Файл: Анализ методов и устройств ввода информации в компьютер. Устройства ввода знаковых данных..pdf

Главным достоинством экрана на ПАВ считается возможность определять не только координаты точки, но и силу нажатия, благодаря тому, что поглощение акустических волн зависит от давления в точке касания (экран не выгибается при нажатии пальца и не изменяется, поэтому сила нажатия не приводит к качественным изменениям при обработке контроллером информации о координатах воздействия, фиксирующем лишь область, которая перекрывает путь акустическим импульсам). Это устройство обладает очень высокой прозрачностью, потому что свет от отображающего прибора идет через стекло, не содержащее проводящих или резистивных покрытий [7]. Иногда для избавления от бликов стекло вообще не применяют, а излучатели, приёмники и отражатели крепят сразу к экрану отображающего устройства. Несмотря на сложную конструкцию, данные экраны довольно долговечные.

Основным недостатком экранов на ПАВ считаются сбои в работе при вибрации или под воздействием акустических шумов, а также при загрязнениях экрана. Любой посторонний предмет, находящийся на экране (к примеру, жевательная резинка), полностью прекращает его работу. Помимо этого, данная технология нуждается в касании предметом, который обязательно должен поглощать акустические волны, например, пластиковой банковской карточкой в этом случае пользоваться нельзя. Точность данных экранов лучше, чем матричных, но хуже, чем традиционных ёмкостных. Для ввода текста и рисования они обычно не применяются [7].

Принцип работы инфракрасных сенсорных экранов заключается в том, что сетка, формируемая горизонтальными и вертикальными инфракрасными лучами, при касании к монитору любыми предметами прерывается. Контроллер находит место, в котором был прерван луч.

Инфракрасные экраны боятся загрязнений и поэтому используются там, где важным является качество изображений [7].

Оптические сенсорные экраны обладают стеклянной панелью, снабженной инфракрасной подсветкой. Главными особенностями являются возможности отличия нажатия рукой от нажатий другими предметами и наличие мультитач. Существуют большие сенсорные поверхности, вплоть до классной доски.

Тензометрические сенсорные экраны реагируют на деформацию. Их точность невелика, но они способны отлично выдерживать вандализм. Использование аналогично проекционно-ёмкостным: банкоматы, билетные автоматы и другие устройства, находящиеся на улице [7].

Индукционный сенсорный экран – это графический планшет, имеющий встроенный экран. Данные экраны реагируют лишь на специальное перо. Используются они, когда необходима реакция именно на нажатие пером.

Наиболее распространены стали емкостные сенсорные экраны [9].

Все описанные в данной главе устройства и методы ввода информации не только помогут пользователям вводить информацию в ПК, но и позволят управлять приложениями в реальном времени. Без главных устройств – клавиатуры и мыши, любая работа на ПК станет невозможна.

2. Устройства ввода графической и звуковой информации

2.1Устройства ввода графических данных

Для ввода графической информации применяют сканеры, графические планшеты (дигитайзеры), цифровые фотокамеры, видео- и веб-камеры, платы видеозахвата [4, с. 95]. Необходимо отметить, что с помощью сканеров может быть введена и знаковая информация. В подобном случае исходный материал вводят в графическом виде, а затем обрабатывают специальными программными средствами распознавания образов [4, с. 95].

Сегодня существует огромное число профессиональных цифровых систем видеонаблюдения, которые решают различные задачи и, соответственно, отличаются по цене и имеют разные возможности.

Бурное развитие беспроводных технологий стало толчком к возникновению целого семейства беспроводных веб-камер. Многие современные веб-камеры обладают схожими характеристиками и различаются, чаще всего, лишь внешним видом и комплектацией (рис. 7).

Рисунок 7. Веб-камера [8]

Веб-камера – это цифровая видео или фотокамера, которая может в реальном времени зафиксировать изображения, которые предназначены для последующей передачи по сети Интернет.

