选购大幅面工程扫描仪的要点
下面几点对于购买扫描仪至关重要,希望能给大家在选购大幅面工程扫描仪时作为参考:
1、关键技术(Key Technologies)
成像系统(Imaging System)是大幅面扫描仪的核心,包括图像采集(Image Acquisition)和照明系统(Illumination)。根据图像彩色方式的不同,目前市场上大幅面扫描仪主要采用CIS(接触式图像传感器)和CCD(光学耦合元器件)两种技术。
CIS技术的扫描仪成本低,体积小,成像清晰锐利,但是由于传感器的色域空间(Color space)相对小,所以扫描彩色图像不是很饱满。CIS技术的扫描仪主要适合于技术文档类(Technical Documents)如CAD图纸、草图、GIS地图、航拍图、服装图样、报刊、办公文档等的扫描,如果你只有黑白文档需要数字化,那么建议你购买黑白扫描仪即可。如果你还有一些彩色线条图或彩色图像但是对于颜色要求不高,那么选择CIS的彩色扫描仪就足够了。
CCD技术的扫描仪成本较高,体积大,其传感器的色域空间更广,扫描彩色图像的连续性以及对于阴影和高光细节表现得更柔和和饱满。CCD技术的扫描仪适用性最广,可以很好地扫描各种类型的文档。但由于其价格相对较贵,特别适合对图像准确性有较高要求的用户,用于艺术图像类文档的扫描,如GIS地图、航拍图、艺术作品、照片、海报、素描图等
2、进纸机构(Paper Feed)
大幅面文档的数字化需要文档通过扫描仪进纸机构驱动通过扫描仪成像系统来完成数字化,所以一定要根据单位里文档的类型来测试扫描仪的纸张适应性(Paper adaptive),比如有的扫描仪不适合扫描薄的报纸类文档,因为其进纸机构设计问题,经常会卡纸甚至损坏原稿。又比如说有的扫描仪不适合扫描卷曲褶皱的文档,经常会卡纸或者由于进纸机构的问题导致扫描得到的图像折痕处无法去除阴影,效果很差。目前市场上采用单辊轴纸张传送系统(ASRPT)或者全轮驱动的动态纸张传输系统(APT)的大幅面扫描仪,配合双LED照明系统,能很好地解决卡纸和折痕阴影的问题,并且能更好地提高扫描图像的精度。
所以购买大幅面扫描仪前最好要把单位各种典型文档(最好是没用的,卡纸损坏了也不怕)带到能提供样机演示的经销商处亲自进行测试和体验。对于比较薄的或者折叠卷曲的文档,尽量多扫描几次,看看是否会卡纸,折痕处图像效果如何。进纸机构对于扫描仪的图像精度影响最大,如果你要求比较高的图像精度,如 GIS用户,建议一定要到现场由专业人员实际测试,厂家宣传的精度指标往往有一定水分在里面。
3、正确理解主要的技术指标(Specifications)
不要被厂商标称的技术指标所困惑,只有正确理解了真正的含义才能更好地选择适合自己的大幅面扫描仪
(1)光学分辩率(Optical Rselution)-扫描仪的`分辩率不要看最高或插值分辩率(Interpolated Resolution),要看物理的光学分辩率。
对于技术类文档扫描,适合于选择CIS扫描仪,一般光学600dpi的分辩率足够满足应用了,再高也没意义,大多数这类扫描都会使用600dpi以下的分辩率扫描,使用的分辩率越高,文件的存储大小会以几何指数的方式增加。
对于艺术图像类文档,这类应用600dip就稍显不足了,可以选择目前市场上主流的光学1200dpi CCD技术的扫描仪,也就足够满足应用了。
(2)扫描速度(Scanning Speed)
