《其他图像输入输出设备概述》由会员分享,可在线阅读,更多相关《其他图像输入输出设备概述(61页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、第五章 其他图像输入输出设备,5.1扫描仪 图像输入设备 只能对静态图像进行扫描 价格低廉 分辨率高,且可调 幅面大,一.扫描仪的种类,手持式扫描仪 诞生于1987年 采用CIS技术,光学分辨率200dpi 结构简单、体积小、重量轻、携带方便、价格便宜,CIS技术,CIS:Contact Image Sensor 触点式图像感光元件 光源:RGB三色LED产生白光 感光材料:硫化镉,线性排列 均匀度差,色彩分辨率差,馈纸式扫描仪,采用CIS技术, 光学分辨率300dpi 满足A4幅面扫描 多用于办公一体机中,鼓式扫描仪,用于专业印刷领域 感光器件:光电倍增管 光学分辨率:1000-8000线
2、性能远高于CCD类产品,笔式扫描仪,底片扫描仪,专门用于扫描照相底片 扫描精度高、速度快 分辨率:2700dpi Nikon Cool Scan 800 ED 底扫,光学分辨率4000dpi,22800,平板扫描仪,诞生于1984年 当今的主流产品 光学分辨率在300dpi-8000dpi,大幅面扫描仪,扫描幅面A0以上 工程图纸扫描 多数为灰度扫描仪 分辨率:200dpi或400dpi,条码扫描仪,实物扫描仪,Hitachi BS20U 0.8秒内实现120万象素,3D扫描仪,生成三维坐标数据 机械式:机械臂触摸物体表面 激光式:激光代替机器臂 扫描时间长,二.扫描仪的性能,传感器性能比较,
3、接口,USB接口:常见 SCSI接口:高档次扫描仪 IEEE1394接口:较少,分辨率,由硬件水平所决定 水平分辨率由CCD分辨率及硬件电路决定 垂直分辨率由传动机构精密度决定 平板扫描仪分辨率:600dpi、1200dpi、2400dpi,色彩深度,有30位和36位等规格 实际输出时会有所降低,幅面大小,最多的是A4幅面 专业照片扫描仪幅面略大于5寸照片 大幅面扫描仪:0号或1号图纸 价格以几何级数上涨,软件,接口软件:TWIN标准 识别软件:OCR,去网纹,网纹产生原因:印刷品图像由有规则的微小斑点组成,产生莫尔条纹。 去除方法:软件或硬件,5.2 摄像机,先于数码相机产生 早期使用真空摄
4、像管,目前是CCD 记录介质:录像带,存储卡,硬盘 分辨率:家用150万像素,数码影像的输出设备,显示设备,如CRT屏幕显示、液晶显示等 投影设备,如液晶投影等 打印或印相设备,如打印机、数字彩扩系统等,5.4显示设备,阴极射线管CRT(Cathode Ray Tube) 液晶显示LCD(Liquid Crystal Display) 等离子体显示(Gas-Plasma) 场致发光EL显示(Electro Luminescent),一.阴极射线管显示器CRT,80多年的历史 高可靠性,高性能价格比 目前最主要的显示设备 品种很多、性能各异,性能屏幕尺寸,以显像管的对角线长度来衡量 单位:英寸
5、边框占据一部分空间 15英寸:可视范围13.8英寸 17英寸:可视范围在15.816英寸之间 19英寸:可视范围18英寸左右,性能分辨率,点距 :同一像素中两个颜色相近的荧光点间的距离 .25 .28 .31等 最大应用分辨率=屏幕大小/点距,性能屏幕形状,早期CRT是球面屏幕 平面直角 柱面显像管 :特丽珑(Trinitron) ,钻石珑(Diamondtron),性能刷新频率,电力工频50Hz 刷新频率超过工频10Hz 性能-扫描方式 逐行扫描,性能带宽,电子装置能处理的频率范围,衡量传输数据的能力 可接受带宽总像素刷新频率1.5 带宽窄的显示器不能单方面提高刷新频率,性能调节方式,模拟调
6、节数字调节 性能辐射 能源之星标准:待机状态下功率不超过30W,在屏幕长时间没有新的显示时,显示器会自动断电等。,性能防眩光,镀膜:屏幕防止外界强光照明时产生反光。 性能抗静电 防止屏幕表面产生静电 静电吸引浮尘,损害皮肤,二.液晶显示器,液晶:介于完全规则状态与不规则状态之间的中间态物质 。 液晶的电光效应 :液晶分子的形状、介电常数、折射率及电导率具有各向异性的特征,施加电场后,随着液晶分子轴的变化和液晶分子的流动就会发生不稳定现象,其透光特性就会发生变化。,二.液晶显示器性能,分辨率:1024 768 LCD无闪烁现象 可视面积与标称尺寸相符合 视角小于CRT,亮度与对比度较CRT差 色
