Para la correcta reproducción de una imagen, es tan importante una buena digitalización como un buen original: ni el retocado digital ni la impresión de alta calidad pueden compensar una digitalización deficiente. La calidad de una digitalización se ve afectada por la del mecanismo óptico del escáner, que determina la capacidad de capturar un rango dinámico (variaciones de luz y sombra) amplio, así como por la resolución (número de muestras por pulgada) de la digitalización y la profundidad de bits del escáner, que determina la cantidad de colores que pueden captar (en otras secciones de esta guía se describen la resolución y la profundidad de bits).
Escáneres
Los escáneres son equipos digitalizadores de imágenes analógicas. Desde su aplicación en 1937por A.Murray, se han sucedido multitud de generaciones, variantes y modelos.
Escáner plano
Están constituidos por una superficie plana y transparente sobre la que se coloca el original. Un manantial lineal de luz blanca ilumina una línea del original. La imagen reflejada del original incide sobre una matriz lineal de CCD.
Los escáneres pueden dividirse en dos tipos principales: escáners de tambor, en los que el original se enrolla en un tambor que gira junto a una fuente de luz, y escáneres planos, en los que el original se coloca encima de una placa de cristal, por la que pasan la fuente de luz y los sensores. Por lo general, el tubo fotomultiplicador PMT utilizado en los escáners de tambor registra un rango dinámico mayor y puede muestrear más puntos por pulgada que el CCD (dispositivo de carga acoplad) empleado en los escáneres planos, aunque los últimos avances han acortado prácticamente las distancias. Para obtener más información, véase Introducción a la digitalización.
Sensores
Los sensores de los dispositivos acoplados registran la intensidad de luz general pero son más sensible al extremo rojo del espectro que al azul. De echo también reaccionan fuertemente a las longitudes de onda infrarrojas. Mediante el uso de la película adecuada,las cámaras pueden registrar imágenes en color, en blanco y negro o infrarrojas. Las temperaturas crecientes hacen que cargas falsas (ruido) se acumulen en los elementos del CCD, contaminando la lectura real de luz (consulte 'Cuestiones sobre sensibilidad').
En las cámaras en color, filtros rojos, verde y azul dividen la luz en el canal RGB utilizado para registrar posteriormente reproducir el espectro visible. La compensación por la sensibilidad más baja al azul se lleva a cabo cuando se procesan las lecturas o dejando pasar un tiempo adicional para que las cargas se acumulen en los sistemas de gestión del color, compensan las fuentes de luz de distinto olor (consulte 'Propiedades de la luz').
Cámaras digitales
Con una construcción similar a las cámaras fotográficas convencionales, las digitales sustituyen el material sensible por una matriz que captura la imagen para ser posteriormente almacenada en la propia memoria de la cámara o t.
pantallas de cuarzo líquido (LCD) que se visualizan previamente la captura de la imagen.
En cuanto a la estructura podemos diferenciar los siguientes elementos importantes:
-El objetivo: puede formar parte de la estructura de la cámara (fijo) o ser intercambiable.
-Diafragma: que es un elemento mecánico que regula el diámetro de apertura el obeivo, permitiendo que pase más o menos luz.
-Conjunto de lentes: que permite enfocar la imagen que se halla a diferentes distancias y acercar o alejar (zoom).
-La matriz de captación: captura la imagen.
En lo que concierne a la resolución, cabe indicar que en las cámaras digitales se suele expresar con la cantidad de píxeles que tiene la imagen. Normalmente se indica en Megapíxeles (millones de píxeles) que resulta de multiplicar los píxeles de ancho alto que se producen en la imagen digital. Será muy importante diferenciar la resolución óptica de la interpolada.
Tipos de cámaras
Si nos centramos en el entorno gráfico, podemos hacer referencia a dos grandes grupos:-Cámaras instantáneas: que permiten capturar imágenes reales diversas, con toda la variedad de prestaciones y posibilidades referida anteriormente.
