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Referat Scanner

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Scanner

Allgemeines

Allgemein kann man sagen, dass ein Scanner dazu benutzt wird um Bilder in einen Computer einzulesen. Bilder können in diesem Zusammenhang Grafiken, handgezeichnete Logos oder auch normale Seiten eines Textes sein. Die Bilder können in beliebiger Weise weiterbearbeitet werden, der Text kann mittels spezieller Software direkt als solcher editiert werden.

Die Einsatzmöglichkeiten sind schier endlos, deshalb haben sich im laufe der Zeit die Geräte immer weiter spezialisiert. So gibt es heute z.B. spezielle OCR (à Optical Character Recognition) - Scanner, Flachbrettscanner oder Hand-Scanner.

Die verschiedenen Scannerarten

Im PC- und Mac-Bereich sind drei wesentliche Scanner-Typen zu nennen: der Hand-Scanner, Einzugs-Scanner und der Flachbettscanner.

Eine weiterer Typ ist der Trommelscanner, es wird allerdings eher im professionellen High-End-Bereich verwendet.

Der Hand-Scanner

Der Hand-Scanner ist aufgrund seines billigen Anschaffungspreises etwas für das Home-Office. Allerdings beschränkt sich der Scan-Bereich auf eine Breite von 12 cm. Je nach mitgelieferter Scan-Software und Qualität des Hand-Scanners können eventuell breitere Vorlagen auch durch mehrmaliges Abfahren der Vorlage einscannen werden. Das Problem dabei ist allerdings, dass es schwierig ist, den Scanner gleichmäßig über die Vorlage zu bewegen. Das ist auch der Grund dafür, dass die Ergenisse immer schlechter ausfallen werden, als die von elektrisch bewegten Einheiten. Zwar soll eine im Lauf des Hand-Scanners integrierte Gummirolle dafür sorgen, die Spur zu halten, aber es gehört schon Übung dazu, um dann auch gute Ergebnisse zu erzielen.

Auch die von Hand-Scannern erreichte dpi-Zahl ist eher nur etwas für den Hausgebrauch. Abhängig von Herstellern und Ausstattung erreichen Hand-Scanner zwischen 100 und 400 dpi.

Einzugs-Scanner

Abgesehen davon, dass es bei Einzugs-Scannern natürlich auch auf die Ausstattung und die Leistungsfähigkeit des Gerätes ankommt, ist bei dieser Art von Scannern einer der wesentlich Punkte, dass die Vorlage zum Scannen wie bei einem Faxgerät eingezogen und wieder ausgegeben wird. Der Vorteil davon ist zwar, dass das Gerät Platz spart, aber die Verwendungsmöglichkeiten werden dadurch stark einschränkt. Buchseiten z.B können nur gescannt werden, wenn sie vorher kopiert worden sind. Das allerdings geht auf Kosten der Qualität.

Flachbettscanner

Flachbettscanner sind teurer als Hand-Scanner. Das liegt zum einen an dem vergrößerten Scanbereich, zum anderen aber auch an der meist besseren Ausstattung. Das bessere Ergebniss das man erzielt, gleicht den höheren Preis aber wieder aus.

Flachbettscanner gibt es in verschiedenen Größen, mit Scanbereichen von DIN A4 bit DIN A0; mit und ohne Durchleuchtoption.

Unter Durchleuchtoption versteht man einen Aufsatz, der die zu scannende Vorlage abdeckt. Die Durchleuchtoption wird dazu gegen die Abdeckplatte ausgetauscht. In der Durchleuchtoption sind  Lichtquellen enthalten, die transparente Vorlage, besondere Dias, überhaupt erst abtasten lassen, da die Durchleuchtoption ein Gegenlicht zu der abtastenden Leuchtröhre bildet. Ohne Durchleuchtoption würde ein gescanntes Dia aussehen wie ein schwarzes Rechteck in Größe eines Dias.

Überlicherweise gehören Durchleuchtoptionen gerade bei günstigeren Flachbett-Scannern nicht zum Zubehör und müssen extra zugekauft werden.

Trommelscanner

Beim Trommelscanner - der Profi-Version - steht der Optikkopf fest. Die Vorlage wird auf einer Glastrommel befestigt, die den einzulesenden Bereich durch schnelle, schraubenförmige Rotation nah an die Linsen vorbeiführt.

Trommelscanner verwenden keine CCD-Elemente, sondern Foto-Multiplier, die empfindlicher sind und damit auch dunkle Bildteile differenziert wiedergeben.

