Hardware: Eingabe- und Aufnahmegeräte

Ein Scanner ist ein Gerät zur Digitalisierung von Bildvorlagen (Photos, Skizzen, Textseiten, Gegenstände). Die Bildvorlage wird zeilenweise abgetastet und die Bildhelligkeiten mittels eines lichtempfindlichen Bauteils (CCD oder Photomultipler) erst in elektrische Spannung und dann in Zahlen umgewandelt. Die Helligkeiten landen als Zahlen im Computer und können dort bearbeitet werden.

Der Flachbettscanner ist wohl der verbreitetste Scannertyp. Verwendet wird der Scanner für Bilder, aber auch fürs Büro zur Texterkennung, als Fax in Verbindung mit einer Internetanbindung, als Kopierer in Verbindung mit einem Drucker. Aufgrund der vielfach gleichen Bauweise mit identischen Bauteilen ist die Scansoftware der ausschlaggebende Punkt bei einem Scanner. Eine gute Scansoftware muss als Minimalanforderung einen manuellen Weiß- und Schwarzpunkt setzen lassen und eine manuelle Farbkorrektur zulassen. Vorteilhaft ist auch eine Entrasterungsfunktion beim Scannen von bereits gedruckten Vorlagen. Auf jeden Fall muss die Automatik im Bedarfsfall deaktiviert werden können und manuelle Einstellungen zulassen. Weil oft viele Vorlagen qualitativ leider weniger gut sind, als man es sich wünschen würde, will man meist nicht das vorhandene Bild so wie es ist scannen, sondern eher den Konstrast, die Farben und die Schärfe etwas verbessern. Für die Verbesserung gibt es natürlich Grenzen. Hier gilt wie immer die Regel, was nicht vorhanden ist, kann auch nicht herauskommen, "Trash in - trash out". Professionelle Scanprogramme sind beispielsweise: Lasersoft Silverfast, Heidelberg Linocolor, Agfa Fototune (Heidelberg und Agfa haben den Bereich Scanner aufgelassen) Als Vorlage für den Scanner taugt alles, was hineinpasst, einigermaßen flach ist und nicht schnell genug weglaufen kann. Der Fachausdruck lautet Aufsichtvorlagen, also alles was sich als Bild auf Papier oder einem anderen undurchsichtigen Träger befindet. Mit Durchlichtaufsatz ist der Flachbettscanner auch eingeschränkt für Dias ...

Trommelscanner sind schon aufgrund Ihrer Anschaffungskosten absolute Profigeräte. Das Einsatzgebiet der Trommelscanner hat sich aber aufgrund der Qualität von professionellen Flachbettscannern stark verkleinert. Beim Trommelscanner muß die zu scannende Vorlage auf einen Plexiglaszylinder aufgespannt werden, ein aufweniger Arbeitsvorgang. Vorgänger von Geräten dieser Art waren die ersten Scanner überhaupt, 1951 der Klischograph von Dr.-Ing. Rudolph Hell. Vorteile: Der erste Vorteil des Trommelscanners ist, dass die gesamte Vorlage durch ein einziges Element, dem Photomultiplier, abgetastet wird. Jeder Bildpunkt wird gleich behandelt (was jedoch die Scanzeit verlängert - siehe Nachteile). Trommelscanner können mit bis zu über 10.000 dpi scannen, und waren oft so groß wie ein Tisch, nicht wie das handliche Tischmodell im Bild oben. Der zweite Vorteil ist bei der Erfassung mit einem Photomultipler, daß dessen Ausgangssignal (Stromstoß) nicht mehr verstärkt werden muss wie beim CCD-Chip. Die Scharfzeichnung erfolgt analog über eine Blende. Nachteile: Nachteilig ist dagegen der sehr langsame Scanvorgang, die umständliche Bedienung, der hohe Preis des Scanners und daß keine Bücher oder flache, starre Vorlagen gescannt werden können. Auch die Montage der Vorlagen auf die Plexiglastrommeln ist sehr zeitaufwending, weshalb im obigen Bild bereits eine zweite Trommel vorbereitet ist.

Ein 3D-Scanner ist eine Vorrichtung, die einen realen Gegenstand oder eine Umgebung so analysiert, dass davon ein digitales dreidimensionales Objekt erzeugt werden kann. Seine Aufgabe ist es, sowohl Farbe, Oberflächenstruktur als auch die Gestalt von realen Objekten zu vermessen und in 3D-Modellen umzusetzen. Arbeitsaufwändige 3D-Modellierungen werden vermieden, indem innerhalb kurzer Zeit durch Abscannen des gewünschten realen Objekts ein 3D-Modell erzeugt werden kann.

Diese Scanner werden in der Praxis auch oft als taktile 3D-Scanner bezeichnet. Sie stellen die klassische Messmethode dar und erfassen die einzelnen Punkte von Objekten manuell als Punktwolke. Wie der Name schon sagt, wird beim Scannen das Objekt „berührt“, also abgetastet.

