Устройства ввода информации. Бесконтактные манипуляторы — будущее устройств ввода

Одной из горячих тем минувшего года стала технология бесконтактного ввода управляющих команд посредством естественных движений и жестов. Эксперты прочат подобным устройствам большое будущее, причем не только в сфере ПК и игровых приставок, но и в бытовой электронике.

На первый взгляд может показаться, что смена технологий в области массовых устройств ввода происходит крайне медленно. И в этом, действительно, есть доля правды: пару лет тому назад мы отмечали 40-летие компьютерной мыши, а возраст клавиатур безо всякой натяжки можно назвать пенсионным. Другое дело, что за прошедшие десятилетия кардинально изменилась «начинка» этих устройств. Так, механические клавиатуры постепенно сменились полумеханическими, а затем - широко распространенными ныне пленочными. То же самое можно сказать и о манипуляторах типа мышь: в 80-е годы неуклюжая конструкция с двумя взаимно перпендикулярными роликами уступила место моделям с катающимся шариком, а в течение последней дюжины лет на наших столах безраздельно господствуют манипуляторы с оптическими датчиками различных конструкций. Тем не менее способ взаимодействия пользователя с графической оболочкой ОС компьютера посредством мыши и клавиатуры остался прежним: как и пару десятилетий тому назад, мы набираем текст, нажимая клавиши, и перемещаем курсор, двигая корпус мыши по столу.

На рубеже веков обозначился новый вектор развития технологий взаимодействия пользователя с ПК и электронными устройствами. В обиход вошли карманные компьютеры (КПК) с сенсорными экранами. Следом за ними промелькнули планшетные ПК первого поколения, так и не сумевшие закрепиться на массовом рынке. А еще через несколько лет началось триумфальное шествие гаджетов с сенсорными экранами. Доля мобильных телефонов, смартфонов, портативных медиаплееров и прочих электронных устройств, оснащенных сенсорными экранами, год от года увеличивается. Растущая популярность этого решения стимулировала развитие соответствующих технологий: на смену резистивным панелям пришли проекционно­емкостные, благодаря чему значительно повысились точность и удобство работы. Апофеозом «сенсорной лихорадки» стал бум планшетов. Однако в сегменте настольных и портативных ПК сенсорные экраны так и не смогли составить серьезную конкуренцию традиционным устройствам ввода - клавиатурам и мышам. Ноутбуки­трансформеры и моноблоки не в счет: их доля ничтожна и предпосылок к изменению ситуации пока не наблюдается.

Принципиально новое решение, которое способно в корне изменить процесс взаимодействия пользователя именно с ПК, было представлено в конце 2010 года и сразу же стало бестселлером. Проницательные читатели, наверное, уже догадались, что речь идет о контроллере Kinect, созданном в подразделении аппаратных средств корпорации Microsoft.

Хит сезона

Что же такое Kinect? Если охарактеризовать его предельно кратко, то это специализированное устройство ввода, предназначенное для управления работой приложений посредством движений, жестов и изменения позы.

Аппаратное оснащение Kinect включает пару цифровых видеокамер, микрофон, дальномер и высокопроизводительный микропроцессор. Посредством видеокамер устройство в режиме реального времени отслеживает положение тела пользователя в пространстве. Изображение считывается с разрешением 640x480 и частотой 30 кадров в секунду.

Каковы же принципиальные отличия Kinect от традиционно используемых устройств ввода? Во­первых, это бесконтактный манипулятор: пользователю не нужно нажимать кнопки, перемещать какие­либо органы управления или прикасаться к сенсорной поверхности. Во­вторых, он универсален. Традиционные игровые манипуляторы подразделяются на множество типов (геймпады, джойстики, рули и пр.), и конструкция каждого из них приспособлена для игр определенных жанров. Таким образом, владельцам ПК зачастую приходится приобретать несколько манипуляторов различных типов. В этом смысле Kinect является значительно более гибким решением: набор используемых жестов может варьироваться в зависимости от специфики запущенного приложения. Кроме того, отдавать команды посредством жестов и естественных движений тела во многих случаях гораздо проще, чем привыкать к расположению и особенностям реакции аппаратных органов управления.

Работа по созданию Kinect шла на протяжении нескольких лет. Первая публичная демонстрация прототипа под кодовым названием project Natal состоялась летом 2009 года в ходе выставки Electronic Entertainment Expo (E3). А год спустя корпорация Microsoft представила на E3 уже полностью готовый к серийному производству образец этого контроллера, который впоследствии получил название Kinect.

Контроллер Kinect позволяет управлять игровым процессом
посредством различных жестов и движений тела

Розничные продажи контроллера Kinect для игровой приставки XBox стартовали 4 ноября 2010 года. Всего за два месяца (с 4 ноября 2010-го по 3 января 2011 года) было продано более 8 млн контроллеров. Таким образом, среднесуточный объем продаж за этот период составил 133 333 штук. По оценкам редакторов «Книги рекордов Гиннесса», до Kinect ни одно бытовое электронное устройство не продавалось столь высокими темпами в течение первых 60 дней продаж, включая даже такие бестселлеры, как iPhone и iPad.

Хотя первая модель Kinect создавалась исключительно для использования с приставками XBox, вскоре после начала продаж в Интернете появился созданный энтузиастами драйвер, позволяющий подключать этот контроллер к ПК. А в конце ноября минувшего года появилась информация о том, что Microsoft готовит к выпуску специальную модификацию Kinect, предназначенную для использования с ПК, функционирующими под управлением ОС Windows. Согласно предварительной информации, она поступит в продажу в феврале­марте этого года.

