Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Видеопроекторы и цифровые интерактивные доски



Видеопроектор (проектор) - устройство, напрямую подключаемое к компьютеру или источнику видеосигнала (видеомагнитофону, видеокамере и т.д.) вместо компьютерного монитора. Внутри видеопроектора находится мощный источник света и преобразователь входного сигнала в изображение. В зависимости от конструкции этого преобразователя, видеопроекторы делятся на однопанельные и трехпанельные. Принцип работы однопанельного видеопроектора аналогичен обычному пленочному проектору, только формирование изображения обеспечивает LCD - панель. В трехпанельных видеопроекторах (рис. 5.36) излучение от лампы расщепляется на три основных цвета (красный, зеленый, синий) с помощью dichroic-фильтров ( многослойных зеркал) – DM1, 2. Затем каждый пучок света проходит через свою LCD-панель. Далее пучки объединяются внутри проектора (линзы С1-С3, зеркала DM3),

и с помощью объектива С формируется изображение на экране. Трехпанельная схема дороже однопанельной, но обеспечивает более естественную передачу цветов и более высокие характеристики световых потоков и разрешающей способности.

 

Рис.5.36. Схема трехпанельного LCD видеопроектора

Оптическая схема видеопроекторов сделана так, что даже при горизонтальном положении проектора объектив находится не на уровне центра изображения, а примерно на уровне нижнего края изображения, то есть проектор светит немного вверх. В некоторых моделях предусмотрена возможность устранения искажений, возникающих при неблагоприятном расположении видеопроектора. Современные видеопроекторы годятся для использования в помещениях любого размера. Изображение может составлять и 20 метров по диагонали, и 1 метр. Расстояние видеопроектор - компьютер может быть любым. В комплект видеопроектора обычно входит кабель длиной 150-180 см, а используя специальные кабели и усилители - разветвители, это расстояние можно увеличить до 30 и более метров. Источник света в современных проекторах металлогалоидная лампа с очень большим сроком службы (для однопанельных проекторов используется стандартная галогенная лампа со сроком службы около 50 часов). Металлогалоидная лампа представляет собой единый блок из отражателя и самого источника света кварцевой трубки, нить накаливания отсутствует. Срок службы такой лампы условен, так как лампа не перегорает, а постепенно темнеет. Рекомендуемое время работы такой лампы около 2000 часов. Для большинства пользователей это означает, что срок службы лампы составит несколько лет, и проектор быстрее устареет морально, чем потемнеет лампа. Видеопроекторы на сегодняшний день являются составной частью так называемых интерактивных досок.

Интерактивная доска - это электронная устройство, позволяющее пользователю объединить три различных средства визуализации информации: экран для отображения информации, обычную маркерную доску и интерактивный монитор. Доска дает возможность демонстрировать слайды, видео, делать пометки, рисовать, чертить различные схемы, как на обычной доске, в реальном времени наносить на проецируемое изображение пометки, вносить любые изменения и сохранять их виде компьютерных файлов для дальнейшего редактирования, печати на принтере, рассылки по факсу или электронной почте. С помощью специального электронного маркера или даже пальца можно делать пометки поверх проецируемого на доску изображения, которые будут сохраняться в специальный файл на компьютере. Пользователь может не только выделять с помощью маркера фрагменты изображения на экране, но и вносить исправления в текст, управлять компьютерными приложениями маркером или пальцем как компьютерной мышью, использовать многочисленные функции, делающие выступление или презентацию более живой и наглядной.

Существует несколько технологий для определения положения пишущего инструмента на доске. Наиболее распространены:

- сенсорная резистивная матрица;
- сочетание инфракрасной и ультразвуковой технологии;
- электромагнитная технология;
- лазерная технология;
- оптическая технология.

Резистивная технология основана на применении резистивных матриц и реализована в досках производства Smart и Polyvision.
Резистивная матрица - это вмонтированная в пластиковую поверхность интерактивной доски сетка из двух слоев тончайших проводников, разделенных воздушным зазором. Проводники замыкаются (изменяется сопротивление) от давления на поверхность при прикосновении. Таким образом, пользователь может использовать для работы с доской любой предмет - указку, маркер, собственный палец. Эта технология - сенсорная, она не требует применения специальных маркеров, не использует никаких излучений для работы и не подвержена внешним помехам. Недостатком этой технологии является задержка реакции матрицы при быстром перемещении маркера или заменяющего его предмета. Кроме того сенсорную поверхность доски можно повредить чрезмерно сильным нажатием или острым предметом, участок доски в месте повреждения становится неработоспособным.

