[ Автоматизовані системи обробки інформації та управління ] |
Територія країни розбивається на клітинки, подібні стільників у вуликах. У центрі кожної комірки - базова станція (БС) з радіусом дії 0,5 ... 40 км. Мережа базових станцій стільникового системи через вузлові станції (УС) з'єднана із загальнодержавною телефонною мережею Оатсу. Вузлова і кілька базових станцій утворюють зону обслуговування. Деякі БС однієї зони обслуговування об'єднуються в зону виклику рухомого абонента. У межах самостійних адміністративно - господарських утворень (республіки, області, краю), районах нафти і газовидобутку, де 90% населення зосереджено на 5 ... 10% території, зв'язок будуть забезпечувати зонові системи, що складаються з регіональної мережі і місцевих підмереж (Мал. 7.2.73.). Рис. 7.2.73. Зонові система радіозв'язку: ГЦС - головна центральна станція; МСЛ-міжміська телефонна лінія; ЗЦС - зонові центральна станція; ЦКШ ЗКС - центральна і зонові комутаційні станції; НД, AC - базова та автомобільна станції; РТсф, ТА - радіотелефон і телефон; РАТС, Рутлі, АРТК - радіоудлінітельние станції «Зони» - проміжна ступінь між стільникового та радіальної системами. Вони не забезпечують безперервний зв'язок при переїзді з зони дії однієї базової станції до іншої, що спрощує і здешевлює обслуговування абонентів. Кілька видів радіозв'язку можуть благополучно співіснувати в одному місті чи регіоні, так як працюють в різних діапазонах. Так, для радіально - зонових мереж виділена частота 330 МГц, для стільникових - 450 МГц, для пристроїв початкового виклику, передають «блукаючим» об'єктів використовуються закодовані сигнали - 160 МГц. На даний момент основний шлях телефонізації віддалених місць - є радіоподовжувачі телефонних ліній (Мал. 7.2.74.). Рис. 7.2.74. Радіоподовжувач телефонної лінії Питання для повторення
8.Пейджінговая зв'язокВведення Пейджер - малогабаритне електронний пристрій, призначений для прийняття повідомлень. Зазвичай містить рідкокристалічний алфавітно-цифровий або тільки цифровий дисплей, на якому і відображається прийшло повідомлення. Крім основного призначення - прийому повідомлень, пейджери можуть мати додаткові - це будильник, записна книжка, розрахунок біоритмів та інші. Пейджинг - найстаріший з видів мобільного зв'язку. Багато чого з того, що було розроблено для пейджингу, потім було застосовано в стільникових мережах. У всьому світі пейджинг залишається найбільш швидко розвивається галуззю телекомунікацій. 8.1. "Історія пейджинга"Поява радіопошуку можна віднести до 1921 року, коли принцип оповіщення по радіо був вперше використаний поліцією Детройта. Вже в 30-і роки подібні системи в США широко використовувалися урядом, поліцією і збройними силами. Щоправда, був він тоді зовсім не персональним і служив для передачі голосових повідомлень через диспетчера. Персональний радіовизов, або пейджинг, став першим справді персональним засобом радіозв'язку в середині 50-х років, а в 1963 р. Системи пейджинга отримали досить широке поширення в містах Європи та США. Таким чином, історія розвитку пейджинга налічує вже близько сорока років. Перші пейджери були простими приймачами частотно-модульованого сигналу. Вони містили кілька налаштованих контурів, що відстежують характерну послідовність низькочастотних сигналів (тонів). При отриманні цих тонів пристрій подавало звукові сигнали. Тому такі пейджери і називають тональними. Найбільшого поширення набули дво-і п'яти-тональні пейджери. У двох - тональних пейджерах використовувалося тільки два контури, що сильно обмежувало кількість адрес в системі: ширини смуги пропускання радіоканалу вистачало лише для кількох тисяч комбінацій частот. Отже, таким же було максимальне число користувачів мережі персонального радіовиклику (СПРВ). Перехід до п'яти-тональним систем дозволив збільшити число адрес (отже, і користувачів) до 100 тис. Істотним недоліком описаних пейджерів був невеликий термін служби елементів живлення (вони часом розряджалися протягом дня). Цю проблему намагалися вирішити додаванням до п'яти тонам шостого. Продовження терміну служби елементів живлення досягалося за рахунок включення і виключення живлення при впливі певного сигналу. Тим не менш, перехід до цифрових систем був неминучий. По-перше, з підвищенням популярності пейджингового зв'язку адрес знову стало не вистачати. По-друге, тональний кодування не забезпечувало пересилання надлишкової інформації для детектування (або виправлення) виникають під час передачі спотворень. По-третє, тональний кодування не підходило для передачі складних повідомлень, скажімо, буквено-цифрових. 8.2. "Характеристики радіосигналу"Відомо, що в пейджингових системах використовується частотна модуляція, що забезпечує кращу стійкість і більш високі енергетичні характеристики, ніж амплітудна модуляція, однак для цього їй потрібна велика необхідна смуга частот. Необхідна ширина смуги радіочастот - це мінімальна ширина смуги частот для денного класу вивчення, достатня для забезпечення передачі сигналу з необхідною швидкістю та якістю, які визначаються при проектуванні передавача відповідно до його функціональним призначенням. У СПРВ застосовуються радіосигнали двох класів випромінювання 16K0F1D (канали передачі кодованої інформації) та 16K0F3E (телефонія - для сервісних функцій у складі СПРВ). Пояснимо розшифровку цих позначень. 8.2.1.16K0F1D16K0 - необхідна ширина смуги частот. Виражається трьома цифрами і однією буквою. Буква є десяткової коми і відображає розмірність значущих цифр (частки герц і герци позначаються літерою H, кілогерц - K, мегагерци - M, гігагерци - G). У даному випадку 16К0 - 16.0 кГц F - тип модуляції основною несучою (F - частотна модуляція). 1 - характер сигналу (сигналів), модулюючого основну несучу (1 - один канал, що містить квантованих або цифрову інформацію без використання модулирующей піднесе, 3 - один канал з аналоговою інформацією). D - тип інформації, що передається (D - передача даних, телеметрія, телеуправління, Е - телефонія). 8.2.2. "Основні протоколи пейджингового зв'язку"Протокол пейджингового зв'язку - як нервова система організму, по якій сигнали передаються в мозок. Це своєрідна мова, набір правил, який дозволяє з повідомленням, не спотворюючись і залишаючись зрозумілим, перемещатся по телефонних дротах, а потім по радіоканалу надходити на пейджер. Ця мова визначає пропускну здатність, час затримки і швидкість передачі, цілісність переданих даних і термін служби батарейок пейджера. Передача адресної інформації та повідомлень в цифрових системах (в тому числі і пейджингових) здійснюється у визначеному форматі (протоколі) кодування. Історія створення і розвитку протоколів пейджингового зв'язку нараховує понад півтора десятка різних форматів зв'язку. 8.2.3.Протокол POCSAGОдним з найпоширеніших на сьогоднішній день форматів пейджингового передачі є протокол POCSAG, розроблений Британським поштовим відомством. Він передбачає швидкість передачі інформації 512, 1200 і 2400 біт / сек. Повідомлення передаються в асинхронному режимі: пакет повідомлення може стартувати у будь-який момент часу і довжина його не визначена. Основна відмінність протоколу POCSAG від інших протоколів пейджингового передачі полягає у способі прийому міститься на початку кожного пейджинг повідомлення фізичної адреси пейджера. У протоколі POCSAG не обмовляється, які фізичні значення сигналу приймаються за 0, а які за 1. Тому різні пейджери (або режими прийому пейджера) сприймають це кодування з точністю до навпаки. Звідси з'явилося поняття інверсної кодування POCSAG. Інверсна кодування POCSAG повністю збігається з описаною вище, за винятком того, що нульові біти, замінюються одиничними, а одиничні біти - нульовими. Збільшення швидкості передачі повідомлень веде до збільшення пропускної здатності системи, однак, при цьому знижується стійкість до перешкод, а головне - знижується чутливість радіоприйому, тобто фактично - радіус робочої зони прийому повідомлень. 8.2.4.Протокол FLEXПротокол пейджингового зв'язку FLEX (і супроводжуюча його сімейство ReFLEX, InFLEXion), розроблений компанією MOTOROLA, і ERMES, розроблений Міжнародним Союзом Електрозв'язку. Основною перевагою цього протоколу є висока швидкість передачі даних - 1600, 3200 і 6400 біт / сек а, отже, висока пропускна здатність. Так, якщо в стандарті POCSAG ресурс частоти складає 10-15 тисяч абонентів, то у FLEX-системах ресурс частотного каналу лежить в межах 20-80 тисяч абонентів. На відміну від протоколу POCSAG протокол FLEX використовує синхронну передачу даних, тобто синхронізація передавача і приймача проводиться за абсолютним значенням часу. Кожен пейджер, що працює з протоколом FLEX, може приймати повідомлення на будь-який з допустимих швидкостей передачі даних. Одним з важливих наслідків синхронного протоколу є те, що повідомлення для кожного конкретного пейджера можна поміщати в кадр з певним номером. Це дозволяє пейджеру вибірково приймати один чи кілька кадрів з усього чотирьох хвилинного циклу протоколу FLEX, в які поміщаються повідомлення на його адресу. Якщо пейджер не виявляє своєї адреси в своєму кадрі, він припиняє прийом. Така організація зв'язку дозволяє різко підвищити термін служби батарейок пейджера. Ще однією важливою особливістю протоколу FLEX є можливість роботи спільно з іншими протоколами зв'язку. Для цього в циклі виділяються певні кадри для роботи по протоколу FLEX, а проміжки між ними віддаються для роботи за іншими протоколами, наприклад, POCSAG. Це дозволяє компанії - оператору не створюючи нової інфраструктури, поступово перейти від роботи в протоколі POCSAG на роботу в протоколі FLEX. До достоїнств протоколу FLEX слід віднести:
8.2.5.Протокол ERMESПротокол ERMES був розроблений як загальноєвропейський протокол пейджингового зв'язку (див. Табл. 8.2.11). Він включає в себе, крім власне протоколу передачі даних, ряд організаційних положень і технічних рішень у рамках Меморандуму про взаєморозуміння, підписаного керівниками організацій 16 країн Європи в січні 1990 року з метою координації зусиль по створенню загальноєвропейської СПРВ. До достоїнств протоколу ERMES слід віднести наступне:
Для функціонування СПРВ за протоколом зв'язку ERMES виділяється єдиний діапазон частот (або його частина) 169,4 - 169,8 МГц, в якому організовується 16 частотних каналів з розносом частот в 25 Кгц. Для прийому сигналу використовуються скануючі за частотою абонентські приймачі (пейджери). Швидкість передачі даних становить 6,25 Кбіт / сек. Системи персонального радіовиклику на базі протоколу ERMES забезпечують наступні послуги:
Табл. 8.2.11. Протоколи пейджингового зв'язку.
Приймачі персонального виклику (пейджери) у системі ERMES працюють таким чином: перебуваючи в зоні прийому "своєї" базової станції пейджер приймає повідомлення на її частоті. При попаданні в інший регіон пейджер, не "чуючи" сигнал на своїй частоті, переходить в режим сканування по каналах ERMES і, виявивши сигнал, починає приймати інформацію на частоті базової станції даного регіону. 8.3. "Умовне поширення радіохвиль"Для передачі повідомлень в СПРВ використовується ультракороткохвильовий (УКХ) діапазон частот сигналу від 80 МГц до 930 МГц (довжина хвилі від 3.75 м до 0.32 м). Головна особливість розповсюдження радіохвиль УКХ - діапазону полягає в тому, що основна частина енергії, яку випромінює антеною, поширюється в межах прямої оптичної видимості, так званої зони дифракційного поля. Особливості хвиль УКХ - діапазону:
У лісі сильно поглинаються (радіохвилі горизонтальної поляризації), через що зв'язок може бути не стабільною;
При загальних властивостях радіохвилі УКХ - діапазону мають ряд особливостей поширення в метровому і дециметровому діапазонах. Радіохвилі дециметрового діапазону відчувають сильніший затухання (наприклад, для частоти 450 МГц у порівнянні з частотою 150 Мгц - на 10 дБ) і у меншій мірі схильні до рефракції, тому мають меншою дальністю поширення. З цієї причини, з точки зору економічного поширення СПРВ (з необхідною меншою потужністю базової станції і меншою кількістю ретрансляторів) при виборі робочої частоти перевагу віддають метровому діапазоні частот. У теж час радіохвилі дециметрового діапазону володіють більшою проникністю всередину приміщень і підвалів, засобів автотранспорту. 8.4. "Радіопейджінг в Росії"Історія пейджинга в Росії (тоді ще СРСР) почалася в кінці 60-х. Системи персонального радіовиклику широко використовувалися окремими державними структурами. У 1980 під час московської Олімпіади також широко використовувався пейджинг. Тоді це були найпростіші тонові моделі і призначалися вони, перш за все для "швидкої допомоги" та служби безпеки олімпіади. Із закінченням олімпіади пейджери використовувати перестали і на багато років цей вид зв'язку був забутий. Новітня історія пейджинга почалася в 1993 р. Саме тоді в країні почали з'являтися перші пейджингові оператори, і з тих пір пейджинг в Росії стрімко розвивається. Понад 70% російського ринку пейджингового зв'язку зосереджені в найбільших російських центрах. Найбільший розвиток цей ринок отримав у Москві, де користувачами пейджерів є 1,1% населення, і в Санкт-Петербурзі (0,6% міського населення). У цілому по Росії пейджингового зв'язком охоплено до 100 міст, головним чином обласні та промислові центри. Якщо перша хвиля розповсюдження пейджингового зв'язку в Росії захопила Москву і Санкт-Петербург, то наступна захопить великі промислово-розвинуті російські регіони: Урал, Поволжі, Західний Сибір, південь Східної Сибіру, Алтай, Далекий Схід. За прогнозами, найбільш інтенсивно пейджинговий зв'язок в найближчі чотири, п'ять років буде розвиватися в таких містах, як Єкатеринбург, Нижній Новгород, Новосибірськ, Омськ, Самара, Уфа, Челябінськ, Перм, Казань, Волгоград, Ростов - на - Дону. Зараз близько 30-35% російських операторів об'єднано в єдині міжрегіональні пейджингові мережі. Клієнти можуть користуватися послугами пейджингового зв'язку в будь-якому місті, охопленому мережею роумінгу. У найближчі два-три роки очікується мережевий бум і число міст, охоплених мережами пейджингового зв'язку, буде зростати. Лідируюче положення серед виробників на ринку пейджерів займає компанія Motorola (68%), NEC (20%), Philips (9%), Oi Electric (2%). Серед моделей бестселером, як і раніше залишається Motorola Advisor, далі за популярністю ідуть NEC 21A, Philips 2310, Scriptor LX2, NEC 26B і Oi Electric. Проведені маркетингові дослідження показали, що майже 80% пейджерів у російських абонентів - чотирьох рядкові, двох рядкові пейджери займають 10% ринку, трохи менше (8%) займають моделі з великим дисплеєм. Поступово змінюється ставлення до пейдженгу. Ще якийсь час назад пейджер сприймався виключно як атрибут "нових росіян" і "молодший брат" стільникового телефону. Зараз серед потенційних користувачів пейджинга відбувається поступова трансформація ставлення до цього виду зв'язку. Фактично пейджер на поясі все частіше сприймається не як символ престижу, а як зручне і доступне засіб мобільного зв'язку. 8.5. "Майбутнє пейджингового зв'язку"У всьому світі пейджинг залишається найбільш швидко розвивається галуззю телекомунікацій. Наочно це демонструє ситуація, що склалася в Америці і країнах Південно-Східної Азії: кількість абонентів пейджингових мереж збільшуються там кожен рік більш ніж на третину. У тому ж Китаї до кінця тисячоліття прогнозується збільшення кількості власників пейджерів до 100 мільйонів чоловік. У Західній Європі ситуація розвивається не так стрімко, проте навіть за найпесимістичнішими оцінками, до 2000 року число власників пейджерів в європейських країнах перевищить 20 мільйонів. Вже зараз очевидно, що пейджер поступово стає не лише оперативним засобом особистої комунікації, але і засобом масової інформації, персональним інформаторів. Мова йде не тільки про інформаційні каналах. Знаходить все більш широке застосування інший варіант цієї послуги - отримання інформації за запитом. Наприклад, абонентові пейджингового компанії необхідно терміново дізнатися час вильотів всіх літаків в певне місто. У такому випадку, він може просто зателефонувати оператору, і через хвилину на дисплеї з'явиться потрібна інформація, яку до того ж можна буде при бажанні зберегти в пам'яті апарату. Про те, що найближчим часом пейджинговий зв'язок буде розвиватися саме в цьому напрямку, говорить і той факт, що в Америці і деяких країнах Європи вже існують компанії, що надають своїм абонентам подібні послуги. Дана послуга знайшла попит і на Російському ринку операторів зв'язку. При цьому попит на такий сервіс постійно зростає. За прогнозами аналітиків, саме ця сфера послуг в найближчі роки стане основною для російських пейджингових компаній. Окремої уваги заслуговує тема організації федеральних мереж - пропонується вважати, що тільки ті інтегровані мережі можуть претендувати на статус федеральної F-мережі, якщо вони діють на території не менш ніж 50% суб'єктів Російської Федерації. З кожним днем все більша кількість компаній об'єднується в мережі, які у свою чергу приєднуються до більш значним із метою створення мережі покриває всю територію Росії. У даний момент до цього наближається "Єдина Пейджинговий Система Росії", де окремим операторам регіональних мереж вдалося узгодити використання одного номіналу частоти на всій території Росії та деяких країнах СНД (Грузія, Казахстан), на сьогоднішній день більше 80 міст, що дозволило їм перейти до організації мереж, що охоплюють багато регіонів Росії. Таким чином, мережі дозволить перейти на протокол федерального рівня FLEX. "Висновки"За період з 1980 року по 1993 рік виникли і стали бурхливо розвиватися інші види персонального зв'язку, що реалізують на відміну від пейджерів двонаправлену передачу повідомлень. Наприклад, стільниковий зв'язок. Багато хто, можливо, здивуються, чому двонаправлені системи зв'язку, що володіють багатими функціональними можливостями, не витіснили пейджинг з ринку. Проте популярність пейджинга не тільки не зменшується, але навіть зростає. У чому ж криються причини успіху пейджингового зв'язку? По-перше, пейджери дуже компактні і мало важать. По-друге, вартість послуг пейджинга невисока. По-третє, частотні ресурси дуже ефективно використовуються даними системами. Це означає, що один радіоканал з смугою, скажімо 25 Кгц, може обслуговувати велику кількість абонентів. І, нарешті, пейджери - дуже комфортний засіб персонального зв'язку: ви можете отримувати повідомлення під час ділової зустрічі або, перебуваючи за кермом автомобіля, і вони не відірвуть вас від виконання поточних справ. У вас завжди буде час обдумати отриманий виклик або повідомлення і тільки потім реагувати на нього. Складається в європейських країнах ситуація показує, що навіть при значному здешевленні послуг стільникового зв'язку, мобільний телефон не витісняє пейджер. Більш того, проведені опитування (в тому числі і серед російських користувачів), показують, що 72% респондентів сприймають ринки стільникового і пейджингового зв'язку не як конкурентні, а як взаємодоповнюючі. |
Рис. 8.5.75. Блок-схема приймача персонального радіовиклику (пейджера).
