Другие координатные устройства ввода информации

Джойстик (joystick) - рычажный манипулятор для ввода координатной информации.

Следующие устройства нашли свое первое применение в мобильных компьютерах.

Трекбол (trackball) - перевернутая мышь с увеличенным шариком, который необходимо вращать пальцем.

Трекпойнт (trackpoint) - маленький джойстик, который размещается обычно в центре клавиатуры.

Управляется нажатием пальца.

Тачпад (tonchpad) - площадка, чувствительная к нажатию пальца.

Сканер

Сканер - устройство ввода в компьютер информации с бумажного или другого немашинного носителя.

Сканер (рис. 3.15) используется для ввода текста, графических изображений.

Отраженный от сканируемого изображения свет попадает на матрицу или линейку светочувствительных элементов на основе приборов с зарядовой связью (ПЗС), которые преобразуют аналоговый сигнал в цифровой.

Ручные сканеры необходимо перемещать рукой, стараясь выдерживать определенную скорость и равномерность перемещения.

Они имеют небольшую ширину захвата и невысокое разрешение.

В планшетных сканерах сканирующая головка перемещается относительно изображения с помощью шагового двигателя.

Рулонные сканеры протягивают сканируемые изображения через сканирующее устройство.

Барабанные сканеры в качестве светочувствительного элемента используют фотоэлектронный умножитель, что позволяет получать высококачественный результат.

В однопроходных сканерах используются три параллельных линейки ПЗС для получения информации о трех основных цветах.

В трехпроходных устройствах используется только одна линейка ПЗС. За один проход получается информация об одном цвете.

Оптическое разрешение сканера определяет размер самых мелких деталей, которые сканер может передать без искажения.

Разрешение сканера зависит от количества используемых элементов на единицу длины в линейке ПЗС и шага перемещения сканирующего устройства.

Измеряется в dpi (dot per inch), количестве точек на дюйм.

Разрешение современных сканеров может быть от 200 dpi для ручных сканеров до 1200 dpi для планшетных.

Цветовая разрядность сканера определяется количеством битов, используемых для хранения информации о цвете. Современные сканеры используют не менее 24 бит, но 8 бит на каждый цвет.

В высококачественных сканерах используется 30 или 36 бит.

Графическая информация имеет большие объемы. Поэтому для коммутирования с компьютером необходимо отдавать предпочтение быстрым интерфейсам.

Важной характеристикой сканера является количество и качество программного обеспечения сканера, которое должно обеспечивать определенный сервис:

- предварительный просмотр сканируемого изображения с выбором необходимой части,

- простейшие операции с изображением (поворот, инверсия),

- автоматическую и ручную коррекцию цветопередачи и контраста,

- режим копира.

Сканер может вводить изображение, в том числе изображение текста, однако оно не может непосредственно использоваться как текст, введенный, например, с клавиатуры.

Для распознавания текстов используются специальные программы OCR (Optical Character Recognition) оптического распознавания текста.

3.3.4. Устройства вывода информации

Монитор

Монитор – устройство визуального представления данных.

Цифровые (TTL) мониторы

Под цифровыми мониторами понимаются устройства отображения зрительной информации на основе электронно-лучевой трубки, управляемой цифровыми схемами.

Аналоговые мониторы

Электронно-лучевая трубка мониторов данного типа управляется аналоговыми сигналами, поступающими от видеокарты.

Характеристики мониторов:

размер по диагонали – расстояние от левого нижнего до правого верхнего угла экрана, приводится в дюймах. Наиболее распространены мониторы с диагональю 14", 15”, 17”, 19”, 20”, 21”.

• разрешение измеряется в пикселах (точках), помещающихся по горизонтали и вертикали видимой части экрана. В настоящее время необходимо выбирать мониторы с разрешением не менее 1024´768;

• тип кинескопа. Наиболее предпочтительны следующие типы кинескопов: Black, Black Planar. Данные кинескопы очень контрастны дают отличное изображение;

• потребляемая мощность. У мониторов с диагональю 14" потребляемая мощность не должна превышать 60 Вт, иначе повышается вероятность теплового перегрева монитора, что сокращает срок его службы. У более крупных мониторов потребляемая мощность соответственно выше;

• антибликовое покрытие. Для дешевых мониторов используют при напылении обработку поверхности экрана воздушным пистолетом, содержащим частицы песка. При этом качество изображения ухудшается. В дорогих мониторах на поверхность экрана наносится специальное химическое вещество, обладающее антибликовыми свойствами;

• защитные свойства монитора. Все стандарты безопасности для мониторов регламентируют максимально допустимые значения электрических и магнитных полей, создаваемых монитором при работе.

