Автоматизированные системы обработки информации и управления

использовании обычных устройств ввода (клавиатуры) трудно, а при помощи

мыши практически невозможно.

Состав:

1. Графический планшет;

2. Устройство указания (курсор или световое перо).

Принцип действия: - основан на регистрации местоположения устройства

указания с помощью интегрированной в планшет сетки, состоящий из

проводников. Расстояние между соседними проводниками может быть 3-6 мм.

В зависимости от механизма определения местоположения устройства

указания, дигитайзеры подразделяются: - электростатические и

электромагнитные.

В первом случае: – определение местоположения устройства

осуществляется путем регистрации локального изменения электрического

потенциала сетки под курсором.

Во втором случае: - курсор является передатчиком, а сетка –

приемником.

Характеристики дигитайзера:

- разрешение – характеризует шаг считывания информации в ячейке сетки

и измеряется количеством линий на 1мм. (линий/мм).

- Погрешность в определении координат, которая возникает вследствие

погрешностей регистрирующей сетки, влияние температуры, помех и

т.д. И составляет 0,1 – 0,7мм.

В среднем погрешность электромагнитных дигитайзеров меньше чем

электростатических.

Графический планшет

Графический планшет бывает на твердой (планшетный дигитайзер) или

гибкой (гибкий дигитайзер) основе. Размер рабочего поля дигитайзера как

формат бумаги (например, А4, А3).

Курсор, перо

В качестве устройства указания в дигитайзерах может использоваться

курсор или перо.

Среди пользователей приложений САПР (CAD) наиболее популярен курсор.

Он может быть: 4-, 8-, 12- или 16 кнопочный. Одним из лучших признан 4-

кнопочный курсор. Перья имеют одну, две или три кнопки. Существуют перья,

чувствительные к нажатию, имеющие до 256 градаций степени нажима. От

нажатия зависит либо толщина линии, либо оттенок цвета. Перо имитирует

кисть при рисовании акварелью, масляными красками, и т.д.

Для реализации возможностей дигитайзера необходимо специальное

программное обеспечение (Adobe PhotoShop Fractal Designer).

Питание дигитайзера

Питание для дигитайзера подается со встроенного или внешнего блока

питания. Для некоторых моделей - от последовательного порта.

3 Сканеры, типы сканеров и их технические характеристики. Назначение,

состав и принцип работы

Назначение и классификация сканеров

Сканером называется устройство, позволяющее вводить в компьютер в

графическом виде текст, рисунки, слайды, фотографии и др. Сканеры можно

классифицировать по следующим признакам:

1. по способу форматированию (кодированию) изображения;

2. по типу кинематического механизма (способу перемещения

преобразователя свет-сигнал и оригинала относительно друг

друга);

3. по типу вводимого изображения;

4. степени прозрачности оригинала;

5. особенностям аппаратного и программного обеспечения.

Способ форматирования изображения

Линейный

Матричный

Кинематический механизм

Ручной

Настольный

Комбинированный

Тип сканируемого изображения

Черно-белый

Полутоновый

Цветной

Прозрачность оригинала

Отражающий

Прозрачный

Аппаратный интерфейс

Специализированный

Стандартный

Программный интерфейс

Специализированный

TWAIN - совместимый

Способ формирования изображения

Технология считывания данных в современных устройствах оцифровывания

изображений реализуется на основе использования светочувствительных

датчиков двух типов: приборов с зарядовой связью (ПЗС) или фотоэлектронных

умножителей (ФЭУ).

Кинематический механизм

Определяющим фактором для данного критерия является способ перемещения

считывающей головки сканера и бумаги относительно друг друга. Поэтому

параметру сканеры подразделяются на две группы: - ручные и настольные.

Во всех сканерах имеются:

- источники света;

- механизм перемещения датчика (или система отклоняющих зеркал) вдоль

оригинала, либо перемещение оригинала относительно датчика;

- электронное устройство (для преобразования считанной информации в

цифровую форму).