ІНСТРУКЦІЯ З ЕКСПЛУАТАЦІЇ Алфавітно-цифровий пейджер "BUMERANG"
Дисплей - 2 стоки по16 символів.
Привітання до 32 символів.
Кількість особистих повідомлень - 65.
Максимальна довжина особистого повідомлення -550 знаків
Кількість інформаційних каналів -12.
Інформаційні канали можуть вміщати до 100 повідомлень.
15 рівнів регулювання контрастності.
Календар.
Годинник.
Будильник
Видалення особистих повідомлень вибірково і повністю.
Захист особистих повідомлень від видалення (до 35 повідомлень).
Індикатор повторного повідомлення та індикатор перешкод при прийомі.
Індикатор часу надходження повідомлення.
Оповіщення про непрочитання повідомленні
Індикатор відсутності повідомлень.
Два типи сигналу оповіщення: звук і вібрація.
Індикатор про знаходження поза зоною обслуговування.
Підсвітка дисплея.
Оповіщення про розрядження батареї.
10 мелодій.
Ручне включення / вимикання живлення.
Функція швидкого читання повідомлень.
Звукове нагадування про не прочитаних повідомленнях.
При зміні батарейки дані не втрачаються.
Індикатор автоматичного включення / вимикання живлення.
Індикатор переповнення пам'яті та захисту повідомлення.
Термін роботи батареї - 800 годин без відключення.
Розмір - 75х51х18 мм.
Вага - 65 р. з батарейкою.
Локальна мережа (Local Area Network, LAN) являє собою з'єднання декількох РС за допомогою відповідного апаратного та програмного забезпечення. Слово "локальний" в цій назві означає, що всі з'єднані РС знаходяться, як правило, в одній будівлі або в сусідніх будинках. Крім LAN, існують і інші мережі:
MAN (Metropolitan Area Network). У цій мережі основою є поєднання систем у межах міста. Як область її застосування можна уявити комп'ютеризовану головну керуючу систему або управління інформацією про жителів великого міста.
WAN (Wide Area Network). У даному випадку мова йде про мережі, яка може поєднувати декілька країн.
GAN позначає мережа, яка з'єднує континенти, і походить від англійського терміна Global Area Network.
Природно, РС може працювати в будь-якій з цих мереж. Однак типовою областю його застосування є саме локальна мережа. Завдяки відкритій архітектурі мережі комп'ютер має можливості для підключення до мережі.
Розподіл даних. Дані в мережі зберігаються на центральному РС і можуть бути доступні для будь-якого РС, підключеного до мережі. Таким чином, не треба на кожному робочому місці мати накопичувачі для зберігання однієї і тієї ж інформації.
Розподіл ресурсів. Периферійні (часто всього дорогі) пристрої можуть бути доступні для всіх користувачів мережі, наприклад, факс або лазерний принтер;
Розподіл програм. Всі користувачі мережі можуть мати доступ до програми, які були один раз централізовано встановлені. При цьому повинна працювати мережева версія відповідних програм.
Електронна пошта. Всі користувачі мережі можуть зраджувати або приймати повідомлення.
На підприємстві, маючі сет, що включає кілька сотень робочих місць, повинен бути фахівець, який відповідає функціонування всієї мережі. Такого фахівця називають мережевим адміністратором або супервізором.
Для захисту інформації в першу чергу необхідні пристрої на випадок виходу з ладу промислової електричної мережі. Для цієї мети використовують апаратні засоби, наприклад пристрій безперервного живлення комп'ютера (UPS).
Як інша заходи необхідно мати в розпорядженні додатковий комп'ютер, який може замінити що вийшов з ладу сервер або робочу станцію.
Так як в мережі циркулює велика кількість даних, то необхідно ретельно і планомірно піклуватися про захист інформації. Наприклад, можуть бути встановлені додаткові вінчестери (дзеркальні), на яких дублюється інформація, або накопичувачі великої ємності (стримери), за допомогою яких забезпечується планомірне копіювання (архівування) даних.
Крім того, в мережі кожен користувач може мати доступ до всієї інформації, тобто прочитати і змінити будь-які дані. Зазвичай це небажано, і не тільки з міркування безпеки.
Відповідні дії користувачів мережі регулюються певними правилами доступу, які встановлюють, якому користувачеві дозволено читати або записувати певні дані. Для розмежування доступу, розподілу ресурсів мережі та забезпечення збереження даних необхідно мережеве адміністрування.
Спосіб з'єднання комп'ютерів в мережі називається топологією. Тому перш ніж говорити про окремі компоненти, необхідно розглянути найважливіші топології мереж.
Перш за все, слід запам'ятати, що файловий сервер (або просто сервер) - це центральний комп'ютер всієї локальної чоти, з яким той чи інший спосіб пов'язані робочі станції - клієнти.
Рис. 9.1.76. Пов'язані між собою РС
Мова йде не про мережу (псевдосеть), а лише про зв'язок між двома РС (Мал. 9.1.76.). однак і в цьому випадку є можливість обміну даними.
Обмін інформацією здійснюється через роз'єми послідовного інтерфейсу обох комп'ютерів за допомогою спеціального кабелю нуль - модему. У цьому випадку для здійснення передачі даних необхідно лише відповідне термінальне програмне забезпечення.
Найбільш поширення набула програма LapLink. У цій програмі також існує опція передачі даних не тільки через послідовний, але і через паралельний порт вводу / виводу. Однак треба зазначити, що в цьому випадку підвищується швидкість обміну інформацією між обома РС, але довжина кабелю обмежена. Якщо використовується послідовна передача даних, то кабель може бути значно довшим.
Пропонуються також і інші утиліти, так в стандартну поставку операційної системи MS-DOS (починаючи з версії 6.0) входить програма Interlink, яка не дуже зручна у застосуванні.
При з'єднанні типу РС-РС говорити про мережі не дуже правильно. Таке поєднання, в основному, служить для передачі і швидкого копіювання інформації з одного комп'ютера на інший. Під час передачі даних обидва процесора блокуються і не можуть виконувати інші завдання.
Рис. 9.1.77. Принцип тимчасової мережі
Одно-рангова мережу (Мал. 9.1.77.) Не має центрального комп'ютера і працює без резервування файлів. Деякі апаратні засоби (вінчестери, приводи CD-ROM) і, перш за все, дорогі периферійні пристрої (сканери, принтери та ін), підключені до окремих РС, використовуються спільно на всіх робочих місцях.
Кожен користувач одно-рангової мережі може визначити права доступу іншим користувачам до інформації на своєму РС
Щоб встановити таку мережу, необхідно дещо більше апаратних засобів, ніж у випадку з псевдосетью. Кожен РС мережі повинен бути оснащений мережевою картою, а всі робочі місця повинні з'єднуватися один з одним кабелями.
Якщо кількість користувачів однорангової мережі перевищує 10, її робота сповільнюється. У цьому випадку потрібно використовувати більш потужні РС.
Під мережею типу клієнт-сервер розуміють мережу, в центрі якої знаходиться потужний РС (званий сервером або файловим сервером), з'єднаний з окремими робочими станціями (клієнтами). Таке з'єднання комп'ютерів називають мережею типу клієнт-сервер.
Окремі робочі станції використовують ресурси сервера, тому можуть бути оснащені більш скромно. Управління мережею, а також контроль за периферійними пристроями мережі, такими як модеми, факси і т.д., здійснюється спеціальним потужним мережевим програмним забезпеченням. Топологи таких мереж може бути різною.
Рис. 9.2.78. Топологія «зірка»
У мережі з топологією «зірка» файловий сервер знаходиться в центрі (Мал. 9.2.78.).
Мережа такого типу має свої переваги:
Пошкодження кабелю є проблемою для одного конкретного комп'ютера і в цілому не позначається на роботі мережі;
Просто виконується підключення, оскільки робоча станція повинна з'єднуватися тільки із сервером;
Надійний механізм захисту від несанкціонованого доступу;
Висока швидкість передачі даних від робочої станції до сервера.
Недоліки:
Якщо географічно сервер знаходиться не в центрі мережі, то підключення до нього окремих віддалених робочих станцій може бути складним і дорогим;
У той час як передача даних від робочої станції до сервера (і назад)
відбувається швидко, швидкість передачі даних між окремими робочими станціями мала;
Потужність всієї мережі залежить від можливостей сервера. Якщо він недостатньо оснащений чи погано налаштований, то буде гальмом для всієї системи;
Неможлива комутація між окремими робочими станціями без сервера.
У цьому випадку всі робочі станції і сервер з'єднані один з одним по кільцю, за яким надсилаються дані та адресу одержувача. Робочі станції отримують відповідні дані, аналізуючи адресу посланого повідомлення. Топологія такої мережі показана на Рис. 9.2.79.
Переваги:
Так як інформація постійно циркулює по колу між послідовно з'єднаними РС, то істотно скорочується час доступу до цих даних;
Немає обмежень на довжину всієї мережі, тобто має значення тільки відстань між окремими комп'ютерами.
Недоліки:
Час передачі даних збільшується пропорційно числу з'єднаних у кільце комп'ютерів;
Кожна робоча станція причетна до передачі даних. Вихід з ладу однієї станції може паралізувати всю мережу, якщо не використовуються спеціальні перехідні з'єднання;
При підключенні нових робочих станцій, мережа повинна бути короткочасно вимкнена.
Рис. 9.2.79. кільцева топологія
Така мережа схожа на центральну лінію, до якої підключені сервер і окремі робочі станції. Таке з'єднання отримало широке поширення, що, перш за все, можна пояснити невеликими потребами в кабелі і високою швидкістю передачі даних.
Для виключення загасання електричного інформаційного сигналу внаслідок перевідбиттів в лінії зв'язку такої мережі на кінцях лінії встановлюються спеціальні заглушки, звані термінаторами (Мал. 9.2.80.).
Переваги:
Невеликі витрати на кабелі;
Робоча станція в будь-який момент часу можуть бути встановлені або відключені без переривання роботи всієї мережі;
Робочі станції можуть комутуватися один з одним без допомоги сервера.
Недоліки:
При обриві кабелю виходить з ладу ділянку мережі від місця розриву;
Можливість несанкціонованого підключення до мережі, оскільки для збільшення числа робочих станцій немає необхідності у перериванні роботи мережі.
Рис. 9.2.80. Шинна топологія
Основою для організації локальної мережі є звичайні РС, підключені до мережі за допомогою карти розширення. Мережа встановлюється відносно легко, але повинні ще конфігуруватися мережеві карти. У великих мережах для вирішення спеціальних завдань можуть виділятися окремі РС, наприклад, сервер друку для управління принтером чи комунікаційний сервер для зв'язку з модемами і т.п. До того ж необхідно користувачам або групам користувачів призначити відповідні права доступу до ресурсів мережі.
Файлового сервера в мережі належить центральна роль. Отже, в якості нього повинен використовуватися досить потужний РС з розвиненою периферією в залежності від кількості підключених робочий станцій. Можна зустріти інформацію, що в якості сервера достатньо використовувати РС з процесором 80486DX, 16 Мб RAM і вінчестером ємкістю 600 Мб. Проте мережа з таким сервером вже при малих навантаженнях буде працювати повільно. Тому при плануванні мережі в якості сервера завжди слід вибирати РС з PCU не нижче Pentium 200 МГц. Комп'ютер з шиною EISA або PIA гарантує більш швидку передачу даних, ніж звичайна 16-розрядна шина ISA. При цьому необхідно як мінімум 46 Мб RAM, а краще 0 128 Мб. Особливу увагу слід звернути на ємність вінчестера. При його ємності 2 Гб можна використовувати мережевий файловий менеджер, але залежно від запитів робочих станцій при збільшенні їх кількості до 10 буде потрібно ємність вінчестера вже не менше 3 Гб.
Треба відзначити, що треба відмовитися від використання на сервері високоякісної відео карти або суперякісно клавіатури, тому що робота на сервері обмежена. При цьому не потрібний монітор, оснащений графічною картою, що підтримує 16,7 млн. квітів.
Оснащення окремих робочих станцій всередині мережі залежить від оснащення сервера. Якщо файлового сервера виділена центральна роль, то в ка якості робочих станцій можуть використовуватися не менш потужні РС: досить материнської плати з процесором 89486 DX з 16 Мб RAM.
По-іншому виглядає тимчасова мережа, в якій здійснюється файловий сервер. Тут чим краще окремі станції, тим краще розподіл ресурсів всередині всієї мережі. Дорогі периферійні пристрої, такі як сканер, модем, жорсткі змінні диски і т.п., необхідно встановлювати лише на одній робочій станції, так як в мережі ці ресурси доступні всім користувачам.
РС, як правило, підключаються в мережу за допомогою мережевої карти. Виняток становить псевдосеть, де РС з'єднуються за допомогою кабелю нуль - модему. Мережева карта встановлюється в один з вільних слотів материнської плати. При цьому сервер не обов'язково повинен мати кращу карту, ніж робочі станції, однак для забезпечення оптимальної ефективності, слід оснащувати робочі станції 16 - розрядними, а за можливості 32 - розрядними мережевими картами. Мережеві карти є посередниками між РС і мережею і передають дані по мережі шин з CPU і RAM сервера або робочої станції. Мережева карта обладнана власним процесором і пам'яттю, зазвичай має обсяг 8-16 Кб.
Поняття: Локальні і глобальні засоби зв'язку. Визначення, область застосування, гідність і недоліки.
Топологія мережі типу РС-РС (псевдосеть). Зв'язок РС між собою. Особливості, гідність і недоліки.
Одно-рангова мережу. Топологія. Організація одно-рангової мережі. Гідність і недоліки
Мережа типу клієнт-сервер. Топологія, недоліки і достоїнства.
Топологія «зірка». Організація, гідність і недоліки.
Кільцева топологія. Гідність і недоліки.
Шинна топологія. Гідність і недоліки.
Компоненти локальної мережі. Файловий сервер. Робоча станція. Призначення, склад, системні ресурси.
Мережеві карти. Призначення. Мережеві програмні засоби.
|
Введення
З основи класичної схеми обчислювальної системи випливає, що для введення інформації широко використовувалася клавіатура. Однак і інші пристрої введення, наприклад, сканери, які кілька років тому були ще недоступні, більше не належать до екзотичних пристроїв введення. На відміну від відео карт та моніторів пристрої введення, як і пристрою виведення, набагато більш стандартизовані.
В даний час клавіатура є основним пристроєм введення інформації в РС, не дивлячись на сильну конкуренцію з боку миші. Це положення не зміниться до тих пір, поки не буде створена надійна і не дорога система розпізнавання людської мови.
Принцип дії клавіатури представлений на Рис. 3.1.11. сигнал при натисканні клавіші реєструється контролером клавіатури і передається у вигляді так званого скан-КОДА на материнську плату.
Рис. 3.1.11. Принцип дії клавіатури
Скан-код - це однобайтові число, молодші 7 біт якого представляють ідентифікаційний номер, присвоєний кожній клавіші. На материнській платі РС для підключення клавіатури використовується спеціальний контролер. Для РС типу АТ зазвичай застосовується мікросхема універсального периферійного інтерфейсу. Скан-код поступає в контролер, процесор припиняє свою роботу і виконує процедуру, яка аналізує скан-код. Дане переривання обслуговується спеціальною програмою, яка входить до складу ROM BIOS. Потім введений код поміщається в буфер клавіатури, що представляє собою область пам'яті, здатну запам'ятати до 15 символів, що вводять, поки прикладна програма не може їх обробити. Буфер організований за принципом FIFO (перший прийшов - першим вийшов). Кожна клавіша генерує два типи скан-КОДА: код натиснення, коли клавіша натискається, і код звільнення, коли клавіша відпускається.
Для виготовлення простий клавіатури використовується пластмаса і гума. При натисканні клавіші штемпель (гума) стикається з контактною площадкою, завдяки чому замикається ланцюг, що фіксується контролером клавіатури.
Більш надійні й дорогі за вартістю клавіатури використовують мікроперемикачі, герконові і сенсорні кнопки.
Рис. 3.1.12. Принцип дії оптико-механічної миші
Поряд з клавіатурою миша є найважливішим засобом введення. Широке поширення миші стало розробка зручного графічного інтерфейсу користувача.
При переміщенні миші по килимку «важкий» кульку приходить в рух і обертає дотичні з ним валики. Вісь одного валика обертається горизонтально, а іншого - вертикально. На цих осях встановлені диски з растровими отворами, які обертаються між двома пластмасовими цоколями. На першому цоколі знаходиться джерело світла, а на іншому - фоточутливий елемент (фотодіод, фоторезистор або фототранзистор). Цей фотосенсор визначає, де знаходиться джерело світла; перед отвором або за пластмасовою перегородкою диска. Оскільки таких перегородок два, то порядок освітлення фоточутливих елементів визначає напрям переміщення миші, а частота приходять імпульсів - швидкість.
Імпульси за допомогою мікроконтролера перетворюються на сумісні з РС дані і передаються через інтерфейс RS232 на материнську плату.
В якості стандарту в світі РС виступає так звана Microsoft-сумісна миша (MS-Mouse). За допомогою драйверів для цієї миші можна керувати всіма сумісними мишами.
Якщо заперечити відповідність миші з MS-Mouse, на корпусі є перемикач, який позначений як MS або PC, необхідно встановити мишу в режим сумісності з MS-Mouse. У деяких старих моделях такий перемикач відсутній. Для ініціалізації такої миші треба якийсь час тримати натиснутою її ліву клавішу, що викличе перемикання в режим MS-Mouse.
Підключення драйвера миші подібно підключенню драйвера клавіатури. Для автоматичної ініціалізації він повинен бути включений в один зі стартових файлів AUTOEXEC.BAT або CONFIG.SYS.
Для стартового файлу AUTOEXEC.BAT потрібно включити команду:
C: \ Windows \ Mouse
Для стартового файлу CONFIG.SYS - команду:
Device = C: \ Windows \ Mouse
Оптична миша працює за принципами, схожим з роботою оптико-механічної миші, тільки переміщення миші реєструється не механічними валиками. Оптична миша посилає промінь на спеціальний килимок. Цей промінь після відбиття від килимка надходить в мишу та аналізується електронікою, яка в залежності від типу отриманого сигналу визначає напрямок руху миші, грунтуючись або на кутах падіння світла, або на спеціальному підсвічуванню.
