Escáner de computadora

Un par de escáneres planos.

Un escáner de computadora (escáner proviene del idioma inglés scanner) es un periférico que se utiliza para convertir, mediante el uso de la luz, imágenes impresas o documentos a formato digital. El escáner nace en 1984 cuando Microtek crea el MS-200, el primer escáner blanco y negro que tenia una resolución de 200dpi. Este escáner fue desarrollado para Apple Macintosh. Los escáneres pueden tener accesorios como un alimentador de hojas automático o un adaptador para diapositivas y transparencias.

Al obtenerse una imagen digital se puede corregir defectos, recortar un área específica de la imagen o también digitalizar texto mediante técnicas de OCR. Estas funciones las puede llevar a cabo el mismo dispositivo o aplicaciones especiales.

Hoy en día es común incluir en el mismo aparato la impresora y el escáner. Son las llamadas impresoras multifunción con sus respectivas ventajas y desventajas que no se mencionarán aquí.

Calidad del escáner

A los datos que obtienen los escáneres (normalmente imágenes RGB) se les aplica cierto algoritmo y se envían a la computadora mediante una interfaz de entrada/salida (normalmente SCSI, USB o LPT en máquinas anteriores al estándar USB). La profundidad del color depende de las características del vector de escaneado (la primera de las características básicas que definen la calidad del escáner) que lo normal es que sea de al menos 24 bits. Con 48 bits se obtiene una mejor calidad o profundidad del color.

Otro de los parámetros más relevantes de la calidad de un escáner es la resolución, medida en píxeles por pulgada(ppp). Los fabricantes de escáneres en vez de referirse a la resolución óptica real del escáner, prefieren hacer referencia a la resolución interpolada, que es mucho mayor gracias a la interpolación software.

Por hacer una comparación entre tipos de escáneres mejores llegaban hasta los 5400 ppp. Un escáner de tambor tenía una resolución de 8000 a 14000 ppp.

El tercer parámetro más importante para dotar de calidad a un escáner es el rango de densidad. Si el escáner tiene un alto rango de densidad, significa que es capaz de reproducir sombras y brillos con una sola pasada. Son dispositivos encargados de incorporar la realidad de las dos dimensiones, digitalizándola, a un ordenador.^{nota 1}

Conexión con la computadora

El tamaño del fichero donde se guarda una imagen escaneada puede ser muy grande: una imagen con calidad de 24 bits un poco mayor que un A4 y descomprimida puede ocupar unos 100 megabytes. Los escáneres de hoy en día generan esta cantidad en unos pocos segundos, lo que quiere decir que se desearía poseer una conexión lo más rápida posible.

Antes los escáneres usaban conexiones paralelas que no podían ir más rápido de los 70 kilobytes/segundo, SCSI-II se adoptó para los modelos profesionales y aunque era algo más rápido (unos cuantos megabytes por segundo) era bastante más caro.

Hoy los modelos más recientes vienen equipados con conexión USB, que poseen una tasa de transferencia de 1.5 megapixel por segundo para los USB 1.1 y de hasta 60 megapixel por segundo para las conexiones USB 2.0, lo que elimina en gran medida el cuello de botella que se tenía al principio. Los dos estándares para interfaces existentes en el mercado de PC con Windows o Macs son:

• TWAIN. Originalmente se utilizaba para uso doméstico o de bajo coste. Actualmente se usa también para el escaneado de gran volumen.
• ISIS. Creado por Plondíxel Translations, que utiliza SCSI-II, se emplea en máquinas grandes destinadas a empresas.

Datos de salida

Al escanear se obtiene como resultado una imagen RGB no comprimida que puede transferirse a la computadora. Algunos escáneres comprimen y limpian la imagen usando algún tipo de firmware embebido. Una vez se tiene la imagen en la computadora, se puede procesar con algún programa de tratamiento de imágenes como Photoshop, Paint Shop Pro o GIMP y se puede guardar en cualquier unidad de almacenamiento como el disco duro.

Normalmente las imágenes escaneadas se guardan con formato JPEG, TIFF, mapa de bits o PNG dependiendo del uso que se le quiera dar a dicha imagen más tarde.

