Lo scanner, come le altre periferiche per la computer grafica, è un dispositivo raster in grado di leggere una immagine originale su carta o pellicola (positiva o negativa) mediante appositi sensori optoelettronici, scomponendola in una matrice o griglia rettangolare di pixel che vengono successivamente trasmessi alla memoria del computer.

Nelle specifiche tecniche degli scanner vengono spesso dichiarate tre risoluzioni: ottica, meccanica e interpolata, per esempio

• risoluzione ottica 1200 ppi
• risoluzione meccanica 2400 ppi
• risoluzione interpolata 9600 ppi

Questa indicazione va letta così: lo scanner ha 1200 sensori per pollice (cioè sensori ottici sul lato corto del letto: risoluzione ottica) che vengono spostati da un motore, il quale fa 2400 passi in un pollice (sul lato lungo del letto: risoluzione meccanica, più alta di quella ottica).

Poiché i motori sono più economici dei sensori i costruttori offrono una risoluzione "bassa" sul lato corto e una "alta" sul lato lungo del letto dello scanner. Ma se i sensori sono 1200 per pollice, la risoluzione dello scanner è in realtà  1200 pixel per pollice (perché il pixel per essere usabile deve essere quadrato, non rettangolare).

La risoluzione interpolata, poi, non ha alcun valore perché introduce molti dati ma nessuna informazione. E se è proprio necessario interpolare (cioè aggiungere altri punti), meglio farlo con una applicazione, per esempio Photoshop.

In conclusione: di tutte le risoluzioni di uno scanner a letto piano (ottica, meccanica, interpolata) l'unica che conta è la risoluzione ottica, la più bassa di tutte. Maggiore è questa risoluzione, migliore è lo scanner.

La risoluzione ottica di uno scanner a tamburo arriva fino a 9600 ppi, quella di uno scanner a letto piano può arrivare a 3800 ppi.

Tutti gli scanner (a parte rarissime e costosissime eccezioni) leggono i colori in RGB, cioè, per ogni pixel, leggono tre valori di intensità luminosa: rosso, verde, blu.

Gli scanner più economici leggono possono leggere 256 gradazioni di rosso, altrettante di verde e altrettante di blu. Poiché uno di questi valori di luminosità  si può rappresentare con 8 bit, si dice che lo scanner ha una profondità di colore (bit depth) di 8 x 3 = 24 bit.

La profondità  di colore in uno scanner desktop può andare da 24 a 48 bit.

Per questioni che riguardano la possibilità di fare correzioni tonali (cioè correzioni di luminosità) sull'immagine, 8 bit per colore sono normalmente insufficienti. Ce ne vogliono almeno 10, 12 o meglio ancora 16. Quindi scanner a 30, 36 o 48 bit. Il fatto di avere più bit consente di fare correzioni tonali senza perdere troppe informazioni, e soprattutto, se il software lo permette, durante la scansione (senza perdere tempo successivamente).

Nessuno scanner arriva a leggere i valori estermi di 0% e 100% di nero. Ogni scanner può leggere da un livello minimo a un livello massimo di nero.

Questi livelli di nero vengono indicati come densità (density), che è la capacità di una superficie o materiale di assorbire la luce. In quanto tale deriva direttamente dalla riflettanza (per i materiali opachi) o trasmittanza (per i materiali trasparenti) della superficie in questione: minore è la riflettanza maggiore è la densità.

Per esempio, se una pellicola trasmette il 60% della luce (e assorbe l'altro 40%) possiamo dire che la trasmittanza è 60% o 0,6. Analogamente se un'altra pellicola trasmette 1/500 della luce che la colpisce, la sua trasmittanza sarà 0,002.

Lo standard di misura della densità prevede di considerare l'inverso della riflettanza o trasmittanza (nei due casi precedenti 5/3 e 500) e prenderne il logaritmo in base 10 (nei due casi precedenti 0,22 e 2,70); cioè, nel caso della trasmittanza

densità = log₁₀ (1/trasmittanza)

e analogamente per la riflettanza.

Teoricamente i valori di densità vanno da 0 a infinito, ma una superficie non è mai un assorbente perfetto e in pratica gli intervalli di densità che vengono letti da uno scanner in riflessione vanno da 0,1 a 3,7.

L'intervallo dinamico (o intervallo di densità, dynamic range) è la differenza tra due densità  estreme (massima e minima). Per esempio se la densità  minima di uno scanner è 0,1 (quasi bianco o trasparente) e la massima è 3,4 (quasi nero o totalmente opaco), l'intervallo dinamico dello scanner è 3,4 - 0,1 cioè 3,3.

Una foto stampata su carta ha normalmente un intervallo dinamico di circa 2. Una pellicola negativa ha un intervallo dinamico di circa 3. Una diapositiva ha un intervallo dinamico fino a 4. In altre parole, una foto stampata permette una variazione di chiari/scuri abbastanza povera, una foto su pellicola negativa è meno limitata, una diapositiva ha una variazione di chiari/scuri molto superiore.

