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1、第2章 多媒体计算机系统下,学习目标： 如今，多媒体信息的种类日益丰富多彩，需要更多的输入与输出设备对图形、图像、声音、音频、视频等多媒体信息进行处理。本节主要介绍多媒体系统常用的辅助设备的工作原理。,目录,1 图像扫描仪 2 数字投影机 3 数字视频展示台 4 触摸屏 5 彩色打印技术 6 数码相机 7 数字摄像机 8 数字摄像头 9 手写输入设备,1. 图像扫描仪,图像扫描仪 scanner 是一种计算机外部仪器设备，通过捕获图像并将之转换成计算机可以显示、编辑、存储和输出的数字化输入设备。对照片、文本页面、图纸、美术图画、照相底片、菲林软片，甚至纺织品、标牌面板、印制板样品等三维对象都可
2、作为扫描对象，提取和将原始的线条、图形、文字、照片、平面实物转换成可以编辑及加入文件中的装置。,1.1 扫描仪概述,分类 基本构造分：手持式、平板式、滚筒式、台式 扫描原理分：反射式、透射式、多用机,台式,滚筒式,手持式,平板式,基本构造分类,手持式扫描仪： 体积小巧，携带方便。常用于扫描小幅图稿，如图稿、条形码等。 平板式：应用最广泛的扫描仪，广泛应用于办公室自动化领域。平板式扫描仪在扫描时，图稿平铺在台面上，有步进电机带动CCD（扫描头）做直线运动进行扫描。该扫描仪工作性能比较可靠，使用寿命长，产品安装使用方便。 台式、滚筒式扫描仪，适合一些扫描量大、专业扫描仪。 多功能扫描仪：集扫描、传
3、真和打印等多种功能于一身的多用机。,扫描原理分类,反射式扫描：手持、平板、台式扫描仪均属于这一类。扫描时，光源照亮原稿，经过反射被CCD接收，形成电信号，随后经过译码处理生成图像数据。不适宜扫描透明稿件。 透射式扫描：胶片扫描仪属于这类扫描仪。扫描对象是透明原稿，如彩色胶片，扫描时，光线透过原稿被CCD接受，形成电信号，经过译码处理生成图像数据。由于负片色彩与正常颜色互补，因此投射式扫描仪带有颜色补正装置，将数字图像还原成正常颜色。,1. 2 图像扫描仪的工作原理,图像扫描仪是光机电一体化的产品，主要由光学成像部分、机械传动部分和转换电路部分组成。扫描仪的核心是完成光电转换的电荷耦合器件(CC
4、D)。图像扫描仪自身携带的光源将光线照在欲输入的图稿上产生反射光(反射稿)或透射光(透射稿)，光学系统收集这些光线将其聚焦到CCD上，由CCD将光信号转换为电信号，然后再进行模/数(A/D)转换生成数字图像信号送给计算机。图像扫描仪采用线阵CCD，一次成像只生成一行图像数据，当线阵CCD经过相对运动将图稿全部扫描一遍后，一幅完整的数字图像就送入到计算机中去了。, 反射式扫描原理,平板式扫描仪,扫描头逐行对源图像进行扫描，最后得到全部图像,1.3 图像扫描仪的性能指标,1、光学分辩率 光学分辨率是扫描仪最重要的性能指标之一，它直接决定了扫描仪扫描图像的清晰程度。扫描仪的分辩率通常用每英寸长度上的
5、点数，即DPI来表示。,1.3 图像扫描仪的性能指标,2、色彩深度、灰度值 就象显示卡输出图像有16BIT、24BIT色的分别一样，扫描仪也有自己的色彩深度值，较高的色彩深度位数可以保证扫描仪反映的图像色彩与实物的真实色彩尽可能的一致，而且图像色彩会更加丰富,1.3 图像扫描仪的性能指标,3、感光元件 感光元件是扫描图像的拾取设备，相当于人的眼球，其重要性不言而喻，也是我们要进行重点介绍的部分。目前扫描仪所使用的感光器件有三种：光电倍增管，电荷偶合器（CCD），接触式感光器件（CIS或LIDE）。,4、扫描仪的接口 扫描仪的接口是指与电脑主机的联接方式，通常分为SCSI、EPP、USB三种，后
