Een document digitaliseren doet men door dit te scannen of digitaal te fotograferen. In beide gevallen zet men het licht, dat door dit document weerkaatst wordt, om in een getalwaarde. De gebruikte techniek is in beide gevallen hetzelfde:
- een fotodiode vangt de door het document weerkaatste fotonen (lichtstralen) op en zet ze om in een electrische lading.
- deze electrische lading wordt omgezet in een electrische spanning.
- deze electrische spanning wordt met een analoog-digitaal convertor omgezet in een getalwaarde.
De bedoeling is uiteraard dat deze getalwaarde een zo goed mogelijke representatie geeft van de opgevangen kleur. En daarin zit natuurlijk de knoop.

CCD of CMOS?

Een digitaal fototoestel bestaat uit een lens, die het licht verzamelt, concentreert en op een sensor laat vallen. Een sensor bestaat uit een matrix van fotocellen. Zulke sensor kan gemaakt worden in twee technieken: CCD of CMOS.
CCD (Charge Coupled Device) is de oudste techniek. Het binnenkomende licht valt op een fotodiode, en slaat hieruit electronen los die opgevangen worden. Men kan het vergelijken met regen die opgevangen wordt in een emmertje. Na de belichtingstijd (het opvangen van de regen in de emmertjes) wordt de sensor rij na rij leeggelezen. Van iedere lading (emmertje water) wordt de spanning bepaald (men meet hoe hoog het water in het emmertje staat), en deze spanning wordt doorgegeven aan een A/D-omzetter, die deze spanning vertaalt in een getal.
Typisch aan CCD is dat de sensor alleen bestaat uit fotodioden (de emmertjes) en een heel klein beetje electronica: juist voldoende om de lading van de fotodiode door te geven aan de centrale electronica (lading/spanning omzetter en analoog/digitaal omzetter). Het is vergelijkbaar met een rij mensen, die een brand proberen te blussen door emmertjes water aan elkaar door te geven. Na de belichtingstijd, als de verwerking begint, wordt de eerste rij emmertjes leeggegoten in de verwerkings-electronica, wordt de tweede rij emmertjes leeggegoten in de (lege) emmertjes van de eerste rij, wordt de derde rij emmerjes leeggegoten in die van de tweede rij, en zo voorts. En deze bewerking wordt herhaald tot alle rijen emmertjes hun lading afgegeven hebben. Daarom ook de benaming Charge Coupled: de lading wordt doorgegeven van de ene sensorcel naar de andere.
Voordeel van deze techniek is dat de volledige sensorcel gebruikt kan worden als fotodiode (dus de maximale ruimte wordt gebruikt om licht op te vangen). De omzetters (lading/spanning en analoog/digitaal) zijn centraal voor alle cellen, en kunnen dus van hoge kwaliteit zijn. Nadeel (naast de kostprijs) is dat de verwerking (het maken van een beeld uit de rijen fotocellen) lang duurt.

CMOS is de techniek die universeel gebruikt wordt om processoren, geheugens en dergelijke te maken. Ook hierbij valt het binnenkomende licht op een fotodiode, en slaat het electronen los die opgevangen worden. Na de belichting wordt de opgevangen lading in de sensorcel zelf dadelijk omgezet in een spanning, en het is deze spanning die door de centrale electronica uitgelezen wordt. In sommige gevallen wordt zelfs de analoog/digitaal-omzetting (het omzetten van deze spanning in een getal) binnen de sensorcel gedaan.
Bij CMOS wordt dus slechts een deel (typisch 20 to 30%) van de sensorcel gebruikt als fotodiode. De rest van de sensorcel wordt gebruikt voor ondersteunende electronica. Dit heeft natuurlijk een aantal nadelige gevolgen: er wordt minder licht verzameld (het emmertje is veel kleiner, en er valt dus minder water in), en de signaal/ruis-verhouding is slechter. In een fotodiode is er altijd wel beweging van electronen, zelfs als er geen licht opvalt. Daar het emmertje veel kleiner is dan bij CCD, is de verhouding tussen de electronen die door het invallende licht losgeslagen worden, en de electronen die spontaan bewegen, veel slechter. CMOS-sensoren worden dan ook meestal uitgerust met microlenzen: hierbij wordt over iedere sensorcel een kleine lens gezet, zodat het binnenkomende licht gebundeld kan worden op de fotodiode.
Er zijn echter ook voordelen, en niet onaanzienlijk. CCD is een zeer specifieke techniek, die alleen gebruikt wordt voor fotosensoren (dus duur). CMOS is een standaard productietechniek voor alle soorten electronische onderdelen, en dus veel goedkoper. CMOS geeft ook een spanning af (en niet een lading), waardoor iedere sensorcel apart en rechtstreeks uitgelezen kan worden. Dit werkt veel sneller dan CCD, en geeft ook mogelijkheden van digitale zoom (slechts een deel van het beeld gebruiken), combineren van cellen, opname van video en dergelijke. CMOS is ook veel energiezuiniger dan CCD, wat bij een fototoestel (wat normaal op een batterij werkt) niet onbelangrijk is.

