数字图像采集和编辑离不开数字图像设备，一套数字影像系统包括数字图像的输入设备、编辑软件、输出设备。数字图像的输入设备就是采集和产生数字图像的设备，通常用的是扫描仪、摄像头、数码相机等。数码图像的编辑一般是通过计算机应用软件来实现的，PS就是最为常用的编辑软件。输出设备主要指数字投影机、电视机、电脑显示屏、喷绘机等。
（一）数码相机
数码相机是采集图像最主要的设备，它能够在瞬间把景物的光信号转化为图片文件保存下来。目前数码照相机的种类繁多，根据不同的用途各种数码相机功能也有所不同。数码相机最大的优点是在摄影中不使用传统的感光胶片，而是用CCD进行感光，数字“底片”可以存储到照相机存储器上，随时存取、删除，多次写入。常见的有家用数码相机、专业数码相机、特殊用途数码相机等。由于手机拍照能力的提升，普通相机逐渐被手机取代，手机成为人们日常生活中拍摄照片的帮手。在一些专业场合譬如影楼、广告公司、传媒机构专业数码相机倍受青睐。特殊照相机有一步成像照相机、立体照相机、全景照相机、水下照相机、高速照相机等。图5-1-4是单反数码相机的原理图，景物通过镜头成像，经反光镜和五棱镜倒像后呈现到取景目镜，照相时按下快门后，反光镜收起，快门打开，光线照射到感光部件CCD上生成照片影像。
图5-1-4 数码单反相机照相过程示意图
（二）扫描仪
人们会在生活中经常碰到把照片、画作、印刷品等转化为电子版的问题，解决这类问题一般需要扫描仪。扫描仪可分为三大类型：滚筒式扫描仪、平板扫描仪和便携式扫描仪。扫描仪有CCD和CIS两种类型的核心部件。接触式图像感应装置（Contact Image Sensor，CIS）是由光源系统和感光系统的单件构成的集成模块。现在市面上根据不同的用途生产出了各种各样的扫描仪，有平板扫描仪、高拍扫描仪、手持扫描仪、滚筒式大幅扫描仪等，如图5-1-5所示。在选购扫描仪时要考虑分辨率、色彩位数、扫描方式、接口类型等参数。
图5-1-5 各种类型的扫描仪
CCD扫描仪的扫描精度为200～4800 dpi，价格适中，扫描效果较好。CCD扫描仪工作时，从光源发出的光线经扫描原件反射后，通过反射镜的两次反射导向CCD线性阵列，CCD将光信号转换为电信号，再经A/D转换后送给计算机，如图5-1-6所示。如果画幅尺寸太大，就需要滚筒扫描仪，滚筒扫描仪扫描精度为2500～9600 dpi。滚筒扫描仪是将扫描原件贴在一个透明的有机玻璃滚筒上，滚筒旋转，聚焦的光束沿着圆柱以垂直于滚筒的方向移动，被原件反射或透射的光线经反射镜反射后照射到二向色镜，二向色镜将其分解为红、绿、蓝三色光分别送达三个不同的光电倍增管，在光电倍增管中经过光电转换得到模拟信号，最后模拟电信号经过A/D转换后送给计算机，如图5-1-7所示。
图5-1-6 CCD扫描仪原理示意图
图5-1-7 滚筒扫描仪原理示意图
下面简要介绍高拍式扫描仪扫描图像的基本过程：
1.连接扫描仪
连接扫描仪电源线和数据线，插上电源线，启动自带软件，如图5-1-8所示。
图5-1-8 扫描仪与计算机连接示意图
图5-1-9 扫描预览
2.设置扫描参数
扫描仪提供了一些选择参数，根据实际选择扫描参数，不仅能够提高工作的效率，而且会节约计算机内存资源。打开扫描仪自带软件，在载物板上放置好待扫描的图片，设置输出图片类型、分辨率、扫描类型，启动扫描预览，如图5-1-9所示。
3.选择扫描区域(www.xing528.com)
通过扫描预览看到的区域不一定符合要求，在扫描预览的视图框边缘出现了“正方形”控点，通过拖动这些控点可以调整扫描区域，选择好要扫描的区域后启动扫描操作。
4.调整图像参数
扫描的图像经常会出现模糊不清和失真变形等问题，为了获得最佳扫描效果，需要进行工具调整，好多扫描仪自带软件提供了一些高级的图像参数调整工具，拖动这些工具调整参数，边预览边调节直到满意为止。如果要把印刷文稿转换为电子版可编辑文稿，需要单独安装一个文字识别软件（OCR），这样的OCR软件常用的有“尚书”“汉王”。扫描结束后要记得保存图像文件，记清楚存储路径以便下一次能快速找到它。
（三）显卡
显卡（Video card，Graphics card）又称显示适配器，是计算机把数据信号输出到显示器的中间。存储于计算机内的数字图像只有通过一定的显示设备才能呈现出来，显卡是连接主机和显示器的重要计算机设备。显卡是计算机进行数模信号转换的设备，承担输出显示图形的任务。显卡接在计算机主板上，它将计算机的数字信号转换成模拟信号让显示器显示出来，同时显卡还有图像处理能力，可协助CPU工作，提高整体的运行速度，图5-1-10是主板、显卡、显示器的连接方式示意图。
图5-1-10 显卡插槽与显示器连接方式示意图
图5-1-11 显卡结构示意图