Die hohe Qualität, wird vorallem durch die großen Möglichkeiten der Bearbeitung, die zum Teil auch schon vor der Digitalisierung bestehen.

Trommelscanner werden vor allem in bildbearbeitenden Betrieben (Lithographie-Studios) eingesetzt. Die professionalen Stationen kosten über einer halbe Million Schilling. Kleinere Ausgaben gibt es zwar "schon" ab 150.000 Schilling, aber an diesen Preisen sieht man schon, dass sich diese Art von Geräten nicht für Hobbybereich eignet.

Die Funktionsweise

Grundprinzip am Beipiel des Flachbettscanners

Alle Scanner funktionieren nach dem Prinzip der Reflektion. Das Bild oder Papier wird im Scanner auf eine Glasplatte gelegt. Beim Scanvorgang wird es nun beleuchtet und der Scankopf, der sich unterhalb des Papiers von vorne nach hinten bewegt, reflektiert über einen Spiegel das Licht, dass vom Papier zurückkommt, weiter zu einer Licht-empfindlichen Diode. Dieser Sensor sorgt dafür, dass das Licht in elektrische Signale umgewandelt wird. Je mehr Licht reflektiert wird, desto höher ist die daraus resultierende Spannung.

Bei Farbscannern beleuchten drei fluoreszierende Halogenlampen in den Farben Rot, Grün und Blau gleichzeitig die Vorlage, und sorgen dafür, dass beim Abtasten die Farbinformation digitalisiert wird.

Three-Pass-Scanner

Preiswerte Farb-Flachbettscanner sowie ältere Scanner-Modelle lassen ihre Scanneroptik dreimal (à Three Pass) über die Vorlage fahren. Zwischen den Durchgängen wechselt die Mechanik den Farbfilter vor dem CCD-Sensor. Daruch steigt die Dauer des kompletten Scans natürlich beträchtlich. Jede kleine Abweichung führt zu Einbußen in der Abbildungsqualität.

Single-Pass-Scanner

Single-Pass-Scanner erzielen eine höhere Wiedergabequalität und ein gesteigertes Abtasttempo. Ein Scanvorgang reicht aus, um die Vorlage einzulesen.

Drei CCD-Zeilen, mit jeweils einem "eigenen" Farbfilter (Rot/Grün/Blau) tasten die Vorlage ab.

Farbtiefe

Die Bezeichnung der Farbtiefe bezieht sich immer auf die drei Grundfarben (Rot/Grün/Blau). Der Farbscanner erzeugt im inneren die Farben durch mischen aus den drei Grundfarben. Wenn ein Scanner zum Beispiel mit 24 Bit-Farbtiefe präsentiert wird, bedeuted das, dass auf jede Farbe 8 Bit entfallen. Ein gescanntes Farbbild würde dann maximal 16,7 Millionen Farben enthalten können. Man spricht dabei von Echtfarben-Darstellung. Bei einer Farbtiefe von 8 Bit können lediglich 256 Farben dargestellt werden. Aus diesem Grund empfiehlt man für Farb-Scanner eine Farbtiefe von 24-Bit.

Auflösung

Das Grundprinzip des Scanners beruht auf dem optischen Abtasten einer Oberfläche. Je mehr Details er dabei aufnehmen kann, desto höher wird die Auflösung des Scans sein. Um eine hohe Auflösung zu erreichen müssen auch die Bauteile des Scanners entsprechend hochwertig sein. Angegeben werden die zu erzielenden Auflösungswerte in "Dots per Inch" (à dpi). Diese Einheit beschreibt die Anzahl der pro Zoll zu erreichenden Bildpunkte.

Dabei sollten immer auf die echten dpi-Werte, die sogenannte "Optische Auflösung" geachtet werden. Normalerweise werden zwei verschiedene dpi-Werte angegeben. Relevant ist nur der erste, da er angibt, wieviel DPI der Scanner vor der Interpolierung (à 1.6 Interpolierung) schafft. Der zweite Wert gibt die "Maximale Ausgabeauflösung" an, und ist der durch Interpolierung maximal zu erreichende Wert.

Für den Hausgebrauch reicht eine optische Auflösung von 300x300 DPI. Wenn man professionell mit dem Scanner arbeiten will, sollte man auf eine Auflösung von 600 bis 1200 dpi setzen.