Веб-камеры, которые доставляют изображения через интернет, производят загрузку изображения на веб-сервер или по запросу, или непрерывно, или через регулярные отрезки времени. Этого достигают подключением камеры к компьютеру или с помощью возможностей самой камеры. Многие современные модели имеют аппаратное и программное обеспечение, позволяющее камере работать самостоятельно в качестве веб-сервера, FTP-клиента, FTP-сервера и (или) отправлять изображения по электронной почте.

Модели камер, применяемые в охранных целях, могут быть снабжены дополнительными функциями и устройствами (например, детекторами движения, подключением внешних датчиков и т. д.) [8].

Сканером изображений называется устройство для считывания двумерных изображений и представления их в растровой электронной форме [3, с. 233].

Планшетные сканеры предназначаются для ввода графических данных с прозрачного или непрозрачного листового материала. Принцип действия данных устройств заключается в том, что луч света, отражающийся от поверхности материала (или прошедший через прозрачный материал), фиксируется специальными элементами, которые называются приборами с зарядовой связью (ПЗС). Чаще всего элементы ПЗС конструктивно оформляются в виде линейки, расположенной по ширине исходного материала. Перемещение линейки относительно листа бумаги происходит механическим протягиванием её при неподвижной установке листа или, наоборот, протягиванием листа при неподвижной установке линейки.

Главными потребительскими параметрами планшетных сканеров считаются [4, с. 96]:

• разрешающая способность;
• динамический диапазон;
• производительность;
• наибольший размер сканируемого материала.

Разрешающая способность планшетного сканера зависит от плотности размещения приборов ПЗС на линейке и от точности механического позиционирования линейки во время сканирования (рис. 8). Типичным показателем для офисного применения является 600 – 1200 dpi (dpi – dots per inch – число точек на дюйм). Для профессионального использования характерными показателями являются 1200 – 3000 dpi [4, с. 96].

Рисунок 8. Планшетный сканер [8]

Динамический диапазон определяют логарифмом отношения яркости более светлых участков изображения к яркости более темных участков. Типовым показателем для сканеров офисного использования является 1,8 – 2,0, а для сканеров профессионального использования – от 2,5 (для непрозрачного материала) до 3,5 (для прозрачного материала) [6].

Производительность сканера определяют продолжительностью сканирования листа бумаги обычного формата. Она зависит и от совершенства механической части устройства, и от интерфейса, который используется для связи с компьютером [4, с. 96].

Существует большое количество видов и моделей сканеров. Простейшие сканеры распознают лишь два цвета: белый и черный. Подобные сканеры используют при чтении штрихового кода. Штрих-сканеры предназначены для ввода информации, закодированной в виде штрих-кода. Данные устройства нашли применение в торговле [4, с. 96].

Принцип действия ручных сканеров аналогичен планшетным. Отличаются они лишь тем, что протягивание линейки ПЗС в этом случае выполняют вручную. При этом равномерность и точность сканирования бывают неудовлетворительными, разрешающая способность ручных сканеров составляет 150 – 300 dpi [4, с. 96]. Ручные сканеры являются наиболее простыми и дешевыми. Основным их недостатком является то, что человек сам должен перемещать сканер по объекту, и качество полученного изображения зависит от умений и твердости руки. Другим важным недостатком можно считать максимальную ширину полосы сканирования (до 10 см), что делает затруднительным считывание широких оригиналов.

Барабанные сканеры используются в профессиональной типографической деятельности. Принцип действия заключается в том, что исходный материал закрепляется на цилиндрической поверхности барабана, который вращается с высокой скоростью. Оригинал освещается источником света на барабане, а отраженное излучение переводится фотосенсорами в цифровое значение. Устройства данного типа обеспечивают наибольшее разрешение (2400 – 5000 dpi) благодаря использованию не ПЗС, а фотоэлектронных умножителей. Их применяют при сканировании исходных изображений, обладающих высоким качеством и недостаточными линейными размерами (фотонегативов, слайдов и т. д.) [4, с. 96].

