Устройство ввода последовательностей, текстовых и символьных команд

Содержание:

Введение

В настоящее время персональные компьютеры (далее - ПК) заняли прочное место в нашей жизни, что мы их уже и не замечаем, но ведь ПК – это не только десктоп дома, но и планшет, смартфон, и так называемые “умные дома”. Компьютеры используются во всех отраслях науки, на производстве, в медицине, в сфере образования и культуры. Компьютеры устанавливаются в автомобилях и поездах, без компьютеров невозможно представить полеты самолетов при современном темпе жизни и дальние плавания многотонных кораблей, не говоря уже о покорении космоса и экспедиций в далекие уголки нашей планеты. И всем этим компьютерам необходим обмен информацией с окружающей средой и человеком. Таким образом, существование периферийных устройств (далее – ПУ), а именно устройств ввода информации (далее - УВИ) для компьютера обусловлено прямым его назначением – для работы человека с информацией.

Цель данной работы – рассмотреть виды устройств ввода и принцип их работы.

Основное назначение ПУ - обеспечить поступление в компьютер из окружающей среды программ и данных для обработки, а также выдачу результатов работы компьютера в виде, пригодном для восприятия человека или для передачи на другую ЭВМ, или в иной, необходимой форме. ПУ в немалой степени определяют возможности применения компьютера. Устройств ввода информации существует великое множество, что объясняется интеграцией компьютеров практически во все сферы деятельности человека. УВИ прежде всего можно разделить на четыре категории, к каждой из которой я привел несколько наиболее часто встречающихся УВИ:

Устройство ввода последовательностей, текстовых и символьных команд. Это клавиатура;

Указательные (координатные) устройства. Мышь, трекбол, пойнтер тачпад, световое перо, графический планшет, сенсорный экран или тачскрин, джойстик, устройства основанные на захвате движения;

Устройства ввода графической информации. Сканер, видео- и веб-ка­мера, цифровой фотоаппарат;

Устройства ввода звуковой информации. Микрофон, Цифровой диктофон

1. Устройство ввода последовательностей, текстовых и символьных команд

1.1 Клавиатура

Главным устройством ввода большинства компьютерных систем является клавиатура (см.рис.1) - это одна из основных частей компьютера. С её помощью вводят алфавитно-цифровые данные и управляют работой компьютера

До 1995 использовалась стандартная клавиатура, 101/102 клавиши, но с развитием персональных компьютеров производители старались развивать и основное устройство ввода информации. Это и привело к созданию мультимедийных клавиатур, которые в наши дни все больше и больше набирают популярность.

Условно можно выделить на клавиатуре четыре группы клавиш:

1. Алфавитно-цифровые и знаковые клавиши (пробел, цифры 0-9, латинские буквы A-Z, символа кириллицы А-Я, знаки пунктуации, служебные символы "+", "-", "/" и т.д.).

2. Функциональные клавиши: F1, F2, F3 .. F12.

3. Служебные клавиши: Enter, Esc, Tab, стрелки управления курсором Left, Up, Down и Right, PgUp, PgDn, Home, End и многие другие.

4. Правая (вспомогательная) клавиатура.

К дополнительным клавишам относятся группы клавиш управления мультимедийными приложениями (например, вызов и управление программами просмотра видео), клавиши управления громкостью системы, группа клавиш для быстрого вызова офисных приложений (Pages, Numbers, Keynote), калькулятора, Safari и т.д.

При нажатии той или иной клавиши в компьютер поступает код нажатой клавиши. Этот код не зависит ни от языка, ни от алфавита, а только от конкретной нажатой клавиши. Система содержит специальные таблицы, в которых указано, какой клавише какой ASCII-код соответствует

С помощью клавиатуры мы вводим коды ASCII или Unicode нужных нам символов, но при этом хотим, чтобы на экране или на бумаге появлялись изображения самих символов, а исчисленные значения их кодов. Для этих целей используются шрифты.

В каждом шрифте для большинства из 256 ASCII-кодов создано графическое представление - изображение конкретного символа, выдержанное в едином стиле конкретного шрифта

Можно создать шрифты, в которых вместо букв, цифр, знаков препинания будут находиться изображения полезных графических объектов: стрелочек, звездочек, пиктограмм или даже логотипов фирм. Конкретная форма описания кривых, составляющих фрагменты графического представления символов шрифта, зависит от типа шрифта. В bitmap-шрифтах указывается каждая точка изображения, а в PostScript-, TrueType- и OpenType-шрифтах хранятся математические описания фрагментов кривых, из которых составлены графические образы символов.

Клавиатуры различаются по двум признакам: способ подключения и дизайн. Подключение клавиатуры к компьютеру может осуществляться через порт PS/2, USB и через ИК и BT порт для беспроводных моделей. В последнем способе подключения клавиатура требует дополнительного источника питания, например, батарейки.

2. Указательные (координатные) устройства

2.1. Компьютерная мышь

С развитием операционных систем с графическим интерфейсом этот манипулятор стал просто «незаменимой» частью персонального компьютера. Манипулятор «мышь» обеспечивает простое и удобное управление многими функциями ОС и прикладных программ.

Мыши различаются по трем характеристикам - числу кнопок, используемой технологии и типу соединения устройства с системным блоком. Перебор функций определяется перемещением мыши, но выбор функции происходит только при помощи кнопки, что позволяет избежать случайного запуска задачи при переборе функций меню. С помощью одной кнопки можно реализовать только минимальные возможности устройства. Вся работа компьютера в этом случае заключается в определении положения кнопки - нажата она или нет.