По словам главы проекта Kinect для Windows Крейга Айслера (Craig Eisler), данная модификация будет подключаться к ПК по интерфейсу USB и получит новую прошивку, которая обеспечит стабильное распознавание жестов и движений пользователя, находящегося на расстоянии 40 см от устройства и далее (доступная в настоящее время версия для XBox эффективно работает на расстоянии 1,2-3,5 м). Как утверждает г­н Айслер, такие изменения позволят не только наилучшим образом адаптировать Kinect для работы с ПК, но и создать целый класс абсолютно новых приложений, управляемых посредством этого контроллера.

В Microsoft уверены, что сфера применения Kinect на ПК не будет ограничена исключительно игровыми приложениями. Как считают разработчики, инновационный манипулятор пригодится для проведения интерактивных презентаций в офисах и учебных заведениях, позволит реализовать оригинальные интерфейсы для управления виртуальными музыкальными инструментами и решать множество других задач.

Важным условием успешного продвижения Kinect на платформе Windows является своевременное появление достаточного большого количества программных продуктов, позволяющих максимально эффективно реализовать возможности новинки. В руководстве Microsoft это хорошо понимают. Корпорация уже объявила о запуске инвестиционной программы Kinect Accelerator, которая позволит привлечь большое количество независимых разработчиков ПО к созданию приложений для ПК, которые позволят раскрыть возможности Kinect, а также реализовать новые идеи по прикладному использованию этого контроллера. Проектам, вошедшим в десятку лучших, Microsoft обещает бесплатно предоставить комплект необходимых средств разработки, а также оказать финансовую помощь в размере 20 тыс. долл.

В настоящее время в Microsoft уже вовсю идут работы не только над модификацией Kinect для Windows, но и над следующей версией этого контроллера для XBox, который пока фигурирует под названием Kinect 2. Дата анонса этого продукта неизвестна. Возможно, его прототип будет показан уже в январе на CES 2012, но не исключено, что Microsoft прибережет эту новинку для профильной выставки Е3.

Согласно информации, опубликованной в конце прошлого года на ресурсе Eurogamer, благодаря применению светочувствительных сенсоров с более высоким разрешением новинка будет отличаться от устройства первого поколения гораздо более высокой точностью распознавания, что, в частности, позволит реализовать функцию чтения по губам. Кроме того, Kinect 2 будет способен отслеживать большее количество параметров, нежели контроллер первого поколения. Например, появится возможность определять направление взгляда пользователя и различать основные эмоции по выражению его лица и изменению тембра и модуляций голоса.

Группа поддержки

В течение нескольких месяцев после начала продаж Kinect сохранял статус уникального и единственного в своем роде продукта. Первый конкурент у него появился лишь осенью минувшего года, когда компания ASUS начала поставки контроллера Xtion Pro, разработанного в тесном сотрудничестве с израильской фирмой PrimeSense.

Аппаратное оснащение Xtion Pro включает видеокамеру, дальномер и ИК-датчик. Глядя на фотографию, трудно не заметить внешнее сходство Xtion Pro с Kinect. Встроенная видеокамера позволяет считывать изображение с разрешением 320x240 либо 640x480 пикселов с частотой 60 и 30 кадров в секунду соответственно. По данным разработчиков, система способна уверенно считывать жесты на расстоянии от 0,8 до 3,5 м; угол обзора оптической системы составляет 58° по горизонтали и 45° по вертикали.

Как и Kinect, контроллер Xtion Pro предназначен для управления графическим интерфейсом ОС и приложений при помощи различных жестов и изменения позы. Однако между ними есть и существенное различие: контроллер ASUS изначально создавался с расчетом на использование с ПК. Как и Microsoft, компания ASUS планирует оказывать поддержку разработчикам приложений (в первую очередь игр), которые позволят наиболее полно реализовать возможности контроллера Xtion Pro.

В настоящее время развиваются и другие проекты. Так, в минувшем году бельгийская компания SoftKinetic представила собственную программную платформу iisu. Данное решение позволяет реализовать интерфейс для управления ПК и бытовой техникой при помощи жестов, считываемых стереоскопической видеокамерой. Одним из важных конкурентных преимуществ iisu являются невысокие требования к вычислительным ресурсам аппаратной части, благодаря чему данное решение наилучшим образом подходит для внедрения в многофункциональных телевизорах (SmartTV) и ТВ-приставках.

Год назад в ходе выставки CES 2011 компания SoftKinetic продемонстрировала прототип контроллера на базе технологии iisu, построенный на аппаратной платформе Intel Atom CE4100. Среди возможностей этого устройства - управление веб­браузером, видеоконференциями и игровыми приложениями. Кроме того, данный контроллер может заменить пульт ДУ, позволяя посредством простых и естественных жестов управлять телевизором и другой бытовой техникой.

В ходе мероприятия Games Developer Conference, проходившего в марте, компания SoftKinetic представила свободно распространяемую версию iisu 2.8. Как отметил главный стратег этой компании Эрик Кржесло (Eric Krzeslo), многие разработчики заинтересовались данным решением. Новейшие достижения SoftKinetic в области создания бесконтактных манипуляторов были представлены осенью минувшего года в ходе крупных международных форумов (в частности, IBC 2011 и IDF 2011). А на проходившей в начале ноября конференции Korea Games Conference компания анонсировала открытую бета-версию iisu 3.0, которая поможет разработчикам игровых приложений реализовать поддержку функций распознавания естественных жестов в своих продуктах.

