2.2.2 Трекбол.

Трекбол (Trackball) представляет собой «перевернутую» мышь, так как у него приводится в движение не корпус устройства, а только его шар увеличенного по сравнению с мышью размера, что позволяет существенно повысить точность управления курсором. Первое устройство подобного типа было разработано компанией Logitech. Миниатюрные трекболы получили сначала широкое распространение в портативных ПК. Встроенные трекболы могут располагаться в самых различных местах корпуса ноутбука, внешние крепятся специальным зажимом, а к интерфейсу подключаются кабелем. Большого распространения в ноутбуках трекболы не получили из-за своего недостатка — постепенного загрязнения поверхности шара и направляющих роликов, которые бывает трудно очистить и, следовательно, вернуть трекболу былую точность. Впоследствии их заменили тачпады и трекпойнты.

2.2.3. Тачпад, трекпойнт

Трекпойнт (TrackPoint)— координатное устройство, впервые появившееся в ноутбукахIBM, представляет собой миниатюрныйджойстикс шершавой вершиной диаметром 5-8 мм. Трекпойнт расположен на клавиатуре между клавишами и управляется нажатием пальца.

Тачпад (TouchPad)представляет собой чувствительную контактную площадку, движение пальца по которой вызывает перемещение курсора. В подавляющем большинстве современных ноутбуков применяется именно это указательное устройство, имеющее не самое высокое разрешение, но обладающее самой высокой надежностью из-за отсутствия движущихся частей.

Оба эти устройства предполагают наличие определенной тренировки для обращения с ними, однако по надежности и малогабаритности остаются вне конкуренции.

2.2.4. Джойстики.

Джойстик (Joystick),или рычажныйманипулятор, является аналоговым координатным устройством ввода информации.

Практически любую современную модель джойстика технически можно представить как два реостатных датчика, для питания которых используется напряжение +5 В. Рукоятка джойстика связана с двумя переменными резисторами, изменяющими свое сопротивление при ее перемещении. Один резистор определяет перемещение по координате X, а другой — по Y. В задачу адаптера джойстика входит преобразование изменения параметра сопротивления в соответствующий цифровой код. Дизайн джойстиков практически не влияет на их внутреннее устройство.

По разнообразию внешнего дизайна джойстики, пожалуй, самые многоликие устройства в ПК. В зависимости от класса игр, на которые они ориентированы, джойстики могут иметь вид ручки управления, штурвала самолета, руля автомобиля (плюс набора педалей к нему), плоской площадки с кнопками (Game Pad) и др

2.3. Ска­не­ры.

Сканером называется устройство для ввода в компьютер изображений, нанесенных на прозрачной или непрозрачной плоской поверхности. Они позволяют вводить в компьютер изображения текстов, рисунков, слайдов, фотографий, чертежей и другой графической информации. В большинстве устройств для преобразования изображения в цифровую форму применяются матрица или линейка светочувствительных элементов на основе ПЗС — приборов с зарядовой связью (CCD — Charge-Coupled Device).

По способу перемещения считывающей головки и носителя изображения друг относительно друга сканеры подразделяются на: ручные (Handheld), рулонные (Sheet-Feed), планшетные (Flatbed), а также проекционные.

Основным отличием планшетных сканеровявляется то, что их сканирующая головка перемещается относительно бумаги с помощью шагового двигателя, а изображение при помощи системы призм или зеркал проецируется на линейку ПЗС. Разрешение планшетных сканеров, как правило, определяется числом чувствительных элементов в линейке ПЗС, причем если ширина сканируемой области меньше ширины линейки, то используется только часть фотоэлементов.

Работа рулонных сканеровчем-то напоминает работу факса. Сканирование документов осуществляется при протягивании их через такое устройство.

У проекционных сканеров, которые больше всего напоминают своеобразный проекционный аппарат, перемещается только сканирующее устройство. Разновидностью проекционных сканеров являются слайд-сканеры, предназначенные для сканирования фотопленок. В области высококачественной полиграфии используются барабанные сканеры, в которых в качестве светочувствительного элемента используется фотоэлектронный умножитель (ФЭУ).

Принцип работы однопроходного планшетного сканера состоит в том, что вдоль сканируемого изображения, расположенного на прозрачном неподвижном стекле, движется сканирующая каретка с источником света. Отраженный свет через оптическую систему сканера (состоящую из объектива и зеркал или призмы) попадает на три расположенных параллельно друг другу фоточувствительных полупроводниковых элемента на основе ПЗС, каждый из которых принимает информацию о RGB-компонентах цвета. В трехпроходных сканерах используется всего одна линейка ПЗС и лампы разных цветов или соответствующие светофильтры.

