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Escáneres de sobremesa (parte 2)
Enviado el 21/01/04 a las 02:00 por Noticias

Agalisa

Segunda parte de la traducción del artículo sobre escáneres de sobremesa publicado en X-bit labs.

Fuentes de luz

Todo escáner tiene una fuente de luz interna. En el caso de sensores CIS, se emplean LEDs como fuente de luz, razón por la que consume tan poca energía. En el caso de sensores CCD, se suele emplear una lámpara fluorescente de cátodo frío. Esta lámpara emite mucha más luz que los LEDs, pero necesita un voltaje muy alto para conseguir que el gas de su interior se ionice y emita luz. Un circuito denominado inversor produce este voltaje, elevando los cinco voltios de la alimentación hasta varios cientos, y transformándolos, además, de continua a alterna.

Hay tres tipos de lámparas para escáneres:

  • Lámparas de descarga de Xenon
  • Lámparas fluorescentes de cátodo caliente
  • Lámparas fluorescentes de cátodo frío

Sin embargo, por diversas razones, los fabricantes de escáneres baratos usan sólo lámparas del último tipo (cátodo frío).

La lámpara se monta en un chasis de plástico del cabezal del escáner. Este tiene forma de reflector, para así enviar la máxima cantidad de luz hacia el original, donde es reflejada hacia el sensor.

Una de las principales ventajas de la lámpara de cátodo frío es su larga vida, entre 5.000 y 10.000 horas. Esto también explica por qué algunos escáneres no la apagan tras el proceso. Además, estas lámparas no precisan refrigeración y son de bajo coste. El gran inconveniente, sin embargo, es que tardan cerca de 30 segundos en calentarse y emitir la cantidad necesaria de luz.

La lámpara influye mucho en la calidad de la digitalización. La más mínima variación en las características de la fuente de luz afectarán al haz que incide en el sensor. Esto explica por qué es necesario calentar adecuadamente la lámpara antes de proceder al escaneo. Algunos drivers permiten reducir el tiempo de calentamiento si no se pretende obtener una excelente calidad (al escanear texto, por ejemplo).

Las características de la lámpara degeneran con el tiempo, un proceso natural e inevitable, pero los escáneres pueden calibrarse automáticamente gracias a un patrón en blanco y negro situado en la parte inferior de la carcasa. Para ello, simplemente lo digitaliza como si fuese una imagen y compara la intensidad recibida con la que debería recibir, compensando de esta forma el envejecimiento de la lámpara. Desgraciadamente, el paso del tiempo también afecta a este patrón, oscureciéndolo y ensuciándolo, lo que supone una distorsión de los colores.

Conversor analógico-digital

Un conversor analógico-digital permite establecer la comunicación entre el procesador y el sensor. El ADC mide la tensión producida y la describe mediante un número que es enviado al procesador. Así, por ejemplo, si tenemos inicialmente 4 milivoltios a la entrada del ADC y éstos cambian a 9 milivoltios, la salida del ADC pasará de 00000100 a 00001001. Estos son los valores binarios de 4 y 9. El número de ceros y unos usados para representar el valor se denomina capacidad, y se mide en bits. Es un valor importante pues indica la precisión de la señal al ser medida por el ADC.

Hoy en día se pueden encontrar escáneres baratos con conversores de 24-48bits. Sin embargo, es importante fijarse bien, pues algunos fabricantes escriben "48bit" en letras grandes, y luego en letra pequeña ponen "software 48bit, hardware 36bit". En este caso, la capacidad real del ADC es de 36 bits, y será este valor el que se debe tener en cuenta. Se dice que es imposible distinguir entre una imagen escaneada a 36 bits de otra a 42 bits porque el ojo humano sólo distingue 16'7 millones de colores (reproducibles con 24 bits). Esto es cierto a medias por dos razones:

  • Aunque sólo distingue esos colores "en bruto", sí es capaz de notar transiciones más suaves. Así, un degradado hecho con 24 bits puede parecer troceado en bandas.
  • Una imagen "tal cual" puede ser adecuada en 24 bits, pero si vamos a realizar transformaciones en ella (por ejemplo, ajustar el brillo o el contraste), nos podemos encontrar con que el resultado final equivaldría a una imagen hecha con menos bits.

Procesador

Los actuales escáneres vienen equipados con procesadores de propósito específico. Este procesador es el encargado de controlar todo el sistema y hacer que funcione conjuntado. También se encarga de enviar los datos hacia la CPU. En algunos escáneres, también cumple la función de controlador de la interfaz.

Controlador de la interfaz

El controlador de la interfaz es el encargado de garantizar la comunicación entre el escáner y el ordenador. Como ya comentamos, un escáner puede venir sin un chip controlador, si este viene integrado en el propio procesador.

Históricamente, los escáneres se solían conectar a través de interfaces SCSI, IEEE1284 (puerto paralelo o de impresora), o incluso a través de RS-232 (interfaz serie). Hoy en día, sin embargo, la mayoría se conectan a través de USB, FireWire o SCSI. Se especuló con la posibilidad de escáneres Bluetooth, pero nunca aparecieron.

SCSI (Small Computer Systems Interface)

Los escáneres con interfaz SCSI fueron muy populares hace algunos años, pero su tiempo parece haberse acabado. Las nuevas interfaces de alta velocidad (USB y FireWire) han desplazado al viejo SCSI en los escáneres para casa y oficina. Las ventajas de SCSI eran el gran ancho de banda y la posibilidad de conectar hasta siete dispositivos en un mismo bus. Sus desventajas, el alto coste y la necesidad de un controlador aparte.