Тем не менее, хорошо составленное меню полностью позволяет реализовать управление компьютером. Однако две кнопки увеличивают гибкость системы. Например, одна кнопка может использоваться для запуска функции, а вторая для ее отмены. Вне всяких сомнений, три кнопки еще более увеличат гибкость управления. Но, с другой стороны, увеличение кнопок увеличивает сходство устройства с клавиатурой, возвращая ему недостатки последней. Практически три кнопки являются разумным пределом, потому что они позволяют лежать указательному, среднему, безымянному пальцам на кнопках, в то время как большой и мизинец используются для перемещения мыши и удержании ее в ладони. В то же время существуют сенсорные мыши, позволяющие осуществлять взаимодействие с компьютером с помощью лишь одной кнопки и сенсорной поверхности.

Существуют «мыши» трёх видов: шариковые, оптические и лазерные. Первоначально мыши представляли собой корпус с небольшим резиновым шариком, рельефно выступавшим из нижней его поверхности. (см. рис 2.) Перемещение корпуса по столу приводило к вращению шарика, а тот, в свою очередь, приводил во вращение некоторые стержни и к замыканию переклю­чателей для обозначения движения в каждом из двух перпендикулярных направлений. Подобная конструкция мыши была неоднократно усовершенствована. Самой серьезной проблемой у механических мышей является то количество грязи и ворсинок, которое они собирают внутри себя. Это препятствует нормальной работе механизма, который преобразует вращательное движение шарика в сигналы смещения по осям X и Y.

В оптических «мышах» вместо шарика используется светодиод. Основное отличие лазерных мышей от оптических заключается в использовании в качестве источника излучения инфракрасного лазера вместо работающего в оптическом диапазоне светодиода. Благодаря свойству когерентного излучения точнее фокусироваться. Лазерные мыши обладают следующими преимуществами:

- Отсутствие специфических требований к отражающим качествам рабочей поверхности (коврика), возможна работа на зеркальных и визуально однородных поверхностях;

- Более высокое разрешение сенсора (до 4000dpi против 1600dpi у оптических мышей);

- Более высокая точность перемещения курсора;

- Существенно меньшее энергопотребление, в случае с беспроводными устройствами это приводит к значительному увеличению срока работы от батарей или аккумуляторов;

- Отсутствие видимого свечения мыши со стороны сенсора, что в некоторых ситуациях повышает комфортность работы и не отвлекает внимание пользователя.

Манипулятор «мышь» имеет несколько типов подключения: COM, PS/2, USB, ИК, Bluetooth.Механические мыши

Другие эргономичные конструкции мыши

Мышь No-HandsMouse - это пара ножных педалей. Одна из них используется для перемещения указателя мыши, а другая для щелчка на ее кнопках. (см. рис 3)

В обоих случаях, одним лишь раскачиванием одной из своих стоп пользователь может активизировать соответствующую функцию. Производитель этого совершенно иного варианта мыши утверждает, что, по мнению многих художников-оформителей, этот вариант позволяет им давать своим рукам некоторый отдых, после которого они в случае необходимости могут вернуться к обычным действиям, выполняемым с мышью в руке, если требуется максимальная точность.

2.2. Трекбол

Трекбол (см. рис. 4) мало чем отличается от мышки. В сущности – это та же самая мышка, но перевернутая «вверх ногами», точнее – перевернутая вверх шаром. Множество разных компаний создало целый ряд разновидностей трекболов. Размеры самих шариков по диаметру изменяются в пределах от 0,5 до 4 дюймов.

У такого устройства имеется шесть симметрично расположенных переключателей и внутренний микропроцессор, который может быть запрограммирован пользователем одним лишь нажатием различных комбинаций переключателей. Он работает аналогично стандартной мыши Microsoft, однако его можно приспособить под левую или правую руку и изменить его функции, причем все это делается, не прибегая к необходимости использовать в ПК специализированный драйвер. Кроме того, он вполне удовлетворяет некоторым весьма высоким требованиям эргономики. Для удобной работы с таким устройством рука пользователя должна быть среднего размера, т.е. не слишком большой и не слишком малой. В портативных компьютерах трекбол нередко встраивается прямо рядом с клавиатурой либо пристегивается с боку или спереди клавиатуры компьютера. Впрочем, и для настольных компьютеров выпускаются клавиатуры с «встроенным трекбо­лом».

2.3. Пойнтер

В самых портативных компьютерах вместо мышки и трекбола используют крошечный пойнтер – небольшой цветной штырек, торчащий среди клавиш на клавиатуре, который, словно джойстик, можно нажимать в разные стороны. А в некоторых моделях портативных компьютерах, в место пойнтера используется клавиша с буквой J. Это клавиша – «J-пойнтер» – как раз и служит таким джойстиком, воспринимающим нажатия в разные стороны, а окружающие клавишу J другие буквенные клавиши выполняют роль кнопок отсутствующей мышки или трекбола.

2.4. Тачпад

Это указательное устройство ввода, применяемое чаще всего в ноутбуках. Работа тачпадов основана на измерении ёмкости пальца или измерении ёмкости между сенсорами. Ёмкостные сенсоры расположены вдоль вертикальной и горизонтальной осей тачпада, что позволяет определить положение пальца с нужной точностью. Компания Apple традиционно использует для обозначения тачпада слово «трекпад»

2.5. Световое перо

Световое перо имеет вид шариковой ручки, соединённого проводом с компьютером. Ввод данных с помощью светового пера заключается в прикосновениях или проведении линий пером по поверхности экрана монитора, с использованием кнопок, имеющихся на пере, или без таковых.