В основу работы ПЗС положена зависимость проводимости p—n-перехода обыкновенного полупроводникового диода от степени его освещенности. На p—n-переходе создается заряд, который рассасывается со скоростью, зависящей от освещенности. Чем выше скорость рассасывания, тем больший ток проходит через диод. Каждая строка сканирования изображения соответствует определенным значениям напряжения на ПЗС. Затем следует обработка аналогового сигнала с целью коррекции цветопередачи, после чего он поступает на аналого-цифровой преобразователь (АЦП). Затем цифровая информация передается в ПК по используемому сканером интерфейсу. Операционная система Windows 95/98/NTи прикладные программы взаимодействуют со сканером через программный интерфейс TWAIN.

Для сканирования прозрачных изображений, например слайдов, в планшетных сканерах применяются слайд-модули, в которых поверх сканируемого изображения параллельно движению ПЗС-линейки перемещается дополнительная лампа.

К числу основных характеристик сканеров относятся: разрешение,глубина цвета, или разрядность, размер области сканирования, интерфейс, качество драйверов сканера, количество и качество прилагаемого ПО.

Разрешение характеризует величину самых мелких деталей изображения, передаваемых при сканировании без искажений. Измеряется обычно в dpi — числе отдельно видимых точек на дюйм изображения (dot per inch). Существует несколько видов разрешения, указываемого производителем сканеров.

Оптическое разрешение определяется плотностью элементов в ПЗС-линейке и равно количеству элементов ПЗС-линейки, деленному на ее ширину. Оно является самым важным параметром сканера, определяющим детальность получаемых с его помощью изображений. В силу этого не всегда приводится в рекламной информации производителем или продавцом сканера, стремящимся завысить его реальные характеристики. В массовых моделях сканеров обычно оно бывает равно 100 или 200 для ручных и рулонных сканеров и 300, 600 или 1200 dpi для планшетных сканеров. Сканирование всегда следует выполнять с разрешением, кратным оптическому, при этом интерполяционные искажения будут минимальны. Если же, например, на сканере с 300 dpi надо отсканировать изображение с 200 dpi, то оптимальнее будет выполнить сканирование с 300 dpi, а затем программным путем в пакете обработки (Adobe Photoshop, Paint Shop Pro, Ulead Photo Impact, Thumbs Plus и т. п.) понизить разрешение до 200 dpi.

Механическое разрешение определяет точность позиционирования каретки с ПЗС-линейкой при перемещении вдоль изображения. Механическое разрешение обычно в 2 раза больше оптического, что дает повод изготовителю сканера вводить в заблуждение покупателя тем, что сканер имеет «оптическое разрешение 300х600 dpi», хотя без интерполяции на таком сканере можно сканировать только с разрешением 300 dpi.

Интерполяционным называется разрешение, полученное путем 16-кратного программного увеличения изображения. Оно не несет в себе абсолютно никакой дополнительной информации об изображении по сравнению с реальным разрешением, причем в специализированных пакетах операция масштабирования и интерполяции выполняется зачастую качественнее, чем драйвером сканера. Указанное на коробке планшетного сканера значение интерполяционного разрешения в 4800 dpi может ввести в заблуждение покупателя, так как реальное оптическое разрешение устройства может быть всего 300 dpi.

Глубина цвета, или разрядность, характеризует количество бит, применяемых для хранения информации о цвете каждого пиксела. Черно-белые сканеры имеют один разряд, монохромные, как правило, 8 разрядов, а цветные сканеры, как минимум, 24 разряда (по 8 бит на хранение каждой из RGB-компонент цвета пиксела). Более совершенные сканеры могут иметь разрядность 30 или 36 (по 10 или 12 бит на каждый канал). При этом их внутренняя разрядность может быть выше внешней: «лишние» разряды используются для выполнения цветовой коррекции изображения до передачи в компьютер, хотя такая практика в основном характерна для дешевых моделей. Профессиональные и полупрофессиональные сканеры имеют и внешнюю разрядность 30 или 36 бит (а некоторые модели стоимостью свыше $10000 — и до 48 бит).

Размер области сканирования. Для бытовах планшетных сканеров наиболее распространены форматы A4 и (существенно реже) A3, для рулонных сканеров — A4, а для ручных сканеров область сканирования составляет обычно полосу шириной 11 см.

Интерфейс. Для подключения сканеров в настоящее время применяют следующие интерфейсы.

Собственный (Proprietary) интерфейс разработчика сканера, применявшийся в ранних моделях планшетных и ручных сканеров. Как правило, представлял собой специализированную плату на шине ISA, для работы которой требовался драйвер. После прекращения выпуска таких сканеров прекращался и выпуск новых драйверов для них, что делало невозможным использовать выпущенный в эпоху Windows 3.1 сканер под Windows NT, OS/2 или Linux.