Инфракрасная и ультразвуковая технологии используют инфракрасные и ультразвуковые датчики, определяющие положение электронного маркера и ластика. Пишущая часть маркеров вставляется в специальный электронный держатель, взаимодействующий с датчиками. Преимущество таких досок - прочная поверхность и высокая скорость отслеживания перемещений маркера. К недостатку технологии можно отнести то, что такие доски подвержены воздействию со стороны посторонних источников излучений. Ультразвуковая и инфракрасная технологии используется в интерактивных досках Hitachi и Panasonic.

В основе оптической технологии лежит использование двух инфракрасных излучателей и датчиков, расположенных на верхней кромке доски, которые отслеживают движущийся по поверхности маркер или любой другой предмет, например, палец. Эта технология используется в интерактивных досках FX Duo компании Hitachi.

Электромагнитная технология основана на передаче электронных сигналов с пишущего устройства, которым может быть либо специальный электронный карандаш, либо вложенные в электронные держатели маркеры.

Интерактивные доски могут быть прямой и обратной проекции.. При прямой проекции проектор обеспечивает визуализацию со стороны пользователя . В досках обратной проекции проектор расположен за просветным интерактивным экраном в специальном корпусе.

Существуют также интерактивные насадки для плазменных и жидкокристаллических (ЖК) -панелей, превращающие их в интерактивные плазменные или ЖК- экраны [25].

 

Принтеры

Печатающие устройства, или принтеры (от англ. Printer) предназначены для вывода алфавитно-цифровой (текстовой) и графической информации на бумагу или подобный ей носитель. Классификация выпускаемых для ПЭВМ принтеров по технологии печати приведена на рис. 5.37. Принтеры ударного типа характеризуются тем, что изображение на бумагу наносится механическим способом. Из них в ЭВМ применяются устройства с литерной печатью (литерные принтеры) и точечно-матричные принтеры. В безударных принтерах передвижение бумаги и печатающей головки по-прежнему осуществляется механическим способом, но для формирования изображения на бумаге используются немеханические принципы. Наибольшее распространение в ЭВМ получили следующие виды безударной технологии печати: струйная, термографическая, электрографическая (лазерная). По причине высоких технических характеристик считаются перспективными и используются электростатическая и магнитографическая технологии. Электрочувствительные принтеры используются редко.

 

Рис. 5.37. Классификация принтеров

 

По степени параллелизма в работе принтеры подразделяются на устройства последовательного действия (печатают посимвольно), построчно печатающие устройства (выводят строки целиком) и постранично печатающие устройства (сразу формируют страницу). Основными техническими характеристиками принтеров являются:

- принцип действия (в соответствии с только что рассмотренной классификацией);

- цветовые возможности (черно-белые или цветные принтеры);

- графические возможности или их отсутствие;

- разрешающая способность;

- качество печати, тесно связанное с пред идущим показателем и обобщающее его;

- скорость печати (быстродействие);

- стоимость.

Дополнительно к этому принтеры характеризуются следующими параметрами:

- емкостью буферной памяти;

- стандартным набором шрифтов и возможностями формирования новых шрифтов;

- форматом используемого листа бумаги, в частности, шириной каретки;

габаритными размерами и массой;

- энергопотреблением;

- уровнем акустического шума.

Первой реализованной в коммерческих принтерах технологией печати была именно техника литерной печати. В больших ЭВМ используются высокоскоростные литерные печатающие устройства параллельного действия. В ПЭВМ же нашли применение главным образом только устройства последовательного действия. Последовательная литерная технология печати заимствована, по сути дела, у пишущих машинок. Печатающие элементы (шрифтоносители), на которых размещены литеры всех печатных знаков, могут выполняться цилиндрическими (в виде барабана), шарообразными, лепестковыми (типа ”ромашка”), ленточными или наперсткообразными. Зачастую эти элементы делают съемными, что позволяет изменять виды шрифтов, наборы символов и языки.