Жидкокристаллические дисплеи (LCD)

Экран подобного LCD (Liquid Crystal Display) состоит из двух стеклянных пластин, между которыми находится масса, содержащая жидкие кристаллы, которые изменяют свои оптические свойства в зависимости от прилагаемого электрического заряда.

Жидкие кристаллы сами не светятся, поэтому LCD нуждаются в подсветке или во внешнем освещении.

Основным достоинством LCD являются их габариты (экран плоский). К недостаткам можно отнести недостаточное быстродействие при изменении изображения на экране, что особенно заметно при перемещении курсора мыши, а также зависимость резкости и яркости изображения от угла зрения.

 

CRT

Сегодня самый распространенный тип мониторов - это CRT (Cathode Ray Tube) мониторы.

В основе этих мониторов лежит электронно-лучевая трубка (ЭЛТ).

С фронтальной стороны внутренняя часть стекла трубки покрыта люминофором (Luminofor).

Люминофор - это вещество, которое испускает свет при бомбардировке его заряженными частицами.

Для создания изображения в CRT-мониторе используется электронная пушка, которая испускает поток электронов сквозь металлическую маску или решетку на внутреннюю поверхность стеклянного экрана монитора, которая покрыта разноцветными люминофорными точками.

Поток электронов на пути к фронтальной части трубки проходит через модулятор интенсивности и ускоряющую систему. Светящиеся точки люминофора формируют изображение.

Как правило, в цветном CRT-мониторе используются три электронные пушки, в отличие от одной пушки, применяемой в монохромных мониторах.

Глаза человека реагируют на основные цвета: красный (Red), зеленый (Green) и синий (Blue) - и на их комбинации, которые создают бесконечное число цветов.

Каждая из трех пушек соответствует одному из основных цветов и посылает пучок электронов на различные частицы люминофора, чье свечение основными цветами с различной интенсивностью комбинируется и в результате формируется изображение с требуемым цветом.

Изображение на экране воспроизводится в результате процесса, в ходе которого свечение люминофорных элементов инициируется электронным лучом, проходящим последовательно по строкам в следующем порядке: слева направо и вниз на экране монитора.

Этот процесс происходит очень быстро, поэтому кажется, что экран светится постоянно.

В сетчатке наших глаз изображение хранится около 1/20 с. Если луч последовательно пробегает по всем горизонтальным линиям сверху вниз за время, меньшее 1/25 с, мы увидим равномерно освещенный экран с небольшим мерцанием.

Чем быстрее электронный луч проходит по всему экрану, тем меньше будет заметно мерцание картинки.

Считается, такое мерцание становится практически незаметным при

частоте повторения кадров (проходов луча по всем элемента изображения) примерно 75 в секунду. Однако эта величина в некоторой степени зависит от размера монитора.

Мерцание мониторов с большими углами обзора становится

заметным при больших частотах кадров.

LCD

LCD (Liquid Crystal Display, жидкокристаллические мониторы) сделаны из вещества, которое находится в жидком состоянии, но при этом обладает некоторыми свойствами, присущими кристаллическим телам. Экран LCD-монитора представляет собой две прозрачные пластины с тонким слоем жидких кристаллов между ними.

При появлении электрического поля свет, проходящий через жидкокристаллическую панель или отражающийся от нее, меняет плоскость поляризации.

Для того чтобы человеческий глаз мог различать изменения в поляризации светового потока, добавляются два поляризационных фильтра.

Экран разделен на отдельные элементы (ячейки), к которым подведены электроды, создающие электрическое поле. Для вывода цветного изображения необходима подсветка монитора сзади так, чтобы свет порождался в задней части LCD-дисплея. Это необходимо для того, чтобы можно было наблюдать изображение с хорошим качеством, даже если окружающая среда не является светлой.

Цвет получается в результате использования трех фильтров, которые выделяют из излучения источника белого света три основных компонента.

Комбинируя три основных цвета для каждой точки или пиксела экрана, можно воспроизвести любой цвет.

Видеокарта (Видеоадаптер)

(видеоадаптер) -отдельная дочерняя плата, выполняющий функции видеоконтроллера, видеопроцессора и видеопамяти.

Видеоадаптер представляет собой специальное устройство, сконструированное в виде отдельной платы расширения, управляет выводом информации на монитор.

Характеристики видеосистемы зависят как от параметров используемого монитора, так и от установленного в компьютере видеоадаптера.

Принтер

Принтеры - устройства для вывода информации на бумажный носитель (в настоящее время используются и прозрачные пленки).

По технологии печати можно выделить принтеры: матричные, струйные, лазерные, LED и др.