Інфрачервона миша. Рух миші реєструється за допомогою вже відомої механіки і перетвориться в інфрачервоний сигнал, який потім передається на приймач.
Радіо-миша. Передача інформація від миші здійснюється за допомогою радіосигналів.
Трекбол. Можна порівняти з мишею, що лежить на спині кулястим черевом вгору. Принцип дії трекбола такий же, як і миші.
Джойстик - це пристрій введення, яке зайняло міцну позицію, перш за все, в галузі комп'ютерних ігор. Вони поділяються на цифрові і аналогові. Цифрові джойстики, як правило, застосовуються в ігрових приставках і ігрових комп'ютерах. Аналоговий джойстик має істотну перевагу перед цифровими, так як цифрові реагує, в основному, на становище керуючої ручки (вліво, вправо, вгору, вниз) і статус кнопки «вогонь». Аналогові джойстики реєструють мінімальні руху ручки управління, що забезпечує більш точне керування грою.
Світлове перо застосовується досить рідко, що істотно обмежує його застосування. Воно являє собою вид кулькової ручки, в яку замість пише кульки вмонтований фотоелемент. Замість стрижня знаходиться електронна складова частина, яка оцінює сигнали. Світлове перо функціонує тільки спільно з монітором. При дотику стрижнем до поверхні екрану електронне випромінювання реєструється фотосесором світлового пера. Так як екран монітора складається з безлічі точок (пікселів), то отриманий сигнал можна передати на графічну карту, яка визначить координати електронного променя по часу його реєстрації. Таким чином, теоретично світлове перо може замінити миша, однак це сумнівна альтернатива, тому що якщо для управління великими об'єктами світлове перо ще надійно в застосуванні, при виборі дрібних об'єктів воно не зручно.
Дигитайзер (зі світловим пером) є професійним стандартним пристроєм для графічних робіт, так як він дозволяє за допомогою відповідних програм перетворити у векторний формат зображення, отримане в результаті пересування руки оператора.
Спочатку дигитайзер був розроблений тільки для систем автоматизованого проектування (CAD) вимагають завдання точного значення координат великої кількості крапок. Виконати цю вимогу при використанні звичайних пристроїв введення (клавіатури) важко, а за допомогою миші практично неможливо.
Склад:
Графічний планшет;
Пристрій вказівки (курсор або світлове перо).
Принцип дії: - заснований на реєстрації місця розташування пристрою вказівки за допомогою інтегрованої в планшет сітки, що складається з провідників. Відстань між сусідніми провідниками може бути 3-6 мм.
Залежно від механізму визначення місця розташування пристрою вказівки, дигітайзери поділяються: - електростатичні і електромагнітні.
У першому випадку: - визначення місця розташування пристрою здійснюється шляхом реєстрації локальної зміни електричного потенціалу сітки під курсором.
У другому випадку: - курсор є передавачем, а сітка - приймачем.
Характеристики дигитайзера:
дозвіл - характеризує крок зчитування інформації в комірці сітки і вимірюється кількістю ліній на 1мм. (Ліній / мм).
Похибка у визначенні координат, яка виникає внаслідок похибок реєструючої сітки, вплив температури, перешкод і т.д. І становить 0,1 - 0,7 мм.
У середньому похибка електромагнітних дигітайзерів менше ніж електростатичних.
Графічний планшет буває на твердій (планшетний дигитайзер) або гнучкою (гнучкий дигитайзер) основі. Розмір робочого поля дигитайзера як формат паперу (наприклад, А4, А3).
Як пристрій вказівки в дигитайзера може використовуватися курсор або перо.
Серед користувачів додатків САПР (CAD) найбільш популярний курсор. Він може бути: 4 -, 8 -, 12 - або 16 кнопковий. Одним з кращих визнано 4-кнопковий курсор. Пір'я мають одну, дві або три кнопки. Існують пір'я, чутливі до натиснення, мають до 256 градацій рівнем тиску. Від натискання залежить або товщина лінії, який відтінок кольору. Перо імітує кисть при малюванні аквареллю, олійними фарбами, і т.д.
Для реалізації можливостей дигитайзера необхідне спеціальне програмне забезпечення (Adobe PhotoShop Fractal Designer).
Харчування для дигитайзера подається з вбудованого або зовнішнього блоку живлення. Для деяких моделей - від послідовного порту.
Сканером називається пристрій, що дозволяє вводити в комп'ютер у графічному вигляді текст, малюнки, слайди, фотографії та ін Сканери можна класифікувати за такими ознаками:
за способом форматування (кодування) зображення;
за типом кінематичного механізму (способу переміщення перетворювача світло-сигнал і оригіналу відносно один одного);
за типом зображення, що вводиться;
ступеня прозорості оригіналу;
особливостям апаратного та програмного забезпечення.
Спосіб форматування зображення
Лінійний
Матричний
Кінематичний механізм
Ручний
Настільний
Комбінований
Тип сканованого зображення
Чорно-білий
Напівтоновий
Кольоровий
Прозорість оригіналу
Відображає
Прозорий
Апаратний інтерфейс
Спеціалізований
Програмний інтерфейс
Спеціалізований
TWAIN - сумісний
Спосіб формування зображення
Технологія зчитування даних в сучасних пристроях оцифровування зображень реалізується на основі використання світлочутливих датчиків двох типів: приладів з зарядовим зв'язком (ПЗЗ) або фотоелектронних помножувачів (ФЕП).
Визначальним фактором для даного критерію є спосіб переміщення голівки, що зчитує сканера і папера відносно один одного. Тому параметру сканери поділяються на дві групи: - ручні і настільні.
У всіх сканерах є:
джерела світла;
механізм переміщення датчика (або система відхиляють дзеркал) вздовж оригіналу, або переміщення оригіналу щодо датчика;
електронний пристрій (для перетворення прочитаної інформації в цифрову форму).
Сканування здійснюється вручну послідовним переміщенням сканера щодо оригіналу.
У корпусі шириною не більше 10-12см. розміщуються лише датчики і джерело світла.
Перевага:
низька вартість;
невеликий розмір;
широкі можливості вибору оригіналу.
Недоліки:
НЕ сталість швидкості переміщення сканера щодо оригіналу викликає спотворення сканованого образу.
Обмежені можливості використання спільно з програмами розпізнавання.
До категорії настільних сканерів відносяться: - планшетні, роликові, барабанні та проектовані сканери.
Основний відмітна ознака планшетного сканера - скануюча голівка переміщається щодо папера за допомогою крокового двигуна.
Переваги: - простота і зручність в експлуатації.
Недолік: - великі габарити.
Оригінал пропускається через ролики механізму подачі паперу і потрапляє в поле зору лінійки датчиків.
Режими роботи сканера:
режим сканування;
режим факсимільного передачі.
Переваги:
компактність;
можливість автоматичного функціонування;
низька вартість.
Недоліки:
складність вирівнювання оригіналів;
обмежений діапазон типів оригіналу;
незручність роботи з листами різного розміру;
можливість пошкодження оригіналу.
Оригінал закріплюється на поверхню прозорого циліндра з органічного скла (барабан) укріпленого на масивному підставі. Барабан обертається з великою швидкістю (від 300-1350 об / хв). Розташовані поряд скануючі датчики через маленьку апертури, зчитують зображення з високою точністю.
Переваги:
сканування з найбільш високою роздільною здатністю;
широкий діапазон типів оригіналів.
Недоліки:
великий розмір;
неможливість безпосереднього сканування книг та журналів;
висока вартість цих пристроїв.
Проекційні сканери нагадують фотозбільшувач або проекційний апарат. Оригінал розташовується зображенням вгору на підсвічуванню під скануючої головкою на відстані близько 30 см. Внутрішній джерело світла не потрібно, природного освітлення виявляється достатнім. Механізм повороту всередині головки датчика направляє «око» сканера на кожну лінію оригіналу.
Переваги:
зручність вирівнювання оригіналу;
займає невелику площу;
різноманітність сканованих оригіналів (у тому числі тривимірних);
можливість комбінування плоских і тривимірних оригіналів.
Недоліки:
залежність від джерела зовнішнього освітлення;
обмеження на розмір оригіналу;
трудність розташування нестандартних оригіналів (наприклад: - книги в розгорнутому вигляді).
У слайдових сканерах, цифрових фото і кінокамер ПЗЗ - датчики мають форму прямокутної матриці, що дозволяє формувати образ оригіналу цілком, а не порядково.
До матричним сканерів відносяться:
цифрові камери;
пристрої захоплення відео - зображень.
Цифрова камера більше схожа на комп'ютер (як носій мультимедійної інформації). За допомогою цифрової камери можна не тільки фіксувати зображення, але і записувати звук, параметри зйомки і т.п.
Можливості цифрових камер:
можливий запис, як окремих кадрів, так і їх послідовність;
мають жорсткий знімний диск об'ємом 100-170 Мб;
забезпечують 24-36 - бітових уявлень кольору;
володіють здатністю 30-70 ліній на дюйм.
мають рідкокристалічний екран, що дозволяє переглядати і відбирати кадри.
Цифрові камери поділяються: - студійні, поза студійні і побутові.
У побутових камерах зображення з роздільною здатністю прийнятним для перегляду на моніторах чи екранах TV, але не достатньо для друку.
Студійні і поза студійні цифрові камери: - реалізують технологію трьох - кадрової або однокадровий кольоровий зйомки, використовують матрицю ПЗС великого розміру.
До відео-сканерів відносяться пристрої, які представляють собою плату розширення, встановлену в слот РС і мають входи для підключення відеокамери, телевізора, відеомагнітофона.
Гідність:
інформація зчитується не порядково, а цілком що позбавляє від багатьох рухомих частин, властивих традиційним сканерів.
Забезпечують високу швидкість сканування.
Недоліки:
низька роздільна здатність сканування (визначається телевізійним стандартом).
Монітор комп'ютера не здатний відображати відеосигнали безпосередньо. Тому в комплект постачання деяких відеокамер входить спеціальний інтерфейс для підключення відеомонітора, за допомогою якого можна переглянути запис і вибрати кадр.
Невід'ємною частиною будь-якого сканера є аналого-цифрові перетворювачі (АЦП). Вони призначені для перетворення безперервно змінюються значень напруг, одержуваних за допомогою ПЗЗ або ФЕУ, на числа, відповідні відтінків кольору або градацій сірого. Якість сканованого зображення безпосередньо пов'язано з розрядністю використовуваного в сканері АЦП. У чорно-білих (дворівневих) сканерах аналогічне перетворення виконує компаратор, порівнюючи зафіксоване значення напруги з опорною напругою.
Рис. 3.1.13. Блок - схема чорно-білого сканера
ПЗЗ - це твердотільний електронний компонент, що складається з безлічі датчиків, які перетворять інтенсивність падаючого на них світла в пропорційний їй електричний заряд. В основу ПЗЗ покладена чутливість провідності pn - переходу звичайного провідникового діода до ступеня його освітленості. На pn переході створюється заряд, який зменшується зі швидкістю, що залежить від освітленості. Чим менше заряд, тим більше струм, що проходить через діод.
Рис. 3.1.14. Блок - схема кольорового сканера з обертовим RGB - фільтром
Р Залежно від типу сканера ПЗЗ можуть мати різну конфігурацію. При лінійному способі зчитування інформації мікродатчиків ПЗЗ розміщуються на кристалі в одну лінію (для прохідного сканування). Така конфігурація дозволяє пристрою робити вибірку всієї ширини вихідного аналогового зображення і записувати його як повну рядок. Даний спосіб формування зображення (Мал. 3.1.16.) Зазвичай використовується в доступних широкому колу користувачів ручних, планшетних і проекційних сканерах. Рис. 3.1.16. Спосіб формування зображення в планшетних сканерах Барабанні сканериУ барабанних сканерах (Мал. 3.1.17) як світлочутливих приладів застосовуються фотоелектронні помножувачі. В якості джерела світла в цих сканерах використовується ксеноновий або вольфрамо-галогенні лампи, випромінювання яких за допомогою конденсаторних лінз і волоконної оптики фокусується на невеликій області оригіналу. Відбитий від оригіналу промінь потрапляє через об'єктив на фотоелектронний помножувач. Світло вибиває з нього електрони, які, проходячи через пластини дінодов, викликають вторинну електронну емісію. Напруга, пропорційне освітленості катода ФЕУ, знімається з анода і потім перетвориться в цифровий код. Рис. 3.1.17. Спосіб формування зображення в барабанних сканерах Характеристики сканерів
Питання для повторення
3.2.Устройства виведення3.2.1.Монітори та їх характеристики. Призначення, склад і принцип роботи.Введення З відомостей про ПК відомо, що монітор відноситься до пристрою виводу. Персональний комп'ютер може без особливих проблем працювати і без принтера, то використання РС без монітора навіть важко собі уявити. Тому пристрої виводу за винятком монітора позначають як вторинні. МоніториМонітор (дисплей) комп'ютера IBM PC призначений для висновку на екран текстової та графічної інформації. Монітори бувають кольорові і монохромні. Вони можуть працювати в одному з двох режимів: текстовому або графічному. Текстовий режим. У текстовому режимі екран монітора умовно розбивається на окремі ділянки - знакоместа, найчастіше на 25 рядків по 80 символів (знакомест). У кожне знакомісце може бути виведений один з 256 заздалегідь заданих символів. У число цих символів входять великі і малі латинські букви, цифри, символи: ~! @ # $% ^ & * () _ + {} [];: '"<> /? ,. а також псевдографічний символи, що використовуються для виведення на екран таблиць і діаграм, побудови рамок навколо ділянок екрана і т.д. У число символів, зображених на екрані в текстовому режимі, можуть входити і символи кирилиці (літери російського алфавіту). Графічний режим. Графічний режим монітора призначений для висновку на екран графіків, малюнків і т.д. Зрозуміло, що в цьому режимі також можна виводити на екран і текстову інформацію у вигляді різних написів, причому ці написи можуть мати довільний шрифт, розмір букв і т.д. │ ┌ ┬ ├ ┼ ┤ ┘ ┴ ═ ║ ╒ ╓ ╔ ╕ ╖ ╗ ╘ ╙ ╚ ╛ ╜ ╝ ╞ ╟ ╠ ╡ ╢ ╣ ╤ ╥ ╦ ╧ ╨ ╩ ╪ ╫ ╬ ▀ ▄ █ ▌ ▐ ░ ▒ ▓ У графічному режимі екран монітора складається з точок, кожна з яких може бути світлою або темною на монохромних моніторах або одного з декількох квітів - на кольорових. Кількість точок по горизонталі й вертикалі називається роздільною здатністю монітора у цьому режимі. Наприклад, вираз "роздільна здатність монітора 640х480" означає, що монітор в даному режимі виводить 640 точок по горизонталі і 480 - по вертикалі. Слід зауважити, що розмір екрану монітора не впливає на роздільну здатність, так само як і великий і маленький телевізори мають на екрані 625 рядків розгорнення зображення. Часто використовуються монітори.Найбільш широке поширення в комп'ютері IBM PC одержали монітори типів MDA, CGA, Hercules, EGA і VGA. Їх характеристики наведено у Табл. 3.2.4 .. Табл. 3.2.4.
В даний час монітори MDA, CGA, EGA і Hercules практично не використовуються, оскільки вони не мають належної роздільною здатністю, що призводить до швидкого стомлення очей. Більшість комп'ютерів випускаються в даний час використовують монітори типу VGA, що забезпечують достатню якість зображення в текстовому і графічному режимах. Для багатьох програм, що використовують графічний інтерфейс, потрібно кращу якість, ніж у моніторів VGA. У таких випадках використовують монітори Super VGA (SVGA) c роздільною здатністю 800х600, 1024х768 і 1560х1024. Швидкість роботи.Важливою характеристикою адаптера монітора є швидкість роботи. У тестовому режимі всі адаптери працюють досить швидко, але при виводі графічних зображень з високою роздільною здатністю швидкість роботи досить істотна. У даному випадку може виявитися необхідним використання відеоприскорювача. Відеопам'ять.Монітор по відношенню до процесора виступає в тій же ролі, що телевізор по відношенню до телецентру: він показує зображення, що формується процесором. У графічному режимі монітора у відеопам'яті для кожної точки екрану повинен бути записаний той колір, яким вона виводиться. Так що чим більше роздільна здатність і чим більше може одночасно зображуватися квітів на екрані, тим більше повинен бути обсяг відеопам'яті. Для режиму 800х600х256 і 1024х768х16 потрібно відеопам'ять розміром 512Кбайт, а для 1024х768х256 - 1Мбайт. Розмір точки (зерна) екрана.На якість зображення на екрані істотно впливає розмір точки (пікселі) на екрані. Чим менше розмір точки, тим чіткіше зображення. На моніторах стандартного розміру (14'') при максимальній роздільній здатності 640х480 задовільний зображення виходить при розмірі зерна 0,39 мм, а хороше - при 0,31 мм, а для режиму 1024х768 - 0,25 - 0,28 мм. Якість зображення.Якщо на комп'ютері приходиться працювати не 10-15 хв в день, а годинами і навіть весь день, то слід особливу увагу звернути на якість зображення: не мерехтить чи екран, чи немає на ньому кольорових плям і т.д. Небажано, якщо праворуч від яскравих або темних смуг з'являється їх тінь. Монітори з дефектним зображенням призводять до швидкого стомлення людей, які з ними працюють - такі монітори купувати не слід. Екранні фільтри.Для захисту від відблисків на поверхні екрану, а також для зменшення випромінювань, що виходять від екрана, використовують екранні фільтри. Найкращий захист від відблисків дають скляні поляризаційні фільтри. Принцип роботи монітораПринцип дії монітора на базі електронно-променевої трубки мало відрізняється від принципу звичайного телевізора і полягає в тому, що створений катодом (електронною гарматою) пучок електронів, потрапляючи на екран, покритої люмінофором, викликає його світіння. На шляху пучка електронів зазвичай знаходиться додаткові електроди: модулятор, який регулює інтенсивність пучка електронів і пов'язану з нею яскравість зображення, і відхиляє система, що дозволяє змінити напрямки пучка. Будь-яке текстове або графічне зображення на екрані монітора комп'ютера (так само, як і телевізора) складається з безлічі дискретних точок люмінофору, що представляє собою мінімальний елемент зображення (растра) і званих пікселями. Такі монітори називаються растровими. Електронний промінь у цьому випадку періодично сканує весь екран , утворюючи на ньому близько розташовані рядки розгорнення. У міру руху променя по рядках відеосигнал, що подається на модулятор, змінює яскравість світлової плями і утворює видиме на екрані зображення. Роздільна здатність монітора визначається числом елементів зображення, які він здатний відтворювати по горизонталі й вертикалі, наприклад, 640х480 або 1024х768 пікселів. Для формування растра (Мал. 3.2.18.) В моніторі використовуються спеціальні сигнали. У циклі сканування промінь рухається по зигзагоподібної траєкторії від лівого верхнього кута до правого нижнього. Прямий хід променя по горизонталі здійснюється сигналами малої (горизонтальній - H. Sync) розгорнення, а по вертикалі - кадрової (вертикальної - V. Sync) розгорнення. Переклад променя з крайньої правої точки рядки в крайню ліву точку наступного рядка (зворотний хід променя по горизонталі) і з крайньої правої позиції останнього рядка екрану, а крайню ліву позицію першого рядка (зворотний хід променя по вертикалі) здійснюється спеціальними сигналами зворотного ходу. Рис. 3.2.18.Формірованіе растра на екрані монітора Таким чином, найбільш важливими для монітора є наступні параметри: частота вертикальної (кадрової) розгорнення, частота горизонтальної (рядкової) розгорнення і смуга пропускання відеосигналу. Описаний вище спосіб формування зображення застосовується і в телевізійній техніці. Частота оновлення зображення (частота кадрів) складає 25 Гц. З першого погляду здається, що це дуже низька частота. Проте в телебаченні для звуження смуги частот спектру телевізійного сигналу застосовується чересстрочная розгортка, тобто повний растр виходить за два прийоми. Спочатку за час, що дорівнює 1 / 50 с, передається (відтворюються) тільки непарні рядки: 1, 3, 5 і т.д. ця частина растра називається полем непарних рядків або непарних полів. Потім розгортають електронний промінь швидко переводиться від нижнього краю екрана вгору і потрапляє в початок 2-й (парної) рядки. Далі промінь промальовує всі парні рядки: 2, 4, 6, т.д. так формується полі парних рядків або парний полукадр. Якщо накласти обидва полукадра один на одного, то вийде повний растр зображення. Даний спосіб формування зображення, як в моніторі, так і в телевізорах виявився можливим завдяки двом властивостям, а точніше, недоліків, нашого зору:
Формування кольорового зображенняПринцип Формування растра кольорового монітора такий же, як і в монохромного, проте, в основу формування кольорового зображення покладені інші властивості колірного зору.