Заключение

Итак, в настоящее время производители располагают вполне зрелой технологией оптического распознавания жестов, пригодной для использования в массовых продуктах. В свою очередь, многие пользователи проявляют интерес к манипуляторам на базе этой технологии и готовы голосовать за них своим кошельком, что убедительно подтверждает беспрецедентный успех Kinect. Однако если говорить о роли подобных контроллеров применительно к ПК, то хотя они и способны заменить целый «зоопарк» игровых манипуляторов, но до реальной конкуренции с мышью и клавиатурой им еще очень далеко.

Бесспорно, потенциал технологии распознавания жестов огромен, однако его еще предстоит реализовать. Пояснить эту мысль можно на примере смартфонов. Если разобраться, то одной из главных причин их нынешней популярности является не факт наличия установленной поверх дисплея сенсорной поверхности, а реализация качественно нового уровня взаимодействия пользователя с устройством. Залогом успеха стала в корне иная концепция графического интерфейса, который изначально создавался с расчетом на использование сенсорных экранов. С внедрением технологии бесконтактного распознавания жестов дело обстоит точно так же. Расширение сферы их применения напрямую зависит от того, удастся ли разработчикам ПО и операционных систем создать новую концепцию пользовательского интерфейса, которая обеспечит максимально удобное и эффективное управление жестами и движениями. И до тех пор, пока эта задача не решена, вряд ли имеет смысл рассматривать бесконтактные контроллеры в качестве прямых конкурентов традиционным устройствам ввода для ПК.

Манипуляторные устройства ввода информации Презентацию выполнили Студентки группы 4 бу1 Ефименко Екатерина и Коробова Евгения

Устройства ввода информации - аппаратные средства для преобразования информации из формы, понятной человеку, в форму, воспринимаемую компьютером.

Устройства ввода по способу ввода информации можно подразделить на два основных класса: С клавиатурным вводом, при котором осуществляется ручной ввод с клавиатуры С прямым вводом, при котором данные читаются непосредственно компьютерными устройствами. Устройства ввода Устройства с прямым вводом Манипуляторы Сенсорные Устройства с клавиатурным вводам Устройства сканирования Распознавание речи

Компьютерная мышь является средством ввода, она передает информацию компьютеру и программа выполняет действия, указанные мышкой.

Принцип работы компьютерной мыши Мышь - небольшая коробочка с кнопками. В ней - шарик, катающийся по поверхности стола. К шарику прижаты два взаимно перпендикулярных ролика, которые он вращает. Датчики поворота ролика передают сигналы в компьютер. «Хвост» из проводов, по которым идут сигналы, дал устройству имя «мышь» . Курсор мыши управляется перемещением мыши по столу. Управляющая информация вводится нажатием на кнопки мыши.

Механическая мышь В механических мышках внутри вращается шарик, с помощью которого сигнал передается компьютеру. Механическая мышь может работать практически на любой поверхности.

Минусы механической мыши для их работы требуется пространство (обычно места на рабочих столах всегда не хватает). механические части часто ломаются. мыши имеют тенденцию к собиранию грязи, что приводит к уменьшению надежности их функционирования, поэтому это устройство необходимо периодически чистить дешевизна и простота механических мышей сделала их самыми распространенными устройствами.

Оптическая мышь Оптические мыши содержат фотосенсор, который сканирует участок рабочей поверхности под мышью. В ее устройстве вместо крутящегося шарика используется луч света, сканирующий координатную сетку, нанесенную на специальную подложку.

Лазерная мышь Лазерные мыши используют для подсветки полупроводниковый лазер. К их преимуществам относится надежность и большое разрешение, с ними можно работать на стеклянных и зеркальных поверхностях.

Беспроводная мышь Беспроводные мыши выпускаются без сигнального провода. Также у них нет стационарного питания, они его получают от аккумуляторов или батарей.

Преимущества беспроводной мыши - можно использовать на достаточно большом расстоянии от источника связи - отсутствие проводов также вызывает облегчение при ее использовании. Недостатки беспроводной мыши - поглощение энергии

Функциональные клавиши F 1 Pause Print Screen Scroll Lock … F 12 функциональные клавиши, в различных программах могут выполнять разные функции. - приостановка выполняемого действия. - создание скриншота (изображения экрана) Esc - отказ от исполнения команды, выход из программы, из меню. - служит для переключения режима работы в некоторых программах.

Алфавитно-цифровые клавиши F A ! 1 , … - алфавитно-цифровые клавиши. - пробел. (служит для разделения слов) - клавиша ввода. ENTER используют для ввода команд; для выбора пунктов меню; для выражения согласия на выполнение действия; завершение абзаца При нажатии на клавишу Enter курсор перемещается на строчку вниз.

Клавиши управления курсором - клавиши перемещения курсора. Home Page Up Tab - перемещает курсор в начало строки - перемещает курсор на страницу вверх (на предыдущую страницу) End Page Down - перемещает курсор в конец строки - перемещает курсор на страницу вниз (на следующую страницу) - клавиша табуляции (перемещает на несколько позиций вдоль строки)

Цифровая клавиатура Цифровая (малая) клавиатура расположена с правого края. Как было сказано выше, цифровой режим этой клавиатуры переключает клавиша Num Lock.

Эргономичная клавиатура - это клавиатуры поделенные на две части, обычно изогнутые. Отличительные черты Natural Keyboard: 1. Развернутые в стороны вертикальные ряды клавиш, относящиеся к зоне каждой руки. Пользователь избавлен от необходимости напряженно держать кисти рук параллельно другу. 2 Профиль алфавитной части клавиатуры представляет выпуклую дугу. Пользователь избавлен от необходимости напряженно держать кисти рук параллельно плоскости стола. 3. Есть подставка для отдыха рук. Недостатком таких клавиатур является их громоздкость.

