多媒体的输入输出设备

nullnullnull4.4.1 笔输入 对于多媒体用户来说，数字笔为用户提供了用于输入和操作应用的另一种手段。本小节主要介绍的是手写板、手写笔等比较有代性的笔输入设备。 手写板和手写笔大多是配套使用的，而从技术的角度说，更为重要的是手写板的性能。目前有3种手写板：电阻式压力板、电磁式感应板、电容式触控板。nullnull4.4.2 触摸屏 触摸屏（Touch Screen）是一种定位设备。 原理：当用户手指或其它设备触摸安装在计算机显示器前面的触摸屏是，所触摸的位置（以坐标形式）被触摸屏控制器检测到，并通过串行口或其它接口（如键盘）送到CPU，从而确定用户输入的信息。 1.触摸屏的分类 （1）按安装方式分类：外挂式、内置式、整体式、投影仪式。它们的区别如下： 外挂式：用户可自行挂到显示器屏幕前，且可随时拆卸。 内置式：需拆卸显示器的外盖，把传感器夹在荧光屏玻璃与外盖之间。 整体式：传感器与显示器本身为一体的配置。 null 投影仪式：安装于大型投影屏前，可通过投影屏的触摸来写字、绘画以及控制计算机等。 如下图：外挂式 内置式 整体式 投影仪式null（2）按结构特性和技术分类：红外、电阻膜、电容、表面声波、压力矢量等。 ①红外技术触摸屏 原理：通过外框中的电路板在屏幕四边排布红外发射管和红外接收管，对应形成横竖交叉的红外线矩阵。当用户触摸屏幕时，手指就会挡住红外线，从而利用红外线矩阵来检测并定位用户的触摸位置。如图：null②电容技术触摸屏 原理：当用户触摸屏幕时，由于人体电场，手指与导体间形成一个电容，四边电极发出的电流会流向触点，位于触摸屏后的控制器便会计算电流的比例和强弱，准确算出触摸点的位置。如图：null此外，还有几种常见的触摸屏，如电阻技术触摸屏、表面声波触摸屏、压感触摸屏、电磁感应触摸屏等。 2.各种触摸屏技术特点的分析与对比（下面比较的是，几种较有特色的触摸屏）null4.4.3 扫描仪（Scanner） 扫描仪是一种图像输入设备，利用光电转换原理，把原稿信息数字化后输入到计算机中。 1.扫描仪的结构原理 （1）结构。由电荷耦合器件（Charge Couple Device ,CCD）阵列、光源及聚焦透镜组成。（工作过程：光信号电信号） （2）信息数字化原理。以平面式扫描仪为例，把原件面朝下放在扫描仪的玻璃台上，扫描仪内发出光照射原件，反射光线经一组平面镜和透镜导向后，照射到CCD的光敏器件上，步进电机驱动扫描头沿平台作微增量运动，即获得一行像素值。原理图如下：null2.扫描仪的分类 （1）按扫描方式分类null各种扫描仪： 手动式扫描仪 平板式扫描仪 滚筒式扫描仪 胶片扫描仪null （2）按扫描幅面分类 A4、A3、A0幅面扫描仪 （3）按扫描分辨率分类 600dpi、1200dpi、4800dpi (4)按灰度与彩色分类 即灰色和彩色两种 （5）按反射式和透射式分类 ①反射式扫描仪：扫描不透明的原稿 ②透射式扫描仪：扫描透明的原稿，如胶卷、X光片等。 null3.扫描仪的技术指标 主要技术指标如下： （1）原稿种类 （2）扫描分辨率 ①分辨率的单位：以每英寸能分辨的像素点来表示，以dpi为单位。 ②分辨率与精度：分辨率越高，采样图像的清晰度也越高。 ③光学分辨率和间插分辨率：扫描分辨率可分为这两种。选择扫描仪时，光学分辨率是考虑的首要因素，而间插分辨率取决于扫描仪的硬件和软件，间插分辨率高于光学分辨率。（还有一种是机械分辨率）。 对于半色调输出的推算公式如下： 扫描分辨率=输出网线数×2×倍率 （3）色彩精度 色彩精度：对每一基色的深浅程度用灰度级表示。 彩色扫描仪要对像素分色，把一个像素点分解为红（R）、绿(G)、蓝(B)三基色的组合。 null（4）扫描速度 （5）其它参数 包括阶调、灰阶、鲜锐度、色彩再现能力、接口等。 4.4.4 数码摄像机 分类：null4.4.5 数码相机 特点：集成了影像信息的转换、存储和传输等部件，具有数字化存取模式，与计算机交互处理和实时拍摄等特点。 1.数码相机的感光器件（核心） 目前数码相机成像部件有两种：CCD和CMOS(互补金属氧化物导体)器件。 （1）CCD(电荷耦合器件图像传感器)（扫描仪的结构中也有，此处不详述） （2）CMOS：与CCD一样也是一种记录光线变化的半导体。它的缺点是，很容易出现杂点。 2.数码相机的主要性能参数 （1）CCD/CMOS尺寸：即感光器件的面积大小，面积越大，感光性能越好，成像效果越好。null（2）光学变焦和数字变焦 光学变焦是通过镜头、物体和焦点三方的位置发生变化而产生的。 数字变焦则是通过相机内的处理器，把图片内的每个像素面积增大，从而达到放大的目的。 （3）最大像素和有效像素 最大像素：指经过插值运算后获得的图像像素数。 有效像素：指真正参与感光成像的像素值。有效像素是决定图片质量的关键。 （4）存储介质 主要有CF卡、SD卡、MM卡、SM卡、记忆棒、xD卡、小硬盘 （5）接口类型 常见的有USB接口和IEEE1394接口，另外，数码相机一般都有AV OUT视频输出（可在电视机上欣赏拍摄的图片）。 null4.4.6 虚拟现实的三维交互工具 虚拟现实系统的关键技术之一是跟踪技术（Tracking),即对用户（主要是头部）进行测量。 1.跟踪探测设备 （1）跟踪器（Tractor） null（2）跟踪球 跟踪球主要运用与在虚拟环境中飞行和漫游。 2.数字手套 数字手套是一种戴在用户手上的传感装置，它能将用户手的姿势转化成计算机可读的数据，活动自由度大（克服了跟踪球与跟踪球的缺点）。null3.立体视觉设备 在虚拟现实系统中，常用的视觉反馈工具有头盔显示器、立体活动眼镜和双眼全方位监视器等。最通用的是头盔显示器，它所能提供的临场感比立体眼镜好得多。 （1）头盔显示器 通常固定在用户的头部，用两个LCD或CRT显示器分别向两只眼睛显示图像。头盔显示器具有较好的沉浸感，但分辨率低、失真大。null（2）立体眼镜 构成：由液晶光栅眼镜和红外线控制器组成。 特点：长时间观察不会令人疲倦，然而，由于光栅过滤器泄露一部分光，所以用户看到的图像亮度不如普通屏幕好。null4.4.7 输入/输出接口 1.SCSI接口 SCSI（Small Computer System Interface）即“小型计算机系统接口”，是当今最流行的输入/输出标准接口。（8位SCSI总线为50线） 通常，主机充当启动设备的角色，外设充当目标设备的角色。 工作特点：SCSI总线可以采用异步和同步两种数据传送方式。 SCSI接口是智能接口。 SCSI总线上的设备可以并行工作。null2.USB接口 USB(Universal Serial Bus)即通用串行总线。 USB的目标想把各种不同的接口统一起来，使用一个4针插头作为标准插头。也就是说，USB将取代计算机上得串口和并口。 USB需要主机硬件、操作系统和外设三方面的支持才能工作。 USB规范中将USB分为5个部分：控制器、控制器驱动程序、USB芯片驱动程序、USB设备及针对不同USB设备的客户驱动程序。 ①控制器（Host Controller）:主要负责执行由驱动程序发出的命令。 ②控制器驱动程序（ Host Controller Driver）:在控制器与USB之间建立通信信道。 ③USB驱动程序（USB Driver）:提供对USB的支持。 ④USB设备（USB Device）:与计算机相连的USB外围设备。 ⑤设备驱动器（Client Driver Software）：驱动USB的程序。null USB的四种数据传输方式： ①等时传输方式：该方式用来连接需要连续传输数据，且对数据的正确性不高而对世界极为敏感的外部设备，如麦克风、喇叭和电话等。 ②中断传输方式：该方式传送的数据量很小。 ③控制传输方式：该方式用来处理主机到USB设备的的数据传输。 ④批传输方式：该方式用来传输要求正确无误的数据。如打印机、扫描仪等。 3.IEEE1394接口 IEEE1394接口是Apple公司开发的串行标准，中文译名为火线接口（firework）。 两种传输方式：Backplane模式（最小的速率也比USB1.1最高速率快）和Cable模式（速度非常快）null