-Cámaras de estudio: ofrecen una elevada calidad, comparable a los escáneres, que permiten la captura precisa de documentos o elementos que puedan permanecer relativamente inmóviles.
Los sensores de conjunto lineal leen o exploran las líneas de información en una imagen. Los conjuntos trilineales de las cámaras de digitalización constan de tres hileras de elementos de CCD, recubiertos con filtros RGB. Un motor paso a paso desplaza el conjunto sobre el área de la imagen haciendo girar un sinfín. La imagen a todo color se genera línea por linea. Los conjuntos de matriz, también conocidos como conjuntos de superficie, atrapan todo la vista en una fracción de segundo. Para generar toda la información cromática de la vista, puede que la matriz necesite tomar más de una lectura. En algunos casos, se utilizan conjuntos de tres matrices para captar inmediatamente todos los colores. Los conjuntos de matriz son más costosos de fabricar que los conjuntos trilineales, especialmente en tamaños grandes, debido a que el índice de fallo en su producción es considerablemente más alto.
La mayoría de las cámaras portátiles utilizan un conjunto de una matriz para capturar instantáneamente imágenes a todo color, permitiendo el movimiento del objeto. La resolución real se reduce en estas cámaras porque los elementos del CCD están recubiertos alternadamente con filtros rojo, verde y azul.Los vacíos entre elementos de color similar se llenan por promedio o interpolación de lecturas de luz. La inteligencia de este proceso de interpolación determina la calidad de los resultados, pero, en la mayoría de los casos, los detalles finos de alto contraste, como un texto en negro, se verá rodeado de iridiscencia. En este tipo de matriz, los filtros RGB se aplican en tiras, mosaicos regulares o masivos psedudoaleatorios. Estos patrones de filtro pueden interferir ocasionalmente con partes del objeto tramados finamente, produciendo efecto moiré en las imágenes.
El diagrama ilustra las principales tecnologías actuales de CCD. Los iconos se utilizan, homo en 'Elección de la cámara', para indicar los atributos con relación a la resolución, la iluminación y el movimiento del objeto.
Los escáneres son equipos digitalizadores de imágenes analógicas. Desde su aplicación en 1937 por A. Murray, se han sucedido multitud de generaciones, variantes y modelos.
Escáner plano
Están constituidos por una superficie plana y transparente sobre la que se coloca el original. Un manantial lineal de luz blanca ilumina una linea del original. La imagen reflejada deloriginal incide sobre una matriz lineal de CCD.
La tecnología asociada a la mayoria de los escáneres planos es la de rasterización con matrices lineales de CCD. Los de elevada calidad, pueden ofrecer resoluciones ópticas que superan los 5.000 ppp.
Los programas OCR (reconocimiento óptico de caracteres) uilizan un escáner para introducir textos al ordenador. Digitalizan las páginas de texto reconociendo los caracteres en la imagen y convertiéndolos a un formato de texto que puede ser tratado con un procesador.
El escáner cilíndrico o de tambor está constituido por un cilindro transparente sobre el que se pueden colocar originales flexibles transparentes y opacos. Un manantial puntual de luz blanca ilumina una pequeña zona del original.
Exisen escáners de tambor horizontales (eje paralelo al suelo) y verticales (eje perpendicular al suelo).
Ofrecen una mayor resolución (pueden superar los 12.000 ppp), mayor área de digitalización y la captación precisa de cada píxel.
Como funcionan los escáners
Digitalización de tambor
En los escáners de tambor, la fuente de luz se desplaza en incrementos minúsculos por el original. La luz reflejada o transmitida se envía entonces a través de un tubo fotomultiplicadr, que descompone la luz en sus componentes RGB. Otros circuitos convierten la información analógica (luz) en separaciones digitales CMYK.
Digitalización plana
En los escáneres planos, la luz es reflejada del original a un conjunto de CCd que suelen estar revestidos por otros filtros que descomponen la luz en sus componentes RGB. La resolución máxima del escáner està determinada por la cantidad de elementos CCD de que dispone.