В дальнейшем появились «разломанные» клавиатуры, позволяющие регулировать угол разворота двух половинок. Каждая половина имеет свои ножки, так что можно еще регулировать наклон в различных направлениях. Такую клавиатуру невозможно положить на колени.

Мультимедийная клавиатура Мультимедийные клавиатуры содержат количество клавиш значительно больше, чем стандартные. С помощью дополнительных клавиш можно быстро открывать папку “Мой компьютер”, выключать компьютер или переводить его в режим ожидания, запускать калькулятор, медиа-проигрыватель, изменять громкость звука, процесс прослушивания музыки или просмотра фильма.

Игровая клавиатура имеет несколько десятков кнопок, расположенных в соответствии со спецификой игры. Преимущества игровой клавиатуры 1 Компактность 2 Эргономика 3 Поддержка одновременных нажатий

Дизайнерская клавиатура Дизайнерские (художественные) наклейки для клавиатуры – это уникальный продукт, которого практически не было раньше на Российском рынке и в СНГ. Они могут радикально изменять дизайн клавиатуры компьютера и ноутбука.

Беспроводная клавиатура соединяется с компьютером через bluetooth или специальный радиопорт. Приемник обычно вставляют в USB выход. Работает она за счет аккумуляторов, которые нужно заряжать. Минус - пока аккумулятор заряжается клавиатура не работает

Лазерная клавиатура Виртуальная лазерная клавиатура - это проекция клавиш на подручную поверхность, и считывающее устройство, следящее за вашими пальцами. В последнее время такие устройства и проекты завоевывают все большую популярность: ведь благодаря им можно не таскать с собой обычную громоздкую клавиатуру

Джойстик - устройство ввода информации, выполненное в виде рукоятки управления. В основном джойстик используется для компьютерных игр. Джойстик подключается к компьютеру через специальный игровой порт.

Виды джойстиков Аналоговый посылает в игровой порт аналоговый сигнал - некий переменный электрический сигнал определенного напряжения и силы тока. Сигнал обрабатывается контроллером игрового порта и процессором, а дальше, уже в цифровом виде, используется программными интерфейсами Цифровой подают на компьютер уже цифровой сигнал, который был сгенерирован самим джойстиком Оптический В них вместо потенциометров используются оптические сенсоры, похожие на те, которые применяются в мышках

Трекбол - указательное устройство ввода информации об относительном перемещении для компьютера. Аналогично мыши по принципу действия и по функциям.

TOUCH PAD Touch. Pad «сенсорная панель» - панель, обычно прямо-угольной формы, чувствительную к нажатию пальцев или ладони. Нажав пальцем на Touch. Pad « передвигая его по ее поверхности, пользователь может маневрировать курсором так же, как и при использовании мышки.

Характеристики тачпада не требуют ровной поверхности (в отличие от мыши); не требуют большого пространства (в отличие от мыши или графического планшета) расположение тачпада фиксировано относительно клавиатуры (в отличие от мыши); для перемещения курсора на весь экран достаточно лишь небольшого перемещения пальца (в отличие от мыши или крупного графического планшета); работа с ними не требует особого привыкания, как например, в случае с трекболом. с помощью одного тачпада (не прикасаясь к кнопкам) можно выполнять часть манипуляций левой кнопки мыши: короткое касание - щелчок двойное короткое касание - двойной щелчок незавершённое двойное касание с последующим перемещением - перемещение объекта или выделение отдельные участки тачпада (полоска справа и сверху/снизу) могут быть использованы для вертикальной и горизонтальной прокрутки.

1. Клавиатура . Клавиши клавиатуры подключены к матрице контактов. Каждой клавише или комбинации клавиш присвоен свой номер (код). Внутри клавиатуры находится отдельный микропроцессор. Каждое нажатие на клавишу замыкает контакт. При этом в соответствии с матрицей контактов микропроцессор генерирует код нажатой клавиши. Этот код запоминается в специальной области (буфере микропроцессора) и становится доступным для обработки программными средствами. Драйвер клавиатуры, как правило, поставляется вместе с операционной системой. Эта программа позволяет пользователю выбрать алфавит, осуществить раскладку клавиш.

Все клавиши можно разбить на следующие группы:

Буквенно-цифровые клавиши;

Клавиши управления курсором;

Специальные управляющие клавиши;

Функциональные клавиши;

Дополнительная клавиатура.

Функциональные клавиши F1-F12 размещены в верхней части клавиатуры. Эти клавиши предназначены для различных специальных действий; они программируются и для каждого программного продукта имеют свое назначение.

2. Манипуляторы. Манипулятор мышь – устройство для ввода команд, представляющее собой небольшое устройство с несколькими клавишами. Перемещение указателя мыши по экрану производится передвижением мыши по столу. Различают механические, оптические и беспроводные устройства. Механическое устройство состоит из резинового шарика, вращающегося при перемещении мыши, и двух взаимно перпендикулярных роликов. Датчики поворота ролика передают сигналы в компьютер. «Хвост» из проводов, по которым идут сигналы, дал устройству имя «мышь». Электронные устройства перемещения используют принцип обработки отраженных световых импульсов от поверхности, по которой перемещается мышь. Такие устройства значительно надежнее механических. Выпускаются мыши, передающие информацию в компьютер по инфракрасному каналу (беспроводные). Характеристикой мыши является разрешение. Оно измеряется в dpi (dot per inch – количество точек на дюйм). Если мышь имеет разрешение 900 dpi и её передвинули на 1 дюйм (2,53 см) вправо, то привод мыши получает через микроконтроллер информацию о смещении на 900 единиц вправо. Баллистическим эффектом называется зависимость точности позиционирования мыши от скорости её перемещения. Драйвер мыши поставляется вместе с устройством. Современные операционные системы содержат драйверы для большинства манипуляторов этого типа и автоматически при включении компьютера подбирают наиболее подходящий из них.

