Geum.ru

В. П. Дьяконов, А. Н. Черничин Новые информационные технологии Часть Основы и аппаратное обеспечение Под общей редакцией проф. В. П. Дьяконова Смоленск 2003

Вид материалаДокументы

Содержание


5.4. Экранные средства обучения
Главным фокусом
Подобный материал:
1   ...   16   17   18   19   20   21   22   23   24

5.4. Экранные средства обучения




5.4.1. Диапроекторы



Экранные средства обучения и воспитания включают аппаратуру диапроекции, т.е. проецирование в проходящих лучах, и эпипроекции, т.е. проецирование в отраженном свете, и представлены проекционными аппаратами различного типа и назначения.

Проекционные аппараты - это оптические устройства, формирующие на экране увеличенное, позитивное, перевернутое, действительное изображение диа– или эпиобъектов. К объектам диапроекции относятся диапозитивы (слайды) и диафильмы, представляющие собой тематически связанную последовательность кадров, расположенных на одной пленке.

Проекционный аппарат - диапроектор (рис. 5.26) состоит из механической и оптической частей. Механическая часть, объединяя конструктивно все элементы аппарата, обеспечивает правильное положение проецируемых объектов перед объективом, их смену, выполнение необходимых регулировок и настроек, а в некоторых аппаратах – автоматическую фокусировку и выдержку времени при смене объектов.


Рис.5.26. Оптическая схема диапроектора (1- рефлектор, 2- источник света, 3- конденсор с теплофильтром, 4- кадровая рамка, 5- объектив)


Оптическая часть диапроектора (рис.5.26) состоит из осветительной и проекционной частей и обеспечивает освещение и проецирование объекта.

В большинстве проекционных аппаратов и узкопленочных кинопроекторов применяются кварцевые галогенные малогабаритные (КГМ) лампы накаливания, отвечающие этим требованиям. В названии лампы указываются напряжение питания и мощность, которая определяет световой поток. Например, название КГМ 12-100 определяет кварцевую галогенную лампу, рассчитанную на напряжение питания 12В, мощностью 100 Вт.

Рефлектор служит для того, чтобы использовался весь создаваемый лампой световой поток, т.е. в отсутствие рефлектора большая часть светового потока не попала бы в объектив. Рефлектор позволяет решить еще одну задачу повышения качества проекции, это будет рассмотрено позже.

Конденсор позволяет сконцентрировать световой поток на кадровой рамке 4, ограничивающей демонстрируемый слайд, и представляет собой систему собирающих линз. Между линзами конденсора устанавливается оптический теплофильтр (на рис.5.19 не показан), изготовленный из специального стекла, который, задерживая инфракрасные лучи, предохраняет слайд от перегрева.

Объектив представляет собой линзовую оптическую систему и формирует на экране увеличенное изображение объекта. Параметрами объектива являются: фокусное расстояние, относительное отверстие и светосила. Они указываются на оправе объектива.

Главным фокусом называется точка, в которой пересекаются после преломления в объективе лучи, падающие на него пучком, параллельным главной оптической оси, а расстояние главного фокуса от оптического центра объектива называется главным фокусным расстоянием. Оно определяет масштаб изображения (размер изображения).

Относительное отверстие представляет собой отношение диаметра зрачка объектива к его фокусному расстоянию. Например, если фокусное расстояние объектива равно 75 мм, а диаметр его зрачка – 17 мм, то относительное отверстие этого объектива будет 17:75, т.е. 1:4,5.

Светосила характеризует способность объектива к наибольшему пропусканию света и зависит от величины относительного отверстия. Отметим, что светосила объектива с относительным отверстием 1:5,6 больше светосилы объектива с относительным отверстием 1:8.

Линзы современных объективов просветлены, т.е. на их поверхность нанесена тончайшая пленка, позволяющая уменьшить отражение лучей при прохождении их через объектив.