Matriz trilineal de digitalización
Tres matrices lineales paralelas están recubiertas por separado con filtros RGB. Una sola pasada captura una imagen a todo color. En cada paso por la imagen, se recogen lecturas e las tres matrices. Cuando el tamaño del paso sea igual a la distancia entre cada matriz, tres pasos sucesivos obtendrán lecturas RGB procedentes de un punto idéntico de la imagen. Es esencial contar con un entorno sin vibraciones. La variación en la iluminación durante la exposición se registrará como una banda. Las matrices lineales representan una tecnología totalmente desarrollad que se ha probado en escáneres. Normalmente consiguen resoluciones mucho más altas que los conjuntos de matrices.
Una pasada, triple matriz
Tres conjuntos de matriz diferentes registran la información RGB, impidiendo la pérdida de resolución provocada por los filtros RGB compuestos de un sistema de una sola matriz. Se utilizan prismas o espejos semi-reflectantes para dividir la luz entrante. Normalmente, cada matriz registra elverde y la tercera dispone de un filtro en mosaico compuesto rojo y azul. Las matrices de verde desalientan madio pixel unas con respecto a otras para proporcionar una resolución más alta en el canal verde. La información rojo-azul, a la que el ojo es menos sensible, se interpola para llenar los vacíos.
Tres pasadas, una matriz
Tres lecturas separadas mediante filtros RGB en una ruega de filtro giratoria hacen posible que una matriz CCD sin recubrir registre una imagen a todo color. Cada elemento de CCD proporciona lecturas RGB secuenciales. La resolución máxima del chip se logra sin interpolación del software. Se puede utilizar iluminación por flash para cada exposición RGB. Las variaciones de luz entre exposiciones crean un desequilibrio cromático. La mala alineación del filtro puede provocar iridiscencias en los detalles de los bordes.
*Se debe evitar el movimiento de la cámara y del objeto, excepto para las exposiciones en blanco y negro.
Una pasada,una matriz
Estas capturan instantáneamente información RGB completa. Los elementos se recubren alternativamente con filtros RGB. Los patrones de filtro se aplican en tiras o en un mosaico.Algunos tienen el doble de elementos verdes que rojos y azules,lo que crea una imagen aparentemente más detallada, porque elijo estás sensible al verde. La desventaja de los filtros RGB compuestos es que la resolución disminuye: se utilizan tres o cuatro elementos de la matriz para capturar un pixel. Hay que utilizar interpolación de software para llenar los vacíos, lo que da como resultado la parición de iridiscencia alrededor de los detalles de bordes de aló contraste como, por ejemplo, un texto en negro.
Varias paseas, una matriz (cambio de sblemento)
La exactitud del color y resolución de una matriz de una pasada aumenta tomando varias lecturas, desplazando la posición de la matriz o el haz de la luz tras cada lectura. El área sensible a la luz de cada elemento s reduce a un tamaño menor. Cristales piezoeléctricos desplazan la matriz o el haz de luz 0.001 mm (1micra). Este patrón de cambio de sub-elemento permite que los elementos RGB tomen lecturas de posiciones de imagen idénticas, evitando la interpolación del color. La lectura de la matriz sin desplazamientos proporciona una visualización preliminar de baja resolución para su presentación en un monitor de video. Los objetivos de alta resolución son indispensables.
Varias pasadas, una matriz (cambio de todo elemento)
Esta alternativa al sistema de una pasada y matriz triple conserva la resolución completa de la matriz con un solo conjunto. La matriz se pasa tres o cuatro veces por el ancho completo de un pixel, permitiendo que se llenen los vacíos de información RGB sin interpolación de software. Las cámaras que utilizan este sistema ofrecen dos modos de funcionamiento.
·Utilizadas como matriz de una pasada con una interpolación de software, capturan pasada de acción de resolución reducida, con la opción de iluminación por flash. En modo de varias pasadas, se pueden capturar objetos estáticos a resolución completa sin interpolación.
Cámaras de vídeo
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