Матричный принтер

Печатающим элементом является головка с 9, 18 или 24 иголками, удар которых через красящую ленту формирует выводимый символ на бумаге. Используется бумага формата А4 или A3. Возможно использование рулонной бумаги.

Струйный принтер

Струйные принтеры - это безударные устройства, работающие практически бесшумно. Печатающая головка разбрызгивает специальные чернила через сопла, Количество которых может достигать 256, на бумагу. Толщина струи меньше толщины иглы матричного принтера, поэтому качество печати выше. Печатающие головки могут быть совмещенными с чернильницей или нет.

Лазерный принтер

В лазерных принтерах используется лазерный луч, который формирует изображение на специальном фотопроводящем барабане.

Перед печатью поверхность барабана электрически заряжается. Луч лазера изменяет потенциал в зависимости от выводимого изображения.

Формирование печатаемой страницы на барабане принтера похоже на формирование изображение на экране монитора.

После формирования страницы каждый участок барабана имеет свой потенциал, благодаря которому притягиваются заряженные частицы порошкообразного тонера.

Барабан покрывается тонером, после чего тонер переносится на заряженный лист бумаги и закрепляется специальными резиновыми валиками за счет разогрева тонера до температуры расплава.

LED-принтер

В LED-принтерах (Light Emmiting Diode) вместо полупроводникового лазера используются мельчайшие светодиоды.

Принтеры с другими принципами работы. Печатающая головка термопринтера состоит из мельчайших нагревательных элементов, которые переносят специальное красящее вещество на бумагу именно в том месте, где обеспечивается необходимая температура. Различаются принтеры с переносом специальной красящей мастики и принтеры, в которых перенос вещества осуществляется в газообразном состоянии. Эти устройства имеют отличные показатели печати почти фотографического качества.

Основные характеристики принтера

Разрешение принтера характеризует, насколько мелкие детали изображения может передавать принтер. Этот показатель измеряется в dpi (dot per inch), в точках на дюйм. Современные принтеры имеют разрешение от 600 до 1200 dpi. Этот показатель приводится для черно-белых изображений.

Для цветных и полутоновых изображений этот показатель ниже. Многие принтеры используют специальные алгоритмы, улучшающие разрешение.

На качество получаемого изображения большое влияние оказывает используемая бумага.

Качество бумаги особенно актуально для струйных принтеров, использующих чернила, которые могут расплываться, ухудшая качество печати.

Количество цветов имеет важное значение. Обычно используются три основных цвета, смешением которых получается любой цвет. Черный цвет получить трудно, поэтому он добавляется к другим.

При использовании трех цветов достаточно сложно получить приемлемый результат при печати изображений светлых тонов.

Поэтому некоторые модели принтеров используют 6 цветов: три основных цвета и дополнительно три светлых.

В основном это относится к струйным принтерам.

Качество драйверов и используемые алгоритмы цветоделения играют немаловажную роль для получения качественной печати.

Скорость печати измеряется количеством страниц в единицу времени, обычно в минуту.

Современные принтеры имеют скорость печати от 1-2 до 10-12 страниц в минуту.

Ресурс принтера определяется временем непрерывной эксплуатации и измеряется количеством страниц в единицу времени, обычно в месяц.

Превышение ресурса существенно повышает вероятность поломки принтера.

Ресурс одной заправки вместе с ее стоимостью определяет стоимость

эксплуатации принтера.

Лазерные принтеры обычно стоят дороже струйных, но эксплуатация последних несколько дороже.

Принтер – устройство для вывода на бумагу текстов и графических изображений.

Типы принтеров:

• матричные принтеры (дешёвые, качество печати невысокое, скорость печати 1 страница/мин., не цветные);

• струйные принтеры (средние цены, качество печати высокое, скорость печати 1страница/мин., цветные и монохромные);

• лазерные принтеры (высокие цены, качество печати высокое, скорость печати 4–15 страниц/мин., цветные и монохромные).

Плоттер (графопостроитель) – устройство для вывода на бумагу чертежей. Обычный плоттер использует листы форматом А1. Скорость печати примерно 1 лист/час.

3.3.5. Периферийные устройства Стандартные порты ввода/вывода

Различные устройства ввода, вывода, хранения информации и другие

периферийные устройства могут и подключаются через устройства сопряжения или адаптеры, реализующие различные интерфейсы. Последовательный интерфейс предполагает передачу данных последовательно бит за битом.

Параллельный интерфейс позволяет передавать несколько битов данных одновременно. В современных компьютерах многие подобные устройства стали стандартными устройствами, интегрированными на материнской плате.