الماسح الضوئي هو جهاز يلتقط الصور من المطبوعات الفوتوغرافية والملصقات وصفحات المجلات ومصادر مماثلة لتحرير الكمبيوتر وعرضه. وللتعرف على كيف يعمل الماسح الضوئي ينبغي أن نعلم أن الماسحات الضوئية تأتي في أنواع محمولة، دفعية، ومسطحة، ومسحها يتم باللونين الأبيض والأسود فقط، أو بالألوان. يتم استخدام ماسحات ضوئية عالية الدقة لطباعة عالية الدقة، ولكن الماسحات الضوئية منخفضة الدقة كافية لالتقاط الصور لعرضها على الكمبيوتر. وتزود الماسحات الضوئية عادةً بالبرامج، مثل منتج فوتوشوب أدوب، والذي يتيح لك تغيير حجم الصورة الملتقطة وتعديلها لأي شكل آخر.

تتصل الماسحات الضوئية عادةً بجهاز الكمبيوتر الشخصي باستخدام واجهة نظام كمبيوتر صغير (SCSI) وتطبيق مثل PhotoShop يستخدم برنامج TWAIN للقراءة في الصورة.

ومن الشركات الرئيسية المصنعة للماسحات الضوئية: Epson وHewlett-Packard وMicrotek وRelisys.1

كيف يعمل الماسح الضوئي

أصبحت الماسحات الضوئية جزءًا مهمًا من المكتب في السنوات القليلة الماضية. وتستخدم تقنية الماسح الضوئي بطرق عديدة:

  • الماسحات الضوئية المسطحة flatbed scanners: وتُعرف أيضًا باسم أجهزة المسح المكتبي، وتعد أكثر أجهزة المسح الضوئي استخدامًا وانتشارًا. في الواقع. وسنركز في هذه المقالة على كيف يعمل الماسح الضوئي من حيث صلته بالماسحات الضوئية المسطحة.

  • الماسحات الضوئية الدفعية أو ذات التغذية الورقية sheet-fed scanners: وهي مشابهة للماسحات الضوئية المسطحة باستثناء أن المستند ينتقل بدون أن يتحرك رأس الماسح. اي يقوم الماسح بدفع الأوراق إلى داخل الجهاز وليس إلى أعلاه. ويشبه هذا النوع من الماسح الضوئي إلى حد كبير الطابعة المحمولة الصغيرة.

  • الماسحات الضوئية اليدوية أو المحمولة Handheld scanners: تستخدم نفس التقنية الأساسية للماسحة الضوئية المسطحة، ولكنها تعتمد على المستخدم في نقلها بدلاً من الحزام الميكانيكي  motorized belt. ولا يوفر هذا النوع من الماسح الضوئي عادةً جودة جيدة للصورة. لكن قد يكون مفيدًا في التقاط النص بسرعة.

  • الماسحات الضوئية الحشدية أو الاسطوانية Drum scanners: ماسحات احترافية، تستخدم من قبل مؤسسات النشر الكبيرة لالتقاط صور مفصلة ودقيقة جدًا. وتستخدم تقنية تسمىPMT أنبوب المضاعف الضوئي photomultiplier. وفي PMT، يتم تثبيت المستند المراد مسحه على اسطوانة زجاجية يوجد في وسطها جهاز استشعار يقوم بتقسيم الضوء المرتد من المستند إلى ثلاث حزم beams. يتم إرسال كل شعاع beam عبر مرشح لون إلى أنبوب مضاعف ضوئي يتم فيه تحويل الضوء إلى إشارة كهربائية.

وهناك أنواع أخرى، مثل الماسحات الضوئية الشرائحية (Convenience scanner – slide scanner) والأدوات متعددة الوظائف (Multi-function devices).

وفي الإجابة عن تساؤل كيف يعمل الماسح الضوئي يمكننا القول أن المبدأ الأساسي للماسح الضوئي هو تحليل صورة ومعالجتها بطريقة ما. حيث يسمح لك التقاط الصور والنص (التعرف الضوئي على الحروف أو OCR) بحفظ المعلومات في ملف على جهاز الكمبيوتر الخاص بك. ويمكنك فيما بعد تغيير الصورة أو تحسينها أو طباعتها أو استخدامها على صفحة الويب الخاصة بك.

كيف يعمل الماسح الضوئي

مكونات الماسح الضوئي

تتضمن أجزاء الماسح الضوئي المسطح النموذجي ما يلي:

  • مجموعة جهاز مزدوج الشحن أو مصفوفة (CCD): وCCD هي التقنية الأكثر شيوعًا لالتقاط الصور في الماسحات الضوئية. عبارة عن مجموعة من الصمامات الثنائية الدقيقة الحساسة للضوء (مجسات) والتي تحول الفوتونات (الضوء) إلى إلكترونات (شحنة كهربائية). هذه الثنائيات تسمى photosites. باختصار، كل فوتون (صورة ضوئية) حساس للضوء – وكلما زاد الضوء الذي يضرب الفوتون الواحد، كلما زادت الشحنة الكهربائية التي تتراكم في هذا الموقع.
  • مرايا.
  • رأس الماسح  Scan head.
  • لوح زجاجي  Glass plate.
  • مصباح.
  • عدسات  Lens.
  • غطاء Cover.
  • مرشحات.
  • موتور.
  • قضيب تثبيت Stabilizer bar.
  • حزام Belt.
  • مزود طاقة.
  • منافذ توصيل.
  • دوائر التحكم Control circuitry.