Welke techniek is de beste? Klassiek is altijd CCD gebruikt geweest. CMOS heeft de laatste jaren echter zoveel ontwikkeling gekend, dat momenteel voor alle fototoestellen (behalve de echte top-categorie) gebruik gemaakt wordt van CMOS-sensoren. Momenteel liggen CCD en CMOS zowat nek aan nek: de beste CMOS is beter dan gemiddelde CCD, maar de beste CDD is nog altijd een stuk beter dan CMOS. Maar er komen nog heel andere criteria om de hoek kijken.

Scanners

Bij scanners legt men het in te scannen document op een beeldplaat. Bij het scannen wordt dit document belicht door een in de scanner ingebouwde lichtbron, en wordt bij iedere stap van de stappenmotor een beeldlijn ingescand. Het voordeel van een scanner is dus al dadelijk een ingebouwde en constante lichtbron, die de juiste en voldoende belichting geeft voor het scanwerk. In scanners worden twee verschillende technieken gebruikt: CIS en CCD.

In een CIS-scanner wordt het in te scannen document belicht door een lichtbalk die drie rijen LED's bevat (lichtgevende dioden) in de kleuren rood, groen en blauw. Telkens brandt slechts één rij LED's, zodat het document afwisselend belicht wordt in een rode, groene en blauwe kleur. Het weerkaatste licht wordt opgevangen door een lensbalk (evenveel lenzen als er LED's zijn in een rij), en wordt door deze lenzen gericht op een sensor, eveneens met hetzelfde aantal opnamepunten. Als het document belicht wordt door de rode LED's, meten de opnamepunten van de sensor de waarde voor rood. Daarna volgt de groene belichting, die de waarde voor groen oplevert, om te sluiten met de blauwe belichting, die de waarde voor blauw geeft. Hiermee is de beeldlijn ingescand, en kan het proces herbeginnen voor de volgende beeldlijn. Voordeel van de CIS-technologie is dat hij goedkoop te maken is en dat hij (door de LED's) energiezuinig is. De techniek wordt dan ook voornamelijk gebruikt voor scanners die hun stroom uit de USB-aansluiting moeten halen, en deze levert maar 500 mA. Het nadeel is totaal geen dieptescherpte, slechte kleurweergave en een slechte optische densiteit. Met andere woorden: een scanner met een heel beperkte kwaliteit.

In een CCD-scanner wordt het in te scannen document belicht door een koudlichtlamp. Het weerkaatste licht wordt door een stelsel van prisma's en spiegels vernauwd en uiteen getrokken in een spectrum. Dit licht wordt dan via een lens gericht op een CCD-sensor met drie rijen fotodiodes. Iedere rij fotodiodes is afgedekt met een kleurfilter, zodat alleen het licht van deze kleur door de fotodiode opgenomen en gemeten wordt. Voordeel is een hogere kwaliteit: een betere dieptescherpte, een juistere kleurweergave en een betere optische densiteit. Nadeel is een hogere prijs en een hoger energieverbruik door de CCD en de koudlichtlamp (typisch 30 watt). Hieronder ziet U zo'n lineaire CDD-sensor. Afhankelijk van de gevraagde resolutie bevat een dergelijke sensor 2000 tot 14000 fotodiodes per rij.

De scanners die wij gebruiken zijn CCD-scanners. Momenteel gebruiken we een Epson V10, met een optische densitiet van 3,2 Dmax. De optische densiteit is wat men bij fototoestellen de dynamische range noemt, en een goede scanner heeft een optische dichtheid van 3 tot 4 Dmax. Hoe haalt een goedkope scanner als de Epson V10 (89 euro) zo'n hoge Dmax? Hij gebruikt een 2-lijn CCD matrix, waarbij iedere fotodiode dan nog een microlens heeft om het licht zo goed mogelijk te bundelen. In het schema hiernaast zien we een klassieke één-lijn CCD sensor van 1200 dpi. Epson gebruikt echter per kleur een dubbele rij fotodiodes. Gevolg is dat de diodes per pixel vier maal zoveel licht opvangen als bij de klassieke sensor. En het lichtopvangend vermogen per pixel is bepalend voor de optische densiteit.