Джойстик – устройство управления в компьютерных играх. Представляет собой рычаг на подставке, который можно отклонять в двух плоскостях. На рычаге могут быть разного рода гашетки и переключатели. Также словом «джойстик» в обиходе называют рычажок управления, например, в мобильном телефоне.

Световое перо – один из инструментов ввода графических данных в компьютер. Внешне имеет вид шариковой ручки или карандаша, соединённого проводом с одним из портов ввода-вывода компьютера. Обычно на световом пере имеется одна или несколько кнопок, которые могут нажиматься рукой, удерживающей перо. Ввод данных с помощью светового пера заключается в прикосновениях или проведении линий пером по поверхности экрана монитора. В наконечнике пера устанавливается фотоэлемент, который регистрирует изменение яркости экрана в точке, с которой соприкасается перо, за счёт чего соответствующее программное обеспечение вычисляет позицию, «указываемую» пером на экране и может, в зависимости от необходимости, интерпретировать её тем или иным образом, обычно как указание на отображаемый на экране объект или как команду рисования. Кнопки используются аналогично кнопкам манипулятора мышь – для выполнения дополнительных операций и включения дополнительных режимов.

3. Сканер – устройство для перевода графической информации в цифровую. Функция сканера – получение электронной копии документа, созданного на бумаге. Лампа освещает сканируемый текст, отражённые лучи попадают на фотоэлемент, состоящий из множества светочувствительных ячеек. Каждая из них под действием света приобретает электрический заряд. Аналого-цифровой преобразователь ставит в соответствие каждой ячейке числовое значение, и эти данные передаются в компьютер. Сканеры бывают ручные и настольные (портативно-страничные или листовые, планшетные, слайд-сканеры, барабанные); они могут быть чёрно-белые (до 64 оттенков серого) и цветные (256 - 16 млн. цветов).

Ручные сканеры внешне напоминают «мышь» большого размера, которую пользователь двигает по сканируемому изображению. Однако ручное перемещение устройства по бумаге, небольшой размер охватываемой области сканирования не обеспечивают достаточной скорости и требуют тщательной состыковки отдельных участков изображения.

Основной отличительный признак планшетного сканера – сканирующая головка перемещается относительно неподвижной бумаги. Они просты и удобны в эксплуатации, позволяют сканировать изображения, как с отдельных листов, так и с книг, журналов.

У портативно-страничных сканеров бумага перемещается относительно сканирующей головки. Они довольно компактны, но отсканировать с их помощью рисунок из книги вряд ли получится. Этот тип сканеров используется для ввода страниц документов форматом от визитной карточки до А4, система автоматической подачи бумаги обеспечивает равномерное сканирование по всей ширине листа.

Слайд-сканеры – это узкоспециализированные устройства, предназначенные для ввода изображения с прозрачного материала (фотопленки) с высоким разрешением и качеством изображения. Они обладают ярко выраженной профессиональной направленностью и высокой стоимостью.

Барабанные сканеры представляют собой профессиональные стационарные устройства, предназначенные для применения в полиграфии и сканировании крупноформатных изображений. Основными преимуществами являются высокая скорость и точность сканирования благодаря стационарно закрепленному сканирующему элементу и высокой равномерности вращения барабана с размещенным на нем сканируемым изображением.

Основными характеристиками являются:

Разрешающая способность (оптическое разрешение), то есть количество распознаваемых точек (пикселей) на дюйм;

Скорость сканирования – показатель быстродействия, который равен времени, затрачиваемому на обработку одной строки изображения;

Размеры сканируемого листа (область сканирования);

Разрядность битового представления – определяет максимальное число цветов или оттенков серого, которые может воспринимать сканер.

Драйвер сканера предназначен для управления процессом сканирования и настройки основных параметров сканера. Иногда драйверы дополняются средствами манипулирования отсканированными изображениями (изменить яркость, контрастность и т. п.). Сканеры могут использоваться для простого переноса картинок (фотографий, рисунков и пр.) в память компьютера или на экран дисплея, или же для быстрого ввода текстовых документов. Во втором случае из графического изображения необходимо выделить (распознать) буквы, цифры, пробелы, знаки табуляции, столбцы, то есть перевести изображение в текстовый формат. Для преобразования отсканированных текстов в текстовые коды предназначены программы оптического распознавания символов.

4. Сенсорные устройства. Дигитайзер (графический планшет) – это устройство для ввода рисунков от руки непосредственно в компьютер. Состоит из пера и плоского планшета, чувствительного к нажатию или близости пера.

Основные пользовательские характеристики:

Рабочая площадь обычно приравнивается к одному из стандартных бумажных форматов (А7-А0);

Разрешение – шаг считывания информации;

Число степеней свободы описывает число характеристик взаимного положения планшета и пера. Минимальное число степеней свободы – 2 (X и Y положения проекции чувствительного центра пера), дополнительные степени свободы могут включать давление, наклон пера относительно плоскости планшета.

Тачпад (сенсорная панель) – указательное устройство ввода, применяемое, чаще всего, в ноутбуках. Работа тачпадов основана на измерении емкости пальца или измерении емкости между сенсорами. Емкостные сенсоры расположены вдоль вертикальной и горизонтальной осей тачпада, что позволяет определить положение пальца с нужной точностью. Поскольку работа устройства основана на измерении ёмкости, тачпад не будет работать, если водить по нему каким-либо непроводящим предметом, например, основанием карандаша.

