1. Scanner im Kontext mit Compilern

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Der Scanner bildet die erste Phase des Compilers. Seine Hauptaufgabe besteht darin, Eingabezeichen zu lesen und als Ausgabe eine Folge von Symbolen zu erzeugen, die der dann folgende Parser syntaktisch analysiert.

Interaktion des Scanners mit dem Parser

Diese wechselseitige Beziehung wird üblicherweise so implementiert, dass der Scanner als Unter- oder Coroutine des Parsers agiert. Nach Erhalt eines vom Parser gegebenen Kommandos "übergib das nächste Symbol" liest der Scanner solange Eingabezeichen, bis er das nächste Symbol erkannt hat.

Der Scanner ist derjenige Teil des Compilers, der den Quelltext liest. Es ist deswegen naheliegend, ihm weitere Aufgaben mit Blick auf die Benutzerschnittstelle zu übertragen. Eine dieser Aufgaben ist die Reinigung des Quellprogramms von Kommentaren und Leerzeichen, Tabulatoren und Zeilenwechseln. Eine andere Aufgabe besteht darin, den Fehlermeldungen des Compilers die entsprechenden Positionen im Quellprogramm zuzuordnen. Beispielsweise könnte sich der Scanner die Anzahl der bisherigen Zeilenwechsel merken, um eine Fehlermeldung einer Zeilennummer zuzuordnen. In einigen Compilern muss der Scanner eine Kopie des Quellprogramms mit eingestreuten Fehlermeldungen erstellen. Wenn die Quellsprache Funktionen eines Macro-Prozessors anbietet, können diese Funktionen ebenfalls als Teil der lexikalischen Analyse implementiert werden.

Manchmal werden Scanner in zwei aufeinanderfolgende Phasen aufgeteilt. Die erste Phase übernimmt das reine Lesen des Eingabestroms, die zweite die eigentliche lexikalische Analyse. Die Aufgaben der ersten Phase sind recht einfach, während die komplexeren Aufgaben Teil der zweiten Phase sind. Man kann sich etwa vorstellen, dass in einem Compiler Leerzeichen in der Eingabe von der Lese-Phase entfernt werden.

2. Hardware-Scanner

Hardware-Scanner sind Geräte zum Abtasten und digitalisieren von zwei- und dreidimensionalen Vorlagen. Dazu tasten die Scanner über Lichtreflexion die eingelegte Vorlage zeilen- und pixelweise ab und digitalisieren die einzelnen Bildpunkte nach dem RGB-Farbmodell. Scanner können Grafikvorlagen, Dokumente oder auch Textvorlagen abtasten. Eine Weiterverarbeitung der Texte ist über die optische Zeichenerkennung mit OCR-Software möglich.

Klassifizierung von Scannern

Neben der Scansoftware haben einige Scanner Kalibrierungssoftware und Testtafeln mit Farbfeldern nach der IT8-Farbreferenz. Damit wird sichergestellt, dass die Farben möglichst gleichbleibend und naturgetreu aufgenommen werden. Die Farbfelder für die Kalibrierung sind von Hersteller zu Hersteller unterschiedlich, sie enthalten aber immer die Primär- und Sekundärfarben und einige problematische Mischfarben.

Flachbettscanner, Foto: Cannon

Scanner gibt es in den verschiedensten Bauformen als Flachbettscanner mit und ohne Einzugsvorrichtung, als Scanner in Multifunktionsgeräten, als Durchlichtscanner, Diascanner, Fotoscanner, Filmscanner, Dokumentenscanner, Trommelscanner, Handscanner oder 3D-Scanner.

Von der Art des Abtastung unterscheidet man zwischen reflektierenden Verfahren und durchleuchtenden Verfahren, wie sie beispielsweise bei Diascannern für das Scannen von Dias und Negativen eingesetzt werden.

Prinzip des Scanners mit Prismenteilung der Farben

Scanner mit reflektierenden Verfahren arbeiten mit Lichtreflexion. Dabei wird die Vorlage von einer Lichtquelle wie einer Reihe Leuchtdioden beleuchtet. Das an der Vorlage reflektierte Licht wird über Spiegel-, Filter- und Linsensysteme zeilenweise auf einen lichtempfindlichen CCD- oder CIS-Sensor fokussiert. Die Farbinformationen werden digitalisiert und zur Weiterverarbeitung an einen Rechner übertragen. Wobei die Farbinformationen für die drei Primärfarben auf unterschiedliche Art gewonnen werden können: Über Farbfilter, die das reflektierte weiße Licht in seine Primärfarben zerlegt, über eine Prismentechnik, die die Farbtrennung vornimmt oder über Fluoreszenz-Lampen, die die Vorlage bereits mit den drei Primärfarben bestrahlen. Bei dem ersten Verfahren muss die Vorlage dreimal, je einmal pro Primärfarbe, abgetastet werden. Dieses Verfahren ist auch bekannt als Three-Pass-Verfahren. Beim Single-Pass-Verfahren wird die Vorlage hingegen nur einmal gescannt, wodurch der Scannvorgang nur ein Drittel der Zeit benötigt.

Scanner mit drei Lampen in den Primärfarben

Die vertikale Auflösung eines Scanners hängt von der Schrittweite der Abtastvorrichtung ab, die horizontale von der Auflösung des CCD-Sensors. Die Werte für die Auflösung differieren sehr stark in Abhängigkeit von der Anwendung und der benutzten Technik. So werden bei unkritischen Büroanwendungen Scanner mit Auflösungen von etwa 600 dpi eingesetzt, bei professionellen Anwendungen in der Layout-, Foto- und Druckindustrie werden durchaus Auflösungswerte von 2.400 dpi erzielt. Die Farbtiefe liegt bei einfachen Scannern bei 8 Bit bis 10 Bit, bei professionellen Anwendungen bei 24 Bit und sogar 48 Bit, was True Color und Deep Color entspricht.

Die Übertragung der Daten vom Scanner zum Personal Computer (PC) kann über das PTP-Protokoll, die TWAIN-Schnittstelle oder über Windows Image Acquisition (WIA) erfolgen. Es gibt aber auch Scanner mit paralleler Schnittstelle, SCSI- oder USB-Schnittstelle.