实际上你不用非得想得多深,大到啥叫做“光学原理”,小到扫描镜头那一点小小的物理位移,你彻底能够在脑子里装成这副样子:就像你平时玩手机,屏幕在动,但手指头贴在光亮处,光就照进手机屏幕,手机屏幕再把它转头,转到你的眼。台式扫描仪跟这没啥两毛,就是把那台老式的打印机给“反着来”了。 打印机是墨盒喷墨水,屏幕是光线打上去,扫描仪则是把纸“吸”过来,然后用光源去照亮纸,再把反光回给电子眼。打印机靠的是喷,扫描仪靠的是吸和光。大量人认定这俩彻底是两码事,实际上本质都是一样的:都是想把二维的纸变成二维的像素点。只不过打印机是把墨水变成像素点,扫描仪是把光线反射变成像素点。你不用管墨水,也不用管机械臂如何摆,你只需求记住它是个“转”,一个对着纸转,一个对着光转。 咱们先说那光学系统,也就是人眼盯着看的那一圈。
这玩意儿实际上是个“聚光漏斗”,讲究的是能把光压成一股劲。台式扫描仪跟家用相机不忒一样,家用相机是镜头对着人眼,光线把人眼压那会儿;而扫描仪是镜头对着纸,光线被纸挡回去,再往回来压。
这就好比人站在忒阳底下晒忒阳,你是低着头看天,光就被你顶那会儿了;扫描仪是站着看忒阳,光被纸顶回去了。
故此你看,扫描仪的镜头离纸一般挺近,哪怕是四十五厘米,那也是近着呢,毕竟你眼离自己那张桌子也就不到一米。 那光线到底如何转的?你别光想到“反射”,这词忒抽象。咱们得把光想象成水流,它被纸挡住了一局部,剩下的那局部水流往回灌,然后被一个有点年代的“透镜”给压进了一个专门放图像的玻璃槽里。
这个玻璃槽,说白了就是个简易版的“取景框”,它的功能就是把散乱的光线给聚拢,让你能看清纸上到底画了啥。你要是认定这玻璃槽忒简陋,实际上也没那么简陋,它里头一般还装着一个激光二极管,这玩意儿发出来的光就是“标准光”,就像手电筒的光,只不过它没镜头,光就是直直地发出来的。 当你把纸往扫描仪上放的时候,那激光二极管就会亮起来,发出一束束细线一样的小光点,就像针尖一样,密密麻麻地刺向纸张。
这时候别急,光要从纸表面进,得先经过一层薄薄的“压敏玻璃”。
这玻璃层可没你想的那么皮,它实际上是个挺敏感的“物理开关”。原理挺好办:要是光线够亮,玻璃就不跟纸贴合,光就溜走了;要是光线暗了,玻璃就咬死纸,把光强行塞进去。
这就好比你贴了一张拉伸膜,膜绷紧了就紧,膜松了就松,扫描仪就是靠这层膜来判断:光多少,纸有没有被“咬”住。 有了这个判断,光就乖乖地钻了进来,穿过那层玻璃,接着就被那个“聚光漏斗”给压进了那个专门的图像玻璃槽。
实际上你不需求懂光学公式,你只需求记住它有个名字,叫“扫描”。
这扫描是个多么生动的词啊,它意味着光在不停地“扫”着纸,像蜜蜂采蜜一样,一个点一个点地往纸中间挤。
这时候你千万别认定这是个啥高科技,实际上它跟你的指印印在手机屏幕上一模一样,只是没有手机那么流畅,出于手机是屏幕在动,扫描仪是纸在动。 当光终于到了图像玻璃槽,它就启动跟那个叫“CCD"要么叫“CCD1"的传感器讲话了。
这个传感器是个个像素点,就像是一张大网,光线一碰到网,网就亮,光一离开网,网就暗。你不需求知道它是如何数数的,你只需求知道它把光变成了数字。
这时候,纸上的每一个像素点,都对应着传感器上的一块一小块地盘。
这块地盘亮多少,你就得记多少;这块地盘暗多少,你就得记多少。
你想想,要是我把整张纸都搞定来,看到屏幕上只有黑和白的点,那还有啥意思?意思就是这本白平衡没有调好,要么光线忒暗。 最终,这堆密密麻麻的像素点,得被“搬”到电脑里去。
这过程跟电脑里的软件无涉,纯粹是物理搬运。扫描仪里的系统会跟你的电脑打一套“翻译”,把纸上的灰度值,一个个翻译成电脑能理解的二进制代码,就像你把一堆砖头搬到了码头上,别看不用动手搬,但要把它们砌好就行。砌好之后,这张纸就被还原了,从黑白页,变成了你那会儿见过的那些彩色照片。 为了让你更明白,咱不妨拿个例子。假设你打印了一页纸,黑的是墨,白的是纸。扫描仪运行着,激光照上去,传感器把纸上的光影一个个记录下来。
要是这页纸是 A4 纸,那传感器就得数几百万个像素点。
要是这页纸是 A3 纸,那传感器就得数更多。你不用管具体数字,你只需求知道:纸越大,传感器就得越忙。就连有时候,为了追求更高的分辨率,扫描仪会把一张纸切成几块,要么用几块特殊的纸,把它拼起来,再让传感器去数。总比你直接拿 A4 纸去数更精准,哪怕你只数了中间那一小段,结局也充足准了。 你可能会问,那一般/平平复印机如何就不中?这实际上是出于复印机是“喷”出来的,它是把墨喷在玻璃上,再跟纸叠在一起;扫描仪是“吸”出来的,它是把光压进玻璃里,再跟纸叠在一起。别看最终结局都是纸和玻璃,但过程彻底不同。打印机是物理介质,扫描仪是光学介质。
故此,下次你打开扫描仪,看着它咔哒咔哒地转,实际上就是在跟纸握手:我亮你,你亮我,然后我们就一起过日子。