Манипуляторные устройства ввода информации

Мало кто задумывается над тем, насколько универсально это уст­ройство - клавиатура: это одновременно и устройство ввода, и устрой­ство управления.

Со времен появления персонального компьютера вплоть до самого последнего времени внешний вид и структура клавиатуры оставались неизменными.

Однако в 1995 году, после выхода операционной системы Wmdows 95, привычные, 101-клавишные устройства были заменены клавиатурами со 104/105 клавишами. Три новые клавиши были добавлены специаль­но, чтобы реализовать некоторые возможности новой операционной си­стемы. Дурной пример заразителен - и с тех пор редкий производитель не решился дополнить свою клавиатуру парой десятков новых кнопок...

Традиционно все имеющиеся на компьютере клавиши делят на две группы:

Буквенно-цифровые , предназначенные для ввода информации. На­жатие каждой из этих клавиш посылает в компьютер команду вывести на экран букву или цифру. «Значение» этих клавиш является постоян­ным и не меняется - вне зависимости от запускаемых на вашем ком­пьютере программ. Буквенные клавиши могут работать как в режиме латинских, так и русских букв. Схема их расположения - «расклад­ка» - соответствует той, которая используется в традиционных пишу­щих машинках. Совершенно особой является группа цифровых кла­виш в правой части клавиатуры: она может работать и в буквенно-ци­фровом режиме, и как...

Функциональные клавиши , предназначенные для отдания компьюте­ру команды выполнить какую-либо операцию. В разных программах могут соответствовать совершенно различным операциям. Впрочем, среди функциональных клавиш есть такие, которые выполняют одина­ковые функции в любой программе. Для вашего удобства мы приводим что-то вроде краткого справочника таких клавиш для режима текстово­го редактора (в зависимости от используемой программы значения кла­виш могут меняться).

F1 - традиционная клавиша «Помощь». При ее нажатии на экран во время работы практически любой программы будет выведен краткий справочник по ее основным функциям.

Enter - ввод - нажатие этой клавиши дает указание «Выполнить» какую-либо из выбранных вами команд. В режиме набора текста - пе­реход на следующий абзац, аналогичный «переводу каретки» на пишу­щей машинке.

Esc - (от Escape - отменить) - прекратить выполнение операции.

Caps Lock - включить режим большой буквы. При нажатой клави­ше весь печатаемый вами тест будет набираться ПРОПИСНЫМИ БУКВАМИ.

Shift - при работе в текстовом режиме нажатие этой клавиши одно­временно с буквенной выдаст вам большую, прописную букву.

Page Up - «пролистывание» изображения вверх.

Page Down - «пролистывание» изображения вниз.

Backspace - удаление последнего символа. В Проводнике Windows используется для перехода в папку более «высокого» уровня.

Del - клавиша удаления выделенного текста, файла и т. д.

Ins -команда, противоположная Delete. Клавиша вставки и создания.

Home - переход в начало/левый край строки/экрана.

End -переход в конец/правый край строки/экрана.

Tab - вставка табуляции (отступа до заранее заданной позиции). В Wmdows используется для переключения между элементами окна без помощи мышки).

PrintScreen - эта кнопка позволяет сделать «снимок» с экрана ком­пьютера, помещая его в «буфер обмена». В дальнейшем вы можете со­хранить его, с помощью любого графического редактора, в виде файла. Именно таким образом и было создано большинство иллюстраций для «программного» раздела этой книги.

Wmdows-клавиши. Большинство современных клавиатур снабжены тремя специальными кнопками, предназначенными для работы в опе­рационной системе Wmdows 95/98/ME, расположенными в нижней части клавиатуры, рядом с кнопками Ctrl и Alt. Кнопки с изображени­ем логотипа Wmdows - летящего окна - служат для быстрого вызова меню «Пуск», третья же клавиша отвечает за вызов «контекстного ме­ню», дублируя правую клавишу мышки.

Дополнительные клавиши . Если первые два десятка лет практически не повлияли на номенклатуру клавиш, то за последние три года созда­тели клавиатур словно спохватились. На некоторых новых моделях клавиатур можно найти до двух десятков(!) новых функцио­нальных клавиш!

Эти «новые» клавиши можно условно разделить на три группы:

1. Клавиши управления питанием [включение/выключение ПК (Power), перевода компьютера в «спящий» режим (Sleep) и выхо­да из него (Wake)].

2. Клавиши для управления программами Интернет (открыть брау­зер, запустить программу электронной почты и так далее).

3. Мультимедиа-клавиши (запуск воспроизведения компакт-диска, клавиши перехода между песнями, управление громкостью).

В качестве доказательства «крутизны» обладателя такие клавиатуры просто незаменимы. В работе же, как показывает практика, лишние кла­виши могут только запутать пользователя, но никак не облегчить его жизнь.

Еще ряд изменений был связан с эргономическими показателями, то есть с необходимостью соответствия новых клавиатур современным требованиям медицины. Было замечено, что при каждодневной интен­сивной работе со старыми плоскими клавиатурами у «операторов ЭВМ» начинало развиваться профессиональное заболевание кистей рук. Поэтому сейчас на рынке появилось множество новых, «эргоно­мичных» клавиатур самых причудливых форм: как бы «разломанных» надвое, изогнутых, снабженных подставками для кистей и так далее.

Впрочем, вам не стоит выбрасывать на помойку старую клавиатуру и спешно выкладывать деньги за новую: вряд ли вы «стучите по клави­шам» по восемь часов каждодневно. А вот автор этой книги уже начал подумывать о приобретении этого хитрого устройства...

