Оглавление

Сканер, его назначение, виды, характеристика. 2

Монитор, его назначение, виды, характеристика. 9

Сканер, его назначение, виды, характеристика

Сканер является периферийным устройством компьютера, предназначенным для сканирования документов, т.е. преобразования бумажного документа в цифровое изображение.

Сканер — это устройство, которое захватывает изображения с фотографических отпечатков, плакатов, журнальных страниц и подобных источников для отображения на компьютере в электронном виде с возможностью редактирования. Сканеры изготавливается различных типов с ручной загрузкой документов, с автозагрузкой и планшетного типа, а также для сканирования только черно-белых или цветных изображений[1]. Сканеры с высоким разрешением используются для сканирования документов с высоким разрешением, но для сканирования изображений для отображения их на экране компьютера часто достаточно сканеров и более низкого разрешения. Сканеры обычно поставляются с программным обеспечением, таким как продукт Adobe Photoshop, который позволяет изменять размер, цвет и иным образом изменять захваченное изображение.

Сканеры обычно подключаются к персональному компьютеру с помощью интерфейса. Такие приложения, как PhotoShop, использует программу TWAIN для чтения изображения.

Некоторые крупные производители сканеров – это фирмы: Epson, Canon, Hewlett-Packard, Microtek и Relisys.

Рис. 1. Самые популярные модели сканеров в 2017 году[2]

Обычно выделяют три основных типа сканера:[3]

Планшетные сканеры позволяют сканировать документ, поместив его на стеклянную панель. Это самый распространенный тип сканера.
Ручные сканеры имеют меньший размер. Эти сканеры не имеют привода датчика и должны быть помещены вручную в те места документа, которые надо отсканировать.
Сканеры с автоподачей – они подают документ через освещенный слот для их сканирования, аналогично факсимильным аппаратам. Этот тип сканера чаще встроен в многофункциональные устройства.

Существуют также сканеры, которые могут сканировать определенные элементы, такие как слайды, штихкоды. Книжные сканеры отличаются возможностью сканирования брошюрованных документов. Существуют также высокоточные виды сканеров.

Сканер обычно характеризуется следующими элементами[4]:

Разрешение: выраженное в точках на дюйм (обозначается как dpi), которое определяет тонкость сканирования.

Порядки величины разрешения составляют 600, 1200 на 2400 точек на дюйм. Горизонтальное разрешение сильно зависит от качества и количества отдельных датчиков в линейке, тогда как вертикальное разрешение тесно связано с точностью приводного двигателя. Однако важно различать оптическое разрешение, которое является фактическим разрешением сканера, из интерполированного разрешения. Интерполяция — это метод, включающий определение промежуточных пикселей из фактических пикселей путем вычисления среднего значения цветов соседних пикселей. Эта технология помогает достичь хороших результатов, но интерполированное разрешение таким образом, не является критерием, который можно использовать для сравнения сканеров.

Формат документа: в зависимости от их размера сканеры могут обрабатывать документы разных размеров, как правило, A4 (21 x 29,7 см) или реже A3 (29,7 x 42 см).
Скорость сканирования: выражается в страницах в минуту ( стр. /мин.), Скорость сканирования — это способность сканера сканировать большое количество страниц в минуту. Скорость сканирования зависит от формата документа и разрешения, выбранного для сканирования.
Интерфейс: это разъем сканера. Основные интерфейсы:

FireWire. Это предпочтительный интерфейс, поскольку его скорость особенно подходит для этого типа периферийных устройств

USB 2.0. Он предлагается на всех последних компьютерах. Это стандартный интерфейс, который рекомендуется, если на компьютере нет соединения FireWire

SCSI. Предпочитаемый интерфейс для сканера в конце 90-х годов, стандарт SCSI теперь уступил в пользу FireWire и USB 2.0

Параллельный порт. Этот тип разъема, естественно, медленный и используется реже; его следует избегать, если на компьютере имеется один из предыдущих разъемов
Физические характеристики: при выборе сканера могут учитываться другие элементы:
Размер, с точки зрения физических габаритов сканера.
Вес.
Потребление электроэнергии, выраженное в Вт (Вт).
Температура эксплуатации и хранения.
Уровень шума. Сканеры могут быть очень шумными, и это может вызвать значительные нарушения.
Принадлежности: обычно предлагаются драйверы и руководство пользователя; если они не должны быть приобретены отдельно.