Основным узлом точечно-матричного принтера является печатающая головка, которая перемещается по специальным направляющим вдоль печатаемой на бумаге строки, ”вырисовывая” выводимую информацию по точкам через красящую ленту. После печати строки бумага продвигается и описанный процесс повторяется.

Печатающая головка содержит несколько игл (штифтов), расположенных вертикально. Каждая игла управляется собственным электромагнитом. При необходимости отпечатать точку в ходе движения головки соответствующий электромагнит срабатывает, игла ударяет по красящей ленте и точка наносится на бумагу. Следовательно, принцип формирования изображения в точечно-матричных принтерах логически эквивалентен способу вывода информации на экран дисплея.

Cреди дешевых принтеров 9-игольчатые устройства наиболее распространены. Матрица символов таких принтеров составляет 9х9 точек, что повышает качество печати. Разработанные после этого 24-игольчатые принтеры обеспечивают лучшее качество печати, но стоят дороже. Кроме того, выпускались и 18-игольчатые устройства. Диаметр игл, используемых в точечно-матричных принтерах, лежит в диапазоне 0,25-0,35 мм. Иногда вместо круглых игл применяются штифты с квадратным сечением. Использование последних позволяет заметно улучшить качество печати символов, но, по всей видимости, не графики.

В точечно-матричных принтерах применяются устройства подачи красящей ленты кассетного и бобинного типа. Устройства кассетного типа характеризуются простотой процедуры заправки кассеты с лентой в принтер.

Различают устройства с обычной и широкой кареткой. Принтеры с обычной (узкой) кареткой обеспечивают печать на носителе, имеющем ширину стандартного писчего листа бумаги. Широкая же каретка позволяет заправлять бумагу с удвоенной шириной. Принтеры обычно способны работать как с рулонной, так и с листовой бумагой.

Качество печати точечно-матричного принтера определяется его разрешающей способностью, а также возможностями вывода точек с частичным перекрытием (в том числе за несколько проходов печатающей головки). Для текстового режима в общем случае различают следующие подрежимы, характеризующиеся различным качеством печати:

- режим черновой печати (Draft);

- режим печати, близкий к типографскому (NLQ - Near Letter Quality), или режим делового письма (Correspondence Quality);

- режим с типографским качеством печати (LQ - Letter Quality);

- сверх качественный режим (SQL - Super Letter Quality);

В принтерах с различным количеством игл эти режимы реализуются по-разному.

Так, 9-игольчатые устройства обеспечивают печать в режиме Draft за один проход печатающей головки по строке. Режим NLQ реализуется за два прохода: после первого прохода головки бумага протягивается на расстояние, соответствующие половинному размеру точки; затем совершается второй проход (с частичным перекрытием точек). При этом скорость печати уменьшается в два раза. В некоторых принтерах режим двойного прохода совмещается с режимом горизонтального смещения, что еще больше повышает качество печати. Иногда применяется и трехпроходная техника.

24-игольчатые принтеры обеспечивают наилучшее качество печати с наивысшей для данного типа устройств скоростью и имеют 2 ряда по 12 игл с относительным смещением.

Принтеры рассматриваемого типа надежны, экономичны, просты в обслуживании и обладают достаточным быстродействием, приемлемым качеством печати, сравнительно невысоким уровнем шума, а также графическими возможностями. Быстродействие точечно-матричных принтеров лежит в диапазоне 80-400 символов/с, но обычно составляет 250 символов/с. Разрешение высококачественных устройств достигло 14,2 точки/мм, но они не получили широкого распространения.

Цветная печать реализуется достаточно просто. Каждая строка цветного изображения формируется за четыре прохода печатающей головки с помощью поднятия или опускания кассеты с цветной лентой при каждом проходе, в результате чего иголки ударяют по полосе другого цвета на ленте.