Hieronder een foto van het scanelement van een CCD-scanner (links) en een CIS-scanner (rechts). Het verschil in constructie is duidelijk merkbaar.
Op de linkerfoto (het scanelement van een Epson V10) merken we links de CCD-sensor op in een metalen omhulsel. Merk op hoeveel ruimte er is tussen de CCD-sensor links en de koudlichtlamp (de witte lijn rechts in het scanelement). In deze ruimte bevinden zich de prisma's en de lens.
De rechterfoto geeft het scanelement van een Mustek ScanExpress A3 1200 Pro (een CIS-scanner). Dit scanelement is lang en smal gebouwd. Aan de rechterzijde zien we de lichtbalk met de LED's (het doorzichtig gedeelte). Links hiervan bevindt zich de rij fotocellen, die het beeld opnemen.

Hieronder een voorbeeld: hetzelfde deel van hetzelfde blad, gescand door de twee genoemde scanners. Dit is de linkerbovenhoek van een blad (een deel van een bevolkingsregister), dat te breed en te hoog is voor de scanner. Het blad ligt met zijn marge boven en links dan ook op het plastic dat de scanplaat omhult, en dat enkele millimeter boven de scanplaat uitsteekt. De linker bovenhoek van het voorbeeld ligt dus niet op de scanplaat, maar ca 2 millimeter erboven. De rechter onderhoek ligt reeds volledig op de scanplaat.
Links de scan met de Epson (CCD). Deze scanner heeft reeds een 10.000 bladzijden gescand, en is dus zeker niet nieuw te noemen. Merk op dat de tekst duidelijk leesbaar is, en de kleur inderdaad de kleur is van het (iets vergeelde) ingescande blad. Rechts zien we de scan met de Mustek (CIS). Deze scanner is volledig nieuw, en heeft nog geen 10 bladzijden gescand. Waar het blad de scanplaat niet raakt, is de tekst onscherp en krijgen we een duidelijk kleurverschil. Onder rechts ligt het blad wel op de scanplaat, maar zien we ten opzichte van de Epson nog steeds een duidelijk verschil in scankwaliteit.
Dit illustreert het volkomen gebrek aan dieptescherpte van de CIS-scanner. Waar een goede CCD-scanner nog scherp scant tot bijna een centimeter boven de glasplaat, is voor een CIS-scanner een millimeter reeds teveel. Zelfs als het blad volledig vlak op de scanplaat ligt is er nog een duidelijk verschil in scherpte en kleurjuistheid.

Gaan we bv een A4-document inscannen aan 300 dpi, dan beweegt het scanelement zich in stappen van 0,085 mm (= 25,4 mm / 300) over de hoogte van het document, en gaat het bij iedere stap een beeldlijn inscannen over de volledige breedte van het document. We krijgen een beeld van 3500 * 2480 pixels (= 297 mm / 25,4 mm * 300 bij 210 mm / 25,4 mm * 300). Hebben we de scanner ingesteld op 24 bit kleurdiepte, dan wordt iedere pixel voorgesteld door 3 bytes (8 bit rood, 8 bit groen en 8 bit blauw). In totaal is ons beeld 3500 * 2480 * 3 = 26.040.000 bytes groot, dus we krijgen een beeld van 24,83 megabyte (een megabyte is 1024 * 1024 bytes).

Het Bayer-patroon

Een scanner heeft heel andere karakteristieken dan een digitaal fototoestel. Bij een scanner hebben we te maken met een stabiel beeld (een onbeweeglijk document) dat we op ons gemak lijn per lijn kunnen aftasten. Dit is bij een foto natuurlijk niet het geval. Hier dienen we echt een momentopname te maken in een zeer korte tijd, omdat we ervan dienen uit te gaan dat het gefotografeerde object in beweging is.

Daar een fotodiode niet kleurgevoelig is, maar alleen invallend licht meet, en we per beeldpunt drie waarden dienen te krijgen (rood, groen en blauw) dienen we in principe drie beeldsensoren te gebruiken. We splitsen het binnenvallend licht door middel van een prisma op in zijn drie grondkleuren, en laten iedere lichtbundel op een aparte beeldsensor vallen, waarbij iedere beeldsensor afgedekt is door het juiste kleurfilter. We zien in deze tekening hoe het links binnenkomend beeld door een prisma (beam splitter) in drie stralen gesplitst wordt. Iedere straal wordt opgevangen door een beeldsensor, die afgedekt is door het juiste kleurfilter. Per beeldpunt krijgen we aparte, gemeten waarden voor rood, groen en blauw. Uiteraard het juiste principe, maar niet betaalbaar. Niet alleen hebben we drie beeldsensoren nodig in plaats van één, maar ook de plaatsing en de uitlijning van deze beeldsensoren ten opzichte van elkaar moet uiterst precies gebeuren.