Рис. 2. Принцип работы сканера

Принцип работы сканера следующий (рис. 2):

Сканер перемещается по линии документа по строкам.
Каждая строка разбивается на «основные точки», которые соответствуют пикселям.
датчик анализирует цвет каждого пикселя
Цвет каждого пикселя разбит на 3 компонента (красный, зеленый, синий)
Каждый компонент цвета измеряется и представлен значением. Для 8-разрядной количественной оценки каждый компонент будет иметь значение от 0 до 225 включительно.

Рассмотрим подробнее работу планшетного сканера, хотя режим работы ручного сканера или любого другого сканера точно такой же. Единственное различие заключается в подаче документа.

Все сканеры работают по одному и тому же принципу отражения или передачи света. Изображение помещается над кареткой, состоящей из источника света и датчика; в случае цифровой камеры источником света может быть солнце или искусственное освещение. Когда только появились настольные сканеры, многие производители использовали люминесцентные лампы в качестве источников света. Несмотря на то, что люминесцентные лампы достаточно хороши для многих целей, они имеют две отличительные слабости: они редко излучают постоянный белый свет, и они выделяют тепло, которое может искажать другие оптические компоненты. По этим причинам большинство производителей перешли на лампы с холодным катодом. Они отличаются от стандартных флуоресцентных ламп тем, что они не имеют нити. Поэтому они работают при гораздо более низких температурах и, как следствие, более надежны. Стандартные люминесцентные лампы теперь находятся в основном на недорогих устройствах и более старых моделях.

К концу 2000 года появились как альтернативный источник света ксеноновые лампы. Это очень стабильный источник света с полным спектром, который является долговечным. Однако ксеноновые лампы как источники света ксенона потребляют больше энергии, чем лампы с холодным катодом.

Чтобы направлять свет от лампы на датчики, считывающие значения света, сканеры используют призмы, линзы и другие оптические компоненты. Подобно очкам и увеличительным стеклам, эти предметы могут значительно отличаться по качеству. Высококачественный сканер будет использовать высококачественную стеклянную оптику с коррекцией цвета и покрытием для минимальной диффузии. Модели нижнего уровня обычно экономят в этой области, используя пластмассовые компоненты для снижения затрат.

Количество света, отраженного или передаваемого через изображение и подбираемого датчиком, затем преобразуется в напряжение, пропорциональное интенсивности света — чем ярче часть изображения, тем больше света отражается или передается, что приводит к более высокому напряжению. Это аналого-цифровое преобразование является чувствительным процессом и особо чувствительным к электрическим помехам и шуму в системе. Для защиты от искажения изображений лучшие сканеры на рынке сегодня используют электрически изолированный аналого-цифровой преобразователь, который обрабатывает данные вдали от основных схем сканера. Однако,

Сам компонент датчика реализован с использованием одного из трех различных типов технологий:

Излучаемый высокоинтенсивный свет отражается от документа и возвращается к датчику через систему линз и зеркал. Датчики преобразуют принимаемый свет в электрические сигналы, которые, в свою очередь, преобразуются в цифровые данные с помощью аналого-цифрового преобразователя.

Существует две категории сканеров.

CMOS-датчики используют технологию CIS ( Contact Image Sensor). Этот тип устройства имеет светодиодную рампу ( светоизлучающий диод ) для освещения документа и требует очень близкого расстояния между датчиком и документом. Однако технология CMOS использует намного меньше энергии.

CCD-датчики (или приборы с зарядовой связью ПЗС). Сканеры с использованием технологии CCD часто толще, поскольку они используют холодную неоновую лампу. Однако качество отсканированного изображения в целом лучше, так как отношение сигнал / шум ниже.

Монитор, его назначение, виды, характеристика

Компьютерный монитор, технически называемый визуальным дисплеем – это электронное устройство, которое передает информацию с компьютера на экран, тем самым действуя как интерфейс компьютера и подключая пользователя к компьютеру. Монитор компьютера, таким образом, представляет собой устройство вывода, которое отображает информацию в графической форме[5].