Между принципом действия термографических и точечно-матричных принтеров много общего. Отличия состоят в том, что для нанесения точек в первых принтерах используется свойство некоторых минералов изменять свой цвет при нагревании (или расплавляться), а вместо обычных металлических игл применяются тонкие нагреваемые электроды. Таким образом, в термографических принтерах для формирования изображения на бумаге используется не удар, а нагрев. Иногда эти устройства называют химическими принтерами, так как в них используется одноименная реакция, названная нагреванием. Термографические печатающие устройства делят на два типа:

- принтеры с прямым нагревом;

- принтеры с переносом.

В устройствах первого типа используется бумага со специальным химическим покрытием. Нагретый электрод непосредственно касается такой бумаги, и в результате химической реакции точка “проявляется” приобретая синий или черный цвет.

В принтерах второго типа используется специальная красящая лента, краситель которой, расплавляясь от касания нагретым электродом, переносится на бумагу, отпечатывая точку.

Достоинство принтеров с передачей состоит в том, что им не требуется специальной бумаги, однако сама красящая лента довольно дорога. Кроме того, при передаче точки через ленту возникает ряд дополнительных технических сложностей.

Термографические принтеры почти бесшумны, просты по конструкции, недороги и, хотя обладают малым для большинства моделей быстродействием (40-80 символ/с), дают довольно высокое качество печати,, предоставляя и графические возможности. Простота конструкции привела к тому, что устройства данного типа часто используются в портативных ПЭВМ и модемах.

Первые струйные принтеры использовали следующий принцип формирования изображения. В составе пишущего узла входил массив сопел. Из сопла выбрасывалась непрерывная струя, немедленно распадающаяся на отдельные капли. Выброс струи обеспечивается пьезоэлементом, на который подавался постоянный высокочастотный сигнал (около 100 кГц). Капли струи приобретали электрический заряд при прохождении зарядной камеры, а затем посредством пластин электрическим способом отклонялись аналогично электронному пучку в электронно-лучевой трубке (ЭЛТ). Изменяя напряжение на отклоняющих пластинах, можно было формировать контур изображения на бумаге. Лишний краситель собирался отражателем, и после фильтрации фильтром вновь возвращался в резервуар и подавался к соплу насосом. К недостаткам такого способа следует отнести низкую надежность, невысокое качество печати и большие геометрические размеры.

На сегодняшний день используется несколько другой принцип. Выброс краски производится только в тот момент, когда сопло направлено в нужную точку изображения. Перемещение сопла или наличие массива сопел позволяет синтезировать контур в виде мозаики отдельных точек. Импульсное давление в сопле создается пьезоэлектрическим элементом (рис. 5.38) или нагревательным элементом ( рис.5.39).

 

 

 

Рис.5.38. Принцип формирования капель с помощью пъезоэлемента.

 

 

 

Рис.5.39. Принцип формирования капель с помощью нагревательного элемента

 

Число сопел зависит от качества принтера и по каждому цвету краски может превышать 128.

Струйным принтерам присущи низкие уровень шума и энергопотребление, графические возможности, вполне доступная стоимость и достаточно высокое качество печати. Малая потребляемая мощность обеспечивает возможность их использования в портативных ПЭВМ с батарейным питанием.

Струйная технология печати порождает ряд проблем, среди которых основной является проблема предотвращения высыхания чернил в соплах и одновременно с этим обеспечения быстрой их сушки при попадании на бумагу. Она решается либо путем погружения сопел в резервуар с красителем, либо автоматизацией очистки сопел, либо благодаря использованию красителя, расплавляющегося при нагревании и затвердевающего при остывании.

Струйная технология является одним из основных видов получения высококачественной цветной печати. Для цветной печати, как правило, используются красители четырех цветов – черный, малиновый, желтый, бирюзовый.

Попарное их смешение до нанесения капель на бумагу дает еще три цвета. Чтобы выйти за семицветное ограничение, струйные принтеры используют прием, известный как подмешивание: печать смежных (возможно, с наложением) точек разными цветами, которые глаз воспринимает как одноцветный блок. Однако из-за того, что подмешивание заменяет одну точку определенного цвета несколькими точками разных цветов, изображения, напечатанные методом подмешивания, получаются несколько размытыми.