Це означає, що всі кольори можуть бути отримані шляхом додавання трьох основних кольорів (синій, зелений, червоний), що дозволило в кольорових моніторах використовувати метод адитивного змішування кольорів (Мал. 3.2.19.). Рис. 3.2.19. Модель змішування кольорів
Якщо на зображенні є близько розташовані кольорові деталі, то з великої відстані ми не помітний кольору окремих деталей. З огляду на це властивість зору, в електронно-променевої трубки монітора формується колір одного елемента зображення з трьох кольорів люмінофорних зерен, розташованих поруч. Відповідно до особливостей людського зору в електронно-променевої трубки кольорового монітора є три променеві гармати з окремими схемами управління, а на внутрішню поверхню екрана завдано люмінофор трьох основних кольорів (RGB) (Мал. 3.2.20.). Рис. 3.2.20. Повна модель освіти квітів на екрані монітора Таким чином, кожна гармата стріляє по своїх плям люмінофора. Для цього в кожному кінескопі є апертурная грати або тіньова маска. Вона служить для того, щоб кожна гармата потрапляла тільки в точки люмінофора відповідного кольору. Тіньова маска являє собою пластину з спец. металу - інвару, з дуже низьким коефіцієнтом лінійного розширення. На неї наносять систему отворів, які відповідають точкам люмінофора на внутрішній поверхні кінескопа. Апертурна решітка утворена системою щілин з аналогічними функціями. Середня відстань між пікселями називається зерном і становить 0,25-0,41 мм. Люмінофорному покриття екрануПри виготовленні дешевих моніторів екран покривається люмінофором, частинки якого світяться при попаданні на них електронного пучка, але мають короткий період післясвітіння. Висвітлених пікселі екрана повинні продовжувати світитися протягом часу, який необхідно електронного променю, щоб просканувати весь екран і повернутися для активізації даного пікселя вже при промальовуванні наступного кадру. Отже, мінімальний час післясвітіння повинно бути не менше періоду зміни кадрів - 20мс. Якщо це не виконується, відбувається мерехтіння зображення. При використанні високоякісних дорогих матеріалів такий ефект не спостерігається. Кожна точка світиться протягом всього часу, який необхідний променю для сканування всього екрану. Зображення на екранах, покритих високоякісними люмінофорами, здається контрастним, абсолютно чистим і немерехтливий. Типи моніторів і їх характеристикиАналогові монітори.У даному випадку мова піде про монітори, які працюють з адаптерами VGA, SVGA і ін Вони здатні підтримувати дозвіл 640х480 і більше. У назві аналоговий відображаються не можливість дозволу (на відміну від TTL-моніторів), а спосіб передачі інформації про квіти від відеокарти до монітора. Аналоговий сигнал передається шляхом зміни амплітуди напруги. VGA монітори можуть працювати не тільки в кольоровому, а й монохромному режимі. У монохромному режимі кольору замінюються відтінками сірого кольору. В аналоговому монохромному моніторі для відображення інформації використовується тільки відеосигнал зеленого. Сигнали червоного і синього при цьому не передаються. Мультичастотному монітори.Всі сучасні монітори можна розділити на 3 великі групи:
Монітори з фіксованою частотою сприймають синхросигнали якої-небудь однієї частоти, наприклад, для кадрової розгортки 60 Hz, а для малої - 31,5 kHz. Монітори з декількома фіксованими частотами менш критичні до значень частот синхроімпульсів і можуть працювати з набором з 2 або більше поєднань частот синхроімпульсів кадрової і рядкової розгортки. Мультичастотному монітори звані іноді Multisync, мають здатність налаштовуватися на довільні значення частот синхросигналов з деякого певного діапазону, наприклад, 30-64 kHz - для малої й 50-100 Hz - для кадрової. Діагональ монітора.Діагоналлю монітора, як і телевізора, називається відстань між лівим нижнім і правим верхнім кутами екрана. Це відстань вимірюється в дюймах. В якості стандарту для ПК виділилися монітори з діагоналлю 14''і 15''. Для оптимальної роботи в Windows 9x c більш високою роздільною здатністю слід встановити монітор з діагоналлю 17 дюймів. А для професійною з роботи з настільними видавничими системами і системами автоматичного проектування (САПР) рекомендується монітор з діагоналлю 20, 21 дюйм (зрозуміло, не варто забувати і про upgrade відеокарти). Маска екрану.Якість зображення залежить значною мірою від типу і характеристик використовуваної тіньової маски. Відстань між отворами маски вимірюється в мм.
Відстань між отворами тіньової маски часто ототожнюють з розміром зерна монітора, що цілком виправдано, оскільки обидва параметри повинні бути рівні. Однак ця умова виконується не завжди, а залежно від технології виробництва електронно-променевої трубки та її якості. Крім того, відстань між отворами тіньової маски в порівнянні із зерном, яке можна побачити під лупою прямо на екрані, є менш наочною характеристикою. Всі монітори з зерном більше 0,28 мм вважаються "дешевими" і "грубими". Кращі монітори мають зерно 0,26 мм, а в самого якісного відомого монітора зерно - 0,19 мм. Дозвіл.Аналогові монітори забезпечують дозвіл не нижче 1024х768, а мультичастотному мають дозвіл 1280х1024 і більше. Кінескоп.Істотне значення має тип ЕПТ (кінескопа). Переважні такі типи кінескопів, як Black Trinitron, Black Matrix or Black Planar. Люмінофорному покриття екрану моніторів цих типів складається з спеціальної речовини, яка має істотний недолік - дуже вразливе до світла. Якщо монітор з подібним кінескопом тривалий час знаходиться під дією світла, це значно скорочує термін його служби. Випромінювання і захисні екраниМедичні дослідження показали, що випромінювання, що супроводжує роботу монітора, може негативно позначатися на здоров'ї людини. Спектр цього випромінювання досить широкий - це і рентгенівське випромінювання, і інфрачервоне, і радіовипромінювання, а також електростатичні поля. Саме тому, купуючи монітор, не слід забувати про захисний екрані. Фільтри бувають сіткові, плівкові та скляні. Їх захисні властивості і, відповідно, ціна зростають в порядку перерахування-Фільтри можуть кріпитися до передньої стінки монітора, навішуватись на верхній край, вставлятися в спеціальний жолобок навколо екрану або вдягатися на монітор. Сіткові фільтри практично не захищають від електромагнітного випромінювання і статичної електрики. Крім того, вони дещо погіршують контрастність зображення. Однак ці фільтри послаблюють відблиски від зовнішнього освітлення, що після інтенсивної роботи за комп'ютером є важливим чинником. Плівкові фільтри також не захищають від статичної електрики, але значно підвищують контрастність зображення, практично повністю поглинають ультрафіолетове випромінювання і знижують рівень рентгенівського випромінювання. Звичайні плівкові фільтри вартістю 3-7 USD погано захищають від відблисків зовнішнього випромінювання, однак існують також поляризаційні плівкові фільтри, наприклад фірми Polaroid, які здатні забезпечувати поляризацію відбитого світла і пригнічувати виникнення відблисків. Поляризаційні фільтри, як правило, стоять дорожче звичайних фільтрів. Скляні фільтри випускаються в декількох різних модифікаціях. Прості скляні фільтри вартістю 3-10 USD знімають статичний заряд, послаблюють низькочастотні електромагнітні поля, знижують інтенсивність ультрафіолетового випромінювання та підвищують контрастність зображення. Випускаються також скляні фільтри категорії повний захист. Вони володіють найбільш повною сукупністю захисних властивостей; практично не дають відблисків (частка відбитого світла менше 1%), підвищують контрастність зображення в півтора-два рази, усувають електростатичне поле і ультрафіолетове випромінювання, значно знижують низькочастотне магнітне (менше 1000 Гц) і рентгенівське випромінювання. Ці фільтри виготовляються зі скла спеціального сорту, легованого атомами важких металів, і мають багатошарове покриття. Коштують такі фільтри недешево - понад 150 USD. У першу чергу, такі монітори мають більш чутливий люмінофор, який забезпечує ту ж яскравість світіння при менш інтенсивної електронної бомбардуванню. В результаті вдається значно знизити величину ускоряющего анодної напруги, а разом з ним - інтенсивність рентгенівського випромінювання. Крім того, менша швидкість зіткнення знижує температуру розігріву люмінофора, в результаті чого зменшується інтенсивність інфрачервоного та ультрафіолетового випромінювань. У моніторах класу low radiation застосовується спеціальне скло, яке поглинає всі ці види випромінювань. Це скло володіє властивостями, аналогічними властивостями захисних екранів, які використовуються спільно зі звичайними моніторами. Екран монітора low radiation має характерну матову поверхню, яка усуває відблиски. Зниження електростатичного потенціалу досягається використанням спеціальних екрануючих матеріалів, з'єднаних із заземлюючим проводом. У результаті застосування такого заходу немає необхідності використовувати спеціальні захисні екрани, які вважалися неодмінним атрибутом для перших моніторів. Монітори Plug & PlayБудь-який сучасний PC підтримує технологію Plug & Play, яка забезпечує автоматичне конфігурування, що підключається. З метою реалізації даної технології для моніторів асоціація VESA розробила специфікацію DDC (Display Data Channel), яка передбачає обмін інформацією між монітором і PC по звичайному кабелю, тобто через стандартний VGA-роз'єм. Існує кілька версій цього протоколу:
Монітори Plug & Play дозволяють системі встановити оптимальні для конкретної моделі характеристики виведення зображення (частоту кадрової та стічної розгортки, колірну модель та ін.) Термін службиЩодо надійний критерій для оцінки тривалості роботи монітора - це кількість виділяється їм тепла. Якщо монітор дуже сильно нагрівається, то можна очікувати, що термін його служби буде невеликий. Якщо ж монітор протягом довгого часу залишається тільки теплим, - це вказує на невеликі втрати енергії і передбачуваний тривалий термін служби. Монітор, на корпусі якого є багато вентиляційних отворів, добре охолоджується, що не дозволяє монітору швидко вийти з ладу. При покупці монітора слід провести теплової тест: якщо його корпус здається тільки теплим - це хороший монітор. Рідкокристалічні дисплеї (LCD)В кінці 80-х років були представлені перші моделі PC типу laptop. Такі PC мають малу вагу, в першу чергу, за рахунок того, що в них застосовуються рідкокристалічні дисплеї {Liquid Crystal Display, LCD}. Подібний екран складається з двох скляних пластин, між якими знаходяться рідкі кристали, які можуть змінювати свою оптичну структуру і властивості в залежності від електричного заряду, тобто кристали під впливом електричного поля змінюють свою орієнтацію і тим самим по- різному відбивають світло. Оскільки опір відносно велике, кристали можуть рухатися тільки з певною швидкістю. Це властивість проявлялося при переміщенні курсору миші по LCD-екрану першого дисплеїв: при швидкому переміщенні курсор просто зникав. Рідкі кристали отримували електричний імпульс, але не встигали зреагувати, коли курсор вже перемістився. Час реакції перших кольорових дисплеїв становило приблизно 500 мс. Для зменшення «смазанності» і збільшення контрастності зображення були розроблені рідкокристалічні дисплеї, виконані за технологією DSTN (Dual - scan Super - Twisted Nemattc). Завдяки використанню спеціальних рідких кристалів та подвійного сканування, час реакції скоротилася до 150 мс. Фірма Toshiba розробила рідкокристалічний дисплей з активною матрицею на тонкоплівкових транзисторах (так звана технологія Thin Film Transistor - 777). Вартість подібних дисплеїв на 700-900 USD вище, ніж вартість дисплеїв DSTN. Однак ці витрати цілком виправдані, оскільки TFT-дисплеї практично не поступаються своїм електронно-променевим побратимам. Різновидом DSTN-технологи і з'явилася технологія MLA (Multiline Addressing). Завдяки многолинейной адресації час реакції панелі зменшилася до 50-75 не. Розмір екрана рідкокристалічного дисплея складає від 10,2 "до 13,3" по діагоналі, а роздільна здатність - 800х600 і 1024х768. Один з недоліків таких дисплеїв може бути вам знайомий за наручним годинником, калькуляторах і т. п., які працюють з LCD-індикаторами, Якщо подивитися на екран під кутом, то можна побачити тільки сріблясту поверхню. Сприйняття зображення на LCD-екранах залежить від кута спостереження. Хороша якість зображення досягається при куті спостереження 90 ° до екрану. Рідкі кристали не світяться, тому подібні монітори потребують підсвічуванні {Backlight} або в зовнішньому освітленні. Подальший розвиток LCD-дисплеїв направлено на подання кольору, тобто на зміну окремими кристалами свого забарвлення під впливом електричних імпульсів, а також на "активні" LCD-дисплеї, що випромінюють світло, Цікавою особливістю деяких моделей LCD-дисплеїв є те, що їх можна повертати на 180 °, що дуже зручно при роботі з текстовими документами. Газо-плазмові моніториДля газо-плазмових моніторів немає таких обмежень, як для LCD-дисплеїв. Вони також мають дві скляні пластини, між якими знаходяться не кристали, а газова суміш, яка висвітлюється у відповідних місцях під дією електричних імпульсів. Недолік таких моніторів - їх не можна використовувати в портативних комп'ютерах з акумуляторним і батарейним харчуванням через те, що вони споживають багато струму. 3.2.2.Прінтери ударної дії.ІнтерфейсУ протилежності іншим периферійним пристроям принтер практично завжди приєднується до РС через паралельний інтерфейс. Для старих моделей є можливість підключення через послідовний інтерфейс. Однак треба мати на увазі, що передача інформації на принтер через послідовний інтерфейс значно сповільнює його роботу, особливо при друці в графічному режимі. Останні моделі лазерних принтерів для підвищення швидкодії забезпечені високошвидкісним портом з розширеними можливостями ECP для швидкого друку. Довжина кабелю може становити до 10 м, а не 3м при більш ранніх розробках інтерфейсу. Деякі моделі принтерів різних фірм обладнані інфрачервоними передавачами, що дозволяє передавати файли за допомогою інфрачервоного випромінювання, роблячи непотрібним кабельне з'єднання. За принципом нанесення зображення на папір принтери поділяються:
Рис. 3.2.21. Класифікація принтерів > |
Принтери ударної дії, засновані на створенні зображення шрифту механічно «вибивання» барвника стрічки прямо на папір. В якості ударного механізму можуть бути використані шаблони символів або голки.
Типові принтери (ударні) аналогічні електричні друкарські машинки.
Типовий принтер дає дуже чисте зображення букв, звичайно за умови, що барвна стрічка досить чорна і незношених.
Низька швидкість друку від 30 до 40 знаків у секунд;
Недостатня універсальність типових принтерів, яка перешкоджає їх широкому поширенню. Принтери такого типу мають у своєму розпорядженні одним шрифтом і не можна виділити окремі місця документа курсивом або жирним шрифтом;
Неможливість друку графічного зображення.
Принтери можуть застосовуватися тільки в машинописному бюро, де для оформлення документа, окрім чистоти, нічого не потрібно. За вартістю вони порівнянні з голчаті принтерами.
Голчастий принтер довгий час був стандартним пристроєм висновку для РС по відношенню до струминних і лазерних принтерів. Перевагою голчастих принтерів визначаються, в першу чергу, швидкістю друку і їх універсальністю, що полягає в здатності працювати з будь-яким папером, а також низькою вартістю.
Принцип, яким голчастий принтер друкує знаки на папері, дуже простий. На відміну від інших принтерів, голчастий принтер формує знаки декількома голками, розташованими в головці принтера.
Механізм подачі паперу аналогічний з друкарською машинкою. Папір втягується з допомогою вала, а між папером і голівкою принтера розташовується барвна стрічка. При ударі голки по цій стрічці на папері залишається зафарбований слід.
Голки, розташовані усередині головки, зазвичай активізуються електромагнітним методом. Головка рухається по горизонтальній направляючої і керується кроковим двигуном (Мал. 3.2.22.).
Рис. 3.2.22. Розташування голок на 9-голчастою голівці (в один і два ряди)
Завдяки горизонтальному руху голівки принтера та активізації окремих голок надрукований знак утворює як би матрицю, причому окремі букви, цифри і знаки «закладені» всередині принтера у вигляді бінарних кодів. З цієї причини головка принтера «знає», які голки і в яких позиціях необхідно активізувати, щоб, наприклад, створити за 10 кроків головки букву «К» (Мал. 3.2.23.).
Рис. 3.2.23. Матриці для літери «К», яка залежить від кількості голок у голівці
Хоча наявність дев'яти голок у голівці принтера забезпечує високу швидкість друку, однак, гарної якості досягти не вдається. Це помітно позначається на відбитку шрифту принтера, коли на папері видно відбиток кожної з голок, а у зв'язку із зносом фарбувальної стрічки якість ще більше погіршується.