В наконечнике пера установлен фотоэлемент, замеряющий яркость свечения экрана в точке соприкосновения и регистрирующий момент наибольшей яркости, соответствующий моменту прохода электронного луча. Координаты экрана, куда в этот момент направлен луч, снимаются с видеоадаптера (или приблизительно вычисляются по времени от какого-нибудь синхронного события, например, от прерывания по началу обратного хода луча). В идеальном случае перо является частью видеоадаптера, и в нужный момент координаты записываются в специальный регистр, доступный программному обеспечению.

Хоть световое перо работает с любыми ЭЛТ-экранами, в люминофор экранов, изначально предназначенных для работы с ним, вводят компоненты, светящиеся в невидимом (инфракрасном) диапазоне, для повышения надежности работы.

Если перо не направлено на экран, то положение пера считается неопределенным, что также может быть использовано программой.

2.6. Графический планшет

Какой бы крутой и совершенной ни была мышь, она не станет полноценной заменой кисти или карандаша в графическом редакторе. Сейчас художникам (и не только им) предлагаются различные варианты электронных планшетов со специальными "пишущими" ручками в комплекте.

Сам планшет играет роль чертежной доски, он сопряжен с рабочей областью на экране компьютера. Ручка, в зависимости от выбранной в графическом редакторе функции, может быть пером, кистью, карандашом, аэрографом или ластиком. В "обычных" условиях, вне специализированных программ, она заменяет мышь. Хотя комплект планшета кроме ручки может включать и мышь.

Наиболее современной технологией позиционирования курсора на доске является метод электромагнитного резонанса - с помощью слабых радиосигналов. Планшет отслеживает не только перемещения ручки по его по­верхности, но и силу ее нажатия. Кстати, мыши из комплекта резонансных планшетов не нуждаются ни в шариках, ни в светоизлучателях. Более того, проводом к компьютеру привязывается только доска. Мышь и ручка совершенно свободны, причем им не нужны батарейки - ведь по своей сути они являются отражателями радиосигналов.

Очень удобно, когда планшет оснащен прозрачной пленкой, под которую, как под кальку, можно положить оригинал - обвести необходимые детали и получить на экране монитора интересный рисунок, а потом раскрасить его средствами графического пакета.

Электронные доски могут пригодиться не только художникам. Их можно использовать в коммерческих заведениях, например, для получения образца подписи клиента и дальнейшей ее сверки с информацией в базе данных.

2.7. Сенсорный экран или тачскрин

Сенсорный экран - устройство ввода информации, представляющее одновременно и ЖК-монитор, и планшет. Рисовать можно прямо по экрану - поверхность очень прочная и не боится царапин (в разумных пределах, конечно же). Можно пальцем нажимать на кнопки, изображенные на экране, - дисплей чувствует любые касания.

Родоначальниками интерактивных ЖК-дисплеев были сенсорные полупрозрачные панели, которые крепились на обычные мониторы, как фильтры от излучений. Теперь же панель и экран слиты в единое целое, а разрешающая способность сенсора позволяет выводить на дисплее тончайшие линии.

По стоимости интерактивные мониторы - самые дорогие из всех электронных планшетов. Правда, внутри классов цена напрямую связана с форматом рабочей области - чем она больше, тем дороже. Настоящему художнику нужен большой "холст", а любителю хватит и "тетрадного листа". Причем, часто высокая цена большого планшета оправдывается не только затратами на его изготовление, но и профессиональным профилем.

2.8. Джойстик

Джойстик представляет собой подвижную рукоять (или руль) с несколькими кнопками. Это устройство ввода наиболее распространено в области компьютерных игр. Джойстики можно разделить на два вида:

Дискретные — сенсоры таких джойстиков могут принимать два значения: «0» или «1», включён/выключен и т. д. При этом каждое нажатие выдает один управляющий импульс и смещает курсор на одну позицию (длительное нажатие приводит к автоповтору команды), диапазон смещения курсора при этом неограничен и определяется только количеством нажатий. Джойстики такого типа считаются устаревшими в ПК, но широко применяются в простых игровых приставках, мобильных телефонах и прочих устройствах.

Аналоговые — у такового выходного сигнала плавно меняется от нуля до максимума в зависимости от угла отклонения рукоятки: чем больше рукоять отклонена, тем больше уровень сигнала. Диапазон перемещения курсора ограничен ходом ручки джойстика и разрешением применённых сенсоров. После калибровки, подобные джойстики можно применять для указания абсолютной позиции курсора.

2.9. Устройства основанные на захвате движения

Захват движения – это метод анимации персонажей и объектов. Существуют две основные технологии захвата движения:

Маркерная технология, где используется специальное оборудование. На человека надевается костюм с датчиками, он производит движения, данные с датчиков фиксируются камерами и поступают в компьютер, где сводятся в единую трёхмерную модель, точно воспроизводящую движения актёра, на основе которой позже (или в режиме реального времени) создаётся анимация персонажа. Также этим методом воспроизводится мимика актёра (в этом случае на его лице располагаются маркеры, позволяющие фиксировать основные мимические движения).

