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(如图1.2)
图1.2光电倍增管扫描仪的原理
1.3扫描仪的种类
1.3.1手持式扫描仪
手持式扫描仪诞生于1987年,是当年使用比较广泛的扫描仪品种,最大扫描宽度为105mm,用手推动,完成扫描工作,也有个别产品采用电动方式在纸面上移动,称为自动式扫描仪。
手持式扫描仪绝大多数采用CIS技术,光学分辨率为200dpi,有黑白、灰度、彩色多种类型,其中彩色类的一般为18位彩色,也有个别高档产品采用CCD用为感光器件,可以实现24位真彩色,扫描效果较好。
这类扫描仪广泛使用的时候,平板式扫描仪价格还非常昂贵,而手持式扫描仪由于价格低廉,获得了广泛的应用.
图1.3手持式扫描仪
1.3.2平板式扫描仪
平板式扫描仪又称为平台式扫描仪、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。
从指标上看,这类扫描仪光学分辨率在300—8000dpi之间,色彩位数从24位到48位,部分产品可安装透明胶片扫描适配器用于扫描透明胶片,少数产品可安装自动进纸实现高速扫描。
扫描幅面一般为A4或是A3。
从原理上看,这类扫描仪分为CCD技术和CIS技术两种,从性能上讲CCD技术是优于CIS技术的,但由于CIS技术具有价格低廉,体积小巧等优点,因此也在一定程度上获得了广泛的应用。
图1.4平板式扫描仪
1.3.3小滚筒式扫描仪
鼓式扫描仪又称为滚筒式扫描仪,当然这种滚筒扫描仪与上面民说的滚筒式扫描仪不是一回事。
鼓式扫描仪是专业印刷排版领域应用最为广泛的产品,他使用的感光器件是光电倍增管,是一种电子管,性能远远高于CCD类扫描仪,这些扫描仪一般光学分辨率在1000-8000dpi,色彩位数24位-48位,尽管指标与平板式扫描仪相近,但实际上效果不可同日而语,当然价格也高得惊人,低档的也在10万元以上,高档的可达数百万元。
图1.5小滚筒式扫描仪
1.3.4其他扫描仪
文件扫描仪,文件扫描仪具有高速度、高质量、多功能等优点,可广泛用于各类型工作站及计算机平台。
并能与二百多种图像处理软件兼容.
图1.6文件扫描仪
名片扫描仪,名片扫描仪顾名思义能够扫描名片的扫描仪,以其小巧的体积和强大的识别管理功能,成为许多人办公人士最能干的商务小助手.
图1.7名片扫描仪
胶片扫描仪,胶片扫描仪又称底片扫描仪或接触式扫描仪,其扫描效果是平板扫描仪+透扫不能比拟的,主要任务就是扫描各种透明胶片,扫描幅机从135底片到4*6英寸甚至更大,光学分辨率最低也在1000dpi以上,一般可以达到2700dpi水平,更高精度的产品则属于专业级产品。
图1.8胶片扫描仪
1.4扫描仪的使用
1.4.1扫描仪的清洁
扫描仪内如果有灰尘或污痕,就会影响扫描时的反射光线的强弱,从而直接影响扫描的效果。
1.4.2选择正确的原稿类型
在扫描仪驱动程序的用户界面扫描原稿类型的选择菜单中,“文件”适用于白纸黑字的原稿,“杂志和书籍”则适用于既有图片又有文字的图文混排稿样,“照片”适用于扫描彩色照片。
适当的选择可以在满足要求的情况下节省磁盘空间和扫描时间。
1.4.3选择扫描分辨率
分辨率低了则输出效果就会不好,但也不是分辨率越高越好,所以应该考虑到你的输出设备的分辨率,与你的输出设备的分辨率相当,才能既省时又获得满意的效果。
1.4.4利用扫描仪的原稿调整功能
在很多时候,使用系统预设值时的扫描效果不太好,而许多扫描仪都提供了原稿调整的功能,你可以根据春色原稿的情况对其中的一些参数进行调整。