Для поліпшення якості кожен рядок пропечатували два рази, при цьому окремі точки, складові знаки, дещо зміщуються при другому проході друку. Такий метод хоч і покращує якість зображення, але збільшує час процесу друку.
Подальшим розвитком 9 голчастого принтера став 18-голчастий принтер, а пізніше 24-голковий. Він мав розташування голок у голівці у два ряди по 9 голок.
Голки розташовані у два ряди по 12 штук. Крім цього є можливість переміщення голівки двічі по одній і тій же рядку, щоб знаки пропечатували ще раз з невеликим зсувом.
У рядкового принтера головка відсутня, але є друкуюча планка. Таким чином, при друці зображення матриці, відповідному рядку, повністю переноситься на папір. Так як голівка не рухається, а рядок друкується цілком за один раз, це дає перевагу в швидкості друку.
Можливість друкувати кілька копій;
Є більш універсальним при роботі з папером, ніж лазерний чи струменевий принтери, для яких відсутня можливість використовувати папір у рулоні.
Голчасті принтери характеризуються швидкістю друку (числом знаків, яке принтер переносить на папір за 1 сек);
Одним з недоліків роботи голчастого принтера можна віднести супровід шумом;
Для голчастих принтерів дозвіл грає роль тільки тоді, коли друкується в графічному режимі, де має точно розраховується становище кожної окремої крапки на папері.
Кольоровий друк, реалізується тільки за допомогою багатоколірного фарбувальної стрічки;
Шрифти в голчастих принтерах реалізуються наявністю вбудованих шрифтів або можливістю запису їх в RAM принтерів.
Принтери не ударної дії працюють за іншим принципом. Коротке зображення створюється за допомогою застосування тепла, чорнила або інших ксерографічного методів.
Основний принцип роботи струменевих принтерів чимось нагадує роботу голчастих принтерів, тільки замість голок застосовуються тонкі як волосся, сопло, які знаходяться в головці принтера. У голівці встановлений резервуар з рідкими чорнилом, які через сопла, як мікрочастинки, переносяться на матеріал носія. Число сопел (від 6 до 64) і залежить від моделі принтера і виробника. Останні розробки принтерів такого типу мають від 300 для чорного чорнила і до 416 сопел для кольорових.
Для зберігання чорнила використовуються два методи:
головка принтера об'єднана з резервуаром для чорнила; заміна резервуара з чорнилом одночасно пов'язана з заміною головки;
використовується окремий резервуар, який через систему капілярів забезпечує чорнилом головку принтера.
Сучасні моделі струменевих принтерів використовують такі методи друку;
П'єзоелектричний метод;
Метод газових бульбашок;
Метод drop-on-demand.
Для реалізації цього методу в кожне сопло встановлений плоский п'єзокристал, пов'язаної діафрагмою. Під впливом електричного поля відбувається деформація пьезоелемента. При друку, що знаходяться в трубці п'єзоелементи, стискаючи і розтискаючи трубку, наповнюють капілярну систему чорнилом. Чорнила, які віджимаються тому, перетікають назад у резервуар. Чорнила, які «видавлюються» назовні, залишають на папері точку (Мал. 3.2.24.).
Рис. 3.2.24. Принцип дії струменевого принтера з п'єзоелементом
Цей спосіб є термічним і більше відомий під назвою «інжектіруемие бульбашки». Кожне сопло обладнане нагрівальним елементом, який при пропущенні через нього струму за кілька мікросекунд нагрівається до температури близько 500 0. Виникаючі при різкому нагріванні газові бульбашки намагаються виштовхнути через вихідний отвір сопла необхідну краплю рідкого чорнила, яка переноситься на папір (Мал. 3.2.25.). При відключенні струму нагрівальний елемент остигає, паровий міхур зменшується і через вхідний отвір надходить нова порція чорнила.
Рис. 3.2.25. Принцип роботи принтера за методом газових бульбашок
Також як і в методі газових бульбашок, метод drop-on-demand для подачі чорнила з резервуару на папір використовується нагрівальний елемент. Однак для подачі чорнила використовується спеціальний механізм (Мал. 3.2.26.).
Рис. 3.2.26. Принцип роботи принтера за методом Drop-on-demand.
Завдяки тому, що в механізмах друку, реалізованих з використанням методу газових бульбашок, менше конструктивних елементів, такі принтери надійніше в роботі і термін їх експлуатації значно довше. Крім того, дозволяє домогтися високої роздільної здатності принтерів.
Зазвичай кольорове зображення формується при друці накладенням один на одного трьох основних кольорів: ціан, пурпурний і жовтий. Теоретично накладення цих трьох кольорів має у результаті давати чорний колір, на практиці виходить сірий або коричневий, і тому в якості четвертого основного кольору додають чорний. На підставі цього таку кольорову модель називають CMYK (за назвою основних кольорів). Таким чином, принтери застосовують не три, а чотири кольори, включаючи чорний додатковий патрон.
Низький рівень шуму;
Швидкість, як і голчастий принтер, залежить від якості друку (від 3-4 сторінок на хвилину до 8-9 сторінок);
Якість друку залежить від типу застосовуваної паперу та його якості. Добре зарекомендувала себе папір для ксерокса (80 г / м 2);
Не можна використовувати папір у рулоні.
Незважаючи на сильну конкуренцію з боку струминних принтерів, за допомогою лазерних принтерів на справжній момент можна одержати більш високу якість друку. Його якість наближає до якості фотографії.
Більшість виробників лазерних принтерів використовують механізм друку, який застосовується в ксероксах, наприклад механізм друку ксероксів фірми CANON (Мал. 3.2.27.).
Рис. 3.2.27. Функціональна схема лазерного принтера
Найважливішим, конструктивним елементом лазерного принтера є обертовий барабан, за допомогою якого виробляється перенос зображення на папір. Барабан являє собою металевий циліндр, покритий тонкою плівкою светопроводящий напівпровідника.
Звичайно як такого напівпровідника використовується оксид цинку. По поверхні барабана рівномірно розподіляється статичний заряд. Для цього служить тонкий чи дріт сітка, називаний коронирующим проводом. На цей провід подається висока напруга, що викликає виникнення навколо нього світиться іонізованої області, званої короною.
Лазер, керований мікроконтролером, генерує тонкий світловий промінь, відбивається від обертового дзеркала. Цей промінь, потрапляючи на барабан, змінює його електричний заряд у точці дотику. Величина заряду барабана зменшується від 200 до 900 вольт. Таким чином, на барабані виникає прихована копія зображення.
На наступному робочому кроці на фотоскладальний барабан наноситься тонер - найдрібніша барвна паль. Під дією статичного заряду ці дрібні частинки легко притягуються до поверхні барабана в точках, які зазнали експозиції, формують зображення.
Папір втягується з лотка і за допомогою системи валиків переміщається до барабана. Перед самим барабаном паперу повідомляється статичний заряд. Потім папір стикається з барабаном і притягає, завдяки своєму заряду, частинки тонера від барабана.
Для фіксації тонера, папір знов заряджається і пропускається між двома роликами з температурою близько 180 0 С. Після процесу друку, барабан повністю розряджається, очищується від прилиплих зайвих часток і готовий для нового процесу друку.
Альтернативою лазерному принтеру може служити світлодіодний принтер. Замість лазерного променя, керованого за допомогою механізму дзеркал, барабан висвітлює нерухома діодна рядок, що складається з 2500 світлодіодів, що описує не кожну крапку, а цілий рядок.
У кольоровому лазерному принтері зображення формується на світлочутливої фотоприймальний стрічці послідовно для кожного кольору. Лист друкується за чотири проходу, що позначається на швидкості друку. Є чотири ємності для тонера і від двох до чотирьох вузлів прояви. Принтери такого класу обладнані великим обсягом пам'яті, процесором і, як правило, власним вінчестером.
Технологічний процес кольорового друку на лазерному принтері здійснюється дуже складно, тому і ціни на такі принтери високі.
Швидкість друку - визначається двома факторами.
механічної протяжкою паперу;
швидкістю обробки даних.
Зазвичай лазерний принтер обладнаний власним процесором. Як правило, для чорно-білих лазерних принтерів використовується мікропроцесор Motorola 68000. У високо продуктивних принтерах, наприклад HP, використовуються процесор Intel 80960, що має тактову частоту 33 Мгц і скорочений набір команд.
Так як лазерний принтер є сторінковим принтерів (тобто він формує для друку повну сторінку), швидкість друку вимірюється в сторінках у хвилину.
Середній лазерний принтер друкує 4, у кращому випадку 8 сторінок на хвилину. Високошвидкісні принтери, які, як правило, використовуються в комп'ютерних мережах, можуть до 20 і більше сторінок на хвилину.
Дозвіл лазерного принтера по горизонталі і по вертикалі визначається різними факторами:
Вертикальна роздільна здатність відповідає кроку барабана. Для більшості принтерів дозвіл складає 1 / 600 дюйма (для більш дешевих - 1/3-дюйма);
Горизонтальне дозвіл визначається числом точок в одному рядку та обмежено точністю наведення лазерного променя.
Лазерні принтери обробляють цілі сторінки, що пов'язано з великою кількістю обчислень. При вирішенні 300х300 dpi на сторінці формату А4 налічується майже 9 млн. точок, а при вирішенні 1200х1200 понад 140 млн. Обсяг необхідних обчислень різко зростає. Швидкість друку визначається не тільки процесором, але й істотно залежить від обсягу пам'яті, якою обладнаний принтер.
Величина пам'яті лазерного принтера 1 Мб є нижньою межею, більш відчутна ємність пам'яті від 2 до 4 Мб. Кольорові принтери мають ще велику пам'ять. Принтер, який функціонує в мережі, часто має ще і зовнішню пам'ять (вінчестер).
Лазерний принтер може оснащуватися додатковою пам'яттю, і встановлюються спеціальні карти з DRAM або SIMM - модулями.
Як правило, більшість лазерних принтерів можуть друкувати на папері формату А4 і менше, правда, останнім часом з'явилися принтери, здатні друкувати на аркушах формату А3.
Кольорові лазерні принтери поки не ідеальні. Для отримання кольорового зображення з якістю близьким до фотографії або виготовлення додрукарських кольорових проб використовують термічні принтери або, як їх ще називають, кольорові принтери високого класу.
В даний час поширення одержали три технології кольорового термодруку:
Струменевий перенесення розплавленого барвника (термопластіковая друк);
Контактний перенесення розплавленого барвника (термовосковая друк);
Термоперенос барвника (друк сублімації).
Спільним для останніх двох технологій є нагрівання барвника й перенесення його на папір (плівку) в рідкій або газоподібній фазі. Багатобарвний барвник нанесений на тонку лавсанову плівку (завтовшки 5 мкм). Плівка переміщається за допомогою механізму протягування стрічки, який, конструктивно схожий з аналогічним вузлом голчастого принтера. Матриця нагрівальних елементів за 3-4 проходи формує кольорове зображення.
Термовосковие принтери переносять барвник, розчинений у воску, на папір, нагріваючи стрічку з кольоровим воском. Як правило, для подібних принтерів необхідна папір зі спеціальним покриттям. Термовосковие принтери зазвичай використовують там, де потрібна висока якість кольорового друку.
Для друку зображень, що майже не відрізняється від фотографії, і виготовлення додрукарських проб найкраще використовувати сублімаційні принтери. За принципом роботи вони аналогічні термовосковим, але переносять зі стрічки на папір тільки барвник (не має військової основи).
Принтери, що використовують струменевий перенесення розплавленого барвника, називають ще восковими принтерами з твердим барвником. При друку блоки кольорового воску розплавляються і вибризгіваются на носій, створюючи яскраві насичені кольори на будь-якій поверхні. Отримані таким чином «фотографії» виглядають злегка зернистими, але задовольняють усім критеріям фотографічної якості. Цей принтер не можна використовувати для виготовлення діапозитивів, оскільки краплі воску після висихання мають напівсферичну форму і створюють сферичний ефект.
Є термічні принтери, які поєднують у собі технологію сублімаційного і термічної друку. Такі принтери дозволяють друкувати на одному пристрої як чорнові, так і чистові відбитки.
Швидкість друку термічних принтерів унаслідок інерційності теплових процесів невисока. Для сублімаційних принтерів від 0,1 до 0,8 сторінок на хвилину, а для термовоскових - 0,5 - 2 сторінки в хвилину.
Плоттери є пристроєм виведення, що застосовується тільки в спеціальних областях. Вони зазвичай використовуються спільно з програмами САПР. Результат роботи практично будь-який такий програми - це комплект конструкторської та / або технологічної документації, в якій значну частину складають графічні матеріали. Таким чином, основою плоттера є креслення, схеми, графіки, діаграми і т.д. Для цього плоттер обладнаний спеціальними допоміжними засобами.
Всі сучасні плоттери можна віднести до двох великих класів:
Планшетні для формату А3-А2 (рідше А1-А0) з фіксацією листа електричним, рідше магнітним або механічним способом, і які пишуть вузлом. Таким чином, якщо, наприклад, необхідно провести лінію, то друкуючий вузол переміщається в її початкову точку, опускається штифт з пером, відповідним товщині і кольору проведеної лінії, і потім перо переміщається до кінцевої точки лінії;
Барабанні (рулонні) плоттери з шириною паперу формату А1 або А0, роликової подачею листа, механічним і / або вакуумним притиском і з пишуть вузлом.
Барабанні плоттери використовують рулони паперу довжиною до декількох десятків метрів і дозволяють створювати довгі малюнки і креслення.
Більшість плотерів мають пишучий вузол пір'яного типу. Використовуються спеціальні фломастери з можливістю їх автоматичної заміна (по сигналу програми) з доступного набору. Крім фломастерів, застосовуються чорнильні, кулькові друкарські вузли, Рапідографи, кабірафи і багато інших пристроїв, що забезпечують різну ширину ліній, насиченість, колірну палітру і т.д.
Останнім часом на базі пір'яних плотерів були створені ріжучі плоттери. Пишучий вузол в таких плоттерах замінюється на різак. Зображення переноситься на папір, а, наприклад, на плівку, або аналогічний носій. Букви або знаки, отримані за допомогою ріжучого плоттера, можна побачити на вітринах, вивісках, покажчиках і т.п.
Подальшим розвитком сімейства плотерів по шляху їх просування на ринок художньої, графічної та рекламної продукції стало створення групи пристроїв з друкарськими вузлами струминного типу. По суті, ця група пристроїв створена на базі механізмів стандартних плотерів та оснащена сучасною головкою, що забезпечує до 4 кольорів з роздільною здатністю 75 -720 dpi.
Більшість струменевих плоттерів забезпечують як друк креслень, карт і схем у форматах, що застосовуються в САПР.
Швидкість друку на струминному плотері залежить від складності малюнка і дозволу і в середньому складає 30-60 хвилин на 1 м 2 зображення. Друк, як правило, здійснюється на спеціальний папір або полімерну плівку.
Електричні плоттери нагадують ксерокси або лазерні принтери. Принцип роботи цих пристроїв полягає в електризації окремих точок (областей) спеціального паперу (плівки) з подальшою подачею її до кювету з барвником. Закріплення барвника відбувається аналогічно процедурі ксерокопіювання. Чорно-білий друк забезпечується за 1 прохід, кольорова (в 4 основних кольори) вимагає 4 прогонів. Дозвіл становить 400 dpi. Забезпечується друк малюнків у форматі А0-А1 зі швидкістю 10-30 мм / с.
Фотоскладальний апарат можна побачити тільки в солідній поліграфічній фірмі. Він відрізняється своєю високою роздільною здатністю. Для обробки інформації фотоскладальний апарат обладнується процесором растрового зображення RIP, який функціонує як інтерпретатор PostScript у растрове зображення. На відміну від лазерного принтера в фотоскладальні апараті лазерним променем освітлюється не барабан, а фотопапір або фотопластинка (фотоплівка).
Монітор. Призначення, склад, режими і принцип роботи монітора.
Класифікація принтерів за принципом нанесення зображення на папір.
Принтери ударної дії. Типові, голчасті принтери. Їх призначення, переваги, недоліки, конструктивні особливості та сферу застосування.
Голчасті принтери. Розташування головок. Принцип роботи голчастого принтера в режимі виведення текстової та графічної інформації. Способи поліпшення якості виведеної інформації.
Рядковий принтер. Його конструктивна особливість.
Загальні особливості голчастих принтерів. Переваги та недоліки.
Принтери не ударної дії. Принцип виведення інформації.
Струменеві принтери. Загальний принцип роботи струминних принтерів. Число застосовуваних сопів у чорно-білих і кольорових принтера. Методи зберігання чорнила.
Методи, використовувані в струменевих принтерах при своїй роботі.
Принцип роботи принтера з п'єзоелементом (малюнок пояснюючий принцип роботи методу).
Принцип роботи принтера за методом газових міхурів (малюнок, що пояснює принцип роботи методу).
Часто термін Мультимедіа розуміють спрощено. Наприклад, встановивши на своєму комп'ютері звукову карту і підключивши до неї акустичні системи, деякі користувачі вважають, що їхній комп'ютер оснащений мультимедіа. Це далеко не так. Поняття мультимедіа досить ємне і означає сукупність візуальних і аудіоефектів, керованих за допомогою інтерактивних програм. У зв'язку з цим апаратне забезпечення мультимедіа повинно включати, крім звукової карти, і інші пристрої і пропонувати значно більші можливості, які не можуть забезпечити стандартні засоби РС та телевізійної техніки.
Мультимедіа представляє великі можливості для створення віртуальної реальності, інтерактивного режиму, коли користувач стає не пасивним спостерігачем подій, а їх активним учасником. Це стосується не тільки комп'ютерних ігор, а й іншого спеціального програмного забезпечення. Крім того, на РС, обладнаних засобами мультимедіа, можна створювати і обробляти динамічні зображення в реальному масштабі часу. Мультимедійний продукт повинен забезпечувати:
Акустичні ефекти якості Hi-Fi;
Візуальні динамічні і 3D-ефекти;
Взаємодія з користувачем таким чином, щоб акустичні і візуальні ефекти комбінувалися один з одним за його бажанням.
Для реалізації цих можливостей необхідні спеціальні апаратні засоби.
Щоб можна було характеризувати РС як мультимедійний необхідно:
мати привід CD-ROM, наявність якого є обов'язковим для зчитування графічних і звукових файлів;
РС повинен мати відповідну продуктивність.
Однак цього ще не достатньо він повинен задовольняти ще ряду вимог;
Створений стандарт МРС створений для сумісності мультимедійних компонентів, виготовлених різними фірмами. Крім переліку обов'язкових мультимедіа-компонентів та їх характеристик, він містить набір рекомендацій, що визначають подальшого розвитку не тільки апаратних засобів, а й мультимедіа-додатків. Таким чином, розробники програмного забезпечення отримали можливість орієнтуватися на певний (мінімальний) набір апаратних засобів, з яким повинна працювати мультимедіа - програма.