Мониторы подключаются к компьютеру через разъемы: VGA, DVI, HDMI, DisplayPort, Thunderbolt, LVDS или другие разъемы и сигналы.

Первоначально компьютерные мониторы использовались для обработки данных, в то время как телевизионные приемники (работающие по такому же принципу с добавлением функций телевизионного приемника) использовались для развлечений. С 1980-х годов компьютеры (и их мониторы) использовались как для обработки данных, так и для развлечений, а телевизоры реализовали некоторые компьютерные функции. Общее соотношение размеров телевизоров и компьютерных мониторов изменилось с 4: 3 до 16:10, до 16: 9.

Ранние электронные компьютеры были оснащены панелью ламп, где состояние каждой конкретной лампы указывало бы состояние включения / выключения конкретного регистра внутри компьютера. Это позволило инженерам, работающим на компьютере, контролировать внутреннее состояние машины, поэтому эта панель стала называться «монитор». Поскольку ранние мониторы были способны отображать очень ограниченный объем информации и были очень малоинформативными, их редко рассматривали для вывода программ. Вместо этого основным устройством вывода был принтер, в то время как монитор ограничивался отслеживанием работы блоков компьютера.

По мере того как технологии усложнялись и появились экраны, стало ясно, что вывод информации на ЭЛТ-дисплее был более гибким, чем на панели с лампочками, и в конечном итоге, позволял контролировать то, что было отображено в самой программе. Так монитор стал мощным устройством вывода.

Компьютерные мониторы ранее назывались устройством визуального отображения (VDU), но этот термин в 1990-х годах в основном уже не использовался.

В настоящее время компьютерные мониторы исполняются в различной форме, с разным дизайном и цветовом исполнении. Однако, основываясь на технологии, используемой для создания компьютерных мониторов, их можно разделить на три категории:

CRT-монитор (катодная лучевая трубка)
ЖК-монитор (жидкокристаллический экран)
Светодиодный монитор (экран на светоизлучающих диодах)

Мониторы CRT (катодно-лучевая или электронно-лучевая трубка) используют технологию CRT, используемую чаще всего в прошлом при изготовлении телевизионных экранов. В этом случае поток интенсивных электронов высокой энергии используется для формирования изображений на флуоресцентном экране. Катодно-лучевая трубка представляет собой вакуумную трубку, содержащую электронную пушку на одном конце и флуоресцентный экран на другом конце (рис. 3).

Из этой электронной пушки генерирует сильный пучок электронов (процесс, называемый термоэлектронной эмиссией). Эти электроны проходят через узкую дорожку внутри трубки с высокой скоростью с использованием различных отклоняющих электромагнитных устройств и, наконец, ударяют по люминофорам, присутствующим на флуоресцентном экране, создавая таким образом свечение. Множество вспышек люминофоров на экране создают изображение.

Рис. 3. Принцип работы электронно-лучевой трубки

Существует несколько преимуществ использования ЭЛТ-мониторов:

Эти мониторы очень надежны и эффективны и способны генерировать высокое разрешение, обеспечивая тем самым четкое качество изображения. Кроме того, доступные сегодня мониторы CRT, способны производить тысячи разных цветов.

CRT -мониторы являются доступными по цене и экономически эффективными.

В отличие от обычных ЭЛТ-мониторов, современные технологические достижения привели к разработке мониторов CRT с плоским экраном, которые уменьшают блики и хорошо подходят для глаз.

Тем не менее, единственная проблема с покупкой мониторов CRT заключается в том, что они громоздкие и могут занимать много места. Кроме того, эти устройства быстро нагреваются.