(1)、调整图像的伽玛(Gamma)曲线
通过对Gammma曲线进行调整,可以改变图像的艳丽程度。
Gammma曲线表示原图像与处理结果之间的中间像素亮度变化情况,当输出图像的色彩不够艳丽时,调整Gammma曲线是一种有效的方法。
(2)、调整图像的亮度、对比度和曝光程度
当扫出的图像看上去发白时,是亮度太高,如果发黑,则是亮度太低;
而对比度过高则会使图像没有层次感,对比度过低则图像显得比较暗淡;
曝光量刚关系到图像细节的表现程度,曝光量大,则输出的图像较亮,细节表现丰富,曝光量小,则输出的图像较暗,而一些细节被忽略。
可以调整选择合适的三个参数,改善我们所得的图像输出效果。
(3)、调整原图像的色调和饱和度
当原图像中有某种颜色偏色时,可以通过调整色调使图像变得更自然,而通过调整选择适当的饱各度,可以使所有的色调得到加强。
1.4.5利用扫描仪的去网纹功能
扫描印刷品时易出现网纹,在图片的后期处理中再去掉网纹是一件很麻烦的事。
现在很多扫描仪都提供了去除网纹的功能,所以在扫描一些印刷品时,我们可以利用扫描仪的这一功能直接得到无网纹的扫描图像。
1.4.6正确使用文字识别功能
OCR(光学字符识别)是扫描仪在日常使用中的一个重要功能,在OCR识别过程中,往往会出现许多识别错误的情况,其实如果我们在使用扫描仪的这一功能时,如果有正确有效的方法,是能够大幅提高其识别的正确率的。
我们应该注意以下几点:
(1)、选择适当的分辨率
分辨率太高,会加长扫描所用时间,并且会因为一些非文字的细节被捕获反而造成识别不正确,分辨率太低,OCR软件因为信息量不足,也会造成识别率不高。
一般大多普通五号印刷体选择黑白模式下300dpi进行扫描比较合适,当然,如果所扫描的字体较大或较小,则可相应降低或提高扫描分辨率。
(2)、选择适当的亮度
选择适当的亮度可使扫描原稿显得黑白分明,扫描亮度的设定以扫描所得图像中汉字的笔划较细但不断开为佳,如果扫描所得的汉字轮廓残缺较多,应该增加亮度,如果有一些黑点或黑斑,则应减小亮度。
(3)、放正欲扫描的原稿
虽然一些OCR软件允许文稿有一定的倾斜,还可以通过识别软件进行倾斜校正,但这种校正效果并不是很令人满意的。
1.5扫描仪的选购
和其他任何高科技产品一样,扫描仪的规格并不能说明一切。
但是你能根据价格、分辨率、色深和其他规格指标来排除那些你不想要的扫描仪。
尤其对扫描仪而言,更高的价格意味着更好的配置,因此真正是一分钱一分货。
当读取分辨率数字(resolutionfigures)时,会有两个数字,较小的那个数字显示在扫描头的每线性英寸内扫描仪能抓取的点数(称为光学分辨率)。
较大的那个数字是扫描头扫描每英寸照片或文件时扫描头抓取的行数。
一般来说,要忽略以内插值替换的分辨率(interpolatedresolution),以内插值替换的分辨率使用软件向图像增加更多的信息。
这种优化图像(sharpenimages)的努力通常并不是很有用。
2.数码相机
2.1数码相机的原理
与传统相机相比,传统相机使用“胶卷”作为其记录信息的载体,而数码相机的“胶卷”就是其成像感光器件,而且是与相机一体的,是数码相机的心脏。
感光器是数码相机的核心,也是最关键的技术。
数码相机的发展道路,可以说就是感光器的发展道路。
目前数码相机的核心成像部件有两种:
一种是广泛使用的CCD(电荷藕合)元件;
另一种是CMOS(互补金属氧化物导体)器件。