Daar deze opstelling niet betaalbaar is, gebruikt iedereen een Bayer-opstelling.

In een Bayer-opstelling wordt iedere fotodiode afgedekt door een kleurfilter, waarbij de helft van de fotodioden een groen kleurfilter krijgt (het menselijk oog is het meest gevoelig voor groen), 25% een rood en 25% een blauw. Ieder beeldpunt heeft dus slechts één gemeten waarde. De ontbrekende waarden van de andere kleuren wordt berekend uit de gemeten waarden voor die kleur van de omringende beeldpunten. Een beeldpunt met een groenfilter meet dus een waarde voor groen. De waarde voor rood is onbekend, maar wordt geacht het gemiddelde te zijn van de gemeten roodwaarde van de bovenliggende en onderliggende fotodiode. Voor blauw neemt men dan de gemiddelde blauwwaarde van de linkse en rechtse fotodiode. Als we dus een foto nemen met een 8 megapixel fototoestel, dan krijgen we 8 miljoen beeldpunten. Ieder beeldpunt heeft echter slechts één gemeten (= echte) waarde voor één kleur. De waarde voor de andere kleuren dient berekend te worden uit de gemeten waarde van andere beeldpunten (en is dus in feite slechts een schatting van wat het zou moeten zijn).

Het opgenomen beeld (de RAW-mode) dient dus nog heel wat rekenwerk te ondergaan voor we een toonbaar beeld krijgen (dat we dan als bmp, tiff of jpeg opslaan).

Een beeld genomen met een Bayer-filter geeft ons ongecorrigeerd (RAW) het linkse beeld. De verhoudingen zijn goed, maar het beeld lijkt nergens op en heeft een typisch groene kleur (aangezien er dubbel zoveel groene cellen zijn als rode en blauwe cellen). Dank zij de wiskunde kunnen we hieruit toch een treffelijk beeld reconstrueren. Dit lukt vrij aardig bij beelden met zachte overgangen. Hebben we scherpe overgangen (de randen van letters bijvoorbeeld), dan hebben we natuurlijk pech, want de ontbrekende kleurwaarden dienen we te berekenen uit de gemeten waarden van rondom liggende cellen, en van deze waarden zijn er dus een gedeelte die volledig fout zijn voor dit beeldpunt.

De Foveon-sensor

Alle beeldsensoren gebruiken de Bayer-opstelling (waarbij dus 1/3e gemeten en 2/3e geschat is). Er is één uitzondering: de Foveon-sensor, die voorlopig alleen in Sigma-fototoestellen gebruikt mag worden (alhoewel de exclusiviteit tussen Foveon en Sigma nu verlopen is, en de sensor nu ook mogelijk door andere fabrikanten gebruikt kan worden).
Een Foveon-sensor maakt gebruik van het feit dat fotonen, afhankelijk van de frekwentie (= wat wij zien als kleur) dieper of minder diep in de fotodiode kunnen doordringen. Blauw licht dringt het minst diep door, rood licht het diepst. Dus heeft men een sensor gemaakt die als het ware drie opeenliggende lagen heeft. Ieder beeldpunt heeft hierbij dus drie gemeten kleurwaarden. Bij een 4 megapixel sensor krijgt men dus 4 miljoen beeldpunten, maar van ieder beeldpunt zijn de drie kleurcomponenten echt gemeten waarden (Bij Bayer is één waarde gemeten, de twee andere moeten berekend worden).

