الماسح الضوئي

الماسح الضوئي (Scanner) هو أحد وحدات الإدخال في جهاز الحاسوب، وهو عبارة عن جهاز يُستخدم لغايات تمرير الرسومات والصور وإدخالها إلى جهاز الحاسوب، حيث يقوم بدوره على تحويل هذه الصور من طبيعتها الرسومية إلى صورة رقمية تتناسب مع الحاسوب، ويأتي ذلك كوسيلة لتسهيل عملية تخزين الصور والرسومات داخل الملفات، واسترجاعها في حين الحاجة إليها ويتشابه الماسح الضوئي مع ناسخ المستندات من حيث العمل.

مبدأ عمل الماسح الضوئي

تبدأ أولى خطوات عمل الماسح الضوئي بوضع الصورة أو الرسوم المراد تحويلها إلى صورة رقمية وإدخالها إلى الحاسوب على الجزء الزجاجي العلوي من الماسح، ثمّ يبدأ الحاسوب بإرسال إشارات باتجاه لوحة التحكم المنطقة بالماسح وتكون متضمنة لكافة المعلومات حول كيفية عمل المحرك وسرعته، ثمّ تنعكس الصورة إلى العدسة الموجودة بالماسح بواسطة مجموعة من المرايا بعد حدوث تصادم بين مصدر الضوء والصورة، ثمّ يتسلل الضوء عبر عدسات الماسح ليصل أخيراً إلى أعضاء إحساس وحدة الشحن الثنائي في الماسح (CCD)، ثمّ يبدأ عمل أعضاء الإحساس في وحدة (CCD) بقياس كمية الضوء الساقط على الصورة ليتم تحويله إلى إشارة تماثلية، ومن هنا يتمّ تغير الفولت من خلال محول إلى قيم رقمية.

تُنقل الصورة الممسوحة ضوئياً إلى جهاز الحاسوب بواسطة الكابل الواصل بين جهازي الحاسوب والمسح الضوئي، وتتفاوت طريقة النقل بين المواسح ذاتها، فمن الممكن أن يتمّ ذلك بواسطة مخرج (USB)، أو مخرج متوازي، أو مخرج سكازي (SCSI)، كما يُشترط توّفر برنامج خاص لتعريف جهاز الحاسوب واللغة على الماسح الضوئي.

أنواع المواسح الضوئية

الماسحات الضوئية المسطحة (flatbed scanner): يمتاز هذا النوع بوجه الشبه بينه وبين آلات تصوير المستندات التقليدية، حيث يتكوّن هذا الجهاز من شاشة زجاجية علوية توضع فوقها الورقة أو الصورة المراد تحويلها إلى صورة رقمية، ويمر رأس الماسح الضوئي تحت هذه الشاشة الزجاجية لالتقاط صورة المستند الموجودة فوقها.
الماسحات الضوئية الدفعية (sheet-fed Scanner): يتشابه هذا النوع مع آلات إرسال الفاكس، حيث يقوم الماسح الضوئي بسحب الورقة أو الصورة المراد مسحها ضوئياً ليتم تمريرها أمام رأس الماسح الضوئي تدريجياً، حيث يقوم الأخير بدوره بالتقاط الصورة وينفرد هذا النوع من المواسح بقيامه بالمسح للأوراق والمستندات بالتبديل للأوراق يدوياً.
الماسحات الضوئية الشرائحية (Convenience scanner – slide scanner): تحتاج بعض أنواع الأوراق والصور الممسوحة ضوئياً إلى العناية الخاصة خلال المعالجة، حيث تتطلب بعض الصور ضرورة تمرير الضوء بواسطة الصورة الملتقطة عوضاً عن أن يكون الضوء مجرد عكس ظل للضوء الساقط عليها لذلك فإنّ صغر حجم الشرائح يتطلب دقة عالية خلال المسح الضوئي من خلال زيادة العيون التي تشاهد الصور الملتقطة.
الماسحات الضوئية الحشدية (drum scanner): يعتبر هذا النوع من الماسحات الضوئية الأقل انتشاراً في الوقت الحالي ويعزى السبب في ذلك إلى ارتفاع أسعارها وصعوبة تشغيلها فنياً، حيث أصبح من الصعب العثور عليها إلّا في المؤسسات الكبيرة.
الأدوات متعددة الوظائف (Multi-function devices): يمتاز هذا النوع عن غيره بأنّه يجمع عدة آلات في آلة واحدة، وذلك بأن يؤدي أكثر من وظيفة في نفس الآلة، ومثال ذلك أن تكون الآلة عبارة عن ماسح ضوئي وطابعة وآلة تصوير مستندات وفاكس أيضاً ويكون ذلك بأن تؤدي الشاشة الزجاجية والرأس الضوئي وظيفة الماسح الضوئي بالإضافة إلى وجود جانب آخر يعمل على تصوير المستندات والفاكسات، وآخر يعمل على الكتابة على الورق.

