آليات أجهزة المسح

في عالم اليوم عالي التقنية تحتوي معظم المكاتب إن لم يكن جميعها على أجهزة مسح ضوئي، وعلى الرغم من أن هذه الأجهزة جديدة إلى حد ما إلا أنه من الصعب تخيل مكتب حديث بدون واحد، وسواء كان مكتبك يحتوي على ماسح ضوئي مسطح عادي أو ماسح ضوئي محمول أو حتى ماسح ضوئي يعمل بالورق مثل جهاز ماسح الهوية أو ماسح ضوئي لبطاقة العمل فإن معظمها يعمل على نفس المبدأ.

آلية عمل الماسح الضوئي:

يستخدم جهاز المسح تقنية التعرف الضوئي على الحروف (OCR) التي تقوم بشكل أساسي بتحويل بيانات النسخة المطبوعة (المعلومات التناظرية) إلى تنسيق رقمي، وبمجرد تحويل هذه البيانات إلى نموذج رقمي يقوم بعد ذلك بتحميل تلك البيانات على الكمبيوتر من خلال البرامج المجمعة للماسح الضوئي.

يحتوي هذا البرنامج المجمّع الذي يتم شراؤه عادةً مع الماسح على ميزات وقدرات مختلفة اعتمادا على البرنامج المستخدم، على سبيل المثال تسمح لك بعض البرامج بتحميل البيانات في ملف (Word)، بينما يكون البعض الآخر أكثر تقدمًا مما يسمح لك بتحميل المعلومات إلى تنسيق قاعدة بيانات عملي، كما يحتوي البعض أيضًا على ميزة، حيث يمكنك فرز البيانات واستدعاءها بناءً على حقول معينة، على سبيل المثال يمكنك فرز السجلات بناءً على العنوان أو عملاء (VIP) أو عملاء محتملين، كما تتيح لك بعض برامج المسح الضوئي الوصول إلى الويب.

يمكن لأجهزة المسح أيضًا مسح الصور ضوئيًا ورقمنتها، بمعنى آخر إذا كان لديك شعار على مستند نسخة مطبوعة فسيتم تحميل هذا الشعار بتنسيق رقمي، وينطبق الشيء نفسه على أي تصميمات على بطاقات العمل أو الصور على بطاقات الهوية (عند استخدام ماسح ضوئي للهوية)، وفي حالة استخدام ماسح ضوئي للصور يمكنه حتى تحميل صورة بالأبيض والأسود أو صورة ملونة على جهاز الكمبيوتر الخاص بك.

وبقدر ما يتعلق بالميزات المحددة لجهاز المسح هناك جانب واحد له أهمية قصوى: مقدار أو درجة الدقة، تشير الدقة إلى حدة البيانات أو الصورة التي يتم مسحها ضوئيًا، بمعنى آخر كلما زادت الدقة أصبحت النسخة الرقمية أكثر وضوحًا، يشار إلى رقم الدقة هذا على أنه (DPI) أو النقاط في البوصة، فقط تذكر أنه كلما زادت الدقة زادت مساحة الذاكرة التي ستحتاج إليها لإنشاء تلك الصورة الرقمية.

ومع تزايد الطلب على الواقعية في رسومات الكمبيوتر والتقنيات التفاعلية نشهد زيادة مطردة في التعقيد الهندسي لنماذج الأسطح الرقمية ثلاثية الأبعاد، وبالتالي يصبح تصميم مثل هذه الأشكال مستهلكًا للوقت ومكلفًا بشكل متزايد، لذلك يعتمد معظم المصممين على أجهزة المسح ثلاثي الأبعاد للحصول على نماذج رقمية معقدة من كائنات العالم الحقيقي، يلعب الاستحواذ الدقيق ثلاثي الأبعاد أيضًا دورًا مهمًا في الهندسة العكسية أو النماذج الأولية السريعة أو الطب الحيوي أو الهندسة المعمارية أو اكتساب التراث الثقافي أو صناعة الترفيه.

تقنيات ثلاثي الأبعاد:

ينعكس هذا التنوع في مجالات التطبيق في مجموعة كبيرة ومتنوعة من تقنيات التصوير ثلاثي الأبعاد: تُستخدم أجهزة التصوير المقطعي المحوسب والتصوير بالرنين المغناطيسي على نطاق واسع في التطبيقات الطبية والهندسية للحصول على تمثيلات حجمية لأجسام العالم الحقيقي. تستخدم الأجهزة البصرية مثل: ماسحات المدى بالليزر أو الماسحات الضوئية الهيكلية بشكل أساسي لاكتساب السطح والمظهر.

تنتج هذه الفئة الأخيرة من أجهزة المسح عادةً مجموعة كثيفة من نقاط السطح، حيث تقوم كل نقطة بتجربة موضع ثلاثي الأبعاد وسمات إضافية محتملة مثل المعلومات العادية أو اللون أو خصائص المواد.

تؤدي القيود المادية لجهاز الاستشعار إلى حدوث ضوضاء في مجموعة البيانات المكتسبة، يمكن أيضًا إتلاف نقاط العينة عن طريق التكميم أو المصنوعات اليدوية، يحدث هذا الأخير عندما يتحرك الكائن الممسوح ضوئيًا أثناء عملية الاستحواذ، وهي مشكلة شائعة عند مسح البشر أو الحيوانات.

يمكن أن تنتج الانعكاسات المتعددة والضوضاء الشديدة نقاطًا بعيدة عن السطح (القيم المتطرفة)، تحدث الثقوب ونقص العينات في سطح النموذج بسبب الانسداد أو خصائص الانعكاس الحرجة أو القيود في مسار المسح أو دقة المستشعر المحدودة.

كما تميل العديد من الماسحات الضوئية إلى إنشاء هندسة مزاحة عندما يكون الكائن الممسوح ضوئيًا محكمًا. وبالتالي يجب معالجة البيانات الأولية للسحابة النقطية التي ينتجها الماسح قبل إجراء عمليات النمذجة اللاحقة، عادة ما تكون الماسحات الضوئية التجارية مجهزة ببرنامج تنظيف مسح ضوئي بدائي يستخدم أساليب إرشادية مدمجة لإزالة الناشز والحد من الضوضاء، غالبًا ما يكون من الصعب التحكم فيها حيث يتم تحسينها لتكوين الماسح الضوئي المحدد.

لا يمكن تطبيق معالجة البيانات الأكثر تعقيدًا إلا عن طريق تصدير نموذج السطح الذي تم الحصول عليه من برنامج الماسح الضوئي الخاص، وعادةً ما يكون ذلك في شكل شبكة مثلثة، ومع ذلك إذا لم تتم إزالة عيوب البيانات المذكورة أعلاه بنجاح من مجموعة البيانات، فإن عملية التشابك نفسها هشة ويمكنها حتى تقديم المزيد من القطع الأثرية، لذلك يجب إجراء المعالجة اللاحقة للبيانات الممسوحة ضوئيًا مباشرة على سحابة النقطة المكتسبة قبل تطبيق خوارزميات إعادة بناء السطح المعقدة أو عمليات النمذجة المتقدمة.

شاهد أيضاً

فهم كيفية عمل LIDAR لخدمات رسم خرائط الأراضي

نظام المعلومات الجغرافية: يجد المهندسون وفنيو الخرائط ومخططو المدن ومتخصصو نظام المعلومات الجغرافية (GIS) والمساحون …