Смагин М.С. Вычислительные машины, системы и сети (1088253), страница 20
Текст из файла (страница 20)
Вопервых, специфичная манера работы с нею может привести к специфическойусталости руки и появлению весьма неприятных мозолей, знакомых людям,131много работающим за компьютером. Во-вторых, нормальная работа мышитребует наличия свободного пространства на рабочей поверхности, что невсегда возможно. Ну и, кроме того, в тех случаях, когда площадь экрана несоответствует размерам коврика мыши, она часто упирается в его пределы,приходится её отрывать от поверхности и заново ставить в другой точке свободного пространства.Этих недостатков лишен другой инструмент ввода позиционной информации – трекбол. Трекбол представляет собой как бы мышку наоборот.Основной блок статично лежит на столе, а сверху расположен шарик, который пользователь вращает пальцами.Рис.54 Трекбол “Logitech Trackman Wheel”Впервые трекбол был использован в 1952 г.
при разработке специализированной ЭВМ DATAR для нужд канадского флота. Примечательно, чтошариком для первого трекбола послужил бильярдный шар.По техническому устройству и принципу работы трекбол не сильно отличается от мыши. Трекболы также бывают механическими, оптическими илазерными. Следует лишь отметить, что поскольку механические и оптиче132ские характеристики поверхности шарика стандартны и слабо меняются впроцессе эксплуатации, трекболы, как правило, обладают большей разрешающей способностью, чем аналогичные им по принципу работы мыши. Основным недостатком трекбола является необходимость чистки шарика, собирающего грязь с касающихся его пальцев. Однако у современных трекболовэта процедура не требует больших затрат времени и сил. Ещё одним недостатком трекболов, является их сравнительно высокая цена, превышающаяцену аналогичных им по техническому устройству мышей.Ещё одним довольно известным и широко применяемым средствомввода позиционной информации является графический планшет или дигитайзер.
Внешне он представляет собой пластину с чувствительной поверхностью, и специальное перо, предназначенное для рисования по ней.Рис.55 Графический планшет Wacom Intous 4SПервый графический планшет для компьютера был разработан в1957 г. и использовался для распознавания рукописного текста. Современныепланшеты позволяют также вводить графические изображения, обеспечиваяпрямой перенос рисунков с поверхности планшета непосредственно на экранкомпьютера. Таким образом, графический планшет является как бы универ133сальным средством, пригодным для ввода как позиционной, так и символьной, а также графической информации.Основным достоинством графических планшетов является их высокаяразрешающая способность, достигающая у лучших моделей значения в10000 DPI. Кроме того, современные графические планшеты позволяют регистрировать такие параметры как давление пера на рабочую поверхность,наклон пера и сила сжатия пера рукой.
Многие современные графическиепланшеты, помимо пера, комплектуются также специальной мышью. Однакопринцип работы таких мышей существенно отличается от описанных выше,поэтому в качестве коврика они могут использовать только сам планшет. Сдругой стороны их разрешающая способность будет равна разрешающейспособности планшета.Чаще всего графические планшеты используются для работы с графикой, а также с особо сложными и дорогими системами автоматизированногопроектирования. Сами графические планшеты также довольно дороги.
Ценысамых дешёвых моделей сравнимы с ценами самых дорогих моделей мышейи трекболов.В приведённой ниже таблице приведены основные характеристики современных средств ввода позиционной информации.НаименованиеРазрешениеЦенаМышь400-5000 DPIНизкаяТрекбол800-5000 DPIСредняяГрафическийпланшет5000 – 10000 DPIВысокаяСферыпримененияБытовые и игровыеПЭВМПрофессиональныеПЭВМСпециализированныерабочие станцииТребовательностьк площадирабочего местаВысокаяНизкаяСредняяПод бытовыми ПЭВМ понимаются компьютеры, эксплуатируемые врежиме низкой интенсивности 2-3 часа в сутки.
Под профессиональными, −эксплуатируемые в режиме высокой интенсивности в течение рабочего дня(8 часов в сутки). А специализированными рабочими станциями будем счи134тать ПЭВМ, оснащённые программными или аппаратными средствами предметной специализации и предназначенные для решения задач, требующихвысокоточного ввода позиционных данных.Устройства ввода графической информацииГрафические планшеты, как уже говорилось выше, являются универсальными устройствами, пригодными для ввода не только позиционной исимвольной, но и графической информации. Художник может рисовать напланшете, и его рисунок будет тут же сохраняться в памяти ЭВМ. Кроме того, с помощью графического планшета можно копировать рисунки, − достаточно положить рисунок на планшет и провести пером по линиям на рисунке.
Такой способ, однако, весьма сложен и трудоёмок, к тому же требуетбольших затрат времени. Очевидно, что необходимость решения задачи ввода графической информации подвигла инженеров и учёных на разработкуспециализированных устройств, обеспечивающих решение задачи ввода графической информации за гораздо меньшее время.
Такие устройства называются сканерами.Сканер выполняет задачу считывания графического изображения ствёрдого носителя, её оцифровки и переноса в ЭВМ. Впервые эта задача была решена в 1957 г. в рамках разработки, выполнявшейся в Национальномбюро стандартов США под руководством Рассела Кирша. Первой в мире отсканированной фотографией была чёрно-белая фотография его трёхмесячного сына Валдена. После оцифровки и записи в ЭВМ её разрешение составило176 на 176 пикселей.Принцип работы сканера, предложенный Киршем и его сотрудникамис тех пор не изменился. Белый свет от источника излучения падает на носитель с изображением. Как известно из физики, цветность изображений определяется длиной электромагнитных волн оптического диапазона, которыеотражаются тем или иным участком поверхности носителя.