Без маркерная технология, не требующая специальных датчиков или специального костюма. Она основана на технологии компьютерного зрения.

Компьютерное зрение— теория и технология создания машин, которые могут производить обнаружение, отслеживание и классификацию объектов. Видеоданные могут быть представлены множеством форм, таких как видеопоследовательность, изображения с различных камер или трехмерными данными, например, с устройства Kinect или медицинского сканера

На сегодняшний день существуют большое количество маркерных систем захвата движений. Различие между ними заключается в принципе передачи движений:

Оптические пассивные. На костюме, входящем в комплект такой системы, прикреплены датчики-маркеры, которые названы пассивными, потому что отражают только посланный на них свет, но сами не светятся. В таких системах свет (инфракрасный) на маркеры посылается с установленных на камерах высокочастотных стробоскопов и, отразившись от маркеров, попадает обратно в объектив камеры, сообщая тем самым позицию маркера.

Оптические активные названы так потому, что вместо светоотражающих маркеров, которые крепятся к костюму актёра, в них используются светодиоды с интегрированными процессорами и радио-синхронизацией. Каждому светодиоду назначается идентификатор, что позволяет системе не путать маркеры друг с другом, а также узнавать их, после того как они были перекрыты и снова появились в поле зрения камер. Во всём остальном принцип работы таких систем схож с пассивными системами.

Магнитные системы, в которых маркерами являются магниты, а камерами— ресиверы, система высчитывает их позиции по искажениям магнитного потока.

Механические системы напрямую следят за сгибами суставов, для этого на актёра надевается специальный механический mocap-скелет, который по­вторяет следом за ним все движения. В компьютер при этом передаются данные об углах сгибов всех суставов.

Гироскопические / инерциальные системы для сбора информации о движении используют миниатюрные гироскопы и инерциальные сенсоры, расположенные на теле актёра— также, как и маркеры или магниты в других mocap-системах. Данные с гироскопов и сенсоров передаются в компьютер, где происходит их обработка и запись. Система определяет не только положение сенсора, но также угол его наклона.

3. Устройства ввода графической информации

3.1. Сканер

Для непосредственного считывания графической информации с бумажного или иного носителя в ПК применяется оптические сканеры. Сканируемое изображение считывается и преобразуется в цифровую форму элементами специального устройства: CCD - чипами. Существует множество видов и моделей сканеров. В настоящее время выпускается и используется несколько принципиально отличающихся друг от друга классов сканеров. К наиболее важным признакам, по которым можно судить о принадлежности сканера к тому или иному классу, относятся:

1. способ монтажа и подачи оригиналов в тракт устройства;

2. метод считывания изображения (попиксельный, построчный или постраничный);

3. тип используемых источников света и светочувствительных элементов;

4. спектр поддерживаемых носителей.

На основе перечисленных признаков можно выделить несколько основных классов сканирующих устройств (список приведен с учетом степени их популярности):

1. настольные сканеры;

2. портативные или ручные сканеры;

3. планшетные сканеры;

4.барабанные;

6. слайд-сканеры.

Настольные сканеры

Существует три разновидности настольных сканеров: flatbed , sheetfed, overhead.

При работе с FLATBED сканером для сканирования изображения необходимо открыть крышку сканера, положить сканируемый лист на стеклянную пластину изображением вниз, после чего закрыть крышку сканера. Все дальнейшее управление процессом сканирования осуществляется с клавиатуры компьютера при работе одной из специальных программ, поставляемых вместе с таким сканером. Такая конструкция сканера позволяет сканировать не только отдельные листы, но и страницы журнала или книги.

В SHEETFED сканерах отдельные листы документов протягиваются через устройство, при этом и осуществляется их сканирование.

В этом случае копирование страниц книг и журналов просто невозможно.

Рассмотренные сканеры достаточно широко используются в областях, связанных с оптическим распознаванием символов (OpticalCharacterRecognition, OCR). Для удобства работы sheetfed сканеры обычно оснащаются устройствами для автоматической подачи страниц.

Третья разновидность сканеров OVERHEAD сканеры, которые больше всего напоминают несколько своеобразный overhead проектор.

Портативные или ручные сканеры

Портативные или ручные сканеры (Handyscanner) обеспечивают недорогой способ преобразования изображения в цифровую форму и их ввод в компьютер. По сравнению с настольными сканерами они обладают значительно более скромными возможностями. Например, они непригодны для использования в настольных издательских системах, к тому же малейшая вибрация, допущенная в процессе ручного сканирования» приводит к обесцениванию проделанной работы. Но стоят такие сканеры значительно дешевле. Их вполне можно использовать там, где не требуется высокое качество изображения. Комплект поставки сканера включает в себя программное обеспечение, которое предоставляет возможности редактирования, записи на диск и вывода на печать изображения.

Ручные сканеры - самые простые и дешевые. Основной недостаток в том, что человек сам перемещает сканер по объекту, и качество полученного изображения зависит от умения и твердости руки. По мере продвижения сканера по оригиналу можно наблюдать за тем, что получается. Большинство портативных сканеров имеет небольшое окошко для просмотра, через которое виден обрабатываемый оригинал. Некоторые аппараты обеспечивают воспроизведение получаемого в процессе работы изображения на экране персонального компьютера. Большинство сканеров обеспечивают возможность выбирать разрешение сканирования (до 400 dpi). Максимальная ширина сканируемого оригинала обычно составляет 2,5 дюйма (6,4 см) и ограничивается размером рабочей поверхности аппарата. Длина оригинала зависит от памяти компьютера. Если оригинал превышает ширину сканера, то можно обрабатывать его отдельными частями, а затем с помощью программы объединять эти части в одно изображение.