Рис. 4. Принцип работы LCD дисплея

Мониторы LCD (liquid crystal display, жидкокристаллический дисплей) являются в настоящее время одной из самых современных технологий. Как правило, ЖК-монитор состоит из слоя цветных или монохромных пикселей (жидкокристаллических диодов), схематично расположенных между двумя прозрачными электродами и двумя поляризационными фильтрами. Оптический эффект достигается путем поляризации света в различных количествах и пропускания его через слой жидкого кристалла. В настоящее время доступны два типа ЖК-технологий. К ним относятся активная матрица или TFT и технология пассивной матрицы. Среди них технология TFT более безопасна и надежна и обеспечивает лучшее качество изображения. С другой стороны, пассивная матрица имеет медленное время отклика, но и медленно изнашивается.

В последнее время ЖК-мониторы становятся все более популярными среди потребителей. Некоторые основные преимущества использования ЖК-монитора включают в себя:

Мониторы компактны, легки и не потребляют много места на столе.
Мониторы не потребляют много электроэнергии и даже могут работать с использованием батарей.
Кроме того, изображения, передаваемые этими мониторами, не имеют геометрически искаженных и мало мерцают.

Однако ЖК-мониторы имеют определенные недостатки. Самое главное, что эти мониторы очень дороги. Во-вторых, качество изображения не является постоянным при просмотре под разными углами. Кроме того, разрешение ЖК-монитора всегда постоянное. Любые изменения могут привести к снижению производительности.

Светодиодные мониторы (LED display, LED screen) являются самыми современными типами мониторов на рынке сегодня. Подобно ЖК-дисплеям, они имеют плоский экран, в котором используются светодиоды для подсветки вместо холодных катодных флуоресцентных (CCFL) ламп, используемого в ЖК-дисплеях. В первую очередь, разница в том, что дисплей имеет также ЖК-дисплей, но подсветка выполняется светодиодами. Это не настоящий светодиодный экран, так как светодиоды выполняют вспомогательную функцию подсветки. Пока еще светодиодная технология сложна и миниатюризации плохо поддается.

Считается, что светодиодные мониторы используют гораздо меньшую мощность, чем CRT и LCD. Таким образом, они также считаются экологически чистыми. Другими основными преимуществами светодиодных мониторов являются:

Создание изображения с более высоким контрастом
Меньшее отрицательное воздействие на окружающую среду
Продолжительность жизни и долговечность светодиодных мониторов больше, чем CRT или ЖК-дисплеев.
Из-за технологии панели монитора можно сделать очень тонкими
Не производят много тепла во время работы

Светодиодные мониторы стоят немного дороже, чем прежние ЖК-дисплеи. Существует несколько способов, с помощью которых производится светодиодная подсветка.

Светодиоды фиксируются вокруг обода монитора небольшого размера (Edge LED). Или используется специальная диффузионная панель для равномерного распределения света позади экрана (Direct-LED). За экраном помещается массив светодиодов. Их яркость индивидуально не контролируется. Еще в одной технологии набор светодиодов размещается за экраном, но яркость каждого отдельного светодиода управляется отдельно (RGB- LED).

Список литературы

Информатика и информационные технологии / ред. Ю.Д. Романова. — М.: Эксмо, 2011.
Рейтинг Сканеров 2017 года URL: http://www.e-katalog.ru/z164.htm
Симонович Практическая информатика / Симонович, С.В; Евсеев, Г.А.. — М.: АСТ-Пресс Книга, 2011.
Угринович, Н. Информатика и информационные технологии / Н. Угринович. — М.: Бином. Лаборатория знаний, 2017.
Шестакова Информатика и информационно-коммуникационные технологии. Базовый курс. 8 класс / Шестакова, Л.В. и. — М.: Бином, 2017.

[1] Информатика и информационные технологии / ред. Ю.Д. Романова. — М.: Эксмо, 2011. С. 112.

[2] Рейтинг Сканеров 2017 года URL: http://www.e-katalog.ru/z164.htm

[3] Симонович Практическая информатика / Симонович, С.В; Евсеев, Г.А.. — М.: АСТ-Пресс Книга, 2011. С. 64.

[4] Угринович, Н. Информатика и информационные технологии / Н. Угринович. — М.: Бином. Лаборатория знаний, 2017.

[5] Шестакова Информатика и информационно-коммуникационные технологии. Базовый курс. 8 класс / Шестакова, Л.В. и. — М.: Бином, 2017. С. 65.

Поделиться этим