Bunte Bits

5. Was man einstöpseln kann


5.7 Die Augen des Computers

5.7.1 Scanner

Im Kapitel 3.5 hast du gesehen, dass es ziemlich mühselig ist, ein Bild Pixel für Pixel zu malen! Natürlich gibt es Grafikprogramme, mit denen man trotzdem ziemlich schnell schöne Bilder zaubern kann, aber es wäre doch eine echte Hilfe, wenn man Bilder, die es schon auf Papier gibt, irgendwie in den Computer bekommen würde! Man könnte sie dort vielfältig weiterverarbeiten: Die Bilder verändern (noch schöner machen), in Texte einfügen, mit der elektronischen Post fast kostenlos in alle Welt verschicken, wieder ausdrucken (also vervielfältigen), usw.

Ein Gerät, mit dem man Papiervorlagen in digitaler Form in den Computer bekommt, mit dem man also digitalisieren kann, heißt Scanner (sprich: skänner). Das ist mal wieder Englisch und bedeutet wörtlich Abtaster. Früher gab es Scanner, die die Papiervorlage durchgezogen haben oder die man mit der Hand über die Vorlage fahren musste. Heute gibt es fast nur noch Flachbettscanner, bei denen man die Vorlage auf eine Glasscheibe legt.

Vielleicht hast du - zum Beispiel in deiner Schule - schon einmal einen Kopierer gesehen. Das ist nichts anderes als ein Flachbettscanner mit eingebautem Laserdrucker.

Du weißt inzwischen, dass digitale Bilder aus Punkten bestehen. Man sagt auch, sie sind gerastert. Der Scanner muss also die Vorlage an jedem Punkt abtasten - daher der Name! - und nachsehen, welche Farbe (bzw. Helligkeit, wenn es um Schwarzweiß geht) die Vorlage an der betreffenden Stelle hat. Den Bitwert, der zu dieser Farbe gehört, sendet der Scanner an den Computer. Damit das ganze schneller geht, macht er das Abtasten mit ganz vielen Punkten auf einmal, nämlich immer mit einer ganzen Zeile von Punkten. Die Sensoren, die er dazu braucht, sitzen auf einem Schlitten, der unter der Glasscheibe langsam an der Vorlage vorbei fährt und sie auch beleuchtet.

Die Qualität eines Scanners misst sich unter anderem wieder daran, welche Auflösung er maximal erreicht, das heißt, wie feinmaschig er das Netz der Punkte, an denen er abtastet, machen kann. Wie bei Druckern misst man das wieder in dpi.

Oft ist die Auflösung eines Scanners in den zwei Richtungen des Bildes unterschiedlich.

Natürlich kann man auf einen Scanner auch eine Vorlage mit Text legen. Aber nachdem du jetzt weißt, wie der Scanner arbeitet und du dich an Kapitel 3.4 und 3.5 erinnerst, und daran, auf welche unterschiedlichen Arten Texte und Bilder im Computer dargestellt werden, leuchtet dir sicherlich ein, dass der Text, wenn er vom Scanner in den Computer gelangt ist, erst mal als Bild gespeichert wird, oder? Der Scanner hat ja erst mal nur Punkte abgetastet und Farbe gemessen; was die Farbpunkte darstellen, ein Auto, einen Baum, ein Haus oder einen Buchstaben, das kann er nicht erkennen!

Trotzdem ist es manchmal hilfreich, wenn ein Text auch als Text gespeichert wird. Erstens braucht er dann viel weniger Speicherplatz, und zweitens möchte man den Text ja vielleicht verändern, irgendwo einen Satz einfügen oder die vielen Rechtschreibfehler korrigieren.

Zur Lösung dieses Problems gibt es Programme, die in einem Bild Buchstaben finden, und in der Lage sind, diese wieder als Text zu speichern. Auf Englisch heißen solche Texterkennungsprogramme OCR-Software. OCR steht dabei für Online Character Recognition (sprich etwa: onlein kerekter rekognischen), was so viel heißt wie Buchstabenerkennung während des Betriebes.

5.7.2 Digitalkamera

Ein Trend - um nicht zu sagen Boom - in neuerer Zeit sind Digitalkameras: Mit Ihnen macht man Fotos wie mit einem Fotoapparat, nur dass die Bilder nicht chemisch auf einem Film belichtet und gespeichert werden, sondern direkt in digitaler Form erzeugt und im Fotoapparat gespeichert werden. Dazu hat eine Digitalkamera einen ähnlichen Sensor wie ein Scanner, nur dass der nicht nur eine Zeile abtastet sondern eine Fläche! Nämlich die Fläche, die früher auf dem Film als Bild belichtet worden wäre.

Der große Vorteil daran ist, dass die Bilder sofort verfügbar sind; man muss sie nicht erst entwickeln lassen sondern kann sie sich gleich ansehen und nötigenfalls auch wieder löschen, um die Aufnahme zu wiederholen, falls sie nichts geworden ist. (Allerdings ist damit auch die Spannung weggefallen, was denn wohl alles auf dem Film drauf war, den man zum Entwickeln gebracht hat!) Außerdem liegen die Fotos digital vor und können ohne den sonst erforderlichen Umweg über einen Scanner direkt in den Computer übertragen werden (meist über die USB-Schnittstelle).

Auch bei Digitalkameras ist ein Qualitätsmerkmal wieder die Auflösung, die hier in Pixeln gemessen wird: Eine heute übliche Digitalkamera hat zum Beispiel acht oder zehn Mega-Pixel; das bedeutet, dass auf der Fläche, auf die das Bild fällt, acht bzw. zehn Millionen Sensoren sitzen, die den Farbwert des Bildes an ihrer jeweiligen Stelle messen! Dabei sind diese Sensoren so klein, dass die Fläche, auf die das Bild fällt, um einiges kleiner sein kann als bei einem herkömmlichen Fotoapparat. Das wiederum erlaubt eine kleinere und billigere Optik, so nennt man die Gesamtheit der Linsen, die dafür sorgt, dass ein scharfes Bild auf der Sensorfläche bzw. dem Film entsteht.

Die Speicher, auf denen eine Digitalkamera die Bilder speichert, arbeiten ähnlich wie die in Kapitel 5.1.3.3 beschriebenen. Es gibt auch digitale Videokameras. Da bei den üblichen 25 Bildern pro Sekunde, aus denen ein Film besteht (vgl. Abschnitt 3.5!), die Datenmenge sehr schnell sehr groß wird, speichert man Filme auf Magnetbändern. Außerdem ist deshalb die Auflösung der Sensoren nicht so groß, denn - du erinnerst dich - je mehr Pixel ein Bild hat, desto mehr Speicherplatz brauche ich ja auch dafür!

Heute können fast alle Kameras zumindest behelfsmäßig auch das jeweils andere: Mit digitalen Videokameras kann man auch Fotos machen und mit digitalen Fotoapparaten kann man auch - allerdings nur sehr kurze - Filme drehen.



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