Разные участкиотражают волны с длинами, соответствующими разным цветам, и наблюда135тель может наблюдать изображения с элементами различного цвета. Световые волны, отражённые от носителя, попадают на считывающий элемент,преобразующий оптическое излучение в электрический сигнал, который вдальнейшем оцифровывается.Основными характеристиками современных сканеров являются: разрешающая способность, динамический диапазон и глубина цвета.Разрешающая способность современных сканнеров измеряется в количестве пикселей, распознаваемом сканнером на одном линейном дюйме поверхности. Сокращённо это величина обозначается как PPI (Pixels per inch –пикселей на дюйм). Т.е. если линия длиной один дюйм распознаётся сканером как линия из 1000 точек, то разрешающая способность сканера составляет 1000 PPI.Разрешающая способность современных сканнеров варьируется от нескольких сотен до 10-12 тысяч PPI. Однако производители зачастую завышают показатели разрешающей способности, указывая в документации насканеры так называемую «интерполяционную разрешающую способность».При использовании интерполяции более высокая разрешающая способностьдостигается за счёт дополнительной математической обработки сканированного изображения.
Данная характеристика относится не столько к техническим характеристикам сканнера, сколько к его программному обеспечению,и, теоретически, может принимать сколь угодно большие значения.Второй важной характеристикой сканеров является динамический диапазон. Он определяет количество градаций серого, которые различает сканерв диапазоне от чёрного до белого. Данная характеристика определяется чувствительностью считывающего элемента, преобразующего свет, отражённыйот носителя, в электрический сигнал, и разрядностью аналого-цифровогопреобразователя, используемого для оцифровки получаемого сигнала.
Разница в количестве градаций серого, различаемых профессиональной и бытовойтехникой, может достигать весьма существенных значений. Поэтому, для сокращения и обеспечения единства порядка обозначения, в документации ука136зывают не сами значения, а их десятичный логарифм, сопровождая его латинской буквой D. Так, если сканер различает 256 градаций серого, в документации будет указано 2,4 D, а если 65536 градаций, − 4,8 D.С динамическим диапазоном тесно связана ещё одна важная характеристика сканера − глубина цвета. Глубина цвета − это количество различныхцветов, распознаваемых сканером. Оно, в свою очередь, определяется динамическим диапазоном считывающего устройства, принимающего свет, отражённый от носителя и раскладывающего его на цветовые составляющие(красный, зелёный и синий). Чаще всего в документации глубину цвета указывают, как количество битов, используемых для цифрового кодированияяркости цветовых составляющих точек сканированного изображения.
Большинство современных сканеров обладают глубиной цвета в 24 бита. Т.е. каждая из составляющих цвета сканируемой точки (красная, зёлёная и синяя)кодируется 8 битами. Это позволяет кодировать около 17 миллионов (еслиточнее, то 16 777 216) цветов и их оттенков. Более дорогие и высококачественные сканеры используют кодирование 36 бит на пиксель, что позволяетим распознавать почти 70 миллиардов цветов.Сканеры подразделяются на несколько различных типов по признакамконструктивного исполнения и технического устройства считывающего элемента.
Однако данные факторы настолько взаимосвязаны, что мы будем рассматривать их в комплексе.Первым рассматриваемым типом являются барабанные сканеры. Этоттип сканеров является наиболее старым, однако используется до сих пор.Конструктивно они представляют собой барабан, на котором размещён носитель изображения. Вдоль барабана перемещается считывающее устройство иосуществляет последовательное сканирование изображения на носителе. Барабан прокручивается с высокой скоростью (до нескольких тысяч оборотов вминуту), подставляя под считывающее устройство разные участки изображения.
В качестве считывающего устройства в барабанных сканерах чаще всегоиспользуется фотоэлектронный умножитель (ФЭУ), электровакуумный при137бор, обладающий высокой чувствительностью к оптическому излучению.Высокая чувствительность ФЭУ позволяет достигать очень высоких показателей разрешающей способности (до 12 000 PPI). Высокий динамическийдиапазон и глубина цвета достигается за счёт их сопряжения с прецизионными аналого-цифровыми преобразователями.С другой стороны, у барабанных сканеров есть ряд недостатков. Основным из них является отсутствие возможности считывания изображений снегибких носителей, что делает их непригодными для сканирования книг.Кроме того, барабанные сканеры представляют собой очень сложные и дорогие устройства, недоступные рядовому пользователю.
Поэтому они используются в полиграфии, картографии, музейном деле а также для сканированиякино- и фотоплёнок.Следующим типом сканеров являются планшетные сканеры. Конструктивно они представляют собой прозрачную плоскость, на которую кладётся носитель, и под которой перемещается считывающее устройство. Ввиду технической простоты и дешевизны в производстве, планшетные сканерыявляются наиболее массовыми и распространёнными. В планшетных сканераиспользуются считывающие устройства двух типов: ПЗС (CCD) и КДИ (CIS).Считывающее устройство ПЗС-типа, представляет собой систему выстроенных в линию фоточувствительных элементов с зарядовой связью.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