На рис.5.27 приведена схема проекционной части диапроектора, представленной объективом с фокусным расстоянием f. Слева от объектива расположен объект проецирования, представленный в виде стрелки высотой h, острие которой расположено на главной оптической оси. Следовательно, и острие изображения будет расположено на главной оптической оси.


Рис.5.27. Геометрические соотношения оптической схемы диапроектора


Для построения изображения выбраны два луча, один из которых проходит через центр объектива и, следовательно, не преломляется, а другой, параллельный оси, преломившись, пройдет через фокус объектива. Так построено изображение стрелки на экране высотой H. Расстояние диапроектора до экрана L должно быть именно таким, как указано на рисунке, именно в этом случае каждая точка объекта проецируется в точку, и его изображение будет резким. В случае, если экран расположен ближе или дальше, чем показано на рисунке, то каждая точка объекта проецируется в пятно, и изображение будет нерезким. Подобие треугольников aOb и AOB позволяет записать соотношение h/H=Ob/L. Заменив в этом соотношении Ob на f, что не приведет к значительной погрешности, окончательно получим h/H=f/L.

Последнее соотношение позволяет определить, на каком расстоянии от экрана следует установить проекционный аппарат, чтобы получить изображение требуемого размера. Кроме того, из этого соотношения следует, что больший размер (масштаб) изображения получается при использовании объектива с меньшим фокусным расстоянием.

5.4.2. Кодоскопы



Особыми аппаратами диапроекции являются кодоскопы (графопроекторы). Носители информации, применяемые в кодоскопах, представляют собой прозрачную пленку (в виде рулона или отдельных транспарантов, называемых также кодограммами), на которую нанесено изображение.

Осветительно-проекционная система кодоскопа (рис. 5.28) расположена вертикально, а объект проекции - горизонтально. Световой поток от проекционной лампы отражается рефлектором вертикально вверх, проходит через конденсор (линза Френеля) и предметный столик, на котором расположена кодограмма, попадает в объектив с поворотным зеркалом и формирует на экране увеличенное изображение объекта.




Рис. 5.28. Схема кодопроекции (1- рефлектор, 2- осветительная лампа, 3- теплофильтр, 4- линза Френеля, 5- объектив с зеркалом, 6- экран)


Первые буквы названия кодоскопа представляют собой аббревиатуру – «классная оптическая доска». Это очень хорошо отражает назначение и возможности аппарата, а именно: крупный масштаб изображения на экране, проведение демонстрации без затемнения (лишь бы не было на экране прямого солнечного света), простота использования самим преподавателем, использование разнообразных подготовленных заранее или создаваемых в ходе занятий кодограмм.

Использование кодоскопа позволяет средствами статической проекции показать процесс, а не только состояние, если изготовить последовательность кодограмм, соответствующих стадиям этого процесса, и демонстрировать их, располагая одну за другой.

Изготовить кодограммы можно двумя способами:
  1. Текст и рисунки наносятся на прозрачную пленку специальным маркером.
  2. Кодограмма подготавливается на компьютере, как правило, в графическом или текстовом редакторе и отпечатывается на принтере на специальной прозрачной пленке.

Второй способ, безусловно, предпочтительнее, так как позволяет получить более качественный дидактический материал с меньшими затратами труда.

Для показа непрозрачных объектов используются эпипроекторы, существуют и комбинированные аппараты, позволяющие показывать как диа-, так и эпиобъекты – эпидиапроекторы. Объектами эпипроекции являются графические материалы (открытки, картинки и т.п.), обычно применяется последовательность тематически подобранных рисунков, наклеенных на бумажную ленту. Однако можно показать и такие плоские объекты, как гербарий, монета и т.д.

Проецирование непрозрачных объектов происходит в отраженном, а не в проходящем, как при диапроекции, свете. Поэтому световой поток, определяющий яркость изображения на экране и зависящий от отражательных свойств эпиобъекта, невелик. И хотя эпипроекторы снабжаются двумя мощными источниками света, при их использовании требуется затемнение помещения, что снижает область их применения.