马赛克现像。
平均值法:就是说如果两个像素之间需要加一个点,就是用这两个点的平均值作为这个点的值,这种算法的效果比补点法要好得多。
二次乘方法:这个算法是各种算法中效果最好的算法,也是运算最复杂的算法,为了得到两个像素之间新增的点的数值,需要取该像素前后左右各两个点的数值,模拟出这四个点数据变化的规律的曲线,从而获得这个点的数值。
目前多数扫描仪在横向插值时采用平均算法,纵向插值时采用补点法,只有少数扫描仪在横向和纵向都采用平均值法。
而目前的图像处理软件普遍采用二次乘方作为插值算法,因此生成的图像效果明显好于扫描仪自身插值的效果,因此无论从效果角度还是速度角度讲,扫描时,都不要使用超过扫描仪光学分辨率的精度进行扫描,如确实需要提高扫描精度,可以使用软件进行放大,以获得更好的图像效果。
(6)光学分辨率由于最大分辨率相当于插值分辨率,并不代表扫描仪的真实分辨率,所以我们在选购扫描仪时应以光学分辨率为准。
光学分辨率是指扫描仪物理器件所具有的真实分辨率。
而且,扫描仪的光学分辨率是用两个数字相乘,如600*1200线,其中前一个数字代表扫描仪的横向分辨率,例如一个具有5000个感光单元的CCD器件,用于A4幅面扫描仪,由于A4幅面的纸张宽度是8.3英寸,所以,该扫描仪的光学分辨率就是5000/8.3=600dpi,换句话说,该扫描仪的光学分辨率是600dpi。
后面一数字则代表扫描仪的纵向分辨率或是机械分辨率,是扫描仪所用步进电机的分辨率,扫描仪的步进电机的精度与扫描仪的横向分辨率相同,但由于各种机械因素的影响,扫描仪的实际精度(步进电机的精度)将远远达不到横向分辨率的水平,一般来说。
扫描仪的纵向分辨率是横向分辨率的两倍,有时甚至是四倍。
如:600*1200dpi。
但有一点要注意:有的厂家为了显示自已的扫描仪精度高,将600*1200dpi写成1200*600dpi,因此在判断扫描仪光学分辨率时,应以最小的一个为准。
(7)扫描介质扫描介质为扫描仪所能扫描的介质类型,一般扫描仪可以处理的介质为照片、印刷品、文稿、正负底片、幻灯片和3D实物等。
数码相机(1)光圈范围光圈英文名称为Aperture,光圈是一个用来控制光线透过镜头,进入机身内感光面的光量的装置,它通常是在镜头内。
我们平时所说的光圈值F2.8、F8、F16等是光圈“系数”,是相对光圈,并非光圈的物理孔径,与光圈的物理孔径及镜头到感光器件(胶片或CCD或CMOS)的距离有关。
表达光圈大小我们是用F值。
光圈F值= 镜头的焦距/ 镜头口径的直径从以上的公式可知要达到相同的光圈F值,长焦距镜头的口径要比短焦距镜头的口径大。
当光圈物理孔径不变时,镜头中心与感光器件距离愈远,F数愈小,反之,镜头中心与感光器件距离愈近,通过光孔到达感光器件的光密度愈高,F数就愈大。
完整的光圈值系列如下:F1,F1.4,F2,F2.8,F4,F5.6,F8,F11,F16,F22,F32,F44,F64。
(2)最大像素最大像素英文名称为Maximum Pixels,所谓的最大像素是经过插值运算后获得的。
插值运算通过设在数码相机内部的DSP芯片,在需要放大图像时用最临近法插值、线性插值等运算方法,在图像内添加图像放大后所需要增加的像素。
插值运算后获得的图像质量不能够与真正感光成像的图像相比。
在市面上,有一些商家会标明“经硬件插值可达XXX像素”,这也是相同的原理,只不过在图像的质量和感光度上,以最大像素拍摄的图片清晰度比不上以有效像素拍摄的。
最大像素,也直接指CCD/CMOS感光器件的像素,一些商家为了增大销售额,只标榜数码相机的最大像素,在数码相机设置图片分辨率的时候,的确也有拍摄最高像素的分辨率图片,但是,用户要清楚,这是通过数码相机内部运算而得出的值,再打印图片的时候,其画质的减损会十分明显。
所以在购买数码相机的时候,看有效像素才是最重要的。
另外,像素也直接和数码照片的输出有关系,下面的列表,为用户提供了数有效像素数英文名称为Effective Pixels。
与最大像素不同,有效像素数是指真正参与感光成像的像素值。
最高像素的数值是感光器件的真实像素,这个数据通常包含了感光器件的非成像部分,而有效像素是在镜头变焦倍率下所换算出来的值。
以美能达的DiMAGE7为例,其CCD像素为524万(5.24Megapixel),因为CCD有一部分并不参与成像,有效像素只为490万。
数码图片的储存方式一般以像素(Pixel)为单位,每个象素是数码图片里面积最小的单位。
像素越大,图片的面积越大。
要增加一个图片的面积大小,如果没有更多的光进入感光器件,唯一的办法就是把像素的面积增大,这样一来,可能会影响图片的锐力度和清晰度。
所以,在像素面积不变的情况下,数码相机能获得最大的图片像素,即为有效像素。
用户在购买数码相机的时候,通常会看到商家标榜“最大像素达到XXX”和“有效像素达到XXX”,那用户应该怎样选择呢?在选择数码相机的时候,应该注重看数码相机的有效像素是多少,有效像素的数值才是决定图片质量的关键。
(4)光学变焦光学变焦英文名称为Optical Zoom,数码相机依靠光学镜头结构来实现变焦。
数码相机的光学变焦方式与传统35mm相机差不多,就是通过镜片移动来放大与缩小需要拍摄的景物,光学变焦倍数越大,能拍摄的景物就越远。
在买数码相机的时候,很多用户都会问,什么是数码变焦,什么是光学变焦,下面,我们就用图示来解释一下。
光学变焦是通过镜头、物体和焦点三方的位置发生变化而产生的。
当成像面在水平方向运动的时候,如下图,视觉和焦距就会发生变化,更远的景物变得更清晰,让人感觉像物体递进的感觉。
显而易见,要改变视角必然有两种办法,一种是改变镜头的焦距。
用摄影的话来说,这就是光学变焦。
通过改变变焦镜头中的各镜片的相对位置来改变镜头的焦距。
另一种就是改变成像面的大小,即成像面的对角线长短在目前的数码摄影中,这就叫做数码变焦。
实际上数码变焦并没有改变镜头的焦距,只是通过改变成像面对角线的角度来改变视角,从而产生了“相当于”镜头焦距变化的效果。
所以我们看到,一些镜头越长的数码相机,内部的镜片和感光器移动空间更大,所以变焦倍数也更大。
我们看到市面上的一些超薄型数码相机,一般没有光学变焦功能,因为其机身内根部不允许感光器件的移动,而像索尼F828、富士S7000这些“长镜头”的数码相机,光学变焦功能达到5、6倍。