У відповідності зі стандартом МРС мультимедійний РС повинен мати п'ять основних компонентів:
Базову конфігурацію системи (сукупність стандартних пристроїв і систем звичайного РС);
Привід CD-ROM;
Звукову карту;
ОС Microsoft Windows 3.1 (Windows 95 | 98);
Акустичну систему або головні телефони;
Нова версія стандарту МРС декларує таку мінімальну конфігурацію системи:
Процесор 80486SX з тактовою частотою не менш 25 Мгц;
4 Мб RAM (1 Мб стандартної пам'яті і 3 Мб XMS);
Вінчестер ємкістю не менше 160 Мб;
Клавіатура 101/102 з роз'ємом стандарту DIN;
Миша, сумісна з Microsoft Mouse;
Графічна карта VGA з роздільною здатністю не нижче 640х480 пікселів, підтримує 65536 кольорів;
По крайней мере, 1 послідовний і 1 паралельний порт;
Привід CD-ROM, що забезпечує швидкість передачі даних не менше 300 Кб / с, час доступу не менше 400 мс, підтримку стандарту CD-AD, CD-ROM, Multisession тощо;
Звукова карта з розрядністю 8 або 16 біт і частотою дискретизації 11,22 або 44 Кгц.
Аналоговий порт вводу / виводу MIDI;
Сумісність з Microsoft Windows Multimedia Extension.
Висновок: для забезпечення високої продуктивності системи такої конфігурації потрібен більш швидкодіючий процесор і вінчестер великою ємністю:
Процесор класу не нижче Celeron 266;
Не менш 32 Мб RAM;
Вінчестер місткістю не менше 2 Гб;
Графічна карта з 3D-прискорювачем і відеопам'яттю не менше 4 Мб.
З появою в 1989 р. звукової карти перед користувачами відкрилися нові можливості РС. З'явилася нова (звукова) підсистема РС - комплекс програмно-апаратних засобів, призначених для:
Записи звукових сигналів, що надходять від зовнішніх джерел, наприклад, мікрофону або магнітофона. У процесі запису вхідний аналогові звукові сигнали перетворяться в цифрові і далі можуть бути збережені на вінчестері;
Відтворення записаних раніше звукових даних за допомогою зовнішньої системи або головних телефонів (навушників) (звуковий сигнал зчитується з вінчестера, перетвориться з цифрового в аналоговий і направляється до акустичної системи);
Мікшування (змішування) під час запису або відтворення сигналів від декількох джерел;
Одночасного запису і відтворення звукових сигналів;
Обробка звукових сигналів: редагування, об'єднання або поділ фрагментів сигналів, фільтрація його рівня і т.п.
Управління панорамою стереофонічного звукового сигналу;
Обробка звукового сигналу відповідно до алгоритмів об'ємного (тривимірного - 3D Sound) звучання, що дозволяє отримати об'ємне звукове поле навіть при використанні звичайної стереофонічної акустичної системи.
Генерація за допомогою синтезатора звучання музичних інструментів (мелодійних і ударних), а також людської мови і будь-яких інших звуків;
Управління роботою зовнішніх електронних музичних інструментів (ЕМІ) через спеціальний інтерфейс MIDI;
Відтворення звукових компакт-дисків;
Рис. 4.1.28. Звукова система РС
У класичну звукову систему (Мал. 4.1.28.) Входять;
Модуль запису і відтворення звуку;
Модуль синтезатора;
Модуль інтерфейсів;
Модуль мікшера;
Акустична система.
Кожен з модулів може виконуватися у вигляді окремої мікросхеми або входить до складу багатофункціональної мікросхеми.
Звук, з точки зору акустики, являє собою поздовжні хвилі стиснення і розрядження, вільно поширюються в повітрі чи іншому середовищі, тому звуковий тиск (звуковий сигнал) безперервно змінюється в часі і в просторі.
Запис звуку - це збереження інформації про коливання звукового тиску в момент запису. В даний час для запису і передачі інформації про звук використовуються аналогові і цифрові сигнали. Іншими словами, звуковий сигнал може бути представлений в аналоговій або цифровій формі.
Щоб отримати звуковий сигнал в аналоговій формі, достатньо скористатися мікрофоном (Мал. 4.1.29.).
Рис. 4.1.29
Нагадаємо, що амплітуда звукової хвилі визначає гучність звуку, а її частота - висоту звукового тону, тому для збереження достовірної інформації про звук амплітуда електричного напруги повинна бути пропорційна амплітуді звукового сигналу, а його частота повинна точно відповідати частоті коливань звукового тиску.
Щоб отримати звуковий сигнал в цифровій формі, необхідно в дискретні моменти часу вимірювати значення звукового тиску, причому щоб правильно передати форму сигналу, ці виміри треба проводити досить часто - не менше кількох разів за період самої високочастотної складової звукового сигналу.
В даний час на вхід звукової карти РС в більшості випадків звуковий сигнал подається в аналоговій формі. А оскільки РС оперує тільки цифровими сигналами, вихідний аналоговий сигнал перед використанням повинен бути перетворений в цифровий. У свою чергу, акустична система сприймає тільки аналогові електричні сигнали, тому на вихід звукової карти РС повинен видати звуковий сигнал в аналоговій формі.
Таким чином, модуль запису і відтворення звукової системи якраз і здійснює аналого-цифровий і цифро-аналогове перетворення в режимі програмної передачі звукових даних або передачі їх по каналах DMA.
Перетворення звукового сигналу з аналогового в цифровий відбувається в кілька етапів (Рис. 4.1.30.):
Рис. 4.1.30. Схема перетворення звукового сигналу з аналогового в цифровий
Спочатку аналоговий звуковий сигнал джерела подається на аналоговий фільтр, який обмежує смугу частот сигналу;
Далі здійснюється дискретизація, тобто вибірка відліків аналогового сигналу із заданою періодичністю. Періодичність відліків визначається частотою дискретизації. У свою чергу, частота дискретизації повинна бути не менше подвоєної частоти найвищої гармоніки вихідного звукового сигналу. В іншому випадку оцифрований звуковий сигнал не можна перетворити в аналоговий, точно відповідний вихідному сигналу.
Так як людина здатна чути звуки, частота яких знаходиться в діапазоні від 20 Гц до 20 кГц, отже, максимальна частота дискретизації вихідного звукового сигналу повинна складати не менше 40 кГц., Тобто відліки потрібно проводити 40000 разів в секунду. У більшості сучасних звукових підсистем РС максимальна частота дискретизації звукового сигналу становить 44,1 або 48 кГц.
Одночасно з дискретизацією здійснюється квантування відліків по амплітуді - миттєві значення амплітуди вимірюються і перетворюються на цифровий код. При цьому точність вимірювання залежить від кількості розрядів кодового слова. Таким чином, чим вище розрядність, тим ближче до реального.
Аналого-цифрове перетворення здійснюється спеціальним електронним пристроєм - аналого-цифровим перетворювачем (АЦП), в якому дискретні відліки перетворюються на послідовність чисел, причому потік цифрових даних, що представляє сигнал, включає як корисний, так і небажані високочастотні компоненти і перешкоди. Для фільтрації високочастотних перешкод, отримані цифрові дані пропускаються через цифровий фільтр з високою крутизною амплітудно-частотної характеристики і малими фазовими спотвореннями.
Цифро-аналогове перетворення в загальному випадку відбувається у два етапи (Мал. 4.1.31.).
Рис. 4.1.31. Схема цифро-аналогового перетворення
На першому етапі з потоку даних за допомогою ЦАП виділяють відліки сигналу, що випливають із частотою дискретизації. На другому етапі з дискретних відліків шляхом згладжування (інтерполяції) формується безперервний аналоговий сигнал. Це робить фільтр низької частоти, який пригнічує періодичні складові спектра дискретного сигналу.
Чим вище вимоги до якості записуваного звуку, тим більше повинна ємність носія. Наприклад, стереофонічний звуковий сигнал тривалістю 60 с, оцифрований з частотою дискретизації 44,1 кГц, при 16-розрядному квантуванні для зберігання зажадає на вінчестері близько 10 Мб. Крім цього підвищується вимоги до продуктивність (пропускної спроможності) каналу звукозапису. Таким чином, все це вимагає суттєво знизити обсяг цифрових даних, необхідних для подання звукового сигналу з заданою якістю, можна за допомогою компресії, тобто шляхом зменшення кількості відліків і рівня квантування або числа біт, що приходять на один відлік.
Вибір методу кодування при записі звукового фрагмента залежить від набору програм стиснення, встановлених в операційній системі РС. Програми аудіостиснення поставляються разом з програмним забезпеченням звукової карти або можуть входити до складу операційної системи. Програми аудіостиснення реалізують, наприклад, такі методи:
Імпульсно-кодова модуляція;
Дельта - імпульсно-кодова модуляція;
Адаптивно різницева дельта-модуляція.
Спосіб кодування задається безпосередньо перед записом.
Основними характеристиками модуля запису і відтворення є:
Частота дискретизації;
Тип і розрядність АЦП і ЦАП;
Спосіб кодування аудіоданих;
Можливість роботи в режимі Full Duplex (можливість здійснювати одночасно запис і відтворення звукового сигналу).
Електромузичний цифровий синтезатор (далі - синтезатор) звукової підсистеми дозволяє генерувати практично будь-які звуки, в тому числі і звучання реальних музичних інструментів.
Принцип синтезування полягає у відтворенні структури музичного тону (ноти) створений за допомогою музичного інструменту звуковий сигнал, як правило, має кілька часових фаз: атака, підтримка і затухання (Мал. 4.1.32.).
Форма амплітудної обвідної залежить від типу музичного інструменту. Проте, виділені фази характерні для звуків практично всіх музичних інструментів (за винятком ударних).
Рис. 4.1.32. Фази звукового сигналу
У загальному випадку технологія створення звуку (голосу інструменту) в сучасних синтезаторах полягає приблизно в наступному (Мал. 4.1.33.).
Рис. 4.1.33. Створення голоси інструменту у сучасних синтезаторах
В даний час на звукових картах встановлюються синтезатори, генеруючі звук з використанням:
Частотної модуляції - FM-синтезу;
Таблиці хвиль - WT-синтезу;
Фізичного моделювання.
Висота звуку залежить від частоти основного тону. Обертони, навіть якщо їх сила велика, на відчуття висоти звуку впливають мало, але надають йому своєрідне забарвлення. Здатність людського вуха розкласти складний звук на гармонійні складові (основний тон і обертони) дозволяє розрізняти звуки, наприклад, відрізнити ноту до, взяту на кларнеті, від тієї ж ноти, взятої на роялі.
Таким чином, якщо синтезувати сигнали основного тону та обертонів, властивих звучанню конкретного інструменту, можна імітувати звук практично будь ноти цього інструмент.
Як вже зазначалося, висота створеного за допомогою музичного інструменту звукового сигналу характеризується частотою і формою амплітудної огинаючої. Від форми амплітудної обвідної залежить також і спектральний склад обертонів. Зазвичай у фазі атаки кількість високочастотних складових максимально і поступово зменшується на стадіях підтримки та загасання. Особливо це властиво звуку смичкових і клавішних інструментів. Отже, у найпростішому випадку для генерації голоси музичного інструменту достатньо двох генераторів сигналів складної форми: генератора несучої частоти і модулирующего генератора (Мал. 4.1.34.).
Рис. 4.1.34. Синтез звуку на основі частотної модуляції
Генератор несучої частоти формує сигнал основного тону, частотно-модульований сигналом обертонів. Модулюючий генератор (генератор обвідної) управляє індексом модуляції сигналу основного тону і амплітудою результуючого сигналу. Управління генераторами (налагодження частоти, вибір форми амплітудної обвідної, режим роботи і т. п.) здійснюється шляхом подачі на його вхід цифрового коду. Ці генератори називаються операторами.
Такий спосіб не дозволяє підучити багато спектральних складових звукового сигналу, тому в реальних FM-синтезаторах використовується не два, а шість і більше операторів, модулюють один одного. При цьому створення нових звуків здійснюється на основі емпіричних методів шляхом вибору певних співвідношень частот і схем з'єднання операторів. Варіанти з'єднання операторів називають FM-алгоритмами. У перших звукових картах використовувався двухоператорний синтез, тобто у створенні голосу одного інструмента (тембру) брало участь тільки два генератори. FM-синте-затори сучасних звукових карт можуть працювати у двох-, чотирьох-і т. д. операторних режимах.
Кожен оператор може формувати сигнал однієї з певних форм (waveform). Відповідно до FM-алгоритмом оператори можуть з'єднуватися по-різному. Наприклад, вихідні сигнали операторів можуть підсумовуватися (адитивний синтез). При послідовному з'єднанні з петлею зворотного зв'язку другий оператор буде задавати основний тон сигналу (бути генератором несучої), а перший - визначати обертони (є модулятором). У цьому випадку сигнал з виходу першого оператора надходить на вхід другого, а з виходу другого - на вхід першого.
Звукові карти з FM-синтезаторами забезпечують повторюваність тембрів, Наприклад, партія скрипки, записана з використанням FM-синтезатора однієї моделі, буде звучати практично без спотворень на FM-синтезаторах інших моделей. До теперішнього часу накопичено велику кількість FM-алгоритмів синтезу оригінальних звучань (тембрів).
Однак, оскільки процес синтезу в часі суміщений з процесом виконання музики, значно зростають вимоги до сумарної продуктивності PC і власне FM-синтезатора. Дійсно, чим вище вимоги до точності відтворення звучання музичного інструменту, тим більша кількість генераторів повинно бути задіяно. При цьому алгоритм управління генераторами виявиться досить складним - адже необхідно враховувати найменші відтінки звучання, властиві конкретному інструменту. Для зменшення обсягу обчислень у звукових картах використовуються спрощені алгоритми, при цьому голос інструменту формується мінімальною кількістю генераторів. Це призводить до того, що звукові карти з FM-синтезом формують мало милозвучних тембрів. Внаслідок цього імітація звучання реальних музичних інструментів виявляється дуже грубою.
При використанні синтезу звуку на основі таблиці хвиль (WТ-синтез) можна отримати більш реалістичне і якісне звучання, ніж при використанні FM-синтезу. У WT-синтезаторі використовуються попередньо оцифровані образи звучання реальних музичних інструментів, і інших звуків. Кожен образ звучання, званий патчем, або інструмент, включає в себе один або кілька семплів, організованих певним чином. Семпл - це оцифрований фрагмент реального звуку, певний тон музичного інструменту або, наприклад, звук пострілу.
Як відомо, за допомогою спеціальних алгоритмів навіть по одному тону музичного інструменту можна відтворити всі інші і таким чином повністю відновити звучання інструменту в усьому робочому діапазоні частот (Мал. 4.1.35).
Рис. 4.1.35. Синтез звуку за допомогою WT - синтезатора
Наприклад, якщо семпл, оцифрований з частотою 44,1 кГц, відтворити з подвоєною частотою 88,2 кГц (удвічі швидше), то висота звуку зросте на октаву. Якщо ж відтворювати сигнал зі зниженою частотою, то висота звуку зменшиться. Таким чином, шляхом відтворення семпли з різною швидкістю, в принципі, можна отримати звук будь-якої висоти.
Такий принцип генерації звуку реалізований в так званих семплерів - Прообразах WT-синтезаторів. Семплер представляє собою пристрій, за допомогою якого можна записувати звуки реального інструмента з мікрофону і потім відтворювати з різною швидкістю. Однак при генерації звуку таким способом одночасно зі зміною швидкості відтворення і, відповідно, висоти звуку буде змінюватися тривалість атаки і затухання сигналу, що призведе до спотворення тембру синтезованого інструменту.
Тому в WT-синтезаторах застосовується інший спосіб зміни висоти звуку. Оцифрування піддаються кілька різних за висотою звуків реального музичного інструменту, що перекривають весь його робочий частотний діапазон. Крок за частотою повинен бути досить малий, щоб зміни тембру не були чутні. Для недорогих WT-синтезаторів достатньою вважається оцифровка звучання музичного інструмента з інтервалом півоктави.
Після оцифровки всі семпли (або їх частину) об'єднуються в патч, тобто набір фрагментів звучання реального інструмента у всьому робочому діапазоні частот. Саме тому терміни патч і інструмент є синонімами.
При генерації звуку певної висоти WT-синтезатор визначає, в якому частотному діапазоні знаходиться звук, вибирає семпли, частота яких найбільш близька до частоти генерується звуку, і змінює частоту основного тону цих семплів на конкретну величину.
Крім того, звучання деяких музичних інструментів стає більш реалістичним і виразним при одночасному відтворенні кількох семплів, тобто звучання інструменту (голос) може формуватися шляхом накладення декількох семплів.
У свою чергу, інструменти об'єднуються в банки. Банки з інструментами зазвичай зберігаються в спеціальній ROM, виконаної у вигляді окремої мікросхеми пам'яті або інтегрованої в мікросхему WT-синтезатора. Крім того, банки інструментів можуть зберігатися на вінчестері PC і перед роботою завантажуватися в оперативну пам'ять (звичайно розташовується на звуковій карті) WT-синтезатора або RAM PC (технологія Downloadable Sample, DLS).
Оскільки якість звуку, синтезованого WT-синтезатором звукової карти, безпосередньо залежить від якості патчів, бажано мати семпли високої якості (з високою роздільною здатністю запису), що в свою чергу призводить до зростання обсягу банку інструментів. Проте WT-синтезатори звичайних звукових карт мають невеликий обсяг пам'яті. Це досягається шляхом збільшення кроку за частотою основного тону при оцифрування звуку, зменшення тривалості семплів і, нарешті, за рахунок компресії семплів.
Мінімальний набір банку інструментів для WT-синтезатора у відповідності зі специфікацією General MIDI включає 128 інструментів.
На відміну від синтезу звуку на основі таблиці хвиль, де джерелом сигналу є оцифровані образи звуків реальних музичних інструментів, що зберігаються в пам'яті синтезатора, фізичне моделювання передбачає використання математичних моделей звукоутворення реальних музичних інструментів для генерації в цифровому вигляді відповідних хвильовим форм, які потім перетворюються на звуковий сигнал за допомогою ЦАП.
Розглянемо принцип синтезу звуку шляхом фізичного моделювання на прикладі синтезу звуку саксофона. Припустимо, існує точний математичний опис явищ, що відбуваються в саксофоні. У якості джерела коливань виступає тростину. Звук посилюється і забарвлюється в резонаторі, за який виступає вигнута металева труба. Синтезатор розраховує зміни коливань повітря, які виникають під впливом руху тростини саксофона. На основі отриманих даних створюється цифровий образ цих коливань. Потім розраховуються всі зміни, що відбуваються зі звуком у резонаторі і, відповідно до результатів розрахунків формується цифрова модель звукового сигналу саксофона. Змодельований цифровий звуковий сигнал перетвориться в електричні коливання за допомогою ЦАП звукової карти.