电荷藕合器件图像传感器CCD(ChargeCoupledDevice),它使用一种高感光度的半导体材料制成,能把光线转变成电荷,通过模数转换器芯片转换成数字信号,数字信号经过压缩以后由相机内部的闪速存储器或内置硬盘卡保存,因而可以轻而易举地把数据传输给计算机,并借助于计算机的处理手段,根据需要和想像来修改图像。
互补性氧化金属半导体CMOS(ComplementaryMetal-OxideSemiconductor)和CCD一样同为在数码相机中可记录光线变化的半导体。
CMOS的制造技术和一般计算机芯片没什么差别,主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体,使其在CMOS上共存着带N(带–电)和P(带+电)级的半导体,这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片纪录和解读成影像。
然而,CMOS的缺点就是太容易出现杂点,这主要是因为早期的设计使CMOS在处理快速变化的影像时,由于电流变化过于频繁而会产生过热的现象。
(如图2.1)
图2.1数码相机的原理图
2.2数码相机的种类
2.2.1单反相机
单反就是指单镜头反光,即SLR(SingleLensReflex),这是当今最流行的取景系统,大多数35mm照相机都采用这种取景器。
在这种系统中,反光镜和棱镜的独到设计使得摄影者可以从取景器中直接观察到通过镜头的影像。
因此,可以准确地看见胶片即将“看见”的相同影像。
该系统的心脏是一块活动的反光镜(如图浅蓝色部分),它呈45°
角安放在胶片平面的前面。
进入镜头的光线由反光镜向上反射到一块毛玻璃上。
早期的SLR照相机必须以腰平的方式把握照相机并俯视毛玻璃取景。
毛玻璃上的影像虽然是正立的,但左右是颠倒的。
为了校正这个缺陷,现在的眼平式SLR照相机在毛玻璃的上方安装了一个五棱镜。
这种棱镜将光线多次反射改变光路,将影像其送至目镜,这时地影像就是上下正立且左右校正的了。
取景时,进入照相机的大部分光线都被反光镜向上反射到五棱镜,几乎所有SLR照相机的快门都直接位于胶片的前面(由于这种快门位于胶片平面,因而称作焦平面快门),取景时,快门闭合,没有光线到达胶片。
当按下快门按钮时,反光镜迅速向上翻起让开光路,同时快门打开,于是光线到达胶片,完成拍摄。
然后,大多数照相机中的反光镜会立即复位。
图2.2单反相机
2.2.2卡片相机
卡片相机在业界内没有明确的概念,仅指那些小巧的外形、相对较轻的机身以及超薄时尚的设计是衡量此类数码相机的主要标准。
其中索尼T系列、奥林巴斯AZ1和卡西欧Z系列等都应划分于这一领域。
主要特点:
卡片数码相机可以不算累赘地被随身携带;
而在正式场合把它们放进西服口袋里也不会坠得外衣变形;
女士们的小手包再也不难找到空间挤下它们;
在其他场合把相机塞到牛仔裤口袋或者干脆挂在脖子上也是可以接受的。
虽然它们功能并不强大,但是最基本的曝光补偿功能还是超薄数码相机的标准配置,再加上区域或者点测光模式,这些小东西在有时候还是能够完成一些摄影创作。
至少你对画面的曝光可以有基本控制,再配合色彩、清晰度、对比度等选项,很多漂亮的照片也可以来自这些被“高手”们看不上的小东西。
图2.3卡片相机
2.2.3长焦相机
长焦数码相机,顾名思义,就是拥有长焦镜头的数码相机。
镜头的焦距一般用毫米来表示,例如我们常说的35mm的镜头,50mm的标头,135mm的镜头等等。
镜头根据它的焦距可以分为广角镜,标准镜头和长焦镜头等等,其实这是根据镜头的防大倍率来决定的,更准确的说是根据镜头的视角,在35mm胶卷里,50mm的镜头的视角相当于人眼的视角,也就是说放大倍率为一,我们把它称为标头。