USB (Universal Serial Bus)

La interfaz USB es la más popular actualmente, pues está integrada en todas las placas madre modernas. Además, los escáneres CIS se alimentan del mismo puerto, lo que es algo muy atractivo para los poseedores de ordenadores portátiles. Esta libertad no se puede conseguir con SCSI, y en muchos casos tampoco de FireWire.

FireWire (or IEEE1394)

FireWire es una interfaz serie de alta velocidad, que se diferencia de USB en el hecho de que no precisa de un controlador para establecer la comunicación. FireWire trabaja bajo el principio del peer-to-peer (cliente a cliente), que es la razón por la que consume menos procesador que USB.

Una nueva versión de esta interfaz (FireWire 800 o IEEE1394b) aparecerá pronto. Será la interfaz para periféricos más rápida jamás inventada.

Correa motriz

Hay una parte en los escáneres que se mueve: el cabezal. Este contiene la unidad óptica con el sistema de lentes y espejos, el sensor, la lámpara y el inversor (si es un escáner CCD). La correa motriz transfiere el movimiento desde el motor paso a paso al cabezal.

Existe un muelle especial en la correa que se encarga de mantenerla tensa, garantizando así el adecuado contacto entre ésta y las poleas. El carro con el cabezal se mueve a lo largo de dos guías que van de lado a lado del escáner.

Motor paso a paso

El motor paso a paso rota su eje en pequeños pasos, por lo que es posible desplazar el cabezal hasta una posición determinada con mucha precisión. Este motor existe en todos los escáneres, y se encarga de desplazar la correa motriz y, a través de ella, el cabezal con el sensor, lámpara y espejos. Un chip especial se encarga de seleccionar la dirección de giro y la velocidad del motor. La precisión con la que el cabezal se desplaza se denomina resolución mecánica en el eje Y.


La resolución óptica se refiere a la resolución en el eje X, la resolución mecánica se refiere a la resolución en el eje Y

De manera general, la resolución óptica viene dada por el número de elementos sensibles disponibles en el sensor, dividido entre el ancho de la superficie operativa. La resolución mecánica es el número de pasos que el cabezal puede realizar en la dirección Y. Es habitual encontrarse una notación del estilo de "600x1200" en un escáner. El primer número se refiere a la resolución óptica, y el segundo a la mecánica. Existe también la denominada resolución interpolada, que es varias veces superior que la óptica, pero que no depende de las capacidades físicas del dispositivo. Se podría denominar "resolución de escalado". La interpolación (aumento del tamaño de una imagen) la realiza el software del escáner. Este parámetro puede (e incluso nos atreveríamos a decir que debe) ser obviado, pues dicha función se puede realizar sin ningún problema (y en algunos casos incluso con mejor calidad) con cualquier programa de edición de imágenes como Photoshop o Gimp.

Dispositivos adicionales

Existen diversos dispositivos adicionales que se pueden añadir al escáner de sobremesa, tales como alimentadores hojas y adaptadores para negativos. Estos se suelen tener que comprar por separado.

Un alimentador de hojas puede ser de incalculable valor cuando es necesario escanear una gran cantidad de hojas de tamaño estándar (folio, A4...). Para estar seguros de que un modelo admite alimentador, suele bastar con echar un vistazo a la parte trasera en busca de un conector marcado como ADF (Automatic Document Feeder). Un detalle importante: los alimentadores suelen estar diseñados para un modelo concreto, o bien para una pequeña serie de modelos. No existe un "alimentador de hojas universal". La razón está en que el alimentador está controlado por la tarjeta controladora del propio escáner. Por supuesto, el alimentador no puede trabajar sin una conexión al escáner, así que es importante ser cuidadoso a la hora de comprar uno, para estar seguros de que el modelo adquirido funcionará en nuestro escáner.

El adaptador para negativos es un dispositivo extra que permite digitalizar negativos fotográficos y, en muchas ocasiones, también otra clase de transparencias (por ejemplo, hojas de acetato). Hay de dos tipos: pasivos, que usan la lámpara del escáner, y activos, que usan su propia lámpara y desconectan la del escáner.

Algunos adaptadores activos disponen de una fuente de luz que ilumina la totalidad de la superficie del escáner. Otros, sin embargo, disponen de una lámpara móvil, que se desplaza mediante un motor paso a paso y una correa de tracción, igual que el cabezal del escáner. En este último caso, la lámpara del adaptador y el cabezal del escáner se mueven simultáneamente.

Los escáneres para casa y oficina actuales suelen usar adaptadores activos sin partes móviles. Un ejemplo es el EPSON Perfection 3200 Photo. Los originales transparentes se montan sobre unos pequeños marcos de cartulina que vienen con el propio dispositivo. Ese marco se sitúa directamente sobre el cristal.

Durante el proceso de escaneado, la luz pasa a través del original, alcanza el sensor óptico y es tratado igual que un original no transparente. Por supuesto, características del escáner como resolución óptica o profundidad de color no cambian cuando se usa un adaptador de negativos, pero la densidad óptica sí. Este último parámetro depende directamente de la intensidad de la fuente de luz y del tiempo de exposición. Cuanto más oscuro sea el original, menos luz llegará al sensor y más tiempo necesitarán los condensadores del sensor para almacenar una determinada carga. El original transparente más oscuro es la película de rayos X (hasta 3'6D). Para conseguir una buena calidad con este film, es necesaria una fuente de luz muy brillante.

Un adaptador pasivo es mucho más simple. Emplea la lámpara del propio escáner, por lo que los resultados son más pobres que con un adaptador activo. Sin embargo, pueden ser adecuados para escanear imágenes para la web (son más baratos).

Fuente: X-bit labs (en inglés).


 
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