Probablemente, todos sabemos lo que es un scanner y para qué sirve, aunque quizás no tengamos tan claro como funciona. En este post voy a explicar como funciona el escaner y sus principales características.

Empleamos un scanner para digitalizar imágenes o textos que podemos tener en distintos soportes analógicos: fotografías, papeles, etc. Dicho así, puede sonar como una cámara digital, como la que tenemos en nuestro móvil, y ciertamente es muy parecido.

Ambos dispositivos, scanner y cámara, emplean un sensor CCD (Charge Coupled Device) que es un dispositivo capaz de transformar la luz que sobre él incide, en señales eléctricas. Posteriormente, otro elemento llamado DAC (Digital to Analogue converter) traduce dichas señales eléctricas a bits, conjuntos de unos y ceros.

El sensor CCD está compuesto por una matriz de puntos sensibles, cada uno de los cuales genera una señal eléctrica que depende de la intensidad y color de la luz que sobre él incida. De esta forma, podemos conocer el color y brillo de cada punto.

Empleando el DAC, convertimos las señales eléctricas generadas en cada punto en una señal digital, y juntando las lecturas de todos los puntos tenemos nuestra imagen digitalizada.

Entonces, en que se diferencian una cámara y un escaner. En la primera, el sensor CCD está fijo y mediante un juego de lentes hacemos que indica sobre él, la luz reflejada por los objetos, controlando la cantidad de luz y el tiempo de exposición. Mientras en el segundo, recorremos la imagen que queremos escanear, iluminándola y haciendo que la luz reflejada incida sobre el CCD. Lo más habitual es que el sensor este fijo y se desplace la fuente de iluminación y un juego de espejos que será el que conduzca la luz reflejada al sensor que permanecerá fijo. Podéis apreciarlo en la siguiente figura:

Esquema de funcionamiento de un escaner

Hoy en día, lo más habitual es que los escáneres se incorporen a las impresoras, en lo que se han  venido a llamar las impresoras multifunción, aunque podemos encontrarlos  independientes a precios muy asequibles.

Características de los escáneres

Fundamentalmente, cuando comparemos escáneres, vamos a hablar de dos parámetros: Resolución y profundidad de color.

Resolución

La resolución de un escáner viene dada por el número de puntos de escaneo que tenemos por unidad de medida. Normalmente esta unidad de medida es la pulgada, de tal forma que si un escáner tiene una resolución de 300 dpi (dots per inch), en un área de una pulgada cuadrada, tendríamos 300 x 300 = 90.000 puntos.

Obviamente, a más resolución, mayor calidad de la imagen escaneada. No obstante, cuando hablemos de resolución en escáneres, tenemos que considerar varias tipos:

  • Resolución óptica o real: Cuando hablemos de esta resolución nos referimos a la resolución del sensor CCD, que a la postre es la que marca los límites físicos para la resolución del escanner.
  • Resolución interpolada: En algunos escáneres nos encontramos software que a partir de los datos de los distintos puntos de escaneo, es capaz de inferir valores para puntos intermedios, aumentando de esta forma el número de puntos de escaneo. No obstante, esto no deja de ser ficticio, una estimación que podríamos realizar a posteriori con un software de tratamiento de imágenes.
  • Resolución de escaneado: Es la que cuenta, la que usamos para digitalizar la imagen. Hay que tener en cuenta que a mayor resolución más peso tendrá nuestra imagen escaneada, más datos, y será más incomoda de manejar, guardar o enviar. Por ello, en ocasiones, vamos a preferir escanear con una resolución que nos de una calidad aceptable pero no nos genere un fichero muy pesado.

Profundidad de color

La profundidad de color es el número de bits que se emplean para indicar el color de un punto de escaneo. De esta forma, si tuviéramos una profundidad de color de 1 bit, estaríamos hablando de un escaneo en blanco y negro, ya que con un bit sólo podemos indicar dos colores. Si tuviéramos una profundidad de color de 8 bits, tendríamos para expresar 256 colores diferentes.

Entonces, ¿Dónde ponemos el limite?, ¿Cuál es una profundidad de color aceptable?. La mayoría de los escáneres modernos tienen una profundidad de color de 24 bits, lo que da para una paleta de colores de 16,7 millones de colores diferentes. No tiene sentido ir más allá, pues el ojo humano no apreciaría la diferencia, no es capaz de percibir una gama de colores mayor. A los colores de esta paleta se les llama color real.

Cálculo del tamaño de imagen escaneada

Lógicamente, conociendo las dimensiones físicas de la imagen que queremos escanear, la resolución de escaneo y la profundidad de color, podemos determinar el tamaño de la imagen escaneada. Veámoslo en un ejemplo: Supongamos que tenemos:

  • Un folio A4 que tiene las dimensiones: 11,7 x 8,3 pulgadas.
  • Resolución de escaneo de 300 dpi
  • Profundidad de color de 24 bits

Nuestros cálculos serían:

  • Puntos totales de la imagen = 3.510 x 2.490 = 8.739.900
    • verticales = 11.7 x 300 = 3.510
    • horizontales = 8.3 x 300 = 2.490
  • Profundidad de color = 24 bits = 3 bytes
  • Tamaño de la imagen:
    • 739.900 x 24 = 209.757.600 bits = 209 Mbs
    • 739.900 x 3 = 26.219.700 = 26 MB

Este post es parte de la colección “Arquitectura de Sistemas” que reproduce los apuntes de la clase que imparto sobre el tema en ESIC. Puedes ver el índice de esta colección aquí.