Наконец, последнее нововведение. Все более популярными стано­вятся клавиатуры на ИК-лучах, не требующие шнура для подключения к системному блоку. Передача сигналов с такой клавиатуры осуществляется по принципу, аналогичному «дистанционному управлению». Удобно, конечно. Но и стоит такая клавиатура пока что немало.

Самое главное изменение, однако, не коснулось ни устройства, ни формы клавиатуры - изменилась ее роль в персональном компью­тере. Сегодня круг обязанностей клавиатуры едва ли не целиком и пол­ностью ограничивается вводом текста и цифр. А все функции по управ­лению, отданию команд с приходом «графического интерфейса» ус­пешно выполняет мышь.

Тем, кто привык работать на обычной, плоской клавиатуре, на пер­вых порах будет значительно труднее воспринимать новые эргономич­ные клавиатуры. Но, честное слово, работать на них значительно при­ятнее. Вот если бы вдобавок ко всему они имели еще и «эргономич­ную» цену. Увы, пока что такие клавиатуры в два-три раза дороже обычных - их стоимость составляет до 100 долларов.

Если вы не собираетесь активно работать с текстовыми редакторами, то вас вполне устроит самая обычная клавиатура - лучше всего, конеч­но, таких серьезных производителей, как Microsoft, Cherry или BTC.

Довольно популярны сегодня клавиатуры со встроенным манипу­лятором - трекболом, заменяющим мышь. Однако работать с обычной мышью, как правило, куда удобнее. Кроме того, такие «усовершенст­вованные» клавиатуры стоят несколько дороже обычных.

И последнее. Клавиатуры, как и мыши, могут выпускаться, как ми­нимум, с двумя разными разъемами - круглым разъемом PS/2 и плос­ким, предназначенным для подключения к шине USB. Поскольку к скорости передачи данных клавиатура абсолютно нетребовательна, ее, как и мышь, лучше подключать к разъему PS/2, освободив дефи­цитный USB для более скоростных устройств.

Графический планшет (дигитайзер)

Художники и прочие люди, привыкшие что-то постоянно чертить и рисовать, облюбовали ПК в качестве рабочего инструмента уже дав­но. Чуть позже, чем бухгалтеры и журналисты, но раньше, чем музы­канты. Все-таки цвет пришел в компьютер раньше, чем звук.

И в который раз приходится повторять уже опостылевшую шаблон­ную фразу о «фантастических возможностях компьютера в сфере как сугубо индивидуального, так и коллективного художественного про- цесса»... Впрочем, все желающие смогут перелистнуть полкниги и пря­миком отправиться в раздел, посвя­щенный программам - графическим редакторам. Там о возможностях компьютерной графики сказано вполне достаточно.

Мы же здесь поговорим о «желе­зе» - о том аппаратном средстве, ко­торое ежедневно и ежечасно исполь­зует в работе уважающий себя ком­пьютерный художник. Это - графи­ческий планшет или дигитайзер.

Как известно, в большинстве компьютерных программ «виртуальной кистью» служит курсор мышки. Не слишком удобное орудие - повышен­ной чувствительностью мышь не отличается, точную и плавную линию ею не проведешь. Да и держать ее не так привычно, как обычный карандаш.

Первоначально планировалось специально для художников разрабо­тать «компьютерный карандаш» - вид мышки в форме пера. Потом со­образили, что куда проще, чтобы сигнал передавался в компьютер не с мышиного шарика, а с той поверхности, на которой вы рисуете. Со спе­циального планшета, оборудованного чувствительной поверхностью, ко­торая реагирует на испускаемые пером сигналы и передает точные коор­динаты «точки соприкосновения» в компьютер. Тесный контакт пера с рабочей поверхностью планшета при этом не обязателен - между ними может находиться лист бумаги. Именно это качество графического план­шета делает возможным не только создание новых иллюстраций, но и пе­ренос в компьютер старых рисунков - их надо просто положить на план­шет под специальную пленку и обвести контуры рисунка пером.

Короче говоря, под «шкурой» графического планшета скрываются сра­зу два умных устройства - сам планшет и «перо». Поскольку «перо» ком­пьютерное тоже не простое - обычной ручкой на графическом планшете не порисуешь. «Перо» при контакте с планшетом испускает специальные сигналы, говорящие ему о том, каким цветом нужно нарисовать в компью­тере тот или иной элемент, какой толщины должен быть штрих и пр.

Несмотря на то, что оба эти устройства продаются в едином ком­плекте, стоит поговорить о параметрах каждого отдельно.

Графический планшет. Как и у сканера, важных параметров здесь два - размер рабочей поверхности и разрешающая способность.

Размер планшета может колебаться от A4 до размера большого газетного листа. При этом у графических планшетов существует несколько более тонкая градация размеров, чем у тех же сканеров. Поэтому прежде всего стоит обратить внимание не просто на формат, но и на точный размер рабочей площа­ди планшета. Обычно он указывается в дюймах (один дюйм - пример­но 2,5 см) - например, 6x8 дюймов (15x21 см). Это тот размер, с которого стоит начинать при выборе графического планшета. Разрешающая способность. Поскольку при работе с графи­ческим планшетом вам придется иметь дело не столько с точечным изо­бражением, сколько с отдельными линиями, то и разрешающая способ­ность планшета будет выражаться не в точках, а в линиях на дюйм (lpi).

Для домашних художеств и для простой работы по пе­реносу в компьютер рисунков вам с лихвой хватит разрешающей спо­собности любого планшета (если только это не детская игрушка). Не­обходимая величина для среднего пользователя - в районе 100 lpi, ну а современные планшеты поддерживают до 2540 lpi.

