Цифрові фото і відеокамери

О дним з пристроїв введення інформації, що набуває широкого поширення, особливо у видавничій діяльності є цифрові фото- та відеокамери. Вони мають, порівняно з традиційними, ряд переваг: більшу точність кольоропередачі, нижчу собівартість відбитку, значне скорочення часу передачі інформації. Переважна більшість цифрових фотокамер працює по принципу формування зображення на матриці, яка складається з світлочутливих елементів. Кадри, знімки передаються в комп'ютер, або записується в постійну пам'ять камери.

Джойстик

Джойстик ( в перекладі з англійської: joy -радість, stick - палка) - це координатний пристрій введення інформації, що використовується для комп'ютерних ігор. Джойстики бувають кнопкові та важільні (мал. 1.21).

2.2. Пристрої виведення інформації. Дисплей

Найважливішою з периферійних систем є відеосистема, що призначена для виводу текстової і графічної інформації. Відеосистема складається, в основному, з двох частин: відеоадаптера і дисплею. Відеоадаптер - це електронна схема, яка взаємодіючи з процесором, формує зображення. Дисплей візуалізує сформоване зображення на екрані.

Дисплеї за принципом роботи поділяють, як такі що діють:

• на основі електронно-променевих трубок;

• на рідких кристалах.

Більшість сучасних настільних комп'ютерів використовують монітори на базі електронно-променевих трубок (ЕПТ), завдяки їхній низькій вартості та великим графічним можливостям. До речі, ЕПТ була створена сто років тому (в 1897 році) німецьким вченим Карлом Фердинандом Брауном. Принцип дії моніторів на базі ЕПТ з того часу мало змінився. Він полягає в тому, що пучок електронів, які вилітають з електронної пушки, потрапляючи на екран, що вкритий люмінофором, викликають його світіння. На шляху пучка електронів переважно знаходяться допоміжні електроди: відхиляюча система, яка дозволяє змінити напрям пучка і модулятор, який регулює яскравість зображення.

Будь-яке текстове чи графічне зображення на екрані монітора комп'ютера складається з великої кількості дискретних точок люмінофора, які називаються пікселями (pixel-picture element). Піксель є найменшим елементом зображення. Тому такі дисплеї ще називають растровими (растр - сукупність пікселів). Електронний промінь в такому випадку періодично сканує весь екран, утворюючи на ньому близько розміщені елементи зображення.

Важливими характеристиками дисплею є:

• роздільна здатність;

• кадрова частота;

• розмір екрану по діагоналі.

Роздільна здатність - це величина, яка визначається числом елементів зображення (пікселів) на екрані, котрі встановлюються по горизонталі і вертикалі. Наприклад, 640х480 означає, що роздільна здатність - 640 пікселів по горизонталі та 480 пікселів по вертикалі.

В процесі виведення одного кадру зображення, промінь рухається по зигзагоподібній траєкторії від лівого верхнього кута до правого нижнього. Прямий хід променя по горизонталі здійснюється сигналом горизонтальної, а по вертикалі - вертикальної розгортки.

Кадрова частота - це кількість кадрів, які відображаються на екрані протягом однієї секунди. Вона вимірюється в герцах, і значно впливає на стійкість зображення. Як відомо, око людини сприймає зміну зображення з частотою вищою 20-25 герц, як неперервне зображення. Чим вища частота кадрів, тим зображення стійкіше. Так, згідно зі стандартом VESA, рекомендовано використовувати для розподільної здатності 640х480 та 800х600 частоту кадрової розгортки не менше 72 герц, а для розподільної здатності 1024х768 - 70 герц.

Р озмір екрану по діагоналі - це довжина діагоналі екрану в дюймах. Відповідно до довжини діагоналі, дисплеї поділяють на: 9", 14", 15", 17", 19", 20" та 21". Дисплеї з великим розміром діагоналі є більш зручними, оскільки дозволяють в більшому масштабі переглядати дрібні деталі зображення, їх широко використовують в графічних і видавничих програмах, завданнях САПР та ін.

Монохромні монітори можуть використовувати люмінофор не тільки білого, але і, наприклад, янтарного кольору.

Кольоровий монітор працює аналогічно до монохромного. В ньому використовують три електронні пушки із окремими схемами керування. На поверхню екрану нанесений люмінофор трьох основних кольорів: червоного, зеленого і синього. У кожному кольоровому кінескопі є тіньова маска, або апертурна решітка. Вона служить для того, щоб промені електронних пушок потрапляли тільки в точки люмінофору відповідного кольору. Якщо тіньова маска має систему отворів, то апертурна решітка утворює систему щілин, які виконують ту ж саму функцію. На базі основних кольорів синтезується кольорове зображення.

За інших рівних умовах чіткість зображення на моніторі тим вища, чим менші розміри точок люмінофору на внутрішній поверхні екрану. Звичайно, мова йде не про розміри самих точок, а про відстані між ними. Значення цього параметра для різних моделей моніторів може коливатися від 0,41 до 0,25 мм, а для хороших моделей діапазон істотно зменшується - від 0,28 до 0,25 мм.

Сучасні моделі дисплеїв відповідають стандарту MPR-II, який істотно обмежує рівень шкідливих випромінювань на користувача. Дисплеї, що відповідають цим вимогам, називають Low Radiation (LR).

Одним з найбільш перспективних напрямів розвитку пристроїв відображення є плоскі екрани, в яких використано рідкі кристали (РК) (мал. 1.23). Рідкокристалічні екрани зараз складають більшу половину ринку моніторів для портативних комп'ютерів. Деякі моделі "зелених" (екологічно безпечних для користувача і середовища) настільних комп'ютерів також використовують РК-екрани.

Для реалізації дисплеїв використовують декілька типів рідких кристалів. При відсутності електричного поля молекули цих речовин утворюють скручені спіралі, які називають -Super Twisted Nematic (STN, Triple Super Twisted Nematic (TSTN) і т.д.

Кожна точка зображення на рідкокристалічному дисплеї являє собою відповідний РК елемент (STN або TSTN). Отже весь екран дисплею - це матриця (двомірна таблиця) цих елементів. Принцип роботи такого дисплею полягає в проходженні чи непроходженні світлових променів через намагнічений РК -елемент. Керують намагніченістю елементів прозорі електроди, що утворюють дві площини, між якими знаходиться матриця РК - елементів. Існує два основних методи, що використовуються для адресації РК-елементів: прямий (або пасивний) і непрямий (або активний). Ці методи мають багато спільного, але між ними є деякі відмінності. При використанні прямої адресації елементів матриці кожна точка зображення, що вибирається, активується подачею напруги на відповідний адресний (прозорий) провідник - електрод для рядка і відповідно для стовпчика. При такому способі керування точкою зображення кажуть також, що використовується пасивна матриця РК - елементів. Цей метод має деякі недоліки: неможливо досягнути високої контрастності зображення, так як електричне поле виникає не тільки в точці перетину адресних провідників, але й на всьому шляху поширення струму, зміна зображення при цьому виконується досить інерційно.

Ці недоліки усунені в РК-дисплеї з активною матрицею. При такій реалізації кожним РК -елементом керують окремі електронні ключі, які переважно реалізовані на тонкоплівкових польових транзисторах TFT, Thin Film Transistor. Така конструкція дозволяє виводити кольорові зображення, при цьому для кожного з основних кольорів (червоний, зелений і синій) використовується три TFT транзистори і відповідний фільтр.