Afmetingen van de sensor

Kleinbeeld-film (35 mm film) heeft een afmeting van 36 * 24 mm. Een digitaal fototoestel heeft een sensor die meestal heel wat kleiner is. Digitale SLR's (spiegelreflex camera's) hebben soms een zogenaamde full-frame sensor, die dezelfde afmeting heeft als 35 mm film (dus 36 * 24 mm), maar meestal zijn de sensoren van het APS-formaat (APS-H is 29 * 19 mm, APS-C is 22 * 15 mm). Deze sensoren hebben dus een oppervlakte van 864, 551 of 330 vierkante millimeter. Deze sensoren zijn reusachtig groot, vergeleken met de sensoren die in de prosumer- en consumer-toestellen gebruikt worden. Een typisch consumertoestel heeft een 1/1.8" sensor (5.52 * 4.14 mm, of nog geen 23 vierkante millimeter).
In het silicium, waarin de fotocel uitgevoerd is, is steeds beweging van electronen, en het is deze beweging die de ruis veroorzaakt. Hoe groter de fotodiode, hoe meer licht opgevangen wordt, en hoe beter de verhouding wordt tussen de electronen die verzameld worden wegens de lichtinval (het signaal), en de electronen die verzameld worden door de willekeurige electronenbeweging in het silicium (de ruis). Een grotere fotodiode leidt tot een hogere gevoeligheid, een groter dynamisch bereik en een betere signaal/ruis verhouding (met andere woorden: een hoger kwaliteit beeld). Een Nikon Coolpix P5000 is een 10 megapixel toestel, maar heeft een 1/1.8" CCD sensor van 23 vierkante millimeter. Een Canon EOS 350D is een 8 megapixel toestel, maar heeft een APS-C CMOS sensor van 328 vierkante millimeter. Iedere sensorcel van de Canon is dus 18 maal groter dan deze van de Nikon. Daar de Canon in CMOS uitgevoerd is en niet in CCD, en dus een gedeelte van het oppervlak niet gebruikt kan worden als fotodiode, zal de fotodiode van de Canon 8 tot 10 maal meer licht kunnen opvangen dan deze van de Nikon.
Als U fototoestellen vergelijkt, staar U dan niet blind op het aantal megapixels. Veel belangrijker is de kwaliteit van iedere pixel: namelijk hoe groot de fotodiode is die het licht moet opvangen en uiteindelijk de waarde van de beeldpixel zal bepalen. Een spiegelreflex van 5 megapixel zal ongetwijfeld een betere foto produceren dan een comsumerapparaat van 8 megapixel. En dit is voor een groot deel te danken aan de grotere sensor (waarmee we zeker niet willen zeggen dat lenzen en andere onderdelen niet mede bepalend zijn voor de kwaliteit van het beeld).

De afmetingen van de sensor hebben ook invloed op de brandpuntsafstand. Toestellen met kleinere sensoren gebruiken lenzen met kortere brandpuntsafstand om dezelfde beeldhoek te verkrijgen. Een 28-105 mm zoom op de Canon heeft hetzelfde effect als een 10-37 mm zoom op de Nikon met zijn kleinere sensor. Het verkleinen van de sensor heeft dezelfde invloed als een telelens op het toestel te zetten. Voor de toepassing die wij voor ogen hebben (het digitaal fotograferen van akten) kunnen we deze tele-invloed missen als kiespijn. Voor het digitaal fotograferen van akten hebben we dus een toestel nodig met een grote sensor. Spijtig genoeg wil dit ook zeggen: een duur apparaat.

Welke camera kiezen?

Wat we nodig hebben om documenten te fotograferen, is een digitale spiegelreflex met een grote sensor (full-frame of APS-C), de nodige megapixels, een goede lens, en een video-uitgang om het beeld lopend op een computerscherm te kunnen bekijken. Let echter op: hoe groter de sensor, hoe kleiner de scherptediepte. De afstand van de sensor tot het midden van een te fotograferen blad is kleiner dan deze van de sensor tot aan een hoekpunt van dat blad. Is de te fotograferen akte te groot (bv een dubbelblad van een bevolkingsregister), dan kan bij een full-frame sensor de scherptediepte te klein zijn om het hele document scherp te krijgen.
Er zijn meerdere merken die een dergelijk apparaat leveren. We geven hier de meest voor de hand liggende apparaten van twee populaire merken, Canon en Nikon. Het zijn allemaal toestellen met ca 12 megapixel, een CMOS sensor en een video-uitgang. De prijs is de prijs voor de body, zonder lens of toebehoren, bij Digitalstreet (prijs op 4/12/2008, tussen haakjes prijs op 5/3/2008). De kolom "BPV" is de brandpuntsverlenging (bij een kleinere sensor dan full-frame wordt de brandpuntsafstand groter).
Uit de tabel valt op dat enerzijds de Nikon D3 en de Canon EOS 5D (de modellen met full-frame sensor), en anderzijds de Nikon D300 en Canon EOS 450D (de modellen met APS-C sensor) gelijkaardige karakteristieken hebben, terwijl de prijs van de Canon minder dan de helft is dan deze van de Nikon. Het is ook duidelijk dat een APS-C sensor minder dan de helft sensor-oppervlak heeft dan een full-frame sensor. De Canon EOS 5D (voor een full-frame) en de Canon EOD 450D (voor een APS) lijken dus de beste keuze als we akten zouden gaan fotograferen. Denk eraan dat ook de lens, de belichting en de opstelling samen een hoop geld gaan kosten.
Als vergelijking hebben we nog de Canon EOD 1Ds toegevoegd (de cameras waarmee de Kirtas-boekscanners uitgerust zijn), in twee modellen: de mark II met de full-frame sensor, en de mark III met de APS-H sensor. Dit zijn ook CMOS-camera's met een video-uitgang, en best bruikbaar voor ons project. Hier spreken we dan echter over héél veel geld.
In november 2008 bracht Sony (die Konica Minolta overgenomen heeft) de A900 uit, een apparaat met een CMOS full-frame sensor met 24,6 effectieve megapixels. Dit apparaat hebben we ook in de tabel toegevoegd. Een geweldige resolutie voor een relatief beperkte prijs, maar de gebruikerservaringen met de service van Sony zijn nogal eens negatief.