Перо. Его самые важные качества - легкость и возможности управления. Понятно, что чем лепш «компьютерное перо», тем легче с ним работать. Вот почему фактор веса для нас, поклонников эргономичности, весьма важен.

Самые легкие - перья, не содержащие внутри себя дополнительных элементов питания (проще говоря, батареек). Такие перья практически не отличаются «на ощупь» от обычной ручки. На ряде старых моделей графических планшетов встречаются перья с аккумуляторами и бата­рейками - это куда менее выгодный выбор. Кстати, технология, при­меняемая в «безбатареечных» перьях, создана и запатентована круп­нейшим производителем графических планшетов - Wacom. И именно такими «перышками» комплектуется вся их продукция.

Помимо легкости, каждое перо должно быть снабжено и еще кое-чем. Например, специальными кнопочками (обычно их три), с помо­щью которых регулируются параметры рисуемой линии.

Чувствительность пера к нажатию. Степень этой чувствительности у разных производителей и на разных моделях планшетов различна - от 128 до 1024 уровней нажатия. Стан­дартная же величина - 256 уровней, и этого более чем достаточно - ре­ально вы вряд ли будете использовать больше трех-четырех десятков ви­дов нажатия...

Аннотация: Человек взаимодействует с информационными системами главным образом через устройства ввода. Прогресс в области информационных технологий достигается не только благодаря возрастающей скорости процессоров и емкости запоминающих устройств, но также за счет совершенствования устройств ввода данных.

Устройства ввода информации - это периферийные устройства, предназначенные для сбора информации, преобразования ее в цифровой вид, передачи информации в компьютер .

Клавиатура

Клавиатура - одно из важнейших устройств компьютера, используемое для ввода в систему команд и данных.

Основные типы клавиатур:

• 83 -клавишная клавиатура PC и XT;
• 84-клавишная клавиатура AT;
• 101 -клавишная расширенная клавиатура;
• 104-клавишная расширенная клавиатура Windows .

104-клавишная клавиатура

Клавиатура, подобная 101-клавишной, которая выросла до 104-клавишной. У такой клавиатуры есть дополнительные клавиши: левая и правая Windows-клавиша и клавиша (приложение).

Режим USB Legacy

Набор микросхем системной платы и драйверы ROM BIOS позволяют использовать клавиатуру USB вне среды пользовательского графического интерфейса (GUI) Windows . Режим USB Legacy дает возможность использовать клавиатуру USB в среде MS DOS , для конфигурирования системной BIOS , при использовании командной строки во время работы в Windows или же при первой установке Windows в системе.

Клавиатуры для портативных компьютеров

Ограниченный размер портативного компьютера не позволяет использовать стандартную раскладку клавиатуры. Наиболее очевидное отличие клавиатуры портативных компьютеров состоит в отсутствии вспомогательной цифровой клавиатуры. Для переключения клавиатуры обычно используется комбинация, в которую входит клавиша .

Конструкции клавиш

В клавиатурах используется несколько типов клавиш. В большинстве клавиатур установлены механические переключатели, в которых происходит замыкание электрических контактов при нажатии клавиш. Также используются бесконтактные емкостные датчики.

Разновидности контактных клавиатур:

• с механическими переключателями;
• с замыкающими накладками;
• с резиновыми колпачками;
• мембранные.

Механические переключатели

В механических переключателях происходит замыкание металлических контактов. Для обратной связи устанавливаются пружины и смягчающие пластинки. Они выдерживают до 20 млн. срабатываний и стоят вторыми по долговечности после емкостных датчиков.

Замыкающие накладки

В таких клавиатурах состоит из пористого материала с приклеенной снизу фольгой, которая соединяется с кнопкой клавиши. При нажатии клавиши фольга замыкает печатные контакты на плате. Когда клавиша отпускается, пружина возвращает ее в исходное положение, а пористая прокладка смягчает удар. Недостаток в том, что она чувствительна к коррозии фольги и загрязнению контактов на печатной плате.

Резиновые колпачки

Клавиатура с резиновыми колпачками похожа на предыдущую конструкцию, вместо пружины в ней используется резиновый колпачок с замыкающей вставкой из той же резины, но с угольным наполнителем. При нажатии клавиши шток надавливает на резиновый колпачок, деформируя его. Деформация колпачка сначала происходит упруго, а затем он "проваливается". При этом угольный наполнитель замыкает проводники на печатной плате. При отпускании резиновый колпачок принимает первоначальную форму и возвращает клавишу в исходное состояние.

Замыкающие вставки делаются из очищенного угля, потому они не подвержены коррозии и сами по себе очищают металлические контакты, к которым прижимаются. Колпачки обычно прессуются все вместе в виде листов резины, покрывающих плату целиком и защищающих ее от пыли, грязи и влаги. Количество деталей в такой конструкции минимально. Все это обеспечивает высокую надежность клавиатуры и ее широкое распространение.

Мембранная клавиатура

Эта клавиатура является разновидностью предыдущей, но в ней нет отдельных клавиш: вместо них используется лист с разметкой, который укладывается на пластину с резиновыми колпачками. В настоящее время такие клавиатуры не годится для обычной печати, но используются для управления станками, агрегатами.

Мембранные клавиатуры обеспечивают более надежный и жесткий контакт, но при этом требуется усилие для нажатия клавиш. , , - 35 г. Максимальное усилие приходится а клавишу пробела - 85 г. Стандартное усилие нажатия любых клавиш обычной клавиатуры равно 55г.