图2.4长焦相机
2.3数码相机的使用
(1)严格按照说明书操作
数码照相机的精密的仪器,操作复杂。
因此,必须严格按照说明书的操作步骤进行操作,否则极易出现故障和死机等现象。
(2)保护存储卡
数码相机的存储卡都很小,而且很薄,极易折断,基上的金属接口片极易被污染和划伤,所以最安全的方法就是讲存储卡放入专用包装盒内和照相机内。
平时一定要讲存储卡保存在干燥环境中,已存有图像文件的存储卡还要尽量避磁、避高温存放。
(3)保护液晶屏
一般数码照相机都有液晶显示屏,在使用过程中,可能会粘上一些不易拭去的指纹或者其他污垢,除了用软件布轻轻嚓外,可用透明粘贴纸在液晶显示屏上,以免屏幕被刮伤而影响图像观察。
(4)连接计算机时要断电操作
在将数码照相机中的图像下载到计算机上时,需要将数码照相机与电脑用导线连接起来。
在连接之前一定要关闭电脑和数码照相机,以免带电操作而损坏数码照相机。
(5)保持相机干净
镜头上的污渍会严重降低图像质量,出现斑点或减弱图像对比度。
而手指碰到镜头,这是不可避免的,灰尘和沙砾也会落到光学装置上。
必须清洗.
2.4数码相机的选购
镜头:
无论数码还是光学相机,镜头都是很关键的,对价格也有很大的影响。
目前,市场上有几款数码相机因为采用著名镜头厂家生产的镜头而受到欢迎,价格也比相同档次的相机要高。
不过,目前900万像素以上的高中档数码相机所采用的镜头还是不错的。
带光学变焦的数码相机可以轻松地把镜头里的景物推进或者拉远,很适合普通顾客使用,3倍光学变焦比较合适,变焦范围太大,一般很少用,而且价格也会搞出很多。
带光学变焦的数码相机比起同档次不带变焦的相机价格要高20%左右。
内存卡容量:
数码相机不使用胶卷,它靠内存卡来存储照片,而且可以重复使用。
内存卡有好几种,但一种相机一般只能使用一种。
要注意新相机带的内存卡都很小,一般不够用,所以,购买数码相机时要考虑额外内存卡的费用,内存卡容量越高,价格也是越贵的。
成像质量:
数码相机的成像质量主要指相机的自动聚焦、自动曝光以及自动白平衡的准确性,色彩还原的准确性等方面,是衡量数码相机品质的主要因素。
普通的消费者很难自己做出判断,建议查看相关报纸、杂志和网上评论来决定您要购买的型号。
一般能得到普遍好评的相机价格也会比同档次其它产品高出不少。
3.数码摄像机
3.1数码摄像机的原理
3.1.1采用光电耦合器(CCD)数码摄像机的原理
被摄景物的光像由可变焦光学系统清晰地照射在CCD器件上,并很快转换成相应的电信号存储在CCD器件上.在CPU控制下,再点路上施加扫描脉冲,使存储在CCD器件中的像素电信号通过电子转换和移位的方式按一定的顺序输出,形成视频图像电信号,完成由光像—电像的转换过程.(如图3.1)
图3.1数码摄像机的原理图
3.1.2采用CMOS图象传感器的数码摄像机的原理
CMOS图象传感器是摄象器件的一种,是用半导体材料制作的,将图象信号转换为电信号的器件。
其工作原理基于电荷存储原理,即pn结反向充电,然后在光照条件下放大,放电速度随光照强度的不同而不同。
经过一定时间的放电,每个象素保留的电荷不一样,这样就实现了光电转换,把图象信号由光学系统聚焦在pn结象素阵列表面,逐一扫描象素阵列,就能得到一幅图象的电信号
3.2数码摄像机的种类
3.2.1磁带式数码摄像机:
指以MiniDV为纪录介质的数码摄像机,它最早在1994年由10多个厂家联合开发而成。
通过1/4英寸的金属蒸镀带来记录高质量的数字视频信号.