Een andere mening

In tegenstelling tot het voorgaande, hieronder een interessante tekst (vertaald uit het engels), die afkomstig is van een discussieforum van Atiz. Deze firma verkoopt boekscanners, en bij Atiz wordt de Bookdrive DIY normaal uitgerust met een SLR (spiegelreflex) uit de Canon EOS-serie (zoals de 40D, 5D of 1D), terwijl de goedkopere Booksnap uitgerust wordt met goedkopere compact camera's uit de Canon Powershot-reeks (bv de G9).
De engelse term DOF (Depth of Field) is vertaald door "scherptediepte", en is de afstand voor de camera waarop het onderwerp scherp gefotografeerd kan worden. Bij een bepaalde instelling zullen onderwerpen, die zich te dicht bij de camera bevinden, of er te ver van af staan, niet scherp gefotografeerd worden. Hoe kleiner de sensor van de camera, hoe groter de scherptediepte. Bij het fotograferen van een blad uit een boek is een grote scherptediepte gewenst, omdat de afstand van de camera tot de hoeken van het blad groter is dan deze tot het centrum van het blad.
"Focal plane shutter" is vertaald als gordijnsluiter (de sluiter die zich bij SLR's vlak voor de sensor bevindt), terwijl "leaf shutter" vertaald is als "centraalsluiter".

Ik zou graag enkele misvattingen over de voordelen van dure full frame digitale spiegelreflexcamera's willen opmerken.
Ik ben een professionele fotograaf en ik kies een camera met full frame sensor om drie redenen:
1) ze geven me mijn breedhoeklenzen terug (28 mm is 28 mm bij een full frame sensor, in plaats van 44,8 mm op een kleinere APS-C sensor die een 1,6 vergroting van de brandpuntsafstand geeft).
2) een full frame sensor genereert minder ruis dan een kleinere sensor (indien er weinig licht is; bij voldoende belichting geeft dit geen verschil).
3) een full frame sensor laat me toe een kleinere scherptediepte te gebruiken als ik de lens op zijn grootste opening zet (iets wat je in een kopieerstand om boeken te digitaliseren niet wilt hebben... daar wil je juist een zo groot mogelijke scherptediepte).

Als verdediging van de compact camera's (zoals bv de Canon G9) zou ik het volgende willen opmerken:
1) indien de belichting voldoende is en een lage ISO-waarde ingesteld kan worden, is er feitelijk geen verschil in ruisniveau met een camera met full frame sensor.
2) een kleinere sensor, zoals op de Canon G9, heeft een veel grotere scherptediepte. Bijvoorbeeld een lensopening van f 4,5 op een G9 zal een veel grotere scherptediepte hebben dan een spiegelreflex met full frame sensor op f 4,5. Een camera met een kleinere sensor zal minder problemen hebben met scherpstelling. Ik heb hier geen testen mee gedaan, maar ik wil toch stellen dat een Canon G9 in staat is een even scherp of zelfs scherper beeld te produceren dan een Canon 5D in een kopieerstand met een goede belichting (bij dezelfde lensopening). Ik zou graag eens een test gedaan willen zien met een krant, waarbij we dan kunnen bekijken hoe de scherpte varieert vanuit het centrum van het beeld naar de uiterste hoeken toe.
3) er is een enorm kostenverschil, zeker als je de kostprijs van een goede lens toevoegt aan deze van de SLR camera. Wat de sluiter betreft: inderdaad, de professionele SLR's hebben een sluiter met een langere levensduur (misschien... dit zijn gordijnsluiters tegenover centraalsluiters bij de compact). Maar je kan wel 10 compact camera's van 12 megapixel kopen tegen de kostprijs van één Canon 5D of 1D met lenzen.
4) compact camera's hebben allemaal live preview (alhoewel vele digitale SLR's dit nu ook beginnen te krijgen).
5) omdat er geen gordijnsluiter is... de centraalsluiters in de compacts hebben virtueel geen trilling. Neem hierbij hun licht gewicht, en je hebt helemaal geen onscherpte door beweging (trilling) van de camera. Grote SLR's hebben een MLU-functie (mirror lock up), maar de MLU rekent niet af met trillingen die komen vanuit de sluiter, alleen maar met trillingen die ontstaan door het opklappen van de spiegel. Daarom ook dat professionele fotografen zulke zware stevige driepoten gebruiken voor macro- en tele-opnamen.
6) sommige compacts zoals de G9 hebben een aansluiting waarop je een bijkomende lichtbron kan aansluiten, die dan een zacht, breed en diffuus licht geeft, samen met de flash op de camera, die je dan op handmatig zet. Hierdoor zou je een daglicht-belichting kunnen krijgen. Maar door deze bijkomende lichtflits van de flash zou je een nog kleinere diafragma-opening kunnen gebruiken, en dus een nog grotere scherptediepte verkrijgen, wat nog extra kan helpen om een constante scherpheid te krijgen tussen het centrum en de randen van je foto.