Сканеры форм предназначены для ввода информации со стандартных форм, заполненных «от руки» или механически. Необходимость в данных сканерах возникает при проведении переписей населения, при обработке результатов выборов и анализе данных анкет. От сканеров форм не требуют высокой точности сканирования, но быстродействие играет высокую роль и считается основным потребительским параметром.

Графические планшеты (дигитайзеры) предназначены для ввода художественных графических данных (рис. 9). Есть несколько разных принципов действия графических планшетов, но основой их всех является фиксация передвижения специального пера относительно планшета. Эти устройства являются удобными для художников и иллюстраторов, так как помогают им создавать экранные изображения с помощью привычных приемов, наработанных с традиционными инструментами (карандаши, кисти и т. д.) [4, с. 97].

Рисунок 9. Дигитайзер [9]

Графический планшет состоит из пера и плоского планшета, чувствительного к близости пера или к нажатию [10]. Кроме того, может входить в комплект специальная мышь. Она работает не как компьютерная мышь, а лишь на планшете, по такому же принципу, как и перо. Применение мыши вместе с планшетом помогает достичь максимально высокой точности при вводе. По принципу работы выделяются разные типы планшетов, например, электростатические и электромагнитные. Есть планшеты, имеющие перья, которые способны регистрировать силу нажатия [5, с. 144].

Графические планшеты используют для [3, с. 238]:

• создания изображений на компьютере максимально приближенным к созданию на бумаге способом;
• работы с интерфейсами, не нуждающимися в относительном входе;
• перенос изображений в компьютер и т. д.

Цифровой фотоаппарат – это фотоаппарат, в котором для сохранения изображений применяется массив полупроводниковых светочувствительных элементов, которые называют матрицей, на которую фокусируется изображение с применением системы линз объектива (рис. 10). Полученные изображения сохраняются в виде файлов в памяти фотоаппарата или на дополнительном носителе, вставленном в фотоаппарат.

Рисунок 10. Цифровой фотоаппарат [9]

Главным параметром цифровых фотоаппаратов считается разрешающая способность, связанная напрямую с числом ячеек ПЗС в матрице. Лучшие потребительские модели имеют 2 – 16,6 млн ячеек ПЗС и, таким образом, обеспечивают разрешение изображений до 4992×3328 точек. У профессиональных моделей данные параметры выше [4, с. 97].

2.2 Устройства ввода звуковых данных

Микрофоном называется электроакустический прибор для преобразования звуковых колебаний в электрические (рис. 11). Он используется в телефонии, телевидении, радиовещании, системах звукозаписи и звукоусиления [3, с. 211].

Рисунок 11. Микрофон [9]

Принцип действия микрофонов состоит в преобразовании звуковых колебаний в электрические так, чтобы информация, содержащаяся в звуке, не была заметно изменена. Чтобы этого достичь, микрофон должен отвечать данным требованиям [9]:

• при рабочих уровнях звука микрофоном должен вырабатываться электрический сигнал, превышающий в достаточной мере уровень собственных электрических шумов;
• вырабатываемый сигнал не должен отличаться существенными искажениями;
• микрофоном должны почти без изменений передаваться все звуки;
• частотные составляющие сигнала микрофона должны быть в границах частотного диапазона аппаратуры, к которой его подключили.

Микрофоны отличаются способом преобразования колебаний звукового давления в электрические колебания. С данной точки зрения выделяют электродинамические, электростатические, электромагнитные, пьезоэлектрические, полупроводниковые и угольные микрофоны [3, с. 211].

Вводить изображения и звуки в компьютер можно различными методами, например, применив видеокамеру, цифровую фотокамеру или микрофон. Еще одним полезным устройством является сканер, позволяющий вводить черно-белую или цветную графическую информацию с листа бумаги. Все эти устройства очень ценны для современного человека.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Изучив найденные материалы по теме данной работы, можно подвести итог и сделать определенные выводы.

Существует большое количество устройств ввода данных. Несмотря на то, что иногда принцип действия разных устройств кажется одинаковым, на самом деле любое из них является неповторимым, так как каждое устройство обладает некоторыми качествами, позволяющими пользователю выбрать именно то, что будет для него наиболее оптимально в работе.