В основе большинства лазерных принтеров лежит электрографический принцип печати, заимствованный из ксерографии, где используется свойство фоточувствительных материалов изменять свой поверхностный заряд в зависимости от освещенности. Суть электрофотографического метода печати заключается в следующем рис. 5.40. Барабан и лента 4 из фотопроводника, который в темноте является изолятором, заряжается вследствие образования на его поверхности слоя положительных ионов под действием ионизатора 6. При попадании на поверхность барабана луча света 7 слабосвязанные ионы рассеиваются. Таким образом, если избирательно осветить поверхность барабана, то на ней можно создать “скрытое электростатическое” изображение, формируемое лучом от источника лазерного излучения 10, модулируемого модулятором 9. Растр на поверхности барабана образуется за счет вращения электропривода многогранного зеркала 8 и привода барабана 4; изображение формируется в виде отдельных точек. Скрытое электростатическое изображение “проявляется” путем осаждения на положительно заряженные участки поверхности отрицательно заряженных частиц красителя 1. Затем “проявленное” изображение переносится на бумагу 2, где краситель фиксируется путем термосилового закрепления 3. Поверхность барабана очищается 5, подготавливается к формированию скрытого изображения следующего кванта информации, выводимого из машины.

 

.

 

Рис. 5.40. Схема лазерного принтера

 

Лазерные принтеры отличаются высоким быстродействием, высокой разрешающей способностью и соответственно качеством печати, а также великолепными графическими возможностями и низким уровнем шума. Низкоскоростные печатающие устройства обеспечивают печать со скоростью 6-8 страница/мин., а высокоскоростные - 20 и более страниц/мин. Обеспечивается автоматическая подача бумаги.

Существует и другая разновидность лазерного принтера. Она касается способа формирования скрытого изображения на барабане. Вместо одного мощного лазера используется линейка (от 1024 шт.) светодиодных излучателей малой мощности. В этом случае отпадает необходимость в развертывающей системе, обеспечивающей сканирование лазерного луча по поверхности барабана и геометрические размеры принтера по высоте становятся меньше. Повышается надежность и долговечность принтера. Недостаток – некоторое увеличение стоимости и уменьшение разрешения. Но совершенствование технологии и массовое производство таких изделий позволяют исключить оба недостатка.

Технология электростатической печати близка к электрографии и разработана сотрудниками фирмы Delphax Systems. Вместо источника света и сложной оптики с подвижными частями для переноса изображения на барабан в электростатических принтерах используется принцип ионного осаждения (электронная печать). Он реализуется за счет того, что над барабаном устанавливается управляющий электрод, а между ними сменная кассета для ионного осаждения. Барабан и кассета, в свою очередь, разделены экранирующим электродом с отверстиями, который воздействует на ионы в качестве удерживающего и фокусирующего элемента. При приложении к барабану и управляющему электроду напряжения между ними возникает коронный заряд, в результате чего ионы, ”хранящиеся” в кассете, ускоряются и переносятся через экранирующий электрод на барабан. Потенциал же экранирующего электрода управляет засветкой барабана в соответствии с выводимым изображением. Далее процесс печати повторяет технологию, реализованную в лазерном принтере.

Из-за отсутствия подвижных деталей электростатические принтеры обладают большей надежностью и долговечностью.

В среднем электростатические принтеры обладают быстродействием 20-40 страниц/мин. (выше, чем у лазерных) и есть резервы его увеличения до 200-300 страниц/мин.

Магнитография в какой-то мере аналогична электрографии и электростатике, но в ней используется магнитная запись. Барабан имеет магнитное покрытие, а над ним располагаются магнитные головки, которые записывают на барабан ”невидимое” изображение. Тонер обладает ферромагнитными и термопластическими свойствами. После намагничивания барабана тонер переносится на него, ”прилипая” к определенным его областям. Проявленное таким образом изображение, закрепляется на бумаге путем теплового сплавления.

Уникальность данной технологии в том, что она позволяет воспроизводить копии одного и того же изображения без его регенерации на барабане.