Фірма Yamaha (піонер в галузі фізичного моделювання) виробляє в даний час синтезатори, що імітують звучання духових і струнних інструментів. За допомогою цих синтезаторів можна експериментувати в області формування звуку, комбінуючи різні джерела коливань з різними резонаторами і обробляючи вийшов звук все можливими фільтрами.
За принципом фізичного моделювання звуку працюють так звані програмні (віртуальні) синтезатори. Необхідні розрахунки звучання інструментів замість апаратного синтезатора звукової карти виконує CPU PC. Результат математичного моделювання, тобто потік цифрових даних - від віртуального синтезатора направляється в ЦАП звукової карти.
Звукові карти, що використовують синтез звуку на основі фізичного моделювання, поки не набули широкого поширення, оскільки для їх роботи потрібен потужний PC.
Основними характеристиками модуля синтезатора звукової системи є:
Метод синтезу звуку;
Об'єм пам'яті для зберігання пат чий;
Можливість апаратної обробки сигналу для створення звукових ефектів;
Поліфонія - максимальна кількість одночасно відтворених елементарних звуків.
Примітка:
Поліфонія визначається числом генераторів синтезатора (реальних або віртуальних).
Метод синтезу, що використовується у звуковій системі PC, визначає не лише якість звуку, але і її елементний склад. Зауважимо, що звукова система PC може містити кілька синтезаторів.
FM-синтезатор використовується практично у всіх недорогих звукових картах. Якість звуку при використанні FM - синтезатора виходить досить прийнятним і в більшості випадків здатне задовольнити запити недосвідчених користувачів. Для карт з FM-синтезаторами поліфонія зазвичай складає 20 голосів. Звукові ефекти не реалізуються.
У разі WT-синтезу звук генерується з високою якістю. При цьому звукова підсистема повинна містити спеціальний WT-синтезатор.
На звукових картах з WT-синтезатором встановлюються елементи пам'яті (ROM) для зберігання банків з інструментами. Об'єм пам'яті WT-синтеза-тора може бути змінений за рахунок установки додаткових модулів пам'яті (Мал. 4.1.36). Тип і кількість елементів пам'яті (RAM або ROM) залежить від конкретної моделі звукової карти.
Рис. 4.1.36. Додаткові модулі пам'яті на звуковій карті за WT-синтезатором
Збільшивши обсяг пам'яті, звукової карти, ви можете завантажити додаткові банки інструментів, використовувати більш якісні патчі (більшого обсягу), а також редагувати існуючі або створювати нові. Більшість ігор для PC використовують набір стандартних інструментів (General MIDI) тому збільшення обсягу пам'яті відіб'ється на якості звукового супроводу гри тільки в тому випадку, якщо ця гра використовує власні інструменти. А ось звучання MIDI-Фаил після завантаження нового банку інструментів може змінитися кардинально - як в кращу, так і в гірший бік.
Для більшості карт з WT-синтезом ефекти реверберації і хоруса стали стандартними. При використанні тимчасової затримки фази або амплітуди сигналу можна одержати й інші звукові ефекти. Обробка вихідного сигналу для створення ефекту у більшості випадків здійснюється спеціальним ефект - процесором, який може бути самостійним елементом (мікросхемою) або інтегруватися до складу WT-синте - затору.
Залежно від рівня складності обробки сигналу ефект-процесор по-різному створює звукові ефекти: в одному випадку застосовується ефект з наперед заданими фіксованими параметрами, в іншому - з'являється можливість управляти параметрами ефекту, що впливають на темброву забарвлення звуку.
Розрізняють загальні, поканальні і поголосовие ефект - процесори. Перші обробляють звук всіх каналів синтезатора одночасно, другі - звучання окремих MIDI-каналів, треті - звучання окремих голосів синтезатора. Кількість і типи ефектів, які можуть бути одночасно застосовані до різних каналах (голосам), залежить від потужності процесора. Складні ефекти зазвичай не можуть накладатися на кілька каналів одночасно. Багатосекційні процесори допускають поділ секцій між каналами, дозволяючи задавати або прості ефекти для багатьох каналів, або складні - для одного-двох. Ефект-процесор може також мати окремі секції для кожного голосу. У цьому випадку можливе регулювання глибини і параметрів звукового ефекту кожного голосу окремо.
Як правило, звукові дані обробляються спеціалізованими методами, які вимагають великої кількості обчислень, що веде до значної завантаженні CPU і зниження продуктивності PC в цілому. Тому, часто для прискорення процесів обробки аудіоданих до складу звукової системи може додатково входити цифровий сигнальний процесор (Digital Signal Processor, DSP). Провідними виробниками DSP є такі відомі фірми, як Analog Devices (AD), Texas Instruments (TI), Motorola.
DSP - це спеціалізований швидкодіючий RISC-процесор, який використовується для складної обробки сигналів (звуку в тому числі) в реальному часі. Він обробляє звукові дані в сотні разів швидше, ніж процесори загального призначення, тому для нього не складає ніяких тру так, наприклад, розкласти вступник звук на спектральні компоненти, "вирізати" мелодію потрібного музичного інструменту з фонограми оркестру, виступити в ролі еквалайзера, і т . п.
Так, аналізуючи спектр по ступають моно фонічних звукових сигналів, DSP здатний виділити звуки, характерні для будь-якого інструменту або групи інструментів, і розмістити кожен інструмент у просторі, тим самим, створюючи на вартий стереоефект. Ефект-процесор може обробляти аудіотреки і MIDI-партії, причому і те і інше з поканальні управлінням.
Головне достоїнство сучасних DSP - можливість виконувати функції декількох пристрій звукової системи одночасно, що дозволяє відмовитися від її класичної архітектури. В даний час у продажі з'явилися звукові карти, WT-синтезатор, ефект-процесор і модуль оцифровки яких реалізовані програмно на базі потужного DSP.
Нова архітектура, перш за все, збільшує гнучкість системи. Змінюючи програму (операційну систему синтезатора), можна змінювати структуру синтезу та можливості ефект - процесора. Якщо виникне необхідність щось модифіковані у синтезаторі, усунути помилку або додати нову функцію, досить переробити програму DSP, а при використанні класичної архітектури довелося б замінювати мікросхему або цілком звукову карту.
Модуль мікшера звукової карти виробляє:
Комутацію (підключення / відключення) джерел і приймачів звукових сигналів
Регулювання рівня вхідних і вихідних звукових сигналів
Мікшування (змішування) кількох звукових сигналів і регулювання рівня результуючого сигналу
Джерела і приймачі звукового сигналу з'єднуються з модулем мікшера через зовнішні чи внутрішні роз'єми. Зовнішні роз'єми (Мал. 4.1.37) звукової системи зазвичай знаходяться на задній панелі корпусу системного блоку:
Joy stick / MIDI - для підключення джойстика або MIDI-адаптера
Mic in - для підключення мікрофона
Line In - лінійний вхід, для підключення будь-яких джерел звукових сигналів
Line Out - лінійний вихід, для підключення будь-яких приймачів звукових сигналів
Speaker - для підключення головних телефонів (навушників) або пасивної акустичної системи
У каналі відтворення звукової системи може перебувати вихідний підсилювач потужності, на вхід якого надходить сигнал від мікшера. Потужність підсилювача зазвичай не перевищує 4 Вт на стереоканал. Вихід підсилювача потужності підключений до зовнішнього роз'єму Speaker.
Рис. 4.1.37. Зовнішні роз'єми звукової системи
На деяких недорогих звукових картах на один і той самий зовнішній роз'єм може виводитися або сигнал лінійного виходу, або сигнал від підсилювача, а вибір режиму роботи виходу (Line Out або Speaker) в цьому випадку здійснюється джамперами на звуковій карті.
Зовнішні пристрої, що підключаються до звукової карти, зображені на (Мал. 4.1.38).
Рис. 4.1.38. Підключення зовнішніх пристроїв до звукової карти
Зовнішні роз'єми звукової системи Line In, Line Out, Mic In, Speaker представляють собою гнізда (розетки) для стандартного штекерного концентричного з'єднувача {jack} діаметром 3,5 мм. Штекер може виконуватися в двох варіантах: для монофонічного (мікрофон) або стереофонічного (лінійний вхід і вихід) сигналу.
У високоякісних звукових системах можуть використовуватися широко поширені в відеотехніки роз'єми типу RCA. Цей роз'єм, іноді званий "дзвіночком", являє собою концентричний з'єднувач з діаметром центрального контакту 3,2 мм. Для передачі стереофонічного сигналу використовуються два гнізда RCA.
Усередині системного блоку звукова система може бути обладнана додатковими роз'ємами для підключення:
Дочірніх плат (Wave Table Connector)
Цифрових звукових пристроїв (S / PDIF)
Приводи CD-ROM
Звукового виходу приводу CD-ROM (CD Audio)
За допомогою спеціального кабелю внутрішній вихід приводу CD-ROM можна з'єднати із звуковою підсистемою PC (Мал. 4.1.39). У цьому випадку CD-ROM буде виступати в ролі джерела аналогових звукових сигналів і підключений до модуля мікшера. Роз'єм CD Audio конструктивно може бути виконаний в одному з трьох варіантів: Panasonic, Mitsumi, Sony. Призначення контактів роз'єму розрізняється для кожного варіанту виконання, з цього при підключенні кабелю слід проявити максимум уваги.
Розмір буфера пам'яті | Кодування | Байт / елемент зображення | Число кольорів | Організація пам'яті | Розмір кадру |
256Кб | RGB 5:6:5 | 2 | 64 тис. | 512х256 | 512х256 |
512Кб | RGB 5:6:5 | 2 | 64 тис. | 512х512 | 512х512 |
768Кб | RGB 8:8:8 | 3 | 16 млн. | 512х512 | 512х512 |
1 Мб | RGB 5:6:5 | 2 | 64 тис. | 1024х512 | 768х512 |
1 Мб | YUV4: 2:2 | 2 | 16 млн. | 1024х512 | 768х512 |
1.5Мб | RGB 8:8:8 | 3 | 16 млн. | 1024х512 | 768х512 |
2 Мб | YUV4: 2:2 | 2 | 16 млн. | 1024х1024 | 768х576 |
При виборі видеобластера в першу чергу слід звертати увагу на:
Число підтримуваних телевізійних стандартів (рекомендується PAL / SECAM, 1 вхід композитний, 1 S-Video)
Точність оцифровки вхідного сигналу (рекомендується YUV 4:2:2)
Фізичний дозвіл зображення (рекомендується 768х576х1б млн. кольорів)
Розмір буфера пам'яті та її організація (не менше 1 Мб при YUV 4:2:2;
1,5 Мб при RGB 8:8:8)
Можливість підстроювання вхідного сигналу
Наявність обмежень на розмір RAM комп'ютера, спосіб зв'язку з відеоадаптером (вимога роз'єму Feature Connector)
Підтримуваний дозвіл Windows (рекомендується не гірше 800х600, 64 тис. колірних відтінків)
Візуальне якість оцифрованого зображення
Під мультимедіа-прискорювачами розуміють сукупність програмно-апаратних засобів, які об'єднують базові можливості графічних прискорювачів з однією або декількома функціями мультимедіа, які вимагають зазвичай установки в PC додаткових пристроїв. Наприклад, до мультимедіа-функцій відносяться:
Цифрова фільтрація та масштабування відео (далі - відео)
Апаратна цифрова компресія і декомпресія відео
Прискорення графічних операцій, пов'язаних з ЗD-гpaфікoй
Підтримка відео в реальному масштабі часу на екрані монітора
Формування повного колірного відеосигналу для передачі його в зовнішні пристрої (відеомагнітофон, телевізор)
Висновок телевізійного сигналу на монітор
В даний час більшість хороших графічних карт-прискорювачів в змозі виконувати ряд мультимедійних функцій. Зокрема, сигнал зображення з простору RGB може перетворюватися в простір YUV, над ним можуть виконуватися такі операції, як стискання, білінійної масштабування, лінійна інтерполяція, фільтрація і растрування (dithering). Багато сучасних відеопроцесори прискорюють процеси декомпресії стандартних кодеків, включаючи, наприклад, Indeo, Cinepak і MPEG-1.
Мультимедіа-прискорювачі, як правило, представляють собою 32 - і 64-розрядні графічні контролери з чергуванням блоків пам'яті. Крім того, ці карти оснащуються об'ємом відеопам'яті 2 Мб і більше та характеризуються підтримкою підвищених частот відновлення зображення (100 Гц і більше), нових стандартів DPMS, DDC і DCI, підтримкою відтворення цифрового відео та прискоренням тривимірних (3D) графічних операцій.
В даний час виникла необхідність у вирішенні таких завдань, коли рівень розвитку існуючих відеоадаптерів, навіть "монстрів" з обсягом відеопам'яті 8 Мб і вартістю понад 1000 USD, вже не в змозі з ними впоратися. Для вирішення цих завдань потрібні ще більші швидкості з генерування багатокутників і прорахунку в реальному масштабі часу тривимірних об'єктів. Це новітні розробки в області віртуальної реальності, професійні 2D-і ЗD - додатки CAD, комп'ютерне моделювання, обробка тривимірних зображень і т. п. Крім того, поява програм ЗD - анімації і апаратно-орієнтованих ігрових приставок типу 3DO, Sony Plantation або Sega Saturn ще більше стимулювало розвиток індустрії в області відео.
Серед передових технологій, які можуть значно прискорити процес впровадження 3D у світ PC, першої слід назвати Intel MMX (Multimedia Extension).
Будь-яка тривимірна операція в принципі може бути запрограмована звичайними засобами без застосування апаратного прискорення або тільки за допомогою "двомірних" функцій. Проте навіть сучасні високопродуктивні CPU Pentium і якісні програми далеко не завжди дозволяють досягти задовільного співвідношення між реалістичністю зображення і частотою кадрової розгортки монітора. При потужностях з тимчасових процесорів будь-яке ускладнення зображення або збільшення дозволу неминуче вимагатиме або застосування апаратного прискорення тривимірної графіки, або зниження частоти кадрів до неприйнятного рівня.
Все вищесказане і послужило причиною появи апаратних 3D-ycкoрітелей, або, як їх ще називають, 3D-блacтеров, 3D-акселераторів.
3D-aкceлepaтори - це апаратні засоби, здатні самостійно, без участі процесора, розраховувати взаємне розташування фігур у трьох мірному просторі і в реальному масштабі часу відображати необхідну двомірну проекцію на моніторі PC.
Для створення найбільш реалістичного зображення використовуються різні методи.
Зафарбування Гуро виглядає реалістичніше простий плоскою зафарбовування, одержуваної при інтерполяції значень квітів уздовж поверхонь багатокутників. Відображення текстури увазі накладення шаблонів, які подаються бітовими картами на поверхні об'єктів з урахуванням ефектів перспективи.
Функція згладжування інтерполює кольору суміжних пікселів для усунення ступінчастості на межах об'єктів. Інші спеціальні прийоми, та Електричні як серпанок, альфа-змішування кольорів і просторове впорядкування, допомагають поліпшити правдоподібність зображення.
Функція Z-буферизації використовує інформацію про просторове положення кожного пікселя, щоб визначити, чи потрібно виводити даний піксел або він закритий ближчим об'єктом,
Подвійна буферизація забезпечує більш плавну анімацію шляхом формування наступного кадру у внутрішньому буфері одночасно з виведенням на екран поточного кадру. Подвійна і Z-буферизація іноді доповнюються механізмами швидкого виведення на екран і просторового видалення. Шаблони, маски та інформація про відсікання частин об'єкта або цілих об'єктів, невидимих залежно від ракурсу, використовуються для визначення атрибутів кожного пікселя і звуження простору графічного виведення, а також доповнюють основні прийоми візуалізації.
|
Рис. 5.1.48. Пристрій кольорового кінескопа
Маска (Мал. 5.1.48, Рис. 5.1.49) являє собою тонкий металевий лист, встановлений перед самим екраном. У масці є отвори діаметром 0,25 мм. Число їх величезне: 550000.
Рис. 5.1.49. Масочний кінескоп
Люмінофор кольорового кінескопа виконаний у вигляді мозаїки з більш ніж півтора мільйона зерняток люмінофорів червоного, зеленого і синього світіння (R, G, B), причому розташовані ці зернятка в строгому порядку позаду отворів маски.
Три промені від трьох "прожекторів" спрямовані під деяким кутом один до одного. Пройшовши крізь отвір у масці, вони потрапляють на три зернятка люмінофора. Те саме повторюється, коли промені при розгортці перемістяться до сусіднього отвору. І так далі. У результаті кожен з променів викликає світіння екрана тільки своїм, певним кольором. Сигнал яркостного каналу з приймача подається на всі три катода кінескопа і модулює яскравість всіх трьох променів. Так формується чорно-біле зображення. А сигнали кольоровості з блоку кольоровості подаються на електроди (сітки) трьох електронних прожекторів і як би "розфарбовують" зображення.
Недостатня яскравість і соковитість кольорів зображення, так як площа отворів маски мала в порівнянні з площею всього екрану.
Потребує більш потужного джерела живлення.
Були розроблені планарні кінескопи. У них три електронних прожектора розташовані в один ряд. Маска замінена системою тонких дротів, розташованих перед екраном і своїм електричним полем, "розподіляє" промені по кольоровим вертикальним смужкам люмінофора. Яскравість екрана такого кінескопа виходить вищою, а енергоспоживання менше. Але тонкі дроту цветоделітельной сітки можна закріпити лише в натягнутому стані: отже, екран повинен бути плоским. У невеликих за розмірами кінескопах це ще можливо, але у великих кінескопах екран повинен бути опуклим, щоб протистояти тиску навколишнього повітря, адже всередині кінескопа вакуум. Сила атмосферного тиску на екран домашнього телевізора сягає двох-трьох тонн. Близько опуклого екрану розміщують тіньову маску з подовженими отворами, площа яких становить значну частину загальної площі маски. За кожним щілиноподібні отвором у масці розташовані три смужки люмінофорів червоного, зеленого і синього світіння на екрані. Вся тріада утворює один елемент зображення. Завдяки штриховий структурі екрану неточність установки променів по вертикалі мало впливає на якість зображення,
Рис. 5.1.50. Планарний кінескоп
Великою проблемою в кольорових кінескопах є зведення променів. Якщо первісної регулюванням вдалося домогтися точного попадання трьох променів в один отвір маски в центрі екрана, то навряд чи це вийде на його краях. Для зведення променів на всій площі екрану встановлюють додаткові електромагніти динамічного відомості, що живляться струмом спеціально підібраної форми. У сучасних планарних кінескопах (Мал. 5.1.50) використовують самосведеніе променів, здійснюване спеціально сконструйованої відхиляє системою з нерівномірним (астигматичних) магнітним полем. У новітніх конструкціях і постійний магніт статичного відомості розташований в колбі трубки. Він намагнічується лише одного разу, при заводській регулюванню кінескопа. Всі ці заходи помітно спрощують телевізійний приймач і підвищують якість кольорового зображення. Телевізори нового покоління з планарним кінескопом зовсім не мають електронних ламп. Вони зібрані тільки на напівпровідникових приладах. А чи не можна взагалі позбавитися і від останнього електровакуумного приладу-кінескопа?