Планшетные сканеры

Оригинал располагается на прозрачном неподвижном стекле, вдоль которого передвигается сканирующая каретка с источником света (если сканируется прозрачный оригинал, используется так называемый слайд-модуль - крышка, в которой параллельно сканирующей каретке сканера перемещается вторая лампа).

Барабанные сканеры применяются в профессиональной типографической деятельности. Принцип заключается в том, что оригинал на барабане освещается источником света, а фото сенсоры переводят отраженное излучение в цифровое значение.

Планшетные сканеры. Это самый распространенный сейчас вид для профессиональных работ. Сканируемый объект помещается на стеклянный лист, изображение построчно с равномерной скоростью считывается головкой чтения с CCD - сенсорами, расположенной снизу. Планшетный сканер может быть оборудован специальным устройством слайд-приставкой для сканирования диапозитивов и негативов. (Рис. 1.3)

Проекционные сканеры. Относительно новое направление. Цветной проекционный сканер является мощным многофункциональным средством для ввода в компьютер любых цветных изображений, включая трехмерные. Он вполне может заменить фотоаппарат.

Оптическая система сканера (состоит из объектива и зеркал или призмы) проецирует световой поток от сканируемого оригинала на приёмный элемент, осуществляющий разделение информации о цветах - три параллельных линейки из равного числа отдельных светочувствительных элементов, принимающие информацию о содержании "своих" цветов. В трёхпроходных сканерах используются лампы разных цветов или же меняющиеся светофильтры на лампе или приёмном элементе. Приёмный элемент преобразует уровень освещенности в уровень напряжения. Далее, после возможной коррекции и обработки, аналоговый сигнал поступает на аналого-цифровой преобразователь (АЦП). С АЦП информация выходит уже в "знакомом" компьютеру двоичном виде и, после обработки в контроллере сканера, через интерфейс с компьютером поступает в драйвер сканера - обычно это так называемый TWAIN-модуль, с которым уже взаимодействуют прикладные программы.

Источник света

В старых разработках – это обычная флуоресцентная лампа (родственна обычным лампам дневного света). Её недостаток - слабая стабильность характеристик освещения и ограниченный срок службы. В современных моделях - лампа с холодным катодом, имеющая лучшие параметры и значительно больший срок службы. Как лампа влияет на результат сканирования? Достаточно очевидно - при изменении характеристик источника освещения оригинала изменяется падающий на принимающую матрицу световой поток, несущий информацию о сканируемом оригинале, что приводит к изменению цветопередачи сканера.

Характеристики светового потока меняются даже при прогреве сканера. Поэтому неудачной является конструкция моделей с тремя раздельными лампами для разных цветов (каждая лампа может "плыть" по-своему). Ориентированные на профессиональную работу с цветом сканеры содержат помимо встроенной процедуры самокалибрации по интенсивности светового потока от лампы еще и схемы поддержания стабильности потока при изменении температуры.

Косвенным признаком пригодности к "полноцветной" работе может служить время первичного прогрева лампы после того, как лампа была автоматически погашена при неиспользовании сканера в течение некоторого времени (обычно время прогрева и время ожидания до погашения лампы можно изменить внутри файлов настроек).

3.2. Видео- и веб-ка­мера

В настоящее время существует большое количество профессиональных цифровых систем видеонаблюдения, решающих разные задачи и соответственно имеющих различные возможности и цену.

Стремительное развитие беспроводных технологий послужило толчком к созданию целого семейства беспроводных Web-камер. Но последние остаются все еще очень дорогими. Многие современные Web-камеры имеют схожие характеристики и отличаются, в основном, только дизайном и комплектацией поставки.

3.3 Цифровой фотоаппарат

Сейчас популярность цифровых камер растет не по дням, а по часам. Главными причинами является снижение цен, усовершенствование технологии и возможность хранить, обрабатывать, переносить и демонстрировать фотографии, а также печать высококачественных фотографий в домашних условиях.

Среди особенностей, необходимо отметить возможность использования дополнительных объективов и фильтров. (см. рис. 5)

Эта особенность присуща полупрофессиональным камерам. Потребительские, маленькие камеры обычно используют несложный объектив, однако, его возможностей более, чем достаточно для получения высококачественных любительских снимков.

Современные модели цифровых камер оснащаются достаточно ограниченной вспышкой, которой достаточно для любительской съемки, однако, если вас интересует что-то по серьезнее необходимо приобрести внешнюю вспышку.

Больший интерес вызывает тыльная сторона цифровых камер. Обычно, это подтверждают фотографии разных камер, здесь размещен большой LCD экран, глазок видоискателя, и кнопки настройки параметров съемки и навигации по системе меню.

Говоря о тыльной стороне камеры, мы должны подробнее остановиться на нескольких важных элементах.

В современных цифровых камерах используется оптический и (или) электронный видоискатель.

Оптический видоискатель полностью соответствует видоискателю большинства пленочных камер. В некоторых моделях зеркальных цифровых камер оптический видоискатель может принимать световой поток непосредственно от ПЗС. Т.е. пользователь будет видеть картину съемки, которая полностью соответствует будущему отпечатку.

Оптический видоискатель может иметь возможность регулировки диоптрии и специальную шторку для исключения обратного потока света в зеркальной камере.

