Come è fatto uno scanner

Uno scanner è un dispositivo che permette di acquisire in formato elettronico delle immagini di documenti o anche fotografie. In pratica si comporta come una macchine fotografica specializzata nell'acquisire le immagini di oggetti molto vicini. I documenti possono successivamente essere elaborati da specifici programmi, come per esempio di OCR (Optical Character Recognition) per il riconoscimento dei caratteri e la gestione dei dati. Nel caso si tratti di fotografie, i file con le immagini possono essere archiviati oppure stampati successivamente. Una cosa da tenere sempre presente, comunque, è che lo scanner lavora con le immagini dei documenti, non con il loro contenuto.

[tit:Come è fatto]
Sostanzialmente uno scanner è composto da una serie di sensori ottici che rilevano i singoli punti del foglio da acquisire e li trasformano in informazioni digitali. Questi sensori possono utilizzare essenzialmente due tecnologie, quella CCD (Charge Coupled Device) o CIS (Contact Image Sensor). Con la prima le immagini vengono captate e adattate alla dimensione del sensore, più meno come accade in una fotocamera digitale. Con la tecnologia CIS, invece, non ci sono lenti e le dimensioni del sensore sono tali da comprendere, in senso orizzontale, la totalità  della superficie di scansione. In questo modo si possono realizzare scanner più piccoli ed economici. Ci sono comunque delle differenze anche in termini di qualità  di acquisizione e solitamente si tende a scegliere uno scanner CIS se si punta al risparmio oppure uno CCD se si cerca la massima qualità . Per l'acquisizione dei colori, la quasi totalità  degli scanner ormai realizza tutto il processo in un'unica scansione.
Dal punto di vista della parte meccanica, gli scanner si possono classificare in due famiglie: quelli a piano fisso e quelli a rulli. Nel primo caso il foglio viene appoggiato su un ripiano trasparente e il gruppo di scansione viene fatto scorrere per acquisire tutto il documento. Nel secondo caso, invece, i documenti vengono fatti scorrere sotto i sensori da uno o più rulli, come in una macchina per scrivere, per realizzare l'acquisizione. Molti scanner prevedono poi la possibilità  di collegare un alimentatore automatico di fogli oppure questo dispositivo può essere direttamente incorporato nello scanner. Si tratta di un accessorio utilissimo quando occorre realizzare la scansioni di molti fogli.
Oltre a questi elementi sono presenti in uno scanner una lampada per illuminare i documenti, e una sezione elettronica per gestire la meccanica di scansione, l'elaborazione dei punti acquisiti e l'interfacciamento con il PC.

[tit:La risoluzione]
Uno dei parametri legati alle scansioni è la risoluzione. In questo caso occorre distinguere fra risoluzione ottica e quella interpolata. Nel primo caso i punti acquisiti sono quelli effettivamente letti dai sensori, mentre nel secondo caso i valori sono maggiori perchà© una parte dei punti dell'immagine acquisita viene ottenuta calcolando i valori dei punti adiacenti. Questo non significa però avere una maggior qualità  dell'immagine, ma solo immagini più grandi.
Parlando di qualità  delle scansioni occorre considerare che la risoluzione è solamente uno dei parametri in causa, ma ve ne sono molti altri che risultano determinanti. Uno di questi, per esempio, è legato alle caratteristiche intrinseche dei sensori utilizzati e alla loro capacità  di rilevare le differenze di luce e colore dei singoli punti con una gamma il più ampia possibile. Del resto vale ancora il paragone con le fotocamere digitali, in cui le differenze in termini di qualità  delle fotografie scattate possono essere davvero notevoli a secodna dei modelli, della qualità  delle lenti eccetera. Alla risoluzione sono legati anche altri aspetti, come per esempio le dimensioni dei file risultanti dalle acquisizioni. Spesso risoluzioni molto alte creano file di dimensioni ragguardevoli che complicano non poco la loro archiviazione e elaborazione e richiedono dotazioni hardware adeguate nei PC, per esempio nella quantità  di memoria. La cosa corre il rischio di diventare uno spreco se si considera che l'occhio umano non riesce a distinguere risoluzioni troppo elevate e che per acquisire i caratteri di un documento bastano in realtà  delle risoluzioni relativamente basse.

[tit:I bit]
I segnali elettrici rilevati dai sensori sono trasformati in informazioni digitali usando un convertitore A/D (Analog to Digital converter). Questo convertitore trasforma i segnali ricevuti  usando 8, 10 oppure 12 bit per ogni colore base, il che significa semplicemente suddividere la gamma in 256 diverse tonalità  (due all'ottava potenza) per ogni colore base, oppure due elevato alla decima che corrisponde a 1.024 o anche 4.096 valori (due alla dodicesima).
Questi dati sono quelli che verranno poi trasferiti al computer per essere elaborati o immagazzinati. Un elemento molto importante è costituito dalla gamma dinamica, che di fatto indica la differenza tra il valore del punto più luminoso e di quello più scuro che può essere catturato. Il numero di bit usato per rappresentare i colori  quindi identifica anche la capacità  dello scanner di differenziare le tonalità  e gradazioni di colore e di grigio, e quindi la gamma dinamica. Quanto maggiore sarà  pertanto il numero di bit usati, più elevata  sarà  il numero di tonalità  riconosciute.
Tenete presente però che molti scanner inviano al PC l'immagine a 24 bit anche se questa viene digitalizzata a 30 o a 36 bit.

[tit:Applicazioni particolari]
Molti scanner consumer sono usati per molteplici funzioni, dall'acquisizione di documenti, a quelle di fotografie e diapositive. Esistono tuttavia degli scanner specializzati e un esempio è quello degli scanner per diapositive. L'ottimizzazione consiste nel fatto che possono ottenere una qualità  nettamente migliore di quella raggiungibile da scanner di uso generale e possono essere anche più veloci visto che possono essere dotati di appositi alimentatori. I motivi sono abbastanza semplici. In primi luogo le diapositive possono essere illuminate per trasparenza e non per riflessione della luce come le fotografie. Le dimensioni, inoltre, sono sensibilmente minori rispetto a una fotografia e quindi si possono usare sistemi di sensori specializzati per avere risoluzioni otiche maggiori. Un altro esempio sono gli scanner documentali in cui è predominante l'automatizzazione del processo di acquisizione, con sistemi di alimentazione dei fogli particolarmente affidabili, e strumenti per migliorare automaticamente la leggibilità  dei documenti o di alcune aree.