Наряду с рассмотренными типами принтеров имеются и другие, в частности, гибридные. Так, например, фирма Brother International предлагает устройство с двумя печатающими головками: одна - лепесткового типа, другая - точечно-матричная. Это обеспечивает типографское качество печати наряду с графическими возможностями. В некоторых разновидностях принтеров для нанесения изображения используются перья, что ставит такие устройства в промежуточное положение между классическими принтерами и графопостроителями.

В электрочувствительном печатающем устройстве изображение формируется в результате протекания тока по поверхности специальной бумаги. В наиболее распространенной конструкции используется бумага с цветным покрытием, поверх которой наносится тонкая алюминиевая пленка, придающая листу бумаги белый цвет. Печать производится аналогично точечно-матричным принтерам с помощью ряда игл, к которым приложено напряжение. При касании иглами алюминиевой пленки по ней протекает ток и локально испаряет ее участки. Через образующиеся отверстия в пленке становится видна подложка (покрытие бумаги, обычно темного цвета), за счет этого и ”проявляется” изображение. Существуют как принтеры последовательного действия, так и построчно печатающие устройства данного типа.

Благодаря малым размерам электрочувствительные устройства могут встраиваться в дисплеи и использоваться в портативных ЭВМ.

.

 

Графопостроители

 

Графопостроитель, или плоттер (от англ. Plotter), - это устройство вывода, представляющие выводимые из ЭВМ данные в форме рисунка или графика на бумаге или другом подобном ей носителе информации. Графопостроители являются высококачественной альтернативой принтерам при выводе изображений. Графопостроители - это дополнительные ПУ, которые используются при автоматизированном проектировании, в частности, с применением ПЭВМ. В зависимости от конструктивного исполнения плоттеры делятся на устройства планшетного и рулонного (барабанного) типа. В графопостроителе планшетного типа лист бумаги закрепляется на рабочей плоскости, над которой движется перо (или несколько перьев), перемещающееся по двум координатам х и у. Пишущий узел приводится в движение сервоприводом, обеспечивающим высокую точность его установки. Точности позиционирования пера, как правило, достаточно, например, для вычерчивания в реальном масштабе рисунков сложных печатных плат. Роль перьев в простых моделях плоттеров играют простые шариковые ручки, а в совершенных моделях - специальные тонкопишущие фломастеры. Изображение формируется на листе бумаги при перемещении опущенного пера. Если нужно установить перо в другую исходную точку, то оно автоматически поднимается и переводится в требуемое место. В ПЭВМ применяются главным образом устройства в настольном исполнении и намного реже - в напольном.

Графопостроители рулонного типа (рис.5.41) отличаются большей компактностью и могут использоваться при выводе на рулонную бумагу.

 

 

Рис. 5.41. Внешний вид графопостроителя рулонного типа (плоттера).

 

В них бумажный лист протягивается транспортирующим валиком для обеспечения вертикальных перемещений; перо же может перемещаться только в горизонтальной плоскости.

В графопостроителе могут использоваться одно или несколько перьев. Применение нескольких перьев обеспечивает вычерчивание цветных изображений или повышение скорости вывода. Дополнительные цветовые оттенки можно получить путем смешения на бумаге основных цветов. Наиболее совершенные устройства имеют отдельный привод для каждого пера. Другие же просто обеспечивают смену перьев. Нередко встречаются и гибридные устройства, сочетающие возможности как принтеров, так и графопостроителей, поскольку печатающие устройства и плоттеры функционально и конструктивно близки. Современные графопостроители используют узлы для струйной печати. Имеются конструкции, обеспечивающие функции сканировании (при установке сканирующей головки на плоттер, см. раздел сканеры).

Основные технические характеристики графопостроителей:

- размер чертежной поверхности (формат листа бумаги);

- быстродействие;

- разрешающая способность;

- точность установки пера;

- количество перьев, что определяет количество воспроизводимых цветов;

- масса, габариты и энергопотребление;

- стоимость.

Быстродействие плоттера измеряется скоростью вычерчивания линии. Под разрешением понимают минимальное расстояние между двумя адресуемыми точками. По разрешающей способности графопостроитель может в несколько раз превосходить даже лазерный принтер. Точность установки пера определяет абсолютную погрешность, с которой перо может быть перемещено к точке с указанными координатами. Подробная информация о принципах базовых принтеров приведена в [2].

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.