Um das 3D-Scanverfahren zu beschleunigen und auch Modelle mit weicher Oberfläche erfassen zu können, werden berührungslose Verfahren eingesetzt. Diese arbeiten auf der Basis optischer Effekte und stehen im Gegensatz zu berührungsorientierten 3D-Scanverfahren. Bei berührungslosen Scannern unterscheidet man wiederum aktive und passive 3D-Scanverfahren. In diesem Modul wird näher auf das aktive Verfahren eingegangen. Aktive Scanner senden Strahlen aus und ermitteln durch deren Reflexion das gewünschte Scanobjekt. Dazu werden verschiedene Strahlenarten wie Licht, Ultraschall oder Röntgenstrahlen verwendet.

  Berührungslose 3D-Scanverfahren werden eingesetzt, um das Scanverfahren zu beschleunigen und Modelle mit weicher Oberfläche erfassen zu können. Sie arbeiten auf der Basis optischer Effekte und stehen im Gegensatz zu berührungsorientierten 3D-Scanverfahren. Man unterscheidet wiederum zwischen aktiven und passiven berührungslosen 3D-Scanverfahren. Im Folgenden wird näher auf das passive Verfahren eingegangen. Passive 3D-Scanner strahlen selbst kein Licht aus, erhalten aber durch ermittelte äußerliche Bestrahlung die benötigten Daten. Die meisten 3D-Scanner dieser Art arbeiten mit sichtbarem Licht, da dieses immer gegeben und somit leicht verfügbar ist. Andere Arten von Strahlung, wie Infrarot, werden ebenfalls benutzt. Von Vorteil ist, dass passive 3D-Scanmethoden preiswerter sind als aktive Methoden, da in den meisten Fällen keine spezielle Hardware benötigt wird.

Die Digitalkamera ist ähnlich in der Funktionsweise wie der (Flachbett-)scanner, und ergänzend zum Scanner verwendbar. Beispielsweise um große Vorlagen, die nicht mehr in einen Flachbettscanner passen, zu erfassen. Die Digitalkamera wird dem Scanner auch viele Anwendungsmöglichkeiten wegnehmen, da der Scanner ja dazu gebaut wurde, bereits gemachte analoge Fotos zu digitalisieren. Anstatt die Digitalkamera als Scanner zu verwenden, kann man wie mit einer herkömmlichen Fotokamera natürlich auch Fotos machen. Beim Kauf einer Digitalkamera sollte man darauf achten, dass die Digitalkamera mindestens 3 Megapixel Auflösung hat, das entspricht ungefähr A6 Postkartengröße für den Offsetdruck. Zur besseren Kontrolle des Bildes sind manueller Weißabgleich und manuelle Belichtungssteuerung vorteilhaft. Der Preis ist je nach Modell unterscheidlich, eine leidlich gute Digitalkamera kostet etwa 500 Euro.

Grundlagen und Unterschiede der verschiedenen DV Videokameras. Vom Consumer Camcorder bis zu DVcam Schulterkamera.

HDV ist eine Weiterentwicklung des DV-Standards mit höherer Auflösung. Dabei handelt es sich um ein System von Videokameras, Schnittstellen, Kassettenformat und Videorecorder zur Aufzeichnung von Video in High Definition Auflösung. HDV wird bisher in den meisten Fällen auf Mini-DV Kassetten aufgezeichnet, wurde für den Consumer-Markt entwickelt und sollte nicht mit den professionellen Formaten HDCAM (Sony) oder DVCPRO-HD (Panasonic) verwechselt werden. 

Aufnahme von Schallquellen; Im Live- und Studiobetrieb, sowohl semi- als auch professionell.

Aufnahme von Schallquellen; Im Live- und Studiobetrieb, sowohl semi- als auch professionell.

Aufnahme von Schallquellen; Im Live- und Studiobetrieb, sowohl semi- als auch professionell.

Eingabegeräte erfüllen in dreidimensionalen Benutzerumgebungen zwei grundlegende Aufgaben: Navigation in sechs Freiheitsgraden, Absetzen von Befehlen zur Selektion und Manipulation von Objekten/Dateneingabe, Zur Standardausrüstung eines jeden PCs gehören die 2D Maus und Tastatur als Eingabegeräte. Diese sind allerdings nur bedingt für den Einsatz in dreidimensionalen Benutzerumgebungen geeignet, da die Maus z. B. nur zwei Freiheitsgrade unterstützt. Die Darstellung im dreidimensionalen Raum erfordert daher andere Ansätze zur Gestaltung von Eingabegeräten.

Sensoren sind Geräte zur Positionsbestimmung. Unter den Geräten zur Positionsbestimmung, auch Trackingsysteme genannt, versteht man jene Technologien, die vor allem die Position des Kopfes einer Person, bzw. der Hand dieser Person im virtuellen Raum ermitteln. Es wird bei diesen Systemen versucht, den einzelnen Bewegungen der Person zu folgen, um aus einer realistischen Bewegung wie z. B. dem Wechsel der Blickrichtung, eine perspektivisch korrekte Darstellung der 3D Welt im virtuellen Raum zu erzielen. Durch die Ermittlung der Position der Hand des Benutzers wird es durch eine korrekte Positionierung der virtuellen Hand möglich, verschiedene Gegenstände zu ergreifen, bzw. mit ihnen verschiedene Aktionen durchzuführen.