С параллельным портом EPP (LPT, или ECP) выпускаются самые младшие модели в семействах планшетных сканеров различных производителей. Сканеры с таким интерфейсом имеют, как правило, посредственные характеристики и рассчитаны на выполнение несложных работ наподобие сканирования небольших фотографий или нескольких страниц текста. Использование параллельного порта совместно с принтером и дополнительными устройствами (например, Iomega Zip) часто приводит к трудноразрешимым аппаратным конфликтам и несовместимости.

Сканеры с интерфейсом PCMCIA встречаются редко. Для владельцев ноутбуков предпочтительнее использовать сканеры с интерфейсом SCSI, подключая их посредством SCSI-адаптера в конструктиве PCMCIA, или в крайнем случае сканеры с LPT-интерфейсом.

Интерфейс SCSI является стандартом для подключения высококачественных и высокопроизводительных устройств, обеспечивает межплатформенную совместимость сканера и его малую зависимость от смены операционной системы. К SCSI-сканерам обычно прилагается SCSI-плата на шине ISA, хотя такой сканер можно подключать и к полнофункциональным SCSI-контроллерам на шине PCI (рекомендуются платы производства Adaptec, хотя устройства от Symbios Logic, BusLogic и других производителей также показывают неплохую совместимость). Большинство 30- и 36-разрядных сканеров с разрешением 600 dpi и выше выпускаются с этим интерфейсом.

Интерфейс USB — это новый интерфейс для подключения сканеров, активно рекомендуемый спецификациями PC98 и PC99 (см. Настольный ПК), однако пропускная способность USB недостаточно велика для подключения высокопроизводительных сканеров.

Качество драйвера. Все современные сканеры обмениваются данными с прикладными программами под Windows 9Х и Windows NT при помощи программного интерфейса TWAIN, однако предоставляемый драйвером набор функций может быть разным, его обязательно следует уточнить при выборе сканера. Среди них наиболее важны:

возможность предварительного просмотра изображения с выбором области сканирования и количества цветов;

возможность регулировки яркости, контраста, и нелинейной цветовой коррекции (обычно задаваемой в виде кривых);

возможность подавления муара при сканировании изображений с печатным растром;

возможность простейших преобразований изображения (инверсия, поворот и т. п.);

возможность сетевого сканирования;

возможность режимов автоматической коррекции контраста и цветопередачи;

возможность работы сканера (в сочетании с принтером) в режиме копира;

возможности по цветокалибровке как сканера, так и всей системы;

возможности по пакетному сканированию;

возможности тонкой настройки фильтров и параметров цветокоррекции.

Количество и качество прилагаемого к сканеру ПО. Традиционно в комплекте со сканерами поставляются ПО обработки изображений (Adobe PhotoDeluxe или Photoshop LE, ULead Photo Impact и др.) ипрограмма оптического распознавания текста(OCR — Optical Character Recognition). В комплект ПО обычно входят две таких программы: англоязычная (Xerox TextBridge или Caere OmniPage Pro) и предназначенная для распознавания русских текстов программа OCR отечественной разработки, обычно — одна из версийFineReaderпроизводства ABBY Software.

В настоящее время высококачественные профессиональные и полупрофессиональные планшетные сканеры производят компании Agfa, Linotype-Hell, Microtek (ряд моделей известны под OEM-логотипом NeuHouse), Umax; рассчитанную на массового пользователя технику выпускают компании Artec, Epson, Genius, Hewlett-Packard, Mustek, Plustek, Primax и другие компании. Многие из этих компаний производят также слайд-сканеры. Более узкоспециализированные изделия, такие как барабанные сканеры или сканеры для обработки широкоформатных чертежей, стоят десятки и сотни тысяч долларов и выпускаются ограниченным кругом компаний.

3. Цифровые камеры.

Цифровые камеры позволяют оперативно и без использования дорогостоящих, длительных и вредных для здоровья химических процессов получать в цифровой форме качественные фотографии. Цифровые камеры существовали и раньше, однако областью их применения были профессиональные репортажные и студийные съемки, стоимость такой камеры превышала 5-10 тысяч долларов. Только в последнее время появились недорогие (от $100 до $1500), компактные и простые в обращении устройства, позволяющие получать полноцветные изображения с разрешением от 320 x 200 до 1600 x 1280.

Принцип работы цифровой камеры аналогичен принципу работы фотоаппарата: оптическая система проецирует уменьшенное изображение на матрицу из светочувствительных элементов ПЗС (CCD) или КМОП (CMOS). Далее оцифрованное изображение сжимается в формат JPEG, FlashPix или аналогичный им и затем записывается в память камеры, емкостью которой и определяется количество снимков. Для передачи в ПК записанного в памяти камеры изображения могут использоваться различные носители и интерфейсы.

 Основные характеристики цифровых камер.

