Сканеры

Эти устройства позволяют вводить в ЭВМ образы изображений, представленных в виде текста, рисунков, фотографий и другой графической информации. Подразделяются на ручные и настольные.

Ручной – требует провести головкой по изображению. Ширина захвата – 4 дюйма (10 см); автоматическая склейка изображений.

Настольный имеет 3 разновидности:

• flatbed – напоминает копировальную машину (лист под крышку);

• sheet – fed – напоминает факс – машину (лист протягивается; автоматическая подача страниц);

• overhead – документ кладется изображением вверх; блок сканирования также сверху.

Первыми появились черно – белые . Аппроксимация полутонов производится за счет пространственной интеграции на участке размером 2 х2; 3 х3; 4х4. При этом теряется разрешающая способность.

Полутоновые позволяют получить 16; 64; 256 оттенков.

Разрешающая способность (dot per inch dpi) – 200 – 300; в современных 400; 800 и устанавливается программным путем из ряда 75, 100, 150, 200, 300, 400, 800.

Изображение сканируется за три прохода. В сканерах, имеющих три источника света, изображение сканируется за один проход. Сложность состоит в подборе источников света со стабильными характеристиками. Вместо ПЗС могут использоваться фототранзисторы, 10200 которых, например, расположены в 3 линейки по 3400 в каждой на длине 8,5 дюйма. Три цветных фильтра расположены так, что каждая линейка воспринимает свой цвет. Разрешающая способность 3400/8,5=400dpi. В этом случае удается существенно повысить быстродействие.

Работа прибора с зарядовой связью.

Попадая на участки свет генерирует дырки. Они накапливаются на поверхности, а затем синхронно переносятся с помощью трехфазного генератора тактовых импульсов

Диалоговые устройства ввода

• 1964 году Дуглас Энгельбарт (Douglas Englebart), работавший в Stanford Research Institute (SRI), изобрел мышь. Официально она была названа указателем XY-координат для дисплея. В 1973 году Xerox применила мышь в своем новом компьютере Alto. К сожалению, тогда подобные системы были экспериментальными и использовались только в исследовательских целях.

• 1979 году компьютер Alto и его программное обеспечение были показаны нескольким инженерам компании Apple, в том числе Стиву Джобсу (Steve Jobs). Увиденное, особенно использование мыши в качестве устройства позиционирования для графического интерфейса, произвело на Джобса огромное впечатление. Apple тут же решила ввести это приспособление в свой компьютер Lisa и пригласила к себе на работу около 20 сотрудников компании Xerox.

Сама Xerox в 1981 году выпустила компьютер Star 8010, в котором использовалась мышь. Но этот компьютер оказался слишком дорогим и не имел успеха потому, что, возможно, опередил свое время. Apple выпустила компьютер Lisa в 1983 году, но стоил он около 10 000 долларов. Стив Джобс в это время работал над более дешевым преемником Lisa — компьютером Macintosh, который появился в 1984 году. Сначала этот компьютер не вызвал сенсации, но вскоре его популярность начала расти.

Многие считают, что появление и распространение мыши — это заслуга Apple, но очевидно, что сама идея и технология были заимствованы у SRI и Xerox. Хотя, конечно, операционная система Macintosh, а затем Windows и OS/2 немало способствовали продвижению этой технологии в мире PC-совместимых компьютеров.

Поначалу на рынке PC-совместимых компьютеров мышь не пользовалась особым спросом, но с появлением Windows и OS/2 стала почти обязательной принадлежностью всех систем. Сейчас мышь входит в комплект практически каждого компьютера.

Эти устройства выпускаются различными производителями, имеют самые разнообразные конструкции и размеры. Некоторые компании, взяв за основу стандартную мышь и перевернув ее, создали Trackball. При его использовании вы двигаете рукой шарик, а не все устройство. В большинстве случаев в Trackball установлен шарик гораздо большего размера, чем в стандартной мыши. Что касается дизайна, то Trackball идентичен мыши по базовым функциям и электрической “начинке”, но отличается ориентацией и размером шарика. В настоящее время появились эргономичные модели указательных устройств типа Trackball, а также модели, использующие механизмы оптической регистрации перемещений, применяемые в современных конструкциях мыши компаний Microsoft и Logitech.

Среди производителей этого устройства наиболее крупными являются Microsoft и Logitech. Несмотря на внешнее разнообразие, все устройства работают одинаково. Далее представлены основные компоненты мыши.

• Корпус, который вы держите в руке и передвигаете по рабочему столу.

• Механизм отслеживания перемещения мыши: шарик/ролик или оптические датчики.

Несколько кнопок (обычно две) для подачи (или выбора) команд.

Интерфейс соединения мыши с системой. В традиционных конструкциях для этого используется кабель и разъем; в беспроводных конструкциях применяются радиочастотные или инфракрасные приемопередатчики, расположенные в корпусе мыши и специальном модуле компьютера, который необходим для взаимодействия мыши с системой.

Корпус мыши сделан из пластмассы, и в нем практически нет движущихся компонентов. В верхней части корпуса, под пальцами, располагаются кнопки. Количество кнопок может быть разным, но обычно их только две. Для работы дополнительных кнопок или колеса прокрутки нужны специальные программы, как правило предоставляемые производителем. Хотя в ОС Windows9x/Me/2000/XP и встроена поддержка колеса прокрутки, без драйвера производителя мыши все же не обойтись.