一般各厂商都以“英寸/秒”来描述扫描仪的速度,如果你现场去测试或者观看经销商的演示或进行交流活动时,一定要弄清楚是在多少分辩
率的情况下的速度,有没有软件加速,因软件加速模式通常会损失图像品质。
因为最终你是以获得满意的电子影像为最终目的,所以实际上对于扫描速度还应该考虑更多的因素,包括扫描仪的预热时间,文档加载方式是否灵活,扫描过程中能否同时自动完成诸如旋转、裁切图像、去躁点等,是否需要多次扫描来确定扫描参数,扫描软件是否能够扫描后再处理图像的功能等,这些因素都会大大的影响整体的扫描时间,最终扫描文档的时间往往都会高于厂家宣称的时间,那都是理想状态下的时间,是不符合实际扫描情况的。高效率的大幅面扫描仪应该是即开机用,无需预热;文档加载方式灵活,可以从侧面加载,也可以从中间加载;扫描过程中可以一次性完成设置好的操作而无需后期处理;对于图纸消蓝能够采用智能自适应消蓝模式(IAT,Intelligent Adaptive Thresholding),只需一次扫描,后期任意调整消蓝参数以达到满意效果,无需多次调整参数来扫描,多次扫描不仅仅损耗原稿,也极大的降低了工作效率,这一点尤其重要,需要特别注意。
(3)照明系统(Illumination)
市场上主流的大幅面扫描仪都是16位灰度或48位真彩色图像捕捉。对于大幅面扫描仪来说,照明系统会影响扫描的图像品质,就好比人的眼睛,如果周围光线照明不好的话看到的景象就不清晰。市场上的扫描仪多采用阴极冷光源或LED(发光二极管)光源照明系统,因LED光源无需预热开机即用的特点已经广泛为大幅面扫描仪所采用。目前市场上采用对称双LED(Bi-directional LEDs)光源照明系统设计出来的大幅面扫描仪经过实际应用已经被认为能够有效消除阴影,带来更好的图像品质,尤其配合单辊轴传送机构,在处理由于折叠而带折痕的文档时能更好地还原折痕处的细节。
(4)接口(Interface)
目前主流大幅面扫描仪的接口已经升级为更方便快速的USB2.0接口,这样的接口即插即用,使用极其方便。随着网络的应用越来越广泛,主流厂商已经推出了USB和千兆以太网双接口。千兆以太网接口可以克服USB接口受距离的限制(一般最长2米),理论上讲长度可以不受限制,提供了比USB接口更高的数据传输速度,可以从网络上任意安装了扫描驱动软件的电脑上进行扫描。
大幅面扫描仪的分类
大幅面扫描仪按照成像方式与成像质量不同可分为:CCD成像方式与CIS成像方式。
CCD是英文Charge Coupled Device的缩写,中文译名即“电荷耦合器件”。从功能上看,它负责将镜头传来的光信号转换为电信号,类似于普通光学相机的胶片。CCD的感光系统通过透镜进行成像的同时进行滤色处理,因此可以忠实的还原原有的色彩,根据CCD技术的不同,目前使用第六代CCD成像技术的色彩表现力、细节表现力及过渡色的表现力均达到了完美的效果。
CIS是英文Contact Image Sensor的缩写,中文译名即“接触式图像传感器”。CIS是由光源系统和感光系统的单件构成的集成模块。CIS在感光系统中没有滤色装置,因此色彩表现力及过渡色等方面远远低于CCD成像技术。
通俗的说,就好像一个全画幅单反数码照相机与一个普通卡片数码照相机一样,指标都是1200万像素,但是在成像质量方面根本就没有任何可比性(根本不在一个级别上)。
CCD成像技术
早期CCD成像技术由于光学镜头的工艺以及加工工艺的限制,大多采用超大的光学镜头以及超大的
CCD模块(即CCD电路板)。其代表厂商为Contex(丹麦:康泰克斯)其主要成像方式如图所示。