Cabe mencionar que algunos escáneres se utilizan para capturar texto editable (no sólo imágenes como se había visto hasta ahora), siempre y cuando la computadora pueda leer este texto. A este proceso se le llama OCR (Optical Character Recognition).

Escaneo de un documento

El escaneado de documentos es distinto al de imágenes, aunque use algunas técnicas de éste último. Aunque el escaneado de documentos puede hacerse en escáneres de uso general, la mayoría de la veces se realiza en escáneres especiales dedicados a éste propósito, fabricados por Canon, Fujitsu o Kodak entre otros. Los escáneres de documentos tienen bandejas de alimentación mayores a las de fotocopiadoras o escáneres normales.

Normalmente escanean a resolución inferior que los escáneres normales, de 150 ppp a 300 ppp, así evita ficheros de tamaño excesivo.

El escaneado se hace en escala de grises, aunque cabe la posibilidad de hacerlo en color. La mayoría son capaces de digitalizar a doble cara a velocidad máxima (de 20 a 150 páginas por minuto). Los más sofisticados llevan incorporado algún firmware que “limpia” el escaneo eliminando marcas accidentales. Normalmente se comprimen los datos escaneados al vuelo.

La mayoría de documentos escaneados se convierten en ficheros editables usando la tecnología OCR. Mediante los driver ISIS y TWAIN se escanea el documento a formato TIFF, para pasar las páginas escaneadas a un procesador de texto, que almacena el fichero correspondiente.

El escaneado de libros implica dificultades técnicas adicionales. Algunos fabricantes han desarrollado escáneres especiales para éste cometido incluso haciendo uso de robots especiales encargados de pasar las páginas.

Tipos

Los tipos principales de escáneres son los de tambor, plano (que a su vez puede ser Escáner CCD o CIS), de película o diapositiva, de mano y de cámara de teléfono móvil¹ .

Escáner de mano

Los escáneres de mano vienen en dos formas: de documentos y escáneres 3D. Los escáneres de mano de documentos son dispositivos manuales que son arrastrados por la superficie de la imagen que se va a escanear. Escanear documentos de esta manera requiere una mano firme, de forma que una velocidad de exploración desigual podría producir imágenes distorsionadas - un poco de luz sobre el escáner indicaría que el movimiento es demasiado rápido. Tienen generalmente un botón "inicio", que se pulsa por el usuario durante la duración de la exploración; algunos interruptores para ajustar la resolución óptica , y un rodillo, lo que genera un pulso de reloj para la sincronización con el ordenador. La mayoría de los escáneres tienen una pequeña ventana a través de la se que podría ver el documento que se escanea visto. Asimismo, llevan puerto USB, suelen guardar directamente el resultado en formato JPEG, en una tarjeta tarjeta microSD que suele ser como mínimo de hasta 32 Gb² .

EL ESCANER

El escáner

Un escáner es un periférico de captura utilizado para escanear documentos; es decir, convertir un documento en papel en una imagen digital. 

En general, se puede decir que existen tres tipos de escáner:

• Los escáneres planos permiten escanear un documento colocándolo de cara al panel de vidrio. Éste es el tipo de escáner más común.
• Los escáneres manuales son de tamaño similar. Éstos deben desplazarse en forma manual (o semi-manual) en el documento, por secciones sucesivas si se pretende escanearlo por completo.
• Los escáneres con alimentador de documentos hacen pasar el documento a través de una ranura iluminada para escanearlo, de manera similar a las máquinas de fax. Este tipo de escáner se está incorporando cada vez más en máquinas como las impresoras multifunción.

También existen escáneres capaces de escanear elementos específicos, como diapositivas.