Внизу располагается небольшой покрытый резиной металлический шарик, который вращается при перемещении мыши по столу. Вращение шарика преобразуется в электрические сигналы, которые по кабелю передаются в компьютер.

Оптический метод регистрации перемещений сегодня является одним из самых перспективных. В первых конструкциях оптической мыши компании Mouse Systems, а также некоторых других применялся датчик, для работы которого требовался специальный коврик с координатной сеткой. Это привело к тому, что устройства этой конструкции, несмотря на их высокую точность, не получили достаточно широкого распространения.

Компания Microsoft возобновила производство этих устройств, создав IntelliMouse Explorer. В этой модели, как и в прежних конструкциях оптической мыши, для регистрации перемещений используется оптическая технология. В этой мыши нет движущихся элементов, кроме колеса прокрутки и кнопок, расположенных в верхней части корпуса. Также не требуется и специальный коврик, так как мышь может работать практически на любой поверхности. В этой конструкции вместо относительно простого оптического датчика, который применялся в предыдущих версиях оптической мыши, используется улучшенная модель сканера с зарядовой связью (Charge Coupled Device — CCD). Этот сканер, в сущности, является упрощенной версией датчика видеокамеры, который регистрирует перемещение, отслеживая изменение той поверхности, где расположена мышь. Функцию освещения поверхности выполняет светоизлучающий диод (light-emitting diode — LED).

Модель IntelliMouse Explorer является первой из растущего семейства оптических устройств, созданных компанией Microsoft (существуют и менее дорогие модели, например IntelliMouse Optical и Wheel Mouse Optical). Кроме того, Microsoft производит шаровые указатели (трекболы), также созданные на основе оптической технологии. К другим известным производителям оптической мыши и трекбола относятся компании Logitech, Genius, A4 Tech, SVEN, Kingston, Targus и др. На рис. представлена типичная оптическая мышь.

Благодаря своей универсальности и простому техническому обслуживанию (не говоря уже о непревзойденной точности позиционирования) оптическая мышь является достойным выбором для любой системы, а многообразие моделей позволяет приобрести такую мышь по ценам качественных традиционных устройств.

Хотя кабели бывают разные, их обычная длина составляет 120–180 см. В некоторых моделях вместо кабеля используется инфракрасный или радиопередатчик. Приемник подключается к порту мыши, а в самом манипуляторе с установленной батарейкой содержится компактный передатчик сигналов.

Светоизлучающий диод (СИД), используемый для освещения поверхности

Рис. Оптическая мышь Logitech iFeel (вид снизу)

Взаимодействие мыши и компьютера осуществляется с помощью специальной программы-драйвера, которая либо загружается отдельно, либо является частью системного программного обеспечения. Например, для работы с Windows или OS/2 отдельный драйвер для мыши не нужен, но для большинства DOS-приложений он необходим. В любом случае драйвер (встроенный или отдельный) преобразует получаемые от мыши электрические сигналы в информацию о положении указателя и состоянии кнопок.

Стандартные драйверы Windows Me/2000/XP предназначены для традиционной двухкнопочной мыши с колесом прокрутки или без него. Тем не менее, постоянно выпускаются новые модели с дополнительными кнопками и колесами прокрутки, для использования которых необходим специальный драйвер, поставляемый производителем манипулятора.

Устроена мышь довольно просто: шарик касается двух валиков, один из которых вращается при движении вокруг оси Х, а второй — вокруг оси Y. На оси с валиками насажены небольшие диски с прорезями (“прерыватели”), через которые проходят (или не проходят) инфракрасные лучи от соответствующих источников. При вращении дисков лучи периодически прерываются, что регистрируется соответствующими фотодатчиками. Каждый импульс прошедшего излучения расценивается как один шаг по одной из координат. Такие оптико-механические датчики получили наибольшее распространение. На рис. показан типичный вид мыши.

Сигналы e и f формируются по следующим правилам

;

.

Сигнал e подается на накапливающий, а f на вычитающий входы счетчика. С выхода счетчика снимаются координаты положения курсора.

Интерфейсы мыши

Мышь можно подключить к компьютеру тремя способами:

• через последовательный интерфейс;

• через специальный порт мыши на системной плате;

• через порт универсальной последовательной шины (USB).

При перемещении мыши шарик крутится в направлении движения руки

Компьютер получает сигналы с помощью кабеля, по которому операционной системе передаются данные относительно направления, расстояния и скорости перемещения мыши. Кнопки мыши передают сигналы компьютеру, который, в свою очередь, направляет их программе. Поворот шарика приводит к перемещению пары внутренних роликов, расположенных к шарику под углом 90°. Один ролик контролирует вертикальное перемещение, второй — горизонтальное. Пара роликов соединена с колесом кодирования данных, которое поворачивается наравне с роликами. Металлические контакты вдоль края каждого колеса кодирования взаимодействуют с двумя контактными полосками, при этом возникают электрические сигналы. Количество сигналов соответствует скорости и расстоянию вертикального или горизонтального перемещения мыши