عملية المسح الضوئي

ولمعرفة كيف يعمل الماسح الضوئي لابد من معرفة الخطوات التي يمر بها الماسح الضوئي عندما يقوم بمسح مستند:

  1. يوضع المستند على لوح الزجاج ويتم إغلاق الغطاء

    في معظم الماسحات الضوئية يكون الغطاء من الداخل أبيضًا مسطحًا، مع وجود عدد قليل باللون الأسود. يوفر داخل الغطاء خلفية موحدة يمكن لبرنامج الماسح الضوئي استخدامها كنقطة مرجعية لتحديد حجم المستند الجاري مسحه ضوئيًا. وتسمح معظم الماسحات الضوئية المسطحة بإزالة الغطاء عند مسح شيء ضخم، مثل صفحة في كتاب سميك.

  2. يستخدم المصباح لإلقاء الضوء على المستند

    والمصباح الموجود في الماسحات الضوئية الحديثة إما مصباح الكاثود البارد الفلورية (CCFL) أو مصباح زينون، بينما يوجد في الماسحات الضوئية الأقدم المصباح الفلوري القياسي.

  3. قيام رأس الماسح بمسح المستند

    تشكل كل من (المرايا، العدسة، الفلتر ومصفوفة CCD) رأس الماسح. ويتحرك رأس الماسح ببطء عبر المستند بواسطة حزام متصل بمحرك. يتم إرفاق رأس المسح بقضيب مثبت لضمان عدم ميل أو انحراف التمريرة Pass. ويعني التمرير أن يكمل رأس الماسح مسحة كاملة واحدة للمستند.

  4. عكس الصورة بالمرايا

    تقوم مرآة بعكس صورة المستند بزاوية إلى مرآة أخرى. ولا يوجد في بعض الماسحات الضوئية سوى مرآتان بينما يستخدم البعض الآخر ثلاث مرايا. تكون كل مرآة منحنية قليلًا لتركيز الصورة التي تعكسها على سطح أصغر.
    تعكس آخر مرآة الصورة على العدسة. وتركز العدسة الصورة من خلال مرشح على مصفوفة CCD.
    وتختلف العلاقة بين المرشح والعدسة حسب الماسح الضوئي. فبعض الماسحات الضوئية تستخدم طريقة البث الثلاثية. حيث تستخدم كل تمريرة مرشح لون مختلف (أحمر، أخضر أو أزرق) بين العدسة ومصفوفة CCD. وبعد اكتمال الممرات الثلاثة، يقوم برنامج الماسح الضوئي بتجميع الصور الثلاث المرشحة في صورة واحدة كاملة الألوان.

نقل الصورة

يعد مسح المستند جزءًا واحدًا فقط من العملية. وحتى نستفيد من الصورة الممسوحة ضوئيًا، يجب نقلها إلى جهاز الكمبيوتر. وهناك ثلاثة أنواع شائعة من الاتصالات الي تستخدمها الماسحات الضوئية:

  1. موازية Parallel: يعتبر الاتصال عبر المنفذ المتوازي من أبطأ طرق النقل المتاحة.
  2. واجهة نظام الكمبيوتر الصغيرة SCSI: يتطلب اتصال SCSI خاص. وتتضمن معظم ماسحات SCSI بطاقة SCSI مخصصة لإدخالها في الكمبيوتر وتوصيل الماسح الضوئي، ويمكنك استخدام وحدة تحكم SCSI قياسية بدلاً من ذلك.
  3. الناقل التسلسلي العالمي (USB): تجمع أجهزة المسح الضوئي عبر USB بين السرعة العالية وسهولة الاستخدام والقدرة على تحمل التكاليف.
  4. الجدار الناري FireWire: يوجد عادة في أجهزة المسح الضوئي عالية الجودة، وتعد اتصالات FireWire أسرع من USB و SCSI. وهو مثالي لمسح الصور عالية الدقة.

تحتاج على جهاز الكمبيوتر الخاص بك، إلى برنامج، يسمى مشغل driver، والذي يعرف كيفية الاتصال بالماسح الضوئي. وتتعامل معظم الماسحات الضوئية بلغة مشتركة هي TWAIN.

ويعمل برنامج التشغيل TWAIN كمترجم بين أي تطبيق يدعم TWAIN القياسي والماسح الضوئي. هذا يعني أن التطبيق لا يحتاج إلى معرفة التفاصيل المحددة للماسح الضوئي للوصول إليه مباشرة. مثلًا، يمكنك اختيار الحصول على صورة من الماسح الضوئي من داخل Adobe Photoshop لأن Photoshop يدعم معيار TWAIN.2

المراجع

  • 1 Margaret Rouse، scanner، من موقع: whatis.techtarget.com، اطّلع عليه بتاريخ 4-3-2019
  • 2 JEFF TYSON، How Scanners Work، من موقع: computer.howstuffworks.com، اطّلع عليه بتاريخ 4-3-2019