Características de un escáner

En general, un escáner se caracteriza por los siguientes elementos:

• Resolución: expresada en puntos por pulgada (denominados dpi), la resolución define la calidad de escaneo. El orden de magnitud de la resolución se encuentra alrededor de los 1200 por 2400 dpi. La resolución horizontal depende mucho de la calidad y del número de capturadores, mientras que la resolución vertical está íntimamente ligada a la exactitud del motor principal de entrenamiento. Sin embargo, es importante distinguir la resolución óptica, la cual representa la resolución real del escáner, de la resolución interpolada. La interpolación es una técnica que implica la definición de píxeles intermedios de entre los píxeles reales mediante el cálculo del promedio de los colores de los píxeles circundantes. Gracias a dicha tecnología se logran obtener buenos resultados, aunque laresolución interpolada definida de esta manera no constituye en absoluto un criterio utilizable a la hora de comparar escáneres.
• El formato del documento: según el tamaño, los escáneres pueden procesar documentos de distintos tamaños: por lo general A4 (21 x 29,7 cm), o con menor frecuencia A3 (29,7 x 42 cm).
• Velocidad de captura: expresada en páginas por minuto (ppm), la velocidad de captura representa la capacidad del escáner para procesar un gran número de páginas por minuto. Dicha velocidad depende del formato del documento y de la resolución elegida para el escaneo.
• Interfaz: se trata del conector del escáner. Las principales interfaces son las siguientes:
  • FireWire. Es la interfaz preferida, ya que su velocidad es particularmente conveniente para este tipo de periféricos
  • USB 2.0. Suministrado en todos los ordenadores actuales. Se trata de una interfaz estándar recomendada cuando el ordenador no posee conexión FireWire
  • SCSI. Aunque a finales de los 90 constituyó la interfaz preferida, el estándar SCSI se dejó de utilizar debido a la aparición de FireWire y el USB 2.0
  • Puerto paralelo. Este tipo de conector es lento por naturaleza, y se está utilizando cada vez menos; se debe tratar de evitar si el ordenador dispone de alguno de los conectores mencionados anteriormente
• Características físicas: es posible tener en cuenta otros elementos a la hora de seleccionar un escáner:
  • Tamaño, en términos de las dimensiones físicas del escáner.
  • Peso.
  • Consumo de energía eléctrica, expresado en Watts (W).
  • Temperaturas de funcionamiento y almacenamiento.
  • Nivel de ruido. Un escáner puede producir bastante ruido, lo cual suele ocasionar considerables perturbaciones.
  • Accesorios: Aunque generalmente se suministran los drivers y el manual del usuario, se debe verificar que también se incluyan los cables de conexión; de lo contrario deberán adquirirse por separado.

Cómo funciona un escáner

El principio de funcionamiento de un escáner es el siguiente:

• El escáner se mueve a lo largo del documento, línea por línea
• Cada línea se divide en "puntos básicos", que corresponden a píxeles.
• Un capturador analiza el color de cada píxel.
• El color de cada píxel se divide en 3 componentes (rojo, verde, azul)
• Cada componente de color se mide y se representa mediante un valor. En el caso de una cuantificación de 8 bits, cada componente tendrá un valor de entre 0 y 225 inclusive.

En el resto de este artículo se describirá específicamente el funcionamiento de un escáner plano, aunque el modo de funcionamiento del escáner manual y del escáner con alimentador de documentos es exactamente el mismo. La única diferencia reside en la alimentación del documento. 

El escáner plano dispone de una ranura iluminada con motor, la cual escanea el documento línea por línea bajo un panel de vidrio transparente sobre el cual se coloca el documento, con la cara que se escaneará hacia abajo. 

La luz de alta intensidad emitida se refleja en el documento y converge hacia una serie de capturadores, mediante un sistema de lentes y espejos. Los capturadores convierten las intensidades de luz recibidas en señales eléctricas, las cuales a su vez son convertidas en información digital, gracias a un conversor analógico-digital. 

Existen dos categorías de capturadores:

• Los capturadores CMOS (Semiconductor Complementario de Óxido Metálico), o MOS Complementario). Dichos capturadores se conocen como tecnología CIS (de Sensor de Imagen por Contacto). Este tipo de dispositivo se vale de una rampa LED (Diodo Emisor de Luz) para iluminar el documento, y requiere de una distancia muy corta entre los capturadores y el documento. La tecnología CIS, sin embargo, utiliza mucha menos energía.
• Los capturadores CCD (Dispositivos de Carga Acoplados). Los escáneres que utilizan la tecnologíaCCD son por lo general de un espesor mayor, ya que utilizan una luz de neón fría. Sin embargo, la calidad de la imagen escaneada en conjunto resulta mejor, dado que la proporción señal/ruido es menor.