6、两种是新几年才开始使用的新型接口。对于个人用户来说足够。USB接口是最新的接口，它的优点几乎与EPP并口一样，只是速度更快（USB接口最高传输速率2Mbps/S），使用更方便（支持热插拨），它的缺点与其它USB设备一致，因为没有USB在DOS环境的驱动程序，所以不支持DOS系统，不过现在只支持DOS系统的应用软件已经很少了，而其中的扫描、图像编辑软件就更少了，这应该不是大问题。,1.4 图像扫描软件,过去每一个扫描仪都有专门的扫描软件； 现在更多的使用用户自己喜好的图像软件，因为现在大多都集成了OCR光学符号识别功能。,1.5 光学符号识别（OCR）,OCR技术是光学字符识别的缩写(Optic
7、al Character Recognition)，是通过扫描等光学输入方式将各种票据、报刊、书籍、文稿及其它印刷品的文字转化为图像信息，再利用文字识别技术将图像信息转化为可以使用的计算机输入技术。,图 OCR系统可提取文字的几何特征,2 数字投影机,在今天追求高效率、快节奏的现代办公中，投影机作为新型办公设备用户可以随处见到它的身影。投影机不但可以应用于临时会议、技术讲座、网络中心、指挥监控中心，还可以与计算机、工作站等进行连接，或接驳录像机、电视机、影碟机以及实物展台等，可以说它是一种应用十分广泛的大屏幕影像设备。,最早的投影机来自中国。 世界上最早的幕影文化娱乐形式。,皮影戏，是一种用灯
8、光照射兽皮或纸板做成的人物剪影以表演故事的民间戏剧。表演时，艺人们在白色幕布后面，一边操纵戏曲人物，一边用当地流行的曲调唱述故事，同时配以打击乐器和弦乐，有浓厚的乡土气息。,现代投影技术随着19世纪末20世纪初电影的发明和流行的一迅速推广。,现代电子投影机的工作原理是将光源的光线分成几种基本颜色，再投射到图像显示元件上产生影像，经过合成和透镜投射为放大的图像。 投影机主要技术有CRT（Crystal Ray Tube：阴极射线管）、LCD（Liquid Crystal Display：液晶显示器）和DLP（Digital Light Processor：数码光路处理器）三大类型。CRT和LCD
9、投影机采用透射式投射方式，DLP采用反射式投射方式。CRT和LCD投影机技术成熟，应用时间较长，性能稳定。而DLP投影机应用时间较短，技术有待于进一步完善，但是该投影机采用微镜反射投影技术，亮度和对比度明显提高，体积和重量明显减少，具有较强的生命力和久远的市场潜力。,元老: CRT扫描式投影机,CRT投影机工作原理是本身发光，是由阴极射线电子束扫描击射在成像面上，使成像面上的荧光粉发光形成图像后，再传输到投影面上。因此，CRT投影机具有CRT技术中成像的所有优点和缺点。即CRT投影机分辨率高、对比度好、色彩饱和度佳、对信号的兼容性强，且技术十分成熟。与其它类型的投影机相比，在亮度方面，CRT投
10、影机要低得多，这一直是困绕CRT投影机的主要因素。 CRT投影机在航空航天、遥控监控行业中起到其它投影机无法替代的作用，所以应用于相对高端的专业领域。,主流:LCD液晶投影机,LCD液晶投影机是液晶显示技术和投影技术相结合的产物，它利用了液晶的电光效应，通过电路控制液晶单元的透射率及反射率，从而产生不同灰度层次及多达1670百万种色彩的靓丽图像。LCD投影机的主要成像器件是液晶板。LCD投影机的体积取决于液晶板的大小，液晶板越小，投影机的体积也就越小。 光源光线照射到三基色液晶板上，液晶板的分子排列与数字图像对应，透过液晶板的光线发生变化，经过混色、聚焦，投射出去。的透光率影响投影光线强度。,
11、后起之秀:DLP数字投影机,DLP投影机是一种光学数字化反射式投射设备。 DLP投影机采用微镜滤光技术，使用表面由成千上万个微透镜组成的芯片高速切换光像素来产生投影图像。形成DLP图像的光束没有经过过滤，能量没有减少，投影图像信息没有损失，加上DMD部件具有反射性和密合性的优点，光能的利用率远远高于传统的光学系统。 光源的光线照射到数字微镜面表面，然后反射到聚焦镜头。微镜面光洁度很高，大部分光线被反射出去，投影亮度很高。,3 数字视频展示台,展示台又称实物展示台，把它连接在投影机和电视机上时，就可以将资料、讲义、实物、幻灯片等清晰地展示出来，是多媒体教室不可或缺的教学设备之一。一台普通的视频展