Ручной сканер

Сканирование осуществляется вручную последовательным перемещением

сканера относительно оригинала.

В корпусе шириной не более 10-12см. размещаются лишь датчики и

источник света.

Преимущество:

- низкая стоимость;

- небольшой размер;

- широкие возможности выбора оригинала.

Недостатки:

- не постоянство скорости перемещения сканера относительно оригинала

вызывает искажение сканированного образа.

- Ограниченные возможности использования совместно с программами

распознавания.

Настольные сканеры

К категории настольных сканеров относятся: - планшетные, роликовые,

барабанные и проецируемые сканеры.

Планшетные сканеры

Основной отличительный признак планшетного сканера – сканирующая

головка перемещается относительно бумаги с помощью шагового двигателя.

Преимущества: - простота и удобство в эксплуатации.

Недостаток: - большие габариты.

Роликовые сканеры (листовой сканер)

Оригинал пропускается через ролики механизма подачи бумаги и попадает

в поле зрения линейки датчиков.

Режимы работы сканера:

- режим сканирования;

- режим факсимильной передачи.

Преимущества:

1. компактность;

2. возможность автоматического функционирования;

3. низкая стоимость.

Недостатки:

1. сложность выравнивания оригиналов;

2. ограниченный диапазон типов оригинала;

3. неудобство работы с листами разного размера;

4. возможность повреждения оригинала.

Барабанные сканеры

Оригинал закрепляется на поверхность прозрачного цилиндра из

органического стекла (барабан) укрепленного на массивном основании. Барабан

вращается с большой скоростью (от 300-1350 об/мин). Находящиеся рядом

сканирующие датчики через маленькую апертуры, считывают изображение с

высокой точностью.

Преимущества:

1. сканирование с наиболее высоким разрешением;

2. широкий диапазон типов оригиналов.

Недостатки:

1. большой размер;

2. невозможность непосредственного сканирования книг и журналов;

3. высокая стоимость этих устройств.

Проекционные сканеры

Проекционные сканеры напоминают фотоувеличитель или проекционный

аппарат. Оригинал располагается изображением вверх на подсветке под

сканирующей головкой на расстоянии около 30 см. Внутренний источник света

не требуется, естественного освещения оказывается достаточным. Механизм

поворота внутри головки датчика направляет «глаз» сканера на каждую линию

оригинала.

Преимущества:

1. удобство выравнивания оригинала;

2. небольшая занимаемая площадь;

3. разнообразие сканируемых оригиналов (в том числе трехмерных);

4. возможность комбинирования плоских и трехмерных оригиналов.

Недостатки:

1. зависимость от источника внешнего освещения;

2. ограничения на размер оригинала;

3. трудность расположения нестандартных оригиналов (например: - книги

в развернутом виде).

Матричные сканеры

В слайдовых сканерах, цифровых фото и кинокамерах ПЗС – датчики имеют

форму прямоугольной матрицы, что позволяет формировать образ оригинала

целиком, а не построчно.

К матричным сканерам относятся:

- цифровые камеры;

- устройства захвата видео - изображений.

Цифровые камеры

Цифровая камера больше похожа на компьютер (как носитель

мультимедийной информации). При помощи цифровой камеры можно не только

фиксировать изображение, но и записывать звук, параметры съемки и т.п.

Возможности цифровых камер:

1. возможна запись, как отдельных кадров, так и их

последовательность;

2. имеют жесткий съемный диск объемом 100-170 Мб;

3. обеспечивают 24-36 – битовых представлений цвета;

4. обладают разрешением 30-70 линий на дюйм.

5. имеют жидкокристаллический экран, позволяющий просматривать и

отбирать кадры.

Цифровые камеры подразделяются: - студийные, вне студийные и бытовые.

В бытовых камерах изображение с разрешением приемлемым для просмотра

на мониторах или экранах TV, но не достаточно для печати.

Студийные и вне студийные цифровые камеры: - реализуют технологию трех

- кадровой или однокадровой цветной съемки, используют матрицу ПЗС большого

размера.

