Математические и научные исследования

В математических и научных исследованиях мультимедиа в основном используется для моделирования и симуляции. Например: учёный может взглянуть на молекулярную модель какого-либо вещества и манипулировать ею с тем, чтобы получить другое вещество.

Медицина

Врачи также могут получить подготовку с помощью виртуальных операций или симуляторов человеческого тела, поражённого болезнью, распространённой вирусами и бактериями, таким образом пытаясь разработать методики её предотвращения.

 

26. В чем состоят принципы работы сканера?

 

Сканер — устройство, которое, анализируя какой-либо объект (обычно изображение, текст), создаёт его цифровую копию. Процесс получения этой копии называется сканированием.

Ска́нер — устройство или программа, осуществляющие сканирование, т.е. исследование объекта, наблюдение за ним или считывание его параметров.

Виды сканеров:

ü Сканер изображений — устройство для считывания двумерного (плоского) изображения и представления его в растровойэлектронной форме. После этого возможна программная обработка полученных данных с целью распознавания сканированного текста или векторизации графики.

ü 3D-сканер — устройство для считывания формы объёмного объекта.

ü Биометрические сканеры используются для целей идентификации личности; например:

§ Сканер сетчатки глаза считывает рисунок сетчатки глаза;

§ Сканер отпечатка пальца считывает папиллярный рисунок подушечки пальца руки.

ü Устройства автоматизированного считывания служебной информации:

§ Сканер штрихкода — устройство для считывания информации, представленной в виде штрих-кода.

§ Считыватель RFID-меток

ü Сканер портов — программный инструмент в области сетевых технологий.

ü В программировании сканером часто называют часть компилятора, осуществляющую лексический анализ.

Основные характеристики:

1. Скорость сканирования — параметр, отражающий время, за которое будет отсканирован тот или иной документ.

2. Рабочая область сканера — максимальный формат документа, который сканер в состоянии обработать.

3. Аппаратный интерфейс сканера (интерфейс передачи данных) обеспечивает обмен информацией между сканером и компьютером. От него зависит скорость передачи данных между компьютером и сканером.

4. Разрешение - это совокупность параметров, характеризующих минимальный размер деталей изображения, который сканер в состоянии считать.

5. Цветность сканера. Сканеры делятся на цветные, черно-белые (полутоновые) и штриховые черно-белые.

6. Разрядность (глубина цвета) - параметр, характеризую­щий количество цветов или оттенков серого (в зависимос­ти от цветности сканера). Разрядность означает, сколько бит используется сканером для представления цвета одной точки изображения.

 

На рис. 2.11 изображена общая схема устройства сканера. Свет, идущий от источника освещения, попадает на оригинал в определенной точке. Отразившись от него, свет попадает на оптическую систему сканера. Она состоит из зеркал и объектива (иногда роль оптической системы может играть просто призма). Оптическая система фокусирует свет на фотопринимающем элементе, роль которого — преобразо­вание интенсивности падающего света в электронный вид.

Принцип работы сканера состоит в следующем: в результате преобразования света получается электрический сигнал, содержащий информацию об активности цвета в исходной точке сканируемого изображения. После оцифровки аналогового сигнала в АЦП цифровой сигнал через аппаратный интерфейс сканера идет в компьютер, где его получает и анализирует программа для работы со сканером. После окончания одного такого цикла (освещение оригинала — получение сигнала — преобразование сигнала — получение его программой) источник света и приемник светового отражения перемещается относительно оригинала.

Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) - устройство, преобразующее входной аналоговый сигнал в дискретный код (цифровой сигнал).

 

27. Какие принципы работы используются в принтерах?

Принтер – периферийное устройство компьютера, предназначенное для перевода текста или графики на физический носитель из электронного вида.

Основные характеристики принтера:

1. Формат бумаги

2. Разрешение печати (сколько точек на 1 дюйм)

3. Скорость печати

 

Матричный принтер

 

Матричные принтеры — старейшие из ныне применяемых типов принтеров, их механизм был изобретён в 1964 году японской корпорацией Seiko Epson.

Изображение формируется печатающей головкой, которая состоит из набора иголок (игольчатая матрица), приводимых в действие электромагнитами. Головка передвигается построчно вдоль листа, при этом иголки ударяют по бумаге через красящую ленту, формируя точечное изображение.

Основными недостатками матричных принтеров

1. монохромность (хотя существовали и цветные матричные принтеры, по очень высокой цене)

2. очень низкая скорость работы

3. высокий уровень шума

Достоинства:

1. Надежность

2. Точность

Выпускаются также высокоскоростные линейно-матричные принтеры, в которых большое количество иголок равномерно расположены на челночном механизме (фрете) по всей ширине листа.

Матричные принтеры, несмотря на полное вытеснение их из бытовой и офисной сферы, до сих пор достаточно широко используются в некоторых областях (банковское дело — печать документов под копирку, и др.).

 

Струйный принтер

 

Принцип действия струйных принтеров похож на матричные принтеры тем, что изображение на носителе формируется из точек. Но вместо головок с иголками в струйных принтерах используется матрица дюз (головка), печатающая жидкими красителями. Печатающая головка может быть встроена в картриджи с красителями (в основном такой подход используется на офисных принтерах компаниями Hewlett-Packard, Lexmark). В других моделях офисных принтеров используются сменные картриджи, печатающая головка, при замене картриджа не демонтируется. На большинстве принтеров промышленного назначения чернила подаются в головы, закреплённые в каретке, через систему автоматической подачи чернил.

Типов подачи красителя:

1. Непрерывная подача.

2. Подача по требованию — подача красителя из сопла печатающей головки происходит только тогда, когда краситель действительно надо нанести на соответствующую соплу область запечатываемой поверхности. Именно этот способ подачи красителя и получил самое широкое распространение в современных струйных принтерах.

 

Лазерный принтер

 

Важнейшим элементом лазерного принтера является вращающийся фотобарабан, с помощью которого производится перенос изображения на бумагу. Фотобарабан представляет собой металлический цилиндр, покрытый тонкой пленкой из фотопроводящего полупроводника (обычно оксид цинка). По поверхности барабана равномерно распределяется статический заряд. С помощью тонкой проволоки или сетки, называемой коронирующим проводом, на этот провод подается высокое напряжение, вызывающее возникновение вокруг него светящейся ионизированной области, называемой короной.

Лазер, управляемый микроконтроллером, генерирует тонкий световой луч, отражающийся от вращающегося зеркала. Этот луч, попадая на фотобарабан, засвечивает на нем элементарные площадки (точки), и в результате фотоэлектрического эффекта в этих точках изменяется электрический заряд.

Таким образом, на фотобарабане возникает копия изображения в виде потенциального рельефа.

На следующем рабочем шаге с помощью другого барабана, называемого девелопером (developer), на фотобарабан наносится тонер - мельчайшая красящая пыль. Под действием статического заряда мелкие частицы тонера легко притягиваются к поверхности барабана в точках подвергшихся экспозиции, и формируют на нем изображение.

Лист бумаги из подающего лотка помощью системы валиков перемещается к барабану. Затем листу сообщается статический заряд, противоположный по знаку заряду засвеченных точек на барабане. При соприкосновении бумаги с барабаном частички тонера с барабана переносятся (притягиваются) на бумагу.

Для фиксации тонера на бумаге листу вновь сообщается заряд и он пропускается между двумя роликами нагревающими его до температуры около 180' - 200'С. После собственно процесса печати барабан полностью разряжается, очищается от прилипших частиц тонера и готов для нового цикла печати. Описанная последовательность действий происходит очень быстро и обеспечивает высокое качество печати.