大幅面扫描仪按照走纸方式不同可分为:平板式扫描仪、馈纸式扫描仪。1、平板式扫描仪
所谓平板式扫描仪就是和家用(商用)扫描仪一样,将介质平放于扫描仪图像采集的大面积光学玻璃上,图纸处于静止状态,采集图像的CCD(或CIS)在固定的轨道内进行移动,采集必要的数据信息。这种走纸方式的最大优点是对介质不会造成任何损伤。典型的应用是扫描具有文物价值的资料或具有文物价值的易碎图档。
这种扫描仪的最大缺点是速度较慢。
2、馈纸式扫描仪
所谓的馈纸式扫描仪,通俗的说就是扫描仪成像机构处于静止状态,传动机构带动扫描介质向前移动,进行图像数据的采集。目前绝大多数大幅面扫描仪,基本上都是采用这种扫描方式。其最大的特点是具有很高的扫描速度同时还能获得满意的图像质量。
大幅面扫描仪按照光源照明方式不同可分为:荧光灯管照明、LED照明。
1、荧光灯管照明
早期CCD成像技术的扫描仪,全部采用的是荧光灯管照明,由于荧光灯管本身的特性,会造成频闪,同时为了达到较为稳定的光源色温,所以必须要进行长达1小时以上的预热后才能进行扫描。
在扫描仪使用过程中荧光灯管必须是一只处于点亮状态的,这样一方面加速了荧光灯管的衰老,减少使用寿命,同时造成很大的能源浪费,因此无法满足能源之星ENERGY STAR的要求。在国际上采用这种照明方式的扫描仪已近开始逐渐退出市场。
2、LED照明
LED(即:发光二极管)发展至今已经发展到第三代技术,其主要特点是体积小、高亮度(是普通荧光灯管的15倍)、低能耗(单个LED不到0.1W)、长寿命(LED的使用寿命可达10万小时)、瞬间启动、光源稳定无需预热,与传统光源相比,LED是半导体光电器件“高新尖”技术,具有在线编程,无限升级,灵活多变的特点。LED照明按照照明方式又分为单侧LED照明与对称双光源LED照明(2D-LED)。
大幅面扫描仪走纸方式不同可分为:全轮动态纸张传输系统、全轮被动纸张传输系统、半动态纸张传输系统。
1、全轮动态纸张传输系统全轮动态纸张传输系统是基于旋转压力的概念,基于很高的加工工艺制造而成。它采用的是与走纸滚筒同步转动的一根(或2根)超高精度压纸滚筒来带动介质向前(或向后)移动,如图所示
这种走纸方式,在保证将有折痕或不平整图纸压平整(图纸紧贴玻璃表面)的同时,还可以顺利将图纸送入扫描仪。这种走纸系统能够持续而均匀的施加最好的压力从而保护易碎的原稿,即使像餐巾纸也能保证顺畅通过而不会损坏。在获得传送纸张所需的牵引力和足够的精度前提下确保原稿成像清晰锐利,色彩丰富并且有效的消除阴影、折痕。2、全轮被动纸张传输系统
采用这种走纸方式是由于加工工艺落后而采取的一种退而求其次的办法,如图所示
这种走纸方式由于中间压纸的滚筒不能同步进行转动,所以只能靠介质移动的时候,由介质带动压纸滚筒转动,所以这种走纸方式在扫描时,不能对图纸起到很好的保护作用,因此在扫描较柔软或较薄的介质时,及易坏图纸(卡纸)。
3、半动态纸张传输系统这种走纸方式是一种非常落后的压纸方式,如图所示;这种走纸方式由于中间使用的压纸板,所以会经常造成严重的卡纸现象,因此极易损坏扫描介质。所以有时候为了扫描介质能够较为顺利的通过扫描窗口,就必须要压纸板抬起,此时又会产生严重的接缝或者焦距失真的问题。因此,这种压纸方式几年前就已经开始淘汰了。
大幅面扫描仪常用接口不同可分为:SCSI接口、IEEE1394接口、USB接口、百兆网络接口、千兆网络接口
1、SCSI接口