12、示台包括三个部分：摄像头、光源和台面，在展示台背面还有一系列接口，而一些面向高端市场的展示台还包括红外线遥控器、计算机图像捕捉适配器、液晶监视器等附件。,工作原理,由摄像头将展示台上放置的物体转换为视频信号，输入到放映设备；光源则用来照亮物体，以保证图像清晰明亮；台板自然起放置物品的作用；接口则用来输出各种视视频信号和控制信号。高档的数字展示台通过计算机图像捕捉适配器与计算机连接，通过相关程序软件，可将视频展示台输出的视频信号输入计算机进行各种外处理。视频展示台上的小液晶监视器便于用户直接观察被投物体的图像，在展示过程中不用另外准备监视器，也不用看着屏幕被投物体的影像。,视频展示台的应用,展示
13、实物； 视频会议； 教育教学。,视频展示台与投影仪在教学中得到广泛应用,4 触摸屏,触摸屏（Touch Screen）作为一种多媒体输入设备，可使人们用手指直接在屏幕上指点或触及屏幕上的菜单、光标、图符等光按钮，具有直观、方便的特点，就是从没有接触过设备的人也能立即使用，有效地提高了人机对话效率,工作原理,为了操作上的方便，人们用触摸屏来代替鼠标或键盘。工作时，我们必须首先用手指或其它物体触摸安装在显示器前端的触摸屏，然后系统根据手指触摸的图标或菜单位置来定位选择信息输入。触摸屏由触摸检测部件和触摸屏控制器组成；触摸检测部件安装在显示器屏幕前面，用于检测用户触摸位置，接受后送触摸屏控制器；而触
14、摸屏控制器的主要作用是从触摸点检测装置上接收触摸信息，并将它转换成触点坐标，再送给CPU，它同时能接收CPU发来的命令并加以执行。,主要类型,按照触摸屏的工作原理和传输信息的介质，我们把触摸屏分为四种，它们分别为 电阻式 电容感应式 红外线式 表面声波式,1、 电阻式触摸屏 这种触摸屏利用压力感应进行控制。电阻触摸屏的主要部分是一块与显示器表面非常配合的电阻薄膜屏，这是一种多层的复合薄膜，它以一层玻璃或硬塑料平板作为基层，表面涂有一层透明氧化金属（透明的导电电阻）导电层，上面再盖有一层外表面硬化处理、光滑防擦的塑料层、它的内表面也涂有一层涂层、在他们之间有许多细小的（小于1/1000英寸）的透
15、明隔离点把两层导电层隔开绝缘。 当手指触摸屏幕时，两层导电层在触摸点位置就有了接触，电阻发生变化，在X和Y两个方向上产生信号，然后送触摸屏控制器。控制器侦测到这一接触并计算出（X，Y）的位置，再根据模拟鼠标的方式运作。这就是电阻技术触摸屏的最基本的原理。 应用：普通电阻式触摸屏智能进行单一点的触控，如Nokia5800、N97等。,2.电容技术触摸屏 是利用人体的电流感应进行工作的。电容式触摸屏是是一块四层复合玻璃屏，玻璃屏的内表面和夹层各涂有一层ITO，最外层是一薄层矽土玻璃保护层,夹层ITO涂层作为工作面,四个角上引出四个电极，内层ITO为屏蔽层以保证良好的工作环境。 当手指触摸在金属层上
16、时，由于人体电场，用户和触摸屏表面形成以一个耦合电容，对于高频电流来说，电容是直接导体，于是手指从接触点吸走一个很小的电流。这个电流分从触摸屏的四角上的电极中流出，并且流经这四个电极的电流与手指到四角的距离成正比，控制器通过对这四个电流比例的精确计算，得出触摸点的位置。 应用：支持多点触摸的人机交互方式，茹apple phone,3.红外线触摸屏 利用红外线技术的装置，其传感器四周布满红外线发射器和接收器，形成红外线矩阵。将传感器固定在普通显示器的前面，当手触摸时，红外线被遮挡，检测X方向和Y方向被遮挡的位置，就可得到被触摸位置的坐标值。,4.表面声波触摸屏 特殊玻璃材质，无任何表面涂层，最为清晰透明，让多媒体软件发挥得淋漓尽致。 耐磨耐刮，抗暴性好，适用一未知使用对象的公共场所 最新的表面声波展控制器防水、防尘性能优良。 分辩率高达40964096。 应用范围： 多媒体触控产品、触摸屏、触摸一体机、触控面板、触摸屏控制器、手写电脑、触摸屏