是目前用得最多的存储介质,也是技术最成熟的存储方式。
适合高质量的视频存储。
目前电视台及专业摄像都是用磁带作为记录介质.
图3.2磁带式数码摄像机
3.2.2光盘式数码摄像机:
指的是DVD数码摄像机,存储介质是采用DVD-R,DVR+R,或是DVD-RW,DVD+RW来存储动态视频图像,操作简单、携带方便,拍摄中不用担心重叠拍摄,更不用浪费时间去倒带或回放,尤其是可直接通过DVD播放器即刻播放,省去了后期编辑的麻烦。
DVD介质是目前所有的介质数码摄像机中安全性、稳定性最高的,既不像磁带DV那样容易损耗,也不像硬盘式DV那样对防震有非常苛刻的要求。
不足之处是DVD光盘的价格与磁带DV相比略微偏高了一点,而且可刻录的时间相对短了一些。
图3.3光盘式数码摄像机
3.2.3硬盘式数码摄像机:
指的是采用硬盘作为存储介质的数码摄像机。
2005由JVC率先推出的,用微硬盘作存储介质。
硬盘摄像机具备很多好处,大容量硬盘摄像机能够确保长时间拍摄,让你外出旅行拍摄不会有任何后顾之忧。
回到家中向电脑传输拍摄素材,也不再需要MiniDV磁带摄像机时代那样烦琐、专业的视频采集设备,仅需应用USB连线与电脑连接,就可轻松完成素材导出,让普通家庭用户可轻松体验拍摄、编辑视频影片的乐趣。
微硬盘体积和CF卡一样,和DVD光盘相比体积更小,使用时间上也是众多存储介质中最可观的,但是由于硬盘式DV产生的时间并不长,还多多少少的存在的诸多不足:
如防震性能差等等。
随着价格的进一步下降,未来需求人群必然会增加。
图3.4硬盘式数码摄像机
3.3数码摄像机的选购
决定高清摄像机的优劣,首先要看影像传感器。
尽管为了满足1080i或1080p720p的垂直分辨率,各个厂家的影像传感器的动态拍摄分辨率相差无几,但主流大厂商与2、3线厂商产品的拍摄效果却有天壤之别,这主要在层次、细节画质的表现上。
目前主流家用高清摄像机并没有使用数码相机常用的CCD,而是采用了CMOS传感器,尤其是自2006年索尼首先推出晶锐CMOS影像处理器以来,CMOS在高清领域已经开始逐渐取代了CCD的位置。
晶锐CMOS传感器在传统CMOS像素排列的基础上,将像素点旋转45度,不仅提高了感光区域的面积,还使得水平和竖直方向的分辨能力更强,获得更丰富的画面层次与影像质量。
加上CMOS本身拥有的处理速度快、低能耗、高灵敏度、高动态范围等优点,晶锐CMOS成为了目前高清普及的最大动力。
4.打印机
4.1打印机的原理
4.1.1喷墨打印机的原理
喷墨打印机是利用Rayleihg等提出的”连续射流分解成滴”理论.从细小的喷嘴中喷出墨水滴,在强电场的作用下形成高速墨水粒子,喷在纸上形成点阵字符或图像.以下是喷墨打印机的原理图:
图4.1喷墨打印机的原理图
图4.2喷墨打印机
4.1.2激光打印机的原理
激光打印机是由激光器、声光调制器、高频驱动、扫描器、同步器及光偏转器等组成,其作用是把接口电路送来的二进制点阵信息调制在激光束上,之后扫描到感光体上。
感光体与照相机构组成电子照相转印系统,把射到感光鼓上的图文映像转印到打印纸上,其原理与复印机相同。
激光打印机是将激光扫描技术和电子显像技术相结合的非击打输出设备。
它的机型不同,打印功能也有区别,但工作原理基本相同,都要经过:
充电、曝光、显影、转印、消电、清洁、定影七道工序,其中有五道工序是围绕感光鼓进行的。
当把要打印的文本或图像输入到计算机中,通过计算机软件对其进行预处理。
然后由打印机驱动程序转换成打印机可以识别的打印命令(打印机语言)送到高频驱动电路,以控制激光发射器的开与关,形成点阵激光束,再经扫描转镜对电子显像系统中的感光鼓进行轴向扫描曝光,纵向扫描由感光鼓的自身旋转实现。
以下是激光打印机的原理图:
图4.3激光打印机的原理图
图4.4激光打印机
4.1.3针式打印机的原理
针式打印机是利用机械和电路驱动原理,使打印针撞击色带和打印介质,进而打印出点阵,再由点阵组成字符或图形来完成打印任务的。
打印机在联机状态下,通过接口接收PC机发送的打印控制命令、字符打印或图形打印命令,再通过打印机的CPU处理后,从字库中寻找与该字符或图形相对应的图象编码首列地址(正向打印时)或末列地址(反向打印时),如此一列一列地找出编码并送往打印头驱动电路,激励打印头出针式打印机印。
以下是针式打印机的原理图:
图4.5针式打印机的原理图
图4.6针式打印机
4.1.4热蜡打印机的原理
所谓热蜡打印机也叫热转印(ThermalTransfer)式打印机,它是利用打印头上的半导体加热元件将色带上的红、黄、蓝三种基色蜡状彩色物质加热熔化至打印介质上,取代了彩色喷墨打印机的四色水性墨水及彩色激光打印机的干性彩色墨粉,由于红、黄、蓝三种基色蜡状物质附着在缎带上,在打印时再将三种颜色的蜡状物质熔化至打印介质上,因而必须通过三次操作才能最终完成打印输出.以下是热蜡打印机的原理图:
图4.7热蜡打印机的原理图
图4.8热蜡打印机:
4.2打印机的使用
喷墨打印机最怕的就是高温干燥。
因为在这种环境中墨水蒸发得很快,很容易造成喷头堵塞。
另外在低温潮湿的环境下,打印头电路与墨水都易出问题。
灰尘也是喷打的一大敌人,高灰尘的环境也会造成喷头的堵塞,致使打印不畅。
喷墨打印机正常关机时会自动将喷头复位,所以对于用手动推拉打印头和非正常关机的现象也是应避免的。
高等机型驱动程序的运用可以一定程度的提高打印效果。
以Epson为例,StylusColor300的机型可以使用StylusColor440的驱动程序进行打印,StylusColor440的打印机又可以使用StylusColor640的打印驱动程序进行。
不过不同品牌打印机的驱动程序不能混用,要是使用高等机型的驱动程序不能正确打印的话,换回原驱动程序即可。
运用一些针对打印机的应用软件,在不影响打印质量的前提下,可有效的节省打印机的喷墨量,以节约打印成本。
有打印机使用经验的用户都知道,打印机在重装了墨盒或是换了新墨盒以后都要对打印机进行校正,以提高打印精度与打印质量。
但是在打印机的使用过程中却没有注意到这一点,所以在此提醒大家:
对于普通的家庭用户,打印机在正常使用了1-2个月后就要及时的校正墨盒,以保证打印机正常的打印的质量。
4.3打印机的选购
4.3.1喷墨打印机的选购
从某种程度而言,打印机的墨滴控制技术更为重要。
我们不能忽视的是墨滴的扩散问题。
从源头上控制墨滴的大小,这自然是较为理想的解决方案之一。
除了打
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