Для простоты использования многие пользователи используют электронный видоискатель, отображающий съемочную сцену на экране LCD. Однако, LCD экраны не всегда удобны при использовании на открытом воздухе при ярком солнечном свете.

Некоторые камеры имеют возможность повернуть LCD экран, что обеспечивает дополнительное удобство съемки.

Кроме более точного наведения, электронный видоискатель может отображать различную рабочую информацию. Кстати, говоря, о точности наведения необходимо учесть факт, что многие LCD экраны отображают менее 100% съемочной сцены. Об ограничениях видимой области необходимо заранее прочитать в руководстве пользователя.

Кроме функций электронного видоискателя, LCD монитор, позволяет просматривать отснятые кадры, а также отображает меню.

Для упрощения использования большинство современных цифровых камер используют похожий набор кнопок управления. Среди основных кнопок можно выделить переключатель режима работы (съемка, просмотр, выключено), кнопку спуска затвора, кнопок зума, вход в меню и навигация. Кроме того, некоторые модели имеют дополнительные кнопки, такие как автофокусировка, ручной режим и т.д.

Современные цифровые камеры могут работать как от обычных «пальчиковых» батареек или аккумуляторов типа AA, так и использовать специфические аккумуляторы повышенной емкости.

В первом случае, производитель обычно комплектует камеру одним комплектов батареек. Здесь мы настоятельно рекомендуем приобрести два комплекта аккумуляторов большой емкости. Дело в том, что цифровые камеры достаточно прожорливы и в походных условиях, заряд комплекта батареек заканчивается достаточно быстро.

Для сохранения отснятых кадров цифровые камеры используют встроенную и внешнюю память. Объем встроенной памяти обычно ограничен 8MB, чего хватит только для сохранения нескольких кадров в не очень высоком качестве. Для полноценной работы необходимо иметь карту памяти на 64 или 128MB.

Среди многообразия карт памяти, наиболее популярными считаются SmartMedia, MMC, CompactFlash и MemoryStiс. Главным отличием различных типов носителей, может быть потребляемая энергия и скорость передачи данных, однако, сейчас мы не будем углубляться в эти детали, для этого у нас припасена отдельная статья.

Для установки карты памяти, все цифровые камеры имеют специальный отсек, или правильнее будет сказано слот. Для каждого типа носителя существует собственный слот. Это очень важно учитывать во время покупки дополнительной карты памяти. Кроме того, необходимо позаботиться о правильном позиционировании карты памяти в слот. Большинство слотов имеют дизайн, блокирующий неправильную установку карты памяти.

Некоторые камеры имеют комбинированные слоты памяти, позволяющие устанавливать два различных типа карт памяти.
Учитывая факт, что различные источники света могут изменять температуру цвета, необходимо, что бы цифровая камера имела возможность менять т.н. баланс белого. Цифровые камеры обычно имеют несколько предустановленных значений температуры цвета (Символ солнца означает установку температуры 5500° приемлемую для съемки при ярком солнечном свете, символ «лампа» означает установку температуры цвета в 3200° приемлемое для съемки при освещении лампой накаливания) или Вы можете выбрать режим AUTO, который позволит камере самостоятельно определить оптимальный уровень цветовой температуры.

Параметр ISO (или ASA или чувствительность) используется для определения скорости или чувствительности фотопленки. Чем больше значение ISO, тем большую чувствительность имеет пленка. Большая чувствительность позволяет делать лучшую экспозицию при низком освещении. В цифровых камерах этот термин означает то же самое, что и в обычных камерах, только он определяет чувствительность ПЗС. В этом случае увеличение чувствительности ПЗС ведет к увеличению шума, на снятых кадрах. В большинстве случаев мы рекомендуется использовать ISO равное 100, поскольку в этом случае получается лучшее качество отпечатка. Для изменения значения ISO, Вы должны активизировать меню на экране LCD, и с помощью клавиш джойстика выбрать желаемое значение (100, 200, 400 или AUTO).

Разрешающая способность определяет качество и размер снимка. Для получения самого высокого качества мы рекомендуем использовать формат TIFF. В этом формате изображение передается без сжатия и соответственно без потерь качества. Однако размер получаемых снимков довольно велик. Для записи большого числа кадров на одной карте памяти, можно использовать формат JPEG с изменяемым коэффициентом компрессии.

Для определения возможного числа сохраненных кадров необходимо учитывать три фактора: объем карты памяти, размер чипа ПЗС (число мегапиксеолей), и установленное разрешение. Выбор разрешения зависит от конкретных потребностей. Так, если Вы снимаете для публикации в Internet или для просмотра на экране проектора, то можно выбрать не высокое разрешение. Если для полиграфии или для фотопечати, то необходимо выбрать максимальное разрешение. Выбор разрешения осуществляется через меню на LCD экране.

После того, как сделали необходимые кадры, можете перенести их на компьютер, просмотреть их на TV или проекторе. Скопировать кадры с карты памяти можно несколькими способами. Во-первых, можно подключить камеру к компьютеру по USB или последовательному порту. Или подключить карту памяти к кардридеру , которые теперь продаются в огромных количествах, разных форм и цветов.

4. Устройства ввода звуковой информации

4.1. Микрофон

Микрофон— электроакустический прибор, преобразующий акустические колебания в электрические колебания.