7、彩比CRT差 反应速度25ms 无辐射,三.场致发射显示器,电子从阴极逸出并加速撞到像素单元前面的荧光层发光 电子束窄而具有较高的亮度 液晶的厚度、CRT的速度、高亮度,宽视角,福州大学研制FED,34英寸,世界领先 厚度10CM,显示屏1CM 工艺简单、成本低、投资少、X射线低 应用:广告牌、汽车电子设备、军工器材、医疗仪器设备等,四.等离子显示器,原理:利用惰性气体放电时所产生的紫外线激发彩色荧光粉发光,再转换成人眼可见的光。 超薄:40英寸/100mm 体积小、重量轻、无辐射 无畸变、亮度均匀 高亮度、大视角、全彩色、高对比度,等离子显示器缺点,受压能力差 耗电量大 300W 价格高,五
8、.大屏幕LED显示屏,原理:将LED排列成二维列阵,用各点发光的亮暗来显示图案和文字 特点:容易组合 缺点:颜色失真,六.有机电致发光(EL),又称有机发光二极管(OLED) 原理:在一金属阴极和一透明阳极之间夹一层或多层有机薄膜。在电极间施加一定的电压后,发光薄膜层发光。,有机电致发光(EL),核心层厚度很薄,厚度可以小于1毫米,厚度为液晶的1/3; 全固态机构,无真空、液体物质,抗震性好 没有视角问题 单个像素的响应速度是液晶元件的1000倍 低温特性好,在零下40度能正常显示 对材料和工艺的要求低,成本低; 发光转化效率高,能耗低; 单个像素尺寸小,适合应用在微显示设备中; 能够在不同材
9、质上制造,可做成能弯曲的柔软显示器。,55投影装置,CRT投影技术 LCD投影技术 DLP投影技术,一. CRT投影,原理:将CRT显示的图像经光学系统放大并成像到屏幕上 特点:亮度低、调整复杂、体积大,二.LCD投影,必须有外加光源,是被动式的投影 原理:通过光学系统将经光源照明的LCD图像放大并成像到屏幕之上 三种解决方案:液晶光阀、TFT液晶板、LCOS,液晶光阀,利用CRT进行光写入 在光阀上进行光电转换,从而产生图像 特点:亮度高、分辨率高、价格高、体积大,TFT液晶板,Thin Film Transistor 薄膜场效应晶体管 特点:每个像素配置一个开关晶体管,晶体管导通、截止状态
10、接近理想开关。各像素间独立寻址,消除了液晶像素间的交叉串扰,改善了液晶显示的对比度和清晰度。,LCOS,Liquid Crystal On Silicon:硅片上液晶 工艺:将CMOS基板与含有透明电极之上玻璃基板贴合,再抽入液晶 使用集成电路工艺,价格低、质量好 利用该技术的投影仪体积更小、亮度更高,三片式彩色投影,用三个液晶片分别显示R、G、B三种颜色的图像 使用分光棱镜将照明光分成R、G、B三色光并分别照明三个液晶片 经和色棱镜合光 由投影光学镜头放大投影到大屏幕上,三.DLP投影,Digital Light Processor :数字光处理器 特点:清晰度高、画面均匀、色彩锐利、亮度高
11、、调整便利、分辨率高,不经压缩分辨率可达1024768 价格高,四.投影机的性能,输出光通量 :输出的光能量,单位lm 分辨率 :800600、1024768 单位像素 行频:行频是指扫描一行速度和时间 帧频:刷新频率 带宽 :在视频信号振幅下降至0.707倍时,对应的信号上限频率,5.6打印设备,一.针式打印机 常用9针或24针 利用色带实现彩色 分辨率低,无法控制灰度,二.喷墨打印机,价格低廉,打印质量好 热喷墨:加热使墨汁气化 压电喷墨:压电陶瓷形变控制墨滴 性能指标:分辨率、墨盒数、幅面、打印速度、打印纸张,大幅面打印机,三.彩色热升华打印机,色彩表现能力最好 通过打印头上直径小于40
12、m的单晶硅发热点阵,把色带上的三色(CMY)或四色(CMYK)油墨分别升华到相纸 打印成本高、幅面小,四.激光打印机,打印原理: 感光鼓:负电 碳粉:负电 纸:正电,彩色激光打印机,彩色激光打印:纸张依次经过青、品红、黄、黑四个硒鼓 特点:色彩艳丽、连续、细腻 ,单页打印成本低,文本输出效果好,五.光固着型热敏打印,TA(Thermo-Autochrome):热彩色成像 原理:通过对专用的TA纸进行加热以及紫外线定影,实现全彩打印 特点:输出效果好,成本低,技术垄断,六.数码彩扩,原理:在相纸上直接曝光 曝光技术:LED曝光法、激光曝光法、微光阀曝光法 特点:质量高、速度快、成本低、设备昂贵,七.多功能一体机,集扫描仪、打印机、传真机、复印机于一体 馈纸式扫描仪+彩色喷墨打印机 占用空间小,使用方便,爱普泰克DV8000,图像感光器元件:CMOS 分辨率:300万 光学变焦倍数:无 数字变焦倍数: 4 镜头性能:固定焦距镜头 取景器:无 液晶显示屏: 1.8“TFT液晶显屏,爱普泰克样张,爱普泰克样张,思考题:,比较扫描仪和数码相机的成像特点和应用范围。,