مواصفات الماسح الضوئي

نقاء الصورة (Resolution): حيث يُشترط في الماسح الضوئي الدقة والنقاء نظراً لما يتركه من تأثيرٍ مباشرٍ على جودة عملية المسح، ويتمّ تحديد ذلك وفقاً لعدد البكسل الموجودة في الصور، سواءً بشكلٍ أفقي أو رأسي إذ تتفاوت درجات الوضوح بين الماسحات الضوئية فيُستخدم في بعض منها درجة وضوح متدنية (640×480) بكسل، أو (1024×768) بكسل، أمّا درجات الوضوح العالية فتكون بنحو (1280×1023) بكسل.

بناءً على ما تقدّم فإنّه كلّما كبرت دقة الصورة، كانت الجودة أدّق وأعلى، وفي حال كان العكس فإنّ نتائج المسح الضوئي ستكون فقيرة إلى الحدة من ناحية الحواف، بالإضافة إلى ضرورة إجراء نقلات سريعة بين الدرجات اللونية للصورة، لذلك يتطلب الأمر الأخذ بعين الاعتبار أن كثافة النقاط (البكسل) المتراكمة في الصورة ستؤدي إلى زيادة حجمها بالبايت.

العمق اللوني (Color Depth): ويعرف أيضاً بعمق البت، ويشار به إلى مدى قدرة الماسح الضوئي وإمكانيته على تحديد عدد الدرجات اللونية الخاصة بكلّ بكسل داخل الصورة المراد مسحها كما أنّه مقياس لما تمتلئ به الصورة من عدد البتات داخل صورة معينة، وبذلك تعمل هذه الصفة على القدرة على تحديد الألوان أو الظلال الرمادية التي تتكون منها الصورة.

هناك علاقة وثيقة بين عمق البت ونجاح عملية المسح، حيث يعتمد ذلك كلياً على مدى حساسية أجهزة الاستشعار والقدرات المرتبطة بها وتوصف العلاقة بأنّها طردية بين عدد عمق البت ووضوح الصورة، إذ كلّما زاد الأول ارتفعت درجة الوضوح للصورة وبالتالي تمكن الماسح من قراءتها بوضوح.

الكثافة الضوئية (Optical Denisty): يشير هذا المصطلح إلى مدى قدرة الماسح على تخزين المعلومات في كلّ من الظلال والنقاط وقياس معدل كثافة الجهاز الماسح، وترتبط زيادة قدرة الماسح على الالتقاط العالي لعمق البت مع قدرته على التقاط الكثافة الضوئية بشكلٍ طردي، حيث يرتفعان معاً.
منافذ الماسح الضوئي (Scanner Port): يعتبر دعم جهاز الماسح الضوئي للمنافذ (التسلسلي، ومنفذ الطابعة، والسكازي، ومنفذ Hirewire، ومنفذ Parallel Port) ضرورة مُلّحة لضمان مواكبة الماسح لأحدث التقنيات. يشار إلى أنّ الماسح الضوئي يتمّ توصيله غالباً مع جهاز حاسوب بواسطة منفذ (USB) وتمتاز الماسحات التي تدعم المنافذ بإمكانية توصيلها بأجهزة أخرى كالطابعة.
مقاس الماسح الضوئي (Scanner Size): تُعتبر هذه الصفة بمثابة معيار يشترط توفرها بالماسح الضوئي عند التفكير باقتنائه وتقترن هذه الصفة بحجم منطقة المسح الزجاجية المرغوب توفرها بالماسح.
السرعة (Speed): تعتبر وحدة البت هي الوحدة المعتمدة في قياس سرعة الماسح الضوئي، كما يُقاس بها أيضاً معدل نقل البيانات خلال فترة زمنية لا تتجاوز الثانية، ويقصد بهذه الصفة بأنّها كمية البتات المنقولة خلال فترة زمنية معينة، كما هو الحال بالكيلوبتات في الثانية الواحدة، وهناك علاقة طردية بين سرعة الجهاز ومناسبته للإنتاج، فكلما كانت السرعة أعلى، كان عدد صفحات الرقمنة أكثر.
نوع جهاز الماسح الضوئي (Scanner Type): لا بدّ من مناسبة النوعية المستخدمة من المواسح الضوئية مع نوع الورقة أو الصورة المرقمنة حيث يعتبر ذلك عاملاً إيجابياً مؤثراً في دقة المسح.
الأصول التي يدعمها الماسح الضوئي: كالأصول الخطية، والأصول العاكسة الملونة، الأصول العاكسة غير الملونة، والشفافيات، وتتفاوت مدى قدرة دعم هذه الأصول من جهازٍ إلى آخر.
الخصائص الفيزيائية (Physical Properties): تشمل الوزن والحجم ومدى سهولة تركيب الماسح الضوئي، حيث تتفاوت هذه الخصائص بين أجهزة المسح المكتبية الصغيرة وتلك الأسطوانية الكبيرة.
السعر (Price): تعد هذه الصفة عاملاً مشجعاً على اقتناء الماسح الضوئي، حيث يتطلع المستخدم غالباً إلى ضرورة توافق الإمكانيات المتوفرة بالماسح الضوئي مع المبلغ المرصود للشراء.
البرمجيات المصاحبة (Softwares): تتأثر عملية المسح الضوئي بشكلٍ مباشرٍ بنوعية البرمجيات الأساسية، سواءً كانت برمجيات المسح أو تحرير الصور، وحتّى التعرف ضوئياً على الحروف التي ترافق الماسح الضوئي.