работы микрофона заключается в том, что давление звуковых колебаний воздуха, воды или твёрдого вещества действует на тонкую мембрану микрофона. В свою очередь, колебания мембраны возбуждают электрические колебания; в зависимости от типа микрофона для этого используются явление электромагнитной индукции, изменение ёмкости конденсаторов или пьезоэлектрический эффект.

Свойства акустико-механической системы сильно зависят от того, воздействует ли звуковое давление на одну сторону диафрагмы (микрофон давления) или на обе стороны, а во втором случае от того, симметрично ли это воздействие (микрофон градиента давления) или на одну из сторон диафрагмы действуют колебания, непосредственно возбуждающие её, а на вторую— прошедшие через какое-либо механическое или акустическое сопротивление, или систему задержки времени (асимметричный микрофон градиента давления).

Большое влияние на характеристики микрофона оказывает его механически электрическая часть.

Первым устройством, использующимся только в качестве микрофона, стал угольный микрофон Эдисона. Действие его основывается на изменении сопротивления между зёрнами угольного порошка при изменении давления на их совокупность.

Конденсаторный микрофон был изобретён инженером Эдуардом Венте. В нём звук воздействует на тонкую металлическую мембрану, изменяя расстояние между мембраной и металлическим корпусом. Тем самым образуемый мембраной и корпусом конденсатор меняет ёмкость. Если подвести к пластинам постоянное напряжение, изменение ёмкости вызовет ток через конденсатор, тем самым образуя электрический сигнал во внешней цепи.

Более массовыми стали динамические микрофоны, отличающиеся от угольных гораздо лучшей линейностью характеристик и хорошими частотными свойствами, а от конденсаторных — более приемлемыми электрическими свойствами. Расположенная в магнитном поле гофрированная ленточка из очень тонкой (около 2 мкм) алюминиевой фольги. Такие микрофоны до сих пор применяются в студийной звукозаписи благодаря чрезвычайно широким частотным характеристикам, однако их чувствительность невелика, выходное сопротивление очень мало (доли ома), что значительно осложняет проектирование усилителей. Кроме того, достаточная чувствительность достижима только при значительной площади ленточки (а значит, и размерах магнита), в результате такие микрофоны имеют большие размеры и массу по сравнению со всеми остальными типами.

Пьезоэлектрический микрофон, сконструированный советскими учёными С. Н. Ржевкиным и А.И.Яковлевым в 1925 году, имеет в качестве датчика звукового давления пластинку из вещества, обладающего пьезоэлектрическими свойствами. Работа в качестве датчика давления позволила создать первые гидрофоны и записать сверх низкочастотных звуков, характерные для морских обитателей.

В 1931 году американские инженеры Венте и Тёрэс изобрели динамический микрофон с катушкой, приклеенной к тонкой мембране из полистирола или фольги. В отличие от ленточного, он имел существенно более высокое выходное сопротивление (десятки ом и сотни кило ом), мог быть изготовлен в меньших размерах и является обратимым. Совершенствование характеристик именно этих микрофонов, в сочетании с совершенствованием звуко-усилительной и звукозаписывающей аппаратуры, позволило развиться индустрии звукозаписи не только в студийных условиях. Создание малых по размеру (даже несмотря на массу постоянного магнита, необходимого для работы микрофона), а также чрезвычайно чувствительных и узконаправленных динамических микрофонов в заметной степени изменило представление о приватности и породило ряд изменений в законодательстве (в частности, о применении подслушивающих устройств).

Тогда же разработанные электромагнитные микрофоны, в отличие от электродинамических, имеют закреплённый на мембране постоянный магнит и неподвижную катушку. Благодаря отсутствию жёстких требований к массе катушки (характерном для динамических микрофонов) такие микрофоны делались высокоомными, а также порой имели многоотводные катушки, что делало их более универсальными. Такие микрофоны, наряду с пьезоэлектрическими, позволили создать эффективные слуховые аппараты, а также ларингофоны.

Электретный микрофон, изобретённый японским учёным Ёгути в начале 1920-х годов, по принципу действия и конструкции близок к конденсаторному, однако в качестве неподвижной обкладки конденсатора и источника постоянного напряжения выступает пластина из электрета.

Долгое время такие микрофоны были относительно дороги, а их очень высокое выходное сопротивление (как и конденсаторных, единицы мегаом и выше) заставляло применять исключительно ламповые схемы. Создание полевых транзисторов привело к появлению чрезвычайно эффективных, миниатюрных и лёгких электретных микрофонов, совмещённых с собранным в том же корпусе предусилителем на полевом транзисторе.

4.2. Цифровой диктофон

Диктофон— устройство для записи, или для записи и воспроизведения устной речи с целью её последующего прослушивания и транскрибирования.

Ранние диктофонные устройства работали по принципу механической звукозаписи со всеми её недостатками. Более поздние аналоговые диктофоны представляют собой, как правило, магнитофон с дополнительными функциями, облегчающими диктовку, расшифровку и перепечатку. Носителем служит магнитная лента, проволока, иногда— диск или манжета. На магнитных дисках для диктофонов делалась спиральная канавка, а магнитная головка укреплялась на тонарме наподобие граммофонного, который следовал по этой канавке.

Цифровые диктофоны обычно записывают в формате PCM, ADPCM, для особо длительной записи используется AMR, хотя со второй половины 2000-х годов широко распространились аппараты, пишущие в MP3

В отличие от переносных репортёрских магнитофонов, предназначенных для качественной записи вне студии, диктофоны используют в случаях, когда необходимо записывать речь на протяжении длительного времени без особых требований к качеству записи— на лекциях и выступлениях, для фиксации телефонных разговоров и диспетчерских переговоров и т. п. Использование диктофона облегчает и ускоряет процедуру переноса устной речи на бумагу, позволяет отказаться от дорогостоящих услуг стенографов.