• Разрешение. Разрешение определяет величину захватываемого камерой изображения в пикселах. Для камер низкого и среднего разрешения эта характеристика может составлять 320 x 200, 640 x 480, 768 x 576, 800 x 600 и 1024 x 768 пикселов. Камеры высокого разрешения (1280 x 960, 1280 x 1024 и больше) называют также мегапиксельными (Mega-pixel), поскольку число точек формируемого ими изображения превышает 1 млн. Сфера применения камер низкого и среднего разрешения — изготовление любительских фотографий для показа на экране ПК и размещения в Интернете; мегапиксельные камеры позволяют получать изображение, вполне пригодное для распечатки в формате фотографии 10 x 15 или большем на фотопринтере, а также для публикации в печатных изданиях.

• Тип используемого светочувствительного элемента. В настоящее время используются светочувствительные элементы двух типов: матрицы на основе приборов с зарядовой связъю — ПЗС (CCD — Charge-Coupled Device) или КМОП-полупроводников (CMOS — Complementary Metal-Oxide Semiconductor). КМОП-матрицы являются более дешевыми в производстве, но дают изображение существенно худшего качества.

• Способ хранения изображения. Полноцветное изображение с высоким разрешением требует для своего хранения большой объем памяти. Например, для хранения изображения 1280 x 1024 пикселей в 24-битном цвете требуется свыше 3,9 Мбайт памяти. Для экономии памяти при хранении изображений в камере они сжимаются по алгоритму JPEG, который допускает потерю мелких деталей в изображении. От используемой степени сжатия и качества реализации алгоритма сильно зависит качество получаемого изображения.

• Емкость и тип используемой для хранения снимков памяти. Несмотря на использование сжатия, изображения все равно занимают очень много места. Так, кадр размером 1280 x 1024 пикселей даже после сжатия требует свыше 600 Кбайт. Емкость памяти и тип используемого носителя информации определяет количество кадров (в разных моделях от 2 до 100), которое способна снять камера без перезарядки носителя информации. Распространены следующие носители информации:

• дискета на 1,44 Мбайт (камеры семейства Sony Mavica), достоинства которой — приемлемая стоимость и абсолютная совместимость с любым ПК, недостатки — малая емкость и недостаточная скорость работы.

модули флэш-памяти в формате Miniature Card. Имеют емкость до 64 Мбайт, используют для записи файлов собственную файловую систему FTL, для связи с ПК применяют адаптер для USBилиPCMCIAType II. Формат разработан и активно продвигается корпорациейIntel, модули памяти имеют умеренную стоимость;

• модули флэш-памяти в формате CompactFlash. Имеют емкость до 32 Мбайт, совместимы с ATA-диском и файловой системой MS-DOS. Для связи с ПК используют адаптер PCMCIA Type II. Формат разработан компанией SanDisk, известным производителем флэш-дисков SSD (Solid State Disk). Модули в этом формате на сегодняшний день самые дорогие;

• модули флэш-памяти в формате SmartMedia или SSFDC (Solid State Disk Floppy Disk Card). Имеют емкость до 16 Мбайт, совместимы с ATA-диском и файловой системой MS-DOS. Для связи с ПК используют адаптер на основе типоразмера 3,5-дюймовой дискеты, с которым можно работать в любом дисководе, а также адаптер PCMCIA Type II. Формат разработан компанией Toshiba. Он обещает стать самым недорогим и удобным форматом переноса данных;

• сверхминиатюрные дисковые накопители. Компания IBM выпустила 340 Мбайт жесткий диск Microdrive в конструктиве CompactFlash размером 43 x 37 5 мм, компания Iomega — 40 Мбайт накопитель Click! со сменными дисками.

• Интерфейс для связи с компьютером. Для этих целей могут использоватьсяCOMиLPT-порты, шина USB, адаптер PCMCIA, а также адаптеры для сменных носителей информации.

• Время между кадрами. Этот параметр может меняться от долей секунды до десятков секунд и даже минут из-за того, что за время между кадрами камера должна успеть вернуть светочувствительный элемент в рабочее состояние, а также сжать и записать в память предыдущий кадр.

• Качество оптики и конструкции. Некоторые дешевые камеры по качеству оптической системы аналогичны обыкновенным фотоаппаратам-«мыльницам»; мегапиксельные камеры создаются на основе высококачественных зеркальных фотоаппаратов (Nikon, Kodak, Olympus и некоторых других).

Большинство производителей сканеров одновременно занялось и производством цифровых камер (AGFA, Epson,Hewlett-Packard,Mustek), к ним же присоединились известные производители фото- и видеокамер (Kodak,Minolta, Olympus, Pentax, Polaroid,Sony), а также другие электронные компании (Casio,Samsung,Toshiba).

3. Уст­рой­ст­ва вы­во­да ин­фор­ма­ции.