Mit Trommel-Scanner, die zum Einscannen von z.B 35mm-Dias verwendet werden können erreichen eine Auflösung von 10000 DPI. Die Auflösungsgröße braucht man allerdings nur, wenn man das Dia auf Postergröße aufziehen will.

Interpolierung

Moderne Scanner bieten heute eine Auflösung von 2400, 4800, 9600 dpi. Es ist wichtig zu verstehen, dass die Scanner diese hohe Detailtreue unmöglich erreichen können. Zur Zeit erreichen die Scanner eine Auflösung von 600x1200 dpi. Alle höheren Werte werden durch Software-Interpolierung erreicht.

Bei der Interpolierung versucht ein Algorithmus aufgrund von zwei benachbarten Bildpunkten einen dritten dazwischenliegenden zu errechnen.

Das Problem dabei ist, dass das "errechnete" Ergebniss natürlich nicht mit der echten Vorlage übereinstimmt. Interpolierte Bilder sehen meistens zu weich und so aus, als ob sie nicht direkt im Fokus gewesen seien.

Bei gezeichneten Bilder hat dass natürlich seine Vorteile, weil scharfe Kanten und Ecken etwas geglättet werden.

Bei Fotografien sollte man sich mit der optischen Auflösung begnügen.

Die TWAIN-Schnittstelle

Von Haus aus kümmert sich Windows nicht um die Kommunikation mit Scannern. Deshalb wurde 1992 von den führenden Scannerproduzenten ein eigener Interfacestandard, der sogenannte TWAIN (Toolkit Without An Important Name)-Standard entwickelt. Dieser Standard bildet die Verbindung zwischen dem Scanner und dem Anwendungsprogramm (Bildbearbeitung, Archivierung) .

Überlicherweise liefert der Scannerhersteller Treiber und ein passendes TWAIN-Modul mit, das den eigentlichen Scanvorgang steuert.

Neben Scanner dient die TWAIN-Schnittstelle auch zum Anschluß von Digitalkameras.

Optical Character Recognition ( OCR)

Mit Scannern kann man nicht nur Grafiken einlesen, sondern auch Text. Damit der Text aber nicht unveränderlich als Grafik vorliegt, sondern als bearbeitenbare Zeichenfolge vorliegt, benötigt man eine spezielle Texterkennungs-Software. Diese Software wird OCR (Optical Character Recognition)-Software genannt. Das bedeuted soviel wie "Optische Zeichenerkennung". In den meisten Fällen liegt ein derartiges Software-Produkt bei den heutigen Scannern bei.

Beispielprodukte

Wichtige Auswahlkriterien

Abgesehen davon, um welchen Scannertyp es sich handelt, sind folgende Kriterien zu beachten:

Scan-Geschwindigkeit

Die Scan-Geschwindigkeit beschreibt die Zeit, die der Scanner benötigt, um die Vorlage abzutasten und die Bildinformationen in Computer-lesbare Daten umzuwandeln.

Preview-Möglichkeit

Eine Preview- oder Prescan-Möglichkeit ist gegeben, wenn vor dem eigentlichen Scan-Vorgang schon eine Vorschau des zu scannenden Bildes auf dem Monitor zu sehen ist. Anhand dieser Vorschau ist es möglich die Vorlage noch einmal zu justieren oder einen bestimmten Bereich zum Scannen auszuwählen.

Größe des maximal zu scannenden Bereichs

Auflösung (mindestens 300x600 echte dpi)

Farb-/Graustufen

Farbtiefe (mindestens 24 Bit)

Scanner-Beispiele

GEN-CP/HR5P

Hersteller: Genius

Vollständiger Name: Genius ColorPage-HR5 Pro

Typ: Farb-Flachbett-Scanner

Auflösung: 600x1200 dpi / 9600 dpi interpoliert

Farben: 1 Milliarde

Abtastbereich: 216x355 mm (Durchlichaufsatz inkl.)

Preis (inkl. UST):  5328,-- öS / 387,20 EUR

Beurteilung: Ausgezeichnetes Preis/Leistung-Verhältnis

Möglichkeit zum Einscannen von Dias

Geeignet für den privaten Bereich

HPC6267A

Hersteller: Hewlett Packard

Typ: Farb-Flachbett-Scanner

Auflösung: 600x600 dpi

Farben: 1 Milliarde

Preis (inkl. UST): 11160,-- öS / 811,03 EUR


Beurteilung: Durch das umfassende Software-Bundle ist der Preis für Profis gerechtfertigt.



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