Nog een bijkomende vraag: hebben boeken voornamelijk een 4 op 6 verhouding zoals de digitale SLR's, of eerder een 4 op 5 verhouding zoals de sensoren van een compact? Ik vraag dit omdat het natuurlijk logisch is het volledige sensorbeeld te gebruiken, om een maximale resolutie te verkrijgen.
Als we met een 12 megapixel compact een object zouden fotograferen van de grootte van een krant, welke dpi halen we dan nog? Dat zal natuurlijk veel minder zijn dan bij het fotograferen van een veel kleiner boek.
Ik ben van plan de Atiz Booksnap en de Bookdrive DIY te kopen voor onze bibliotheek en om zelf wat research te doen. Is het mogelijk de Bookdrive DIY te bestellen en hierop compacts te monteren in plaats van SLR's?

Een 16 megapixel SLR haalt niet veel uit als je de hoeken van je krant niet scherp krijgt tengevolge van de begrenzing van je beeldcirkel en scherpte in de hoeken van je lens. SLR's met een sensor die kleiner is dan full frame zouden beter kunnen presteren indien je ze gebruikt met full frame lenzen, omdat je dan alleen het centraal gedeelte van de lens gebruikt (de zogenaamde sweet spot), en dit zou wel eens een veel betere scherpte in de hoeken kunnen geven (bijvoorbeeld een Canon 40D, die een kleinere APS-formaat sensor heeft die een 1,6 vergroting van de brandpuntsafstand geeft, uitgerust met een normale 35 mm lens).

Als werkgroep hebben we deze mening goed in onze oren geknoopt. We beschikken nu zelf over een Canon EOS 500D (een apparaat met een 15 megapixel CMOS APS-C sensor) met daarbij een Sigma AF 17-70 f2.8-4.5 lens. Hiermee hebben we een apparaat met een vrij hoge resolutie (15 megapixel) en een voldoende scherptediepte (een APS-C sensor in plaats van een full frame sensor). Als lens hadden we liefst de Canon EF-S 17-55 mm f2.8 IS USM gehad, maar deze lens is zeer duur (meer dan 800 euro), terwijl de Sigma-lens bijna dezelfde prestaties levert (en maar 285 euro kost). Het toestel heeft Live View, zodat het fotograferen en alle instellingen vanaf een laptop kunnen gebeuren, en we dus met een vaste opstelling kunnen werken.

Samenvatting

Akten kunnen we scannen of fotograferen. Scannen heeft de volgende eigenschappen:
- het is goedkoop: een Epson Perfection V10 kost 89 euro, en haalt een optische dichtheid van 3.2 Dmax. Geen extra belichting nodig.
- het is simpel: daar de belichting ingebouwd is, is het beeld altijd perfect belicht.
- geen nabewerking: men scant het beeld ineens op de juiste grootte in, en heeft dadelijk het definitieve resultaat.
- optimale kwaliteit: een scanner haalt een veel hogere dpi dan een fototoestel, en het zijn dan nog echte dpi's (geen berekende).
- het is vrij traag: men haalt 40 bladzijden per uur. Van de 90 seconden/bladzijde duurt de scan zelf 16 seconden. De rest is de juiste positie zoeken.
- men kan een deel van het blad missen: indien men een boek dient te scannen, zal men (afhankelijk van het inbinden) mogelijk een deel van het blad aan de ingebonden zijde niet kunnen scannen, daar dit loodrecht op de glasplaat in de rug verdwijnt. In dat geval zal men moeten fotograferen.