Видео-сканеры: (фрейм - грабберы, видеобластеры)

К видео-сканерам относятся устройства, которые представляют собой

плату расширения, установленную в слот РС и имеющие входы для подключения

видеокамеры, телевизора, видеомагнитофона.

Достоинство:

- информация считывается не построчно, а целиком что избавляет от

многих движущихся частей, присущих традиционным сканерам.

- Обеспечивают высокую скорость сканирования.

Недостатки:

- низкая разрешающая способность сканирования (определяется

телевизионным стандартом).

Монитор компьютера не способен отображать видеосигналы

непосредственно. Поэтому в комплект поставки некоторых видеокамер входит

специальный интерфейс для подключения видеомонитора, с помощью которого

можно просмотреть запись и выбрать кадр.

Принцип работы сканера

Неотъемлемой частью любого сканера являются аналого-цифровые

преобразователи (АЦП). Они предназначены для преобразования непрерывно

изменяющихся значений напряжений, получаемых с помощью ПЗС или ФЭУ, в

числа, соответствующие оттенкам цвета или градаций серого. Качество

сканированного изображения напрямую связано с разрядностью используемого в

сканере АЦП. В черно-белых (двухуровневых) сканерах аналогичное

преобразование выполняет компаратор, сравнивая зафиксированное значение

напряжения с опорным напряжением.

Блок – схема черно-белого сканера

Рис. 3.1.3. Блок – схема черно-белого сканера

ПЗС - это твердотельный электронный компонент, состоящий из множества

датчиков, которые преобразуют интенсивность падающего на них света в

пропорциональный ей электрический заряд. В основу ПЗС положена

чувствительность проводимости p-n - перехода обыкновенного проводникового

диода к степени его освещенности. На p-n переходе создается заряд, который

уменьшается со скоростью, зависящей от освещенности. Чем меньше заряд, тем

больше ток, проходящий через диод.

Блок – схема цветного сканера с вращающимся RGB - фильтром

Рис. 3.1.4. Блок – схема цветного сканера с вращающимся RGB - фильтром

Блок – схема цветного сканера с dichroic - фильтром

Рис. 3.1.5. Блок – схема цветного сканера с dichroic - фильтром

В зависимости от типа сканера ПЗС могут иметь различную конфигурацию.

При линейном способе считывания информации микродатчики ПЗС размещаются на

кристалле в одну линию (для проходного сканирования). Такая конфигурация

позволяет устройству производить выборку всей ширины исходного аналогового

изображения и записывать его как полную строку. Данный способ формирования

изображения (Рис. 3.1.6.) обычно используется в доступных широкому кругу

пользователей ручных, планшетных и проекционных сканерах.

[pic]

Рис. 3.1.6. Способ формирования изображения в планшетных сканерах

Барабанные сканеры

В барабанных сканерах (Рис. 3.1.7) в качестве светочувствительных

приборов применяются фотоэлектронные умножители. В качестве источника света

в этих сканерах используется ксеноновая или вольфрамо-галогенная лампа,

излучение которых с помощью конденсаторных линз и волоконной оптики

фокусируется на небольшой области оригинала. Отраженный от оригинала луч

попадает через объектив на фотоэлектронный умножитель. Свет выбивает из

него электроны, которые, проходя через пластины динодов, вызывают вторичную

электронную эмиссию. Напряжение, пропорциональное освещенности катода ФЭУ,

снимается с анода и затем преобразуется в цифровой код.

[pic]

Рис. 3.1.7. Способ формирования изображения в барабанных сканерах

Характеристики сканеров

1. Оптическое разрешение - определяется размером элементарного ПЗС датчика

и характеризует плотность, с которой сканирующее устройство производит

выборку информации в заданной области оригинала. Разрешающая способность

сканера измеряется в пикселях на дюйм.

2. Максимальное разрешение сканера приводится с учетом интерполяционных

возможностей устройства.