Телетекст - це інформаційна система для масового користувача, що забезпечує передачу власникам телевізорів самої різної інформації додатково до звичайних телевізійних програм.
Розробка принципів роботи таких систем, формування та передачі сигналів у них, конструкцій передавальних і приймальних пристроїв почалася ще в 60-х роках майже одночасно в Англії, Франції і ФРН. Найбільш раціональним виявився варіант, запропонований англійської корпорацією ВВС, і він в даний час використовується в якості загальносвітового стандарту WST (World System Teletext - всесвітня система телетексту). Французька система Antiope знайшла лише обмежене застосування.
Інформація, передана по стандарту WST, може бути текстової чи графічної. Вона формується на телецентрі у вигляді сторінок, пронумерованих від 100-ї по 899-у і згрупованих у так звані журнали. Кожен з них присвячений певній темі, наприклад, спорту, економіці чи ін У ньому - близько ста сторінок. Перша сторінка містить зміст (перелік розділів журналу). Як правило, розділ, наприклад розклад поїздів, складається з кількох сторінок.
Для отримання інформації з системи телетексту (ТХТ) власник телевізора повинен налаштувати його на програму, провідну таку передачу, і, переключившись на прийом сигналів ТХТ, викликати сторінку 100 з переліком журналів. Потім, вибравши і викликавши потрібний журнал, переглянути його зміст і викликати бажаний розділ на екран телевізора для перегляду. Такий загальний алгоритм отримання інформації в системі ТХТ.
Існує кілька варіантів реалізації ТХТ:
Режим LIST, що вимагає виконання всіх цих дій
Режим FAST, із спрощеною процедурою:
Режим FLOF, (швидкий, зручний телетекст), - одна функція для всіх рівнів, що в перекладі означає - (виклик всіх сторінок однією кнопкою)
Режим TOP (Table of Pages - список сторінок)
У деяких регіонах використовують мало поширені системи Antiope, Safari, Spanish Teletext.
Основні відмінності між цими режимами полягають у характері зв'язку між сторінками і в способі їх пошуку.
У режимах LIST та ТОР такого зв'язку немає, сторінки самостійні і викликаються за їх номерами. Правда, якщо викликана одна зі сторінок багатосторінкового розділу, разом з нею виводиться на екран повідомлення про наявність продовження і числі сторінок.
Різниця між режимами LIST та ТОР полягає в тому, що в режимі LIST для виклику сторінки потрібно набрати її номер на пульті ДУ, а в режимі ТОР використовується меню (перелік сторінок на екрані), на якому встановлюють курсор (управляється з ПДУ) навпроти рядка з назвою потрібного журналу, розділу.
У режимі FLOF вся інформація згрупована за чотирма темами, а ПДУ має чотири кольорові кнопки для їх виклику. При натисканні однієї з них на екран послідовно виводяться одна за одною всі сторінки теми. Зміну сторінок можна призупинити для аналізу, а потім продовжити її або припинити.
У режимі FAST перебір сторінок організовано інакше. На першій сторінці кожного журналу, крім списку розділів і номерів сторінок, є чотири кольорових поля з номерами сторінок. Кожному полю відповідає кнопка такого ж кольору на ПДУ. При її натисканні викликається (без набору номера) сторінка, номер якої був зазначений на вибраному полі. На цій сторінці також є поля, але з іншими номерами. Діючи, таким чином, можна за кілька кроків вийти в потрібний розділ і на потрібну сторінку.
Разом з тим в будь-якому режимі кожна сторінка може бути обрана способом, застосованим в режимі LIST, - набором її номера.
Незважаючи на велику кількість режимів реалізації процесу пошуку інформації, кожен телецентр може використовувати тільки два способи:
LIST і один з швидких режимів (FAST, FLOF, TOP).
У той же час на приймальній стороні повинна бути забезпечена можливість многорежимной роботи для прийому повідомлень від будь-якого телецентру.
Сторінка ТХТ стандарту WST складається з 25 рядків по 40 символів в рядку. Перший рядок - заголовок сторінки. У рядках 2-25 розміщена інформація ТХТ, а в режимах FAST і FLOF рядок 25 служить рядком статусу.
Заголовок містить номер сторінки N, виведеної власником телевізора на екран; номер та найменування сторінки W, переданої телецентром в поточний момент; дату і час передачі; число і номери полустраніц. У рядку статусу відображаються кольорові поля з назвами тем (режим FLOF) або номерами сторінок (режим FAST).
Будь-яка рядок передається серією з 45 байтів. Байти 1-3 - синхронізуючі. Байти 4, 5 представляють собою адресу рядки: номер журналу і номер рядка в сторінці.
Байти 6-45 заголовка використовують наступним чином: в 6, 7 записано номер сторінки N; в 8-11 - дата і час; в 12-45 - номер і назву сторінки W, а також символьна інформація, що виводиться в заголовку (день тижня і т. п.). Ці ж байти в інших рядках містять символьну інформацію переданого тексту. Для підвищення завадостійкості восьмому біту кожного байта надається значення, що забезпечує непарне число одиниць в байті. Адреса рядка захищений по - бітної.
Інформація ТХТ, підготовлена спеціальною службою телецентру до передачі, в цифровій формі зберігається в банку даних, з якого вона циклічно витягається і посторінково вводиться в телевізійний відеосигнал (ПЦТВ). Передача сторінок відбувається під час кадрових гасять імпульсів (КГІ).
Нагадаємо, що КГІ перший полукадра (поля) ПЦТВ займає інтервал до 623-го рядка попереднього поля по 23-й рядок першого поля, а другого поля - з 311-і по 335-ту рядка. Частина з них вже зайнята Зрівнював малими імпульсами, сигналами колірної синхронізації системи SECAM і телевізійними випробувальними сигналами. Вільні в кожному кадрі лише 12 рядків з номерами 6, 16-18, 22, 23, 318, 319, 329-332. У них-то і розміщують сигнали ТХТ.
На Рис. 5.1.51. показана осцилограма ПЦТВ при передачі КДІ та положення в ньому сигналів ТХТ. Вітчизняне мовлення ведеться з використанням негативної модуляції, нульові значення на цих осях розташовані на різних рівнях, а осі направлені в різні боки.
Рядок ТХТ передають в інтервалі між двома малими приглушують імпульсами. Цей інтервал дорівнює 52 мкс, і за цей час має бути передано 45 байт (360 біт) інформації. Отже, швидкість їх передачі повинна бути не нижче 6,923 Мбіт / с. У стандарті WST прийнято, що серія бітів рядка ТХТ передається сигналами прямокутної форми з тривалістю імпульсів і пауз 0,144144 мкс. Біту зі значенням 1 відповідає сигнал з рівнем 80% яскравості ПЦТВ, а біту 0 - 30% яскравості. Ці сигнали займають смугу частот 4 ... 10 МГц, що виходить за межі спектру ПЦТВ, обмеженого в різних системах мовлення частотою 5 ... 6 МГц. Щоб ввести їх в спектр ПЦТВ, піднесе сигналів телетексту зрушують на частоту 3,46875 МГц (гармоніка 222 малої частоти), причому верхню бічну смугу пригнічують.
Рис. 5.1.51. Осцилограма ПЦТВ при передачі КГІ
При використанні однієї телевізійної рядки в кожному напівкадрі для передачі сигналів ТХТ пропускна здатність за стандартом WST дорівнює двом рядкам ТХТ за кадр або 0,5 с на сторінку.
Такі структура та порядок кодування рядків сторінок ТХТ в прийнятій у нас системі мовлення SECAM-D / K. У системі PAL немає спеціальних сигналів колірної синхронізації, і передача сторінок може йти швидше за рахунок використання більшого числа телевізійних рядків. У системі NTSC застосована інша система розміщення сигналів ТХТ в ПЦТВ, а в деяких країнах використано й те число рядків у сторінці і знаків у рядку.
У нашій країні передачі ТХТ ведуться за програмами ОРТ, ТВ - центр, НТВ, ТВ-6 і по каналах супутникового телебачення. Кожна з них формує свій пакет журналів і по-своєму визначає їх зміст.
Так, ОРТ передає пакет з назвою "Російська служба телетексту на 1 ТВ каналі TELEINF" з п'яти журналів: новини і спорт, економіка і фінанси, товари і послуги, дозвілля, калейдоскоп. Пакет містить сторінки з номерами від 100-ої до 512-ї. На сторінці 100 дано зміст пакету: найменування журналів та номери їх перших сторінок. На сторінці 101 вказана періодичність оновлення інформації в пакеті: новини - два рази на день; погода, фінанси, спорт, програми ТБ - щодня;
інші відомості - два-три рази на тиждень.
Пакет організований у режимі FAST, але кольорові поля є тільки на перших сторінках розділів. Перебір підсторінок в деяких розділах відбувається автоматично, в інших півсторінки потрібно викликати набором номера. Час очікування чергової сторінки не перевищує 45с.
Телетекст на програмі ТБ - центр організований в режимі LIST. Пакет зі сторінок з номерами 100-497 побудований так, що перші сторінки журналів та сторінки з найбільш важливою інформацією передаються по кілька разів у кожному циклі. Це помітно скорочує час очікування такої сторінки, хоча для інших воно таке ж, як у пакеті ОРТ.
Програма НТВ передає "Журнал ділових людей БЛІЦТЕКСТ", що складається зі сторінок 100-777, також у режимі LIST. У такому ж режимі передається і пакет "ТВ-6 текст" на каналі ТВ-6. Він складається з трьох журналів. Його особливість у тому, що перебір сторінок при їхньому пошуку забезпечується тільки в межах нумерації сторінок викликаного журналу. Це означає, що в кожному напівкадрі ПЦТВ одночасно передається по одному рядку з кожного журналу. Час очікування сторінки не перевищує 5 ... 8 с, що набагато краще цього показника в будь-якій іншій програмі.
Для прийому сигналів ТХТ телевізор повинен мати спеціальний пристрій - декодер ТХТ, а для управління його роботою - систему дистанційного управління з микроконтроллерной обробкою команд і відповідним програмним забезпеченням. Розгляд їх почнемо з декодера ТХТ.
Існує велика кількість типів декодерів, які розрізняються за способами управління їх роботою, обсягом пам'яті сторінок і схемного побудови.
За способом управління декодери поділяються на прості і з розширеними можливостями. Простим декодером управляє мікроконтролер (CCU-TV) системи керування телевізора. Він працює тільки в режимі LIST. Декодер з розширеними можливостями забезпечує роботу як в режимі LIST, так і в швидких режимах (FAST, FLOF, TOP). Для цього він повинен мати власний мікроконтроллер (CCU-TXT). Нагадаємо, що мікроконтроллер - це восьмирозрядний мікропроцесор, в корпус якого введено набір інтерфейсних пристроїв, що перетворюють машинні коди мікропроцесора в аналогові або іншої форми сигнали для управління зовнішніми пристроями, включаючи цифрову шину.
на односторінкові (UNITEXT)
чотирьохсторінкових
семи - восьми сторінках (EUROTEXT)
десяти
і більше сторінкові (мається на увазі число сторінок, одночасно запам'ятовуються при наборі якого-небудь номера сторінки).
Це майбутнє дуже близько. Одна з японських фірм вже рекламувала телевізор, змонтований у корпусі наручних годинників. У ньому немає, зрозуміло, ніякого кінескопа, а екран виконаний на рідких кристалах, приблизно так само, як і циферблат звичайних електронних годинників. Чіткість зображення, безумовно, невисока, та й контрастність чорно-білого зображення залишає бажати кращого. Заманливо інше, чи не зробити екран у вигляді матриці світлодіодів? Зараз вже розроблені і випускаються світлодіоди зеленого, червоного і синього світіння. Як влаштований світлодіод? Досить просто: мініатюрний кристалик напівпровідника закріплений на металевій підкладці. Зверху напилені практично зовсім прозорий, настільки він тонкий, металевий контакт. І все. Коли через світлодіод проходить електричний струм, атоми напівпровідника порушуються ударами носіїв заряду, а, повертаючись в рівноважний стан, віддають накопичену енергію у вигляді квантів світла.
Здавалося б, таке просте пристрій можна було б створити давним-давно, але цього не сталося. Потрібна була досконала технологія виробництва напівпровідників, треба було підібрати відповідні матеріали - арсенід галію, фосфід галію і деякі інші. Хоча, - перші світлодіоди були виготовлені в кустарних умовах понад півстоліття тому в Нижньогородській радіолабораторії молодим співробітником О.В. Лосєвим. Фанатик радіо, дні і ночі проводив він в лабораторії, експериментуючи з різними кристалами для детекторних приймачів. Світіння виникало в тому випадку, якщо до детектора (діоду) підводилося певну напругу від зовнішньої батареї. Про практичне застосування світлодіоди в той час не могло бути й мови (та й назви такого - "світлодіод" - ще не придумали), але явище щось було виявлено. І ще одне чудове відкриття зробив О. В. Лосєв, експериментуючи з діодами, на які подавалося зовнішня напруга зсуву. Виявилося, що діод може генерувати.
Всі ці напівпровідникові прилади мають вольт - амперна характеристику з "падаючим" ділянкою, тобто ділянкою негативного опору. Якщо робочу точку діода вивести зовнішнім напругою зсуву на цю ділянку, діод буде генерувати, причому на дуже високих частотах. В усякому разі, цілком ймовірно, що майбутні телевізійні приймачі, що працюють в діапазонах ДМХ і сантиметрових хвиль (СМВ) матимуть гетеродин, зібраний на "генеруючому діоді.
Але повернемося до матричному телевізійному екрану. Півтора мільйона кольорових фотодіодів розмістити на екрані - завдання цілком посильне сучасній мікроелектроніці. Важче інше - діоди треба "запалювати" по черзі, відповідно до розгорткою телевізійного растру. У принципі це теж можна зробити за допомогою надвеликої інтегральної мікросхеми (НВІС). І ще - яскравістю світіння діодів треба керувати прийнятим телевізійним сигналом. Зробити все це поки що досить важко, але якщо зробити ... телевізор можна буде повісити на стіну, як картину. Чіткість зображення вийде незвично високою, відпадуть проблеми "відомості променів", регулювання "чистоти кольору", характерні для сучасних телевізорів з кінескопами. А вже про енергоспоживання і говорити нічого - можна буде живити весь телевізор від батарейки кишенькового ліхтаря, адже світлодіоди споживають струм лише кілька міліампер при напрузі 2 ... 3 В.
В даний час широкого поширення набуло так зване супутникове телебачення. Власне, передача телепрограм через супутники - ретранслятори почалася вже з 60-х років. Тільки приймальні пристрою або, швидше, прийомні центри потрібні досить великі, оснащені великогабаритними антенами та високочутливими приймачами. У Росії діє кілька таких систем: "Орбіта", "Москва", "Екран", обслуговуючі телевізійним мовленням найвіддаленіші куточки країни.
Ближче всіх до безпосереднього телевізійного мовлення система "Екран". Приймальна станція цієї системи може бути встановлена і на польовому стані, і на базі геологічної експедиції.
Новий якісний стрибок у розвитку телебачення може бути зроблений з розвитком мережі кабельного зв'язку і великих ЕОМ. Розглянемо так зване "діалогове" телебачення. Зараз телеглядач дивиться тільки те, що йому показують, і ніяк не може вплинути на програму передач, хіба що напише листа в телевізійну редакцію. А тепер уявіть ситуацію. Читаючи складний наукова праця чи детектив, ви зустріли незнайоме слово. Ввімкнули телевізор. Набрали на клавіатурі замовлення в бібліотеку. Не минуло й двох хвилин, як на екрані вашого телевізора - дисплея з'явилося зображення сторінки з Великої Радянської Енциклопедії з поясненням даного слова.
Загалом - то нічого надприродного в намальованою ситуації немає. Просто до телевізора повинна бути приєднана невелика буферна ЕОМ з досить великою пам'яттю, підключена широкосмугової кабельної або световолоконной лінією до загальнонаціональної мережі комп'ютерного зв'язку. Ваше замовлення викличе з пам'яті великої ЕОМ (яка може перебувати на дуже великій відстані) відповідну інформацію. Остання буде передана вашої персональної ЕОМ, оброблена і відтворена на екрані телевізора.
Досліди з передачі текстової інформації через існуючі телепередавачі вже проводяться. Адже телевізійний сигнал за своєю природою не безперервний - близько 20% часу передачі відводиться на зворотний хід променя між рядками і кадрами. У цей час і можна передавати цифрову інформацію, відповідає потрібному тексту. ТБ оснащується додатковим пристроєм для виділення і запам'ятовування цієї інформації. З таким пристроєм телеглядач отримує можливість викликати на екран субтитри до переданому фільму, дізнаватися розклад руху поїздів та літаків, зведення погоди і багато іншого. Подібні системи вже експлуатуються в ряді країн.
Наступним кроком у розвитку телебачення буде впровадження систем телебачення високої чіткості. До єдиної думки розробники поки не прийшли, але очікується збільшення числа рядків в кадрі до 1000 ... 1500 при відповідному розширенні смуги частот телевізійного сигналу-З цієї причини передачі телебачення високої чіткості будуть вестися в діапазонах ДМХ і СМВ. Очікується і впровадження стереозвуку у телебачення.
Поняття про телевізійні стандарти. Телевізійний стандарт, застосовуваний у нашій країні. Його характеристика.
Телевізійний діапазон частот. Віщальні станції Нижнього Новгорода.
Спектр відеосигналу.
Спрощена функціональна схема передавача зображення. Призначення, склад і принцип роботи.
Спрощена функціональна схема передавача звуку. Призначення, склад і принцип роботи.
Характеристика повного телевізійного сигналу.
Структурна схема чорно-білого телевізійного приймача. Призначення, склад, принцип роботи за функціональною схемою.
Структурна схема кольорового телевізійного приймача. Призначення, склад, принцип роботи.
Суміщені спектри сигналів яскравості і кольоровості.
Принципи передачі кольорових сигналів. Гідність і недоліки. Змішання квітів.
Система кольорового телебачення SECAM (приймальня частина). Призначення, склад і принцип роботи за функціональною схемою.
Пристрій кольорового кінескопа. Недоліки масочного (дельтовидная) кінескопа. Планарний кінескоп. Конструктивні особливості кінескопа.
Перспектива розвитку сучасного телебачення.