“动态范围”分高下---谈衡量专业扫描仪的技术指标

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目前，市场上流行的扫描仪品种繁多，总体上可以分为三大类：家用、办公商用和专业用。家用、办公商用扫描仪统称低端扫描仪，又称普通扫描仪。目前，许多低端扫描仪的色彩位数通常能达到42位或48位，光学分辨率普遍是1200dpi×2400dpi，有的甚至高达2400dpi×4800dpi。这些参数如果只从数字上看，似乎比专业用扫描仪还要高，而实际上，它们与专业扫描仪的技术指标之间有着本质的区别。如果不能区分这些不同，消费者尤其是专业用户在选购扫描仪时，就容易产生误导。

　　什么是衡量专业扫描仪的技术指标呢？事实上，衡量扫描仪专业水平的重要参数不是光学分辨率，也不是色彩位数，而是动态范围（也叫密度范围）。动态范围不是取决于扫描仪某一光学部件的性能，而主要是由扫描仪整个光学影像系统的技术指标所决定的。只有高品质的透镜、高精度的模拟/数字转换器，以及高信噪比的线性CCD组合在一起，才能得到高的动态范围。专业扫描仪在透镜、模拟/数字转换器、CCD电感耦合器方面与普通扫描仪有很大差别。当整个光学及光电元件组合在一起后，再加上主板的电路设计上的不同，所以专业扫描仪的动态密度范围与普通扫描仪的动态范围就大不一样了。

　　何谓动态范围？动态范围与密度范围的概念是相同的，是指扫描仪所能记录原稿的色调范围。动态范围指的是原稿最暗点密度值 (Dmax) 与原稿最亮点密度值 (Dmin) 之间的差值，一般用D来代表。计算公式如下： 　　

　　透射率（T）＝穿透的光量/总光源

　　反射率（R）＝被反射的光量/总光源

　　密度（D）＝log(1/T)= log(1/R)

　　从表中可以看出：在零反射（不考虑光路光线损失）的情况下，对反射稿（照片、印刷品）来讲，原稿某个部位反射的光量越少，这个部位密度越高，相反,原稿某个部位反射的光量越多，这个部位密度越低；对透射稿（正片或负片）来讲，原稿某个部位透过的光量越少，这个部位的密度值越高，相反,原稿某个部位透过的光量越多，这个部位的密度值越低。正因为原稿或图像上都存在较亮区域（即高光部位）、较暗区域（即暗调部位），所以原稿或图像上对应着有最大密度和最小密度，它们之间的差值就是原稿的密度范围。不同的原稿有不同的密度范围即动态范围：一般来讲，反射稿≤2.6D左右；透射稿≤4.0D左右。

密度D 0 0.3 1 1.3 2 3 3.3
透射率(t) 1 0.5 0.1 0.05 0.01 0.001 0.0005
反射率(r) 1 0.5 0.1 0.05 0.01 0.001 0.0005

　　表现高光和暗调层次对扫描仪是一种考验。以透射稿为例：扫描仪通过灯管照射原稿后对透射光聚焦成像，原稿中的暗调部分对光线几乎完全吸收，只有少量光透射出来。高品质的扫描仪就能捕捉到这微弱的透射光成像。低端扫描仪的动态范围普遍在3.0D以下，所以在处理正片（幻灯片、反转片）时，高于3.0D的图像信息，尤其是暗部的细微层次，由于扫描仪记录范围有限就被损失掉了；而专业高端扫描仪的动态范围能达到3.4D左右或更高，比如Microtek Artixscan系列专业级扫描仪（1010、1100、2500、2020、4000t、6000xy）的动态范围都能达到这么高，所以在处理一般的正片，如幻灯片、反转片时，动态范围完全够用，暗部细微层次能得到很好表现。

　　由此看出，高色彩位数、高分辨率的扫描仪并不意味着有高的扫描色彩品质，其中，实际有效的色彩位数才是决定扫描品质的关键因素。也就是说，在由扫描仪实际能记录的色阶范围、扫描仪的色彩密度范围上（往往由扫描仪的动态范围决定），即扫描仪在色彩上的分辨能力上，低档扫描仪很难达到专业高端扫描仪的水准。

　　综上所述，专业用户在选购扫描仪时，在考虑光学分辨率、色彩位数的同时，特别提醒的是：千万不要忘了考虑动态范围这个重要参数，因为它才是从整体上反映专业高端扫描仪与普通低端扫描仪之最大区别，它才是衡量和评判扫描仪专业水准的重要技术指标。若我们的用户是专业级用户，对原稿中的高光和暗调层次不会轻易放弃，那么在选择扫描仪时，应该毫不犹豫地选择专业高端扫描仪

专业扫描仪专在何处

　　专业扫描仪给人的印象是价格贵，功能复杂。与家用和普通商用扫描仪相比，中国的专业应用扫描仪市场正逐步走向成熟，覆盖了广告设计、出版印刷、影像处理等领域。但从用户的角度来说，产品的技术含量仍是他们最关心的。

　　专业扫描仪的光学分辨率和动范围一般比普通扫描仪高，接口一般为SCSI，价格多在万元以上。该领域的用户对图像的色彩品质要求严格，关心图像色彩的完整体现。中晶ScanMaker 8700扫描仪就具有1200×2400dpi超高光学分辨率，密度范围达到3.4D。而柯达的RFS 3600快速胶片扫描仪则拥有3600dpi解析度，动态范围3.6。这使得扫描图像更加清晰、细腻。

　　针对专业用户而言，传统的单镜头扫描仪已不能满足超高解像度的需求。目前已经有厂商开始采用更高品质的双镜头技术。所谓双镜头，是指安装在扫描仪内部的两个高清晰度镜头，其中一个用于标准解像度，另一个满足高解像度的扫描需求。双镜头技术免去了单镜头扫描时不必要的移动，使光路更加稳定。正因为有了双镜头，扫描仪的光学分辨率得以大幅提升。HP scanjet 7400c/7450c系列专业扫描仪，就采用了独有的双CCD技术和高质量的光学镜头。

　　专业扫描仪追求的是整体性能的优越，高分辨率、高准确度OCR文字识别，可以扫描底片，这些都是普通扫描仪所不能企及的。也正因如此，专业扫描仪的市场空间还停留在对图像处理有更高要求的应用领域，难以被普通用户接受。