是是非非 扫描仪的昨天、今天和明天(上)
【IT168 产品评论】扫描仪曾经作为电脑的第一伙伴风靡整个90年代,这催生了众多生产厂家。但随着数码技术的发展,扫描仪单一的扫描功能已经不能满足用户的需要而逐渐被其他数码产品所代替,扫描仪逐渐失去昔日的辉煌。回眸扫描仪的发展历史,其实也就是众多IT产品的发展历史,让我们再次感受科技变迁给我们带来的改变。
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昨天,曾经风华无限
扫描仪是一种捕获影像的装置,可将影像转换为计算机可以显示、编辑、储存和输出的数字格式。扫描仪的应用范围很广泛,例如将美术图形和照片扫描结合到文件中;将印刷文字扫描输入到文字处理软件中,避免再重新打字;将传真文件扫描输入到数据库软件或文字处理软件中储存;以及在多媒体中加入影像等等。
1884年,德国工程师尼普科夫(Paul Gottlieb Nipkow)利用硒光电池发明了一种机械扫描装置,这种装置在后来的早期电视系统中得到了应用,到1939年机械扫描系统被淘汰。虽然跟后来100多年后利用计算机来操作的扫描仪没有必然的联系,但从历史的角度来说这算是人类历史上最早使用的扫描技术。
1984年,一种采用采用CCD或CIS技术的扫描仪诞生了,由于其具有价格低廉,体积小巧的优点,很快成为家庭和办公的主流,从而开辟了扫描仪的黄金时代。扫描仪按类型可以分为许多种,其中有许多已经渐渐的退出了历史舞台。今天,让我们再次展开花卷,去勾勒出它们的轮廓。
一、 扫描仪发展概括
1、 手持式扫描仪
诞生于1987年,当时使用比较广泛,手持式扫描仪扫描幅面窄,难于操作和捕获精确图像,扫描效果也差。1996年后,各扫描仪厂家相继停产,从此手持式扫描仪销声匿迹。
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2、 馈纸式扫描仪
诞生于20世纪90年代初,随着平板式扫描仪价格的下降,这类产品也于1997年后退出了历史舞台。
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3、 鼓式扫描仪
又称为滚筒式扫描仪,鼓式扫描仪是专业印刷排版领域应用最广泛的产品,它使用的感光器件是光电倍增管。这种电子管,性能远远高于CCD类扫描仪。
4、 平板式扫描仪
又称平台式扫描仪、台式扫描仪,这种扫描仪诞生于1984年,是目前办公用扫描仪的主流产品。扫描幅面一般为A4或者A3
5、 大幅面扫描仪
一般指扫描幅面为A1、A0幅面的扫描仪,又称工程图纸扫描仪。
6、 底片扫描仪
又称胶片扫描仪>英寸甚至更大,光学分辨率一般可以达到2700dpi的水平,更高精度的产品则属于专业级产品。
7、 笔式扫描仪
又称为扫描笔,该扫描仪外形与一支笔相似,扫描宽度大约只有四号汉字相同,使用时,贴在纸上一行一行的扫描,主要用于文字识别。
8、 条码扫描仪
又称为条码阅读器、笔式扫描仪。有很多类型,其中一种与笔式扫描仪外形相似,主要用于条码的扫描识别,不能用来扫描文字和图像。9、 实物扫描仪
其结构原理类似于数码相机,它拥有支架和扫描平台,分辨率远远高于市场上常见的数码相机,只能拍摄静态物体,扫描一幅图像所花费的时间与扫描仪相当。
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10、3D扫描仪
结构原理也与传统的扫描仪完全不同,生成的文件是能够精确描述物体三维结构的一系列坐标数据,输入3DMAX中即可完整地还原出物体的3D模型,无彩色和黑白之分。
二、 扫描仪所经历的技术变革
自1984年第一台扫描仪问世以来,扫描仪经历了从黑白扫描、彩色三次扫描过度到现在的彩色、一次扫描仪,扫描仪技术的发展日新月异。每一次技术的进步,都印证了扫描仪的发展历程。
1、光学分辨率
扫描仪的分辨率可分为光学分辨率和最大分辨率,我们主要以“光学分辨率”为准。光学分辨率一直是扫描仪产品最为关键的性能指标,是影响扫描效果的清晰程度的最重要因素之一。
300dpi的产品曾经在市场上盘踞多年,在经过1999年的一场价格大战的厮杀后终于黯然退出历史舞台,把扫描仪市场的主流地位让给了600dpi的产品。2002年,国内外几大厂家风风火火地将1200dpi光学分辨率的扫描仪产品推向市场,从此600dpi难觅踪影。到了2004年,2400dpi光学分辨率的扫描仪成为市场的热点。
2、色位
色位是影响扫描效果的色彩饱和度及准确度的最重要因素之一。这里先介绍一个用来度量概念--位。位(Bit)是计算机最小的储存单位,以0或1来表示位的值。愈多的位数可以表现愈复杂的影像信息。
依次从8 位灰阶用来更精确地表现一般的黑白照片到用24 位彩色,通过红绿蓝信道结合后可产生 1677 万种颜色的组合,此时的24 位的色彩也称作全彩。然后又从36 位彩色到42位,再到48位,发展相当迅速。
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主要有四种:电荷藕合元件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。
1969年美国贝尔实验室于发明CCD(Charge Coupled Device,电荷藕合装置),与电脑晶片CMOS技术相似,也可作电脑记忆体及逻辑运作晶片。CCD的感光能力相对低,但CCD技术不断发展,又由于CCD的体积小、造价低,所以广泛应用于扫描仪。
1998年,互补氧化金属半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor,简称CMOS) 诞生了,它是一种新型的图像传感技术。对于CMOS技术的研究已有数十载,但直到20世纪末把它应用于制作图像传感器。CMOS的优点是结构比CCD简单,耗电量只有普通CCD的1/3左右,而且制造成本比CCD要低。
同年,一种基于CMOS技术的传感器的接触式图像传感器(Contact lmage Sensor,简称CIS)也诞生了。CIS扫描仪将光源、聚焦镜片及感应器一同固定于一个外罩内,不须调节、预热,所以比CCD扫描仪起动快。CIS扫描仪体积比CCD扫描仪更小,而制造成本也更少,但品质上还是比CCD稍逊一筹,并且CCD的技术比CIS要成熟。
4、接口类型
扫描仪的接口是指扫描仪与电脑主机的联接方式,目前扫描仪常见的接口方式有SCSI、EPP、USB三种。
1979年SCSI技术诞生。早期的扫描仪大都是SCSI接口。优点是传输速度较快,扫描质量高;缺点是需要开机箱安装一块SCSI卡,要占用一个ISA或PCI槽以及相应的中断,安装相对复杂,有可能和其他配件发生冲突。
没过几年,EPP(Enhanced Parallel Port的缩写)接口技术诞生。和SCSI的扫描仪相比,其速度较慢,扫描质量稍差,但安装方便,兼容性好,大多采用EPP接口的扫描仪后部都有两个接口,一个接计算机,另一个接其他的并口设备(一般是打印机)。