Заключение

Данные устройства ввода информации не просто помогут пользователю ввести информацию в ПК, но и управлять приложениями в реальном времени.

Несомненно, можно сказать, что в индустрии прослеживается тенденция к унификации, многозадачности и персонализации. Уже сейчас заметны тенденции, направленные в эту сторону – современные устройства “интеллектуальной” среды можно рассматривать как первый шаг в этом направлении. Это умные устройства, подстраивающиеся непосредственно под пользователя, угадывающие его предпочтения и привычки, как это реализовано на смартфонах посредством программного обеспечения Siri, Remote, Google glass и схожих с ними.

Можно предположить, что в будущем всё более и более будут укреплять свою позицию бесконтактные устройства ввода. Это действительно самая ёмкая и перспективная технология, которая обладает поистине мощным потенциалом.

Таким образом, в заключение хочется сказать, что применение устройств ввода информации очень важно при работе с компьютером. А обучиться работать и стать опытным пользователем на ПК может абсолютно каждый, для этого необходимо желание и наличие времени.

Список использованных источников

Описание статьи из периодического издания

1. Лувишис И., Зарубин Ю., Мазо Б. Сканеры. // Компьютер Пресс - 1994 - N5.

2. Первый международный сканерный форум - отражение сканерного рынка. // HARD'n'SOFT - 1996 - N7.

3.Периферийное и терминальное оборудование ЭВМ / под редакцией Смирнова Ю.М. - Москва: Высшая школа, 1990.

4. Сканеры. // HARD'n'SOFT - 1995 - N3.

.А.В.Петроченков "Hardware — компьютер и периферия" (популярно о персональном компьютере и периферийном оборудовании)

Описание статей на иностранных языках

5 Kinect Will Recognise Sign Language: электрон. журн. 2010. URL: http://www.gamesradar.com/ (Дата обращения: 14.09.2016)

6 Why is Siri important?: электрон. журн. 2011. URL: http://www.quora.com/(Дата обращения: 14.09.2016)

7. Jawbone Up, интернет-ресурс. URL: https://jawbone.com/up(Дата обращения: 13.09.2016)

8. Будущее интерфейсов: электрон. журн. 2013. URL: http://www.lookatme.ru/. (Дата обращения: 13.09.2016)

9. Mindball: сайт производителя. URL: http://www.mindball.se/. (Дата обращения: 13.09.2016)

10. Apple: сайт производителя. URL: http://www.apple.com/. (Дата обращения: 13.09.2016)

11. LeapMotion: cайт производителя. URL: https://www.leapmotion.com. (Дата обращения: 14.09.2016)

12. Parallels: сайт производителя. URL: http://www.parallels.com/ (Дата обращения: 13.09.2016)

Описание учебников и учебных пособий

13. Пак Н.И., Хеннер Е.К. Практикум по информатике: учеб. пособие. М.: Издательский центр «Академия», 2005. 370 с

14. Алиев Т.М., Вигдоров Д.И. Системы отображения информации - Москва: Высшая школа, 1988.

15. Семененко В.А. Айдидын В.М., Липова А.Д. «Электронные вычислительные машины», М, "Высшая школа", 1991г.

16. Милютина И.А. Технические средства компьютерных информационных технологий. Методические рекомендации к таблицам по инф-ке. 1-й выпуск - М: АО "Московские учебники и Картометография" 1997 - 79 с.: ил.

17. Ларионов А.М., Горнец Н.Н. Периферийные устройства в вычислительных системах - Москва: Высшая школа, 1991

18. Семакин И. Г., Хеннер Е.К Информатика и ИКТ. Базовый уровень: учебник для 10–11. М.: БИНОМ, 2013. 350 с.

19. Сапожков М.А. Электроакустика. Учебник для вузов.— М.: «Связь», 1978.— 272с.—30000 экз.

Описание статьи из книги

20. Гинзбург А.С., Милчев М.К., Солоницын Ю.И. Периферийные устства:принтеры, сканеры, цифровые камеры. СПб.: Питер, 2001. 444 с Могилев А.В.,

21. Гришин М.П., Курбанов Ш.М., Маркелов В.П. Автоматический ввод и обработка фотографических изображений на ЭВМ - Москва: Энергия,1976.

22. Гротта Д., Гротта С.В. Сканеры. // Компьютер дома - 1996 - N3.

23. .Дьяков В. Сканирование рисунков ручным сканером. // Домашний компьютер - 1996.

24. Фигурнов В.Э. IBM PC для пользователя. Изд.7-е, перераб. и доп.- М: ИНФРА-М, 1997 - 640 с:ил.

25. В.М.Гасов " Технические средства ввода-вывода графической информации" (серия в семи книгах "Организация взаимодействия человека с техническими средствами АСУ" под редакцией В.Н.Четверикова)

26. Н.И.Гурин "Работа на персональном компьютере"

27. Иванов Е.А., Степанов И.М., Хомяков К.С. "Периферийные устройства ЭВМ", М, "Инфо", 1987г.

28. Ламекин В.Ф. "Оргтехника для вашего офиса", Ростов-на-Дону, "Новая печать", 1997г.