La densità e l'intervallo dinamico si misurano con il densitometro.

Profondità di bit e intervallo dinamico possono essere immaginati come una scala: l'intervallo dinamico descrive l'altezza della scala e la profondità di bit descrive il numero di gradini.

Uno scanner con un ampio intervallo dinamico (in grado di catturare informazioni da quelle molto chiare a quelle molto scure) con soli 256 gradini (8 bit) non è molto utile, come non lo è uno con oltre 65000 gradini (16 bit) ma con un intervallo dinamico ridotto.

Esistono

• scanner a tamburo (drum scanner);
• scanner a letto piano (flatbed scanner).

Entrambi i tipi di scanner leggono la luce riflessa da un originale riflettente e la luce trasmessa da un originale trasmittente. La sorgente luminosa proietta una fascio luminoso tipo laser (negli scanner a tamburo) o una lampada fluorescente (negli scanner a letto piano) che "scansiona" l'originale.

La luce letta viene passata all'unità sensoriale dello scanner dove viene divisa nella parte rossa, verde e blu e delle unità  optoelettroniche (PMT negli scanner a tamburo e CCD negli scanner a letto piano) leggono la luce per ogni colore e la trasformano in segnali elettrici che vengono amplificati, convertiti in digitale e trasmessi al computer.

Gli scanner a tamburo sono quelli usati dalle fotolito da qualche decina d'anni, e sono i più costosi (oltre 300 milioni di lire). Questi scanner leggono l'immagine utilizzando come lettori ottici i PMT (photomultiplier tube, fotomoltiplicatori). Si tratta di una tecnologia molto costosa, che tuttavia permette di ottenere risultati superiori nella lettura dei dettagli.

Esistono anche gli scanner da tamburo in miniatura, da mettere sulla scrivania (baby drum) il cui costo parte da 30 milioni di lire.

Gli scanner a tamburo sono consigliati solo per esigenze di grande precisione e di alta risoluzione. Occorre tener presente che con questo tipo di scanner non è sufficiente posizionare l'originale e fare clic, come con gli scanner desktop. E' invece necessario sistemare l'originale con molta precisione sul cilindro trattenendolo con appositi liquidi o nastri adesivi. Gli scanner a tamburo veri e propri occupano almeno due persone: una per montare gli originali sul tamburo e una per la scansione.

Gli scanner desktop, detti anche "a letto piano" utilizzano come lettori ottici i CCD (charge-coupled device, dispositivi ad accoppiamento di carica). Si tratta di una tecnologia più economica rispetto ai PMT, ma inferiore nei risultati. Va tuttavia considerato che i PMT sono giunti al termine della loro evoluzione, mentre le prestazioni dei CCD continuano a migliorare.

Gli originali che è possibile leggere con gli scanner desktop possono essere

• riflettenti, cioè fotografie o disegni su carta opaca;
• trasmittenti, cioè pellicole trasparenti, positive o negative.

Normalmente gli scanner desktop sono ottimizzati per originali riflettenti ma quasi tutti offrono un supporto (a forma di coperchio) che consente la scansione di pellicole trasparenti (negative o positive) anche se i risultati non sono sempre eccellenti. Per avere buoni risultati sui trasparenti (almeno 4 x 5 pollici) è necessario uno scanner ad alta risoluzione, necessaria per la scansione di originali piccoli da ingrandire, e con un ampio intervallo dinamico che si avvicini il più possibile a quello delle diapositive (circa 3.6).

Esistono anche scanner unicamente per trasparenti, positivi o negativi. I più economici sono dedicati ai 35 millimetri, i più cari possono fare la scansione di pellicole di 4 x 5 pollici. Questi scanner possono dare risultati simili agli scanner a tamburo.

Riassumendo, ci sono cinque cose importanti da controllare quando si sceglie uno scanner: 

1. Tecnologia dei sensori: CCD o PMT (charge-coupled o fotomoltiplicatori) 
   • E' una caratteristica alla quale non è il caso oggi di dare importanza
2. Risoluzione
   • Di tutte le risoluzioni di uno scanner (ottica, meccanica, interpolata) l'unica che conta è quella ottica, la più bassa di tutte; più alta è questa risoluzione, migliore è lo scanner. 
3. Bit per colore (detta anche profondità di colore) 
   • Maggiore è la profondità di colore, meglio è; ma se il software di scansione non ne trae vantaggio, una profondità maggiore di 8 è come se fosse di 8. 
4. Dinamica (intervallo di densità e massima densità) 
   • Maggiori sono questi due numeri, migliore è lo scanner. 
5. Scanner piano, a tamburo o per trasparenti? 
   • Spendendo dai 6 ai 10 milioni si può avere uno scanner con due risoluzioni ottiche, una per originali riflettenti e una per trasparenti. Spendendo di più si può avere un baby drum, ma la preparazione per la scansione è molto costosa, in termini di tempo. 

Note: p = plug-in per Photoshop, s = programma stand-alone