Fotograferen heeft feitelijk als enig voordeel dat men het boek zo kan plaatsen dat men het hele blad ineens kan fotograferen, wat dus veel sneller is dan scannen. Denk niet dat ge bij fotograferen dezelfde kwaliteit kunt halen als bij scannen. Laat ons even rekenen, en ervan uitgaan dat we een A4 willen hebben op 300 dpi. Een A4 is 297 * 210 mm, wat overeenkomt met 297 / 25,4 * 300 = 3508 bij 210 / 25,4 * 300 = 2480 beeldpunten. En 3508 * 2480 = 8,7 miljoen beeldpunten. Van ieder beeldpunt hebben we een meting nodig van de drie hoofdkleuren, wat dus overeenkomt met 26,1 miljoen metingen. Een fototoestel met Bayer-patroon heeft (in tegenstelling met een scanner of een Foveon-sensor) geen pixels, maar kleurmetingen.
Bij een flatbed-scanner hebben we een 100% nuttig beeld met effectief 8,7 miljoen beeldpunten (de scanner kan groter dan A4 scannen, we bekijken hier alleen het nuttige A4-gedeelte). Bij fotograferen bevat de foto echter méér dan het nuttige A4-blad: laat ons ervan uitgaan dat we 10% rand hebben in ons beeld. Dit wil zeggen dat onze A4 slechts 64% van het sensor-oppervlak beslaat (80% * 80%). We zouden dus, om een echte nuttige 300 dpi te krijgen, een sensor moeten hebben van 26,1 / 0,64 = 40,8 megapixel. De term "megapixel" bij fototoestellen is feitelijk een leugen: feitelijk zou een sensor uitgedrukt moeten worden in "megametingen".

Om dus toch nog een beetje kwaliteit te kunnen halen heeft men minimaal een 10 megapixel apparaat nodig met een grote sensor (bv een Canon Eos 400D met een APS-C sensor en een EF-28 mm objectief kost ca 800 euro). In feite kunnen we met een dergelijke sensor op een A4 een "echte" kwaliteit halen van 150 dpi, alhoewel het toestel iets van een 250 dpi zal aangeven. De kwaliteit staat of valt met de belichting. Nodig zijn één of twee daglichtlampen van 90 euro per stuk, met een brandduur van 250 uur. Men moet echt fotograaf zijn en weten hoe men moet fotograferen (een "auto"-stand zal geen goed resultaat opleveren). Men moet een vaste opstelling maken met het te fotograferen blad zo horizontaal mogelijk (wat wil zeggen dat de linkerzijde van het boek een hoek van bijna 90° moet maken met het grondvlak) en hierboven het fototoestel bevestigd aan een opstelling die men in de drie assen kan fijnregelen (X, Y en Z). Denk eraan dat een boek makkelijk 5 cm dik is, dus 5 cm hoogteverschil tussen het eerste en het laatste blad. Daar de hoogte/breedte-verhouding van een boek ongeveer 1,4 is, dient men om zo weinig mogelijk van zijn dure megapixels te verspillen ook een fototoestel te kiezen met een zelfde verhouding. En dan dient men het display van het fotoapparaat te ijken (wat zie ik op mijn LCD-schermpje, en wat komt uiteindelijk op de foto terecht?), of beter nog een fototoestel te nemen waarbij men het beeld continu kan laten zien op het scherm van zijn computer. Het fotograferen gaat heel wat sneller dan het inscannen (als men een vaste opstelling heeft, waarbij men na éénmaal instellen ineens een heel register kan fotograferen). De nabewerking (de foto bijsnijden, naamgeven en dergelijke) kost echter ook tijd. Feitelijk wisselt men kwaliteit in voor snelheid.

Wat ge ook doet: let op de compressie. Uiteindelijk zal je het beeld opslaan als jpeg, omdat het anders teveel opslagruimte in beslag zal nemen (denk eraan dat je tienduizenden beelden zal hebben, en dat deze ook nog over internet verstuurd moeten kunnen worden). Kies je jpeg-compressie nooit hoger dan 16 ("hoge kwaliteit" in photoshop), en zet ze als het kan op 8. Het heeft geen enkele zin een hoge kwaliteit te halen bij scannen of fotograferen, en deze dan weg te gooien door een te hoge jpeg-compressie te kiezen.