显卡工作原理如图5-1-11所示，数据（data）离开CPU后，从数据总线（Bus）进入图形处理器GPU（Graphics Processing Unit）里面进行处理。接下来数据从显卡芯片组进入显存组，将芯片处理完的数据送到显存。随机读写存储数-模转换器（RAM DAC）从显存读取出数据再送到RAM DAC进行数据转换的工作（数字信号转模拟信号）。最后，将转换完的模拟信号送到显示屏。DVI接口类型的显卡不需要把数字信号转为模拟信号，它能直接输出数字信号到显示器，前提是显示器要有此类接口。
（四）显示器
显示器（display）也叫监视器，它是在电视机技术的基础上发展起来的。显示器是数字图像的呈现设备，数字图像的质量好坏一般是由显示器上直观呈现的效果来确定，它是图像的输出设备。从1925年第一台“机械扫描式”电视机问世到今天的发光二极（LED）管显示屏，显示器从结构原理和制造工艺不断改进，历经“阴极射线管显示器（CRT）”“等离子显示器（PDP）”“液晶显示器（LCD）”“LED发光二极管显示器”等发展阶段。从早期飘着“雪花”的黑白电视机到色彩斑斓、画面细腻的4K电视机，显示器走过了漫长而艰辛的历程。近年来我国在柔性显示屏上的研发获得重大突破，显示器向屏幕尺寸变大、清晰度更高、功能更多、体积更小等方面发展。在购买显示器时一般要考虑的参数是可视面积、可视角度、分辨率、色彩位数、亮度对比值、响应时间、扫描方式等。计算机显示器尺寸一般在17～30英寸之间，可以根据实际用途和需要选购合适尺寸。现在LED显示器的广视角高达178°，几乎达到了平面内的所有视角。分辨率从1920×1080到4000×4000不等，刷新频率从50Hz到200Hz不等。扫描方式有逐行扫描和隔行扫描两种，例如标识为1080 P表示逐行扫描，标识为1080 I表示隔行扫描。
（五）投影机
在一些大型场合，譬如会议、学校集会、舞台，数字图像需要投放出较大尺寸的影像，显示器一般做到17～32英寸，观看距离较近，受众面较小。超过2米的观看距离就需要投影或大屏幕LED显示器。投影机是一种可以将图像或视频投射到幕布上的设备，可以通过不同的接口同各种数字影像输出设备相连，播放相应的视频信号，目前有CRT、LCD、DLP等不同类型的投影。按照应用环境分为家用投影、商务投影、教育投影、工程投影、影院投影、测量投影等。现在投影机的接口类别为VGA接口、HDMI接口、网线接口、无线网接口。CRT（Cathode Ray Tube）投影把阴极射线管当作成像器件，它把输入信号源分解到R（红）、G（绿）B（蓝）三个CRT管的荧光屏上，荧光粉在高压作用下发光，通过系统放大、会聚，在大屏幕上显示出彩色图像，如图5-1-12所示。LCD（Liquid Crystal Display）投影仪是利用液晶的光电效应而制成的投影仪。液晶投影的原理是液晶分子的排列在电场作用下发生变化，影响其液晶单元的透光率或反射率，从而影响它的光学性质，产生具有不同灰度层次及颜色的图像，如图5-1-13所示。DLP数字光处理器（Digital Light Processor）投影是由许多个对应着生成图像像素的正方形微镜按行列紧密排列在一起贴在一块硅晶片的电子节点上形成的，每一个微镜都具有独立控制光线的开关能力。视频信号受数字光处理器DLP调制，经过这块板产生一个数字信号，经过处理，数字信号转到DLP系统的DMD。而光束通过一个高速旋转的三色透镜后，被投射在DMD上，然后通过光学透镜投射在大屏幕上完成图像投影，如图5-1-14所示。
图5-1-12 CRT投影
图5-1-13 LCD投影
图5-1-14 DLP投影
（六）打印机与彩扩机
存储在计算机硬盘或者移动存储器上的数字图像除了能在显示器或者投影上呈现出来以外，我们常常需要把它打印或者冲洗成彩色照片，这就需要彩色打印机或者彩扩机来实现。用打印机打印照片设备价格低廉、投资较少、操作方便，是常用的照片输出方法，但缺点是耗材成本高，打印的画幅尺寸也不能太大，如图5-1-15所示。要输出大幅尺寸、高质量、数量较多的彩色图片就需要彩扩机，彩扩机是影楼或者专门的彩扩店必备的设备，彩扩机非常适合大批量图像输出。用彩扩机制作图片具有输出速度快、影像质量高、耗材便宜及便于规模化经营等特点，但缺点是彩扩机设备昂贵，一次性投资较大，占地面积也很大。数字彩扩机分为LCD、CRT、MLVA、DLP、LED、LASER等类型，如图5-1-15所示。尽管全社会都在倡导节能减排，减少碳排放量，打印机仍然是需求较大的办公设备，随着无纸化办公的发展，打印机的数量将会减少。打印机将会向环保、轻便、耗材节约的方向发展。
图5-1-15 打印机和彩扩机
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