3. Область сканирования определяется самого большого оригинала, который

может быть сканирован устройством.

4. Оптический диапазон, который характеризует способность сканирующего

устройства воспроизводить плавные тоновые изменения и выражает различие

между самыми светлыми и самыми темными тонами, которые могут быть

зафиксированы с помощью сканера.

5. Разрядность битового представления в качестве показателя степени с

основанием 2 определяет максимальное число цветов или градаций серого,

которые может воспроизводить сканер.

6. Метод сканирования при описании моделей цветных сканеров определяет одно

- или трехпроходовый способ считывания информации о яркости оригинального

изображения в трех основных цветах системы RGB.

7. Скорость сканирования - показатель быстродействия сканера, который равен

времени, затраченному на обработку одной строки оригинального

изображения. Измеряется в миллисекундах (мс). На практике под скоростью

сканирования понимают количество страниц черно-белого оригинала,

сканируемых в минуту с максимальным оптическим разрешением.

8. Технология сканирования определяется типом и параметрами используемого

светочувствительного датчика (ПЗС или ФЭУ).

9. Тип и цвет источника света. В зависимости от этого возможны различные

варианты сканирования цветных оригиналов. Например, применение цветных

светофильтров для удаления не желательных пятен или оттенков определенных

цветов.

10. Поддерживаемые компьютерные платформы - характеристика совместимости

сканера с различными компьютерными системами и всеми применяемыми в них

периферийными устройствами и программными приложениями.

11. Дополнительные возможности сканера. Например - дополнительные

возможности обработки прозрачных оригиналов, автоматическая подача листов

и факсимильная передача сканируемых изображений.

12. Интерфейс - следует понимать варианты аппаратного подключения

устройства к компьютеру.

Вопросы для повторения

1. Клавиатура. Принцип действия по структурной схеме. Понятие СКЭН-

КОДА. Конструктивное исполнение. Драйвер клавиатуры, и способы его

инициализации.

2. Мышь. Назначение, состав и принцип работы опто-механической мыши по

структурной схеме. Способы подключения и инициализации драйвера

мыши.

3. Типы мыши. Их отличия и конструктивные особенности.

4. Джойстик. Назначение, преимущества и их конструктивные особенности.

5. Световое перо. Назначение, преимущества и недостатки.

Конструктивные особенности.

6. Дигитайзер. Назначение, состав, область применения и отличия, в

зависимости от механизма определения местоположения устройства

(электростатические, электромагнитные). Графический планшет. Курсор

и перо.

7. Назначение сканера. Классификация сканеров.

8. Способы формирования изображения на основе приборов с зарядовой

связью и фотоэлектронных умножителей.

9. Принцип работы черно-белого сканера по блок схеме.

10. Принцип работы цветного сканера по блок схеме с вращающимся RGB-

фильтром.

11. Принцип работы по блок схеме цветного сканера с dichroic -

фильтром.

12. Планшетные сканеры. Назначение, состав и способ формирования

изображения.

13. Барабанные сканеры. Назначение, состав и способ формирования

изображения.

14. Общие характеристики сканеров.

2 Устройства вывода

1 Мониторы и их характеристики. Назначение, состав и принцип работы.

Введение

Из сведений о ПК известно, что монитор относится к устройству вывода.

Персональный компьютер может без особых проблем работать и без принтера, то

использование РС без монитора даже трудно себе представить. Поэтому

устройства вывода за исключением монитора обозначают как вторичные.

Мониторы

Монитор (дисплей) компьютера IBM PC предназначен для вывода на экран

текстовой и графической информации. Мониторы бывают цветные и монохромные.

Они могут работать в одном из двух режимов: текстовом или графическом.

Текстовый режим. В текстовом режиме экран монитора условно разбивается

на отдельные участки - знакоместа, чаще всего на 25 строк по 80 символов

(знакомест). В каждое знакоместо может быть выведен один из 256 заранее

заданных символов. В число этих символов входят большие и малые латинские

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20