早期大幅面扫描仪多使用的是SCSI接口,这种接口必须要在计算机上插入一个专用的SCSI接口卡,传输速率非常低,对设备的开启、关闭必要按照严格的顺序执行,因此现在大幅面扫描仪早已弃用了这种传输方式。
2、IEEE1394接口
IEEE1394接口就是我们俗称的“火线”接口,其传输速率可以达到400M/S,由于这种接口设计的缺陷(可以反向插入),极易造成将设备主板烧毁,并且这种接口也必须要在计算机上插入一个专用的接口卡。因此现在大幅面扫描仪已经开始弃用这种传输方式。
3、USB2.0接口
USB2.0接口由于其良好的即插即用性,以及和微软操作系统的高度兼容性,及高达480M/S的传输速度和传输稳定性,现在的大幅面扫描仪厂商绝大多数使用的是这种接口。目前最新的USB3.0技术传输速率已经达到了600M/S的传输速率,相信大幅面扫描仪厂家会在不久推出基于USB3.0的接口的
4、百兆以太网网络接口
由于SCSI、1394、USB接口均要由扫描仪直接连接到计算机,所以由于数据线长度的限制以及用户对使用灵活性的需求,大幅面扫描仪厂家相继推出了传输、使用方式更为方便以太网网络接口。
5、千兆以太网网络接口
随着计算机性能的提高及用户对传输速度的要求越来越高,专业的大幅面扫描仪生产商推出了传输速率更高的千兆以太网网络接口,这种接口的理论传输速度达到了惊人的1000M/S,这种接口允许将大幅面扫描仪连接至局域网连接后,在局域网内的任何计算机都能轻松的使用大幅面扫描仪进行扫描。
大幅面扫描仪和家用(商用扫描仪)所不同的是,大幅面扫描仪所提供的最大光学分辨率为1200dpi×1200dpi、1200dpi×600dpi、600dpi×600dpi、508dpi×508dpi,也就是说目前大幅面扫描仪最高的光学分辨率为1200dpi×1200dpi。
通常很多用户在使用或者购买大幅面扫描仪的时候有一个误区,即:看厂家所推荐的或者宣传的最大分辨率,例如:厂家所宣传的最大分辨率为3600dpi甚至是9600dpi;其实这个分辨率是所谓的插值分辨率,也就是后期用软件在两个相邻的像素内在插入N个像素;这样的话不仅会破坏原图的真实信息;而且给后期的处理带来很大的麻烦;同时我们在扫描文件的时候根本不可能使用到高于600dpi×600dpi进行扫描;假设一个A0的图纸如果使用彩色9600dpi扫描的话,所得到的文件为442.50G,试想有什么计算机和软件能够打开或者编辑这样的文件?我想大家永远是不会用到这个鸡肋一般的指标吧?所以不要对厂家宣传的最大分辨率所误导。
综上所述,大幅面扫描仪与传统家用(商用)平板扫描仪表面看都是采用了CCD或者CIS成像技术,但是由于大幅面扫描仪所应用的是专业的领域,并且在扫描长度上不能受到任何限制;在扫描宽度上也要满足专业用户的幅面宽度;在横向、纵向扫描精度上必须要达到小于1‰的要求,甚至在极其专业的领域要达到0.5‰的精度,因此大幅面扫描仪在制造难度,及加工工艺方面对生产厂家都提出了极高的要求。
什么是大幅面扫描仪
大幅面扫描仪是一种计算机外围输入设备,与我们普通家用(商用)扫描仪最大的区别是扫描幅面的宽度、长度及精度、影像质量方面不同。通常我们将扫描幅面大于A3幅面的(29.7CMx42CM)的扫描仪统称为大幅面扫描仪。
大幅面扫描仪因其特有的高质量、高分辨率、高精度等特点,主要应用于工程建筑、机械设计、地理信息、广告设计、艺术品复制等专业领域。
因为大幅面扫描仪必须具有超宽幅面,因此大幅面扫描仪都是由多组镜头排列而成的。