Устройства ввода и вывода информации

После растеризации изображение  страницы сохраняется в памяти, а  затем передается печатающему устройству, которое физически выполняет  процесс печати. Печатающее устройство — это общий термин для определения  устройств, которые непосредственно  переносят изображение на бумагу в принтере и включают следующие  элементы: узел лазерного сканирования, фоточувствительный элемент, контейнер  с тонером, блок распределения тонера, коротроны, разрядную лампу, блок закрепления и механизм транспортировки бумаги. Чаще всего эти элементы конструктивно выполнены в виде одного модуля (аналогичное печатающее устройство используется в копировальных машинах).

• Струйный. В струйных принтерах, ионизированные капельки чернил через сопла распыляются на бумагу. Распыление происходит в тех местах, где необходимо сформировать буквы или изображения.

Процессы интерпретации  данных при струйной и лазерной печати в основном подобны. Различие состоит  лишь в том, что струйные принтеры имеют меньший объем памяти и  менее мощную вычислительную систему. Жидкие чернила распыляются непосредственно  на бумагу — в те места, где в  лазерном принтере формируется массив из точек. В настоящее время существует два основных типа струйной печати: термическая и пьезоэлектрическая. Картридж состоит из резервуара с жидкими чернилами и небольшими (около одного микрона) отверстиями, сквозь которые чернила выталкиваются на бумагу. Количество отверстий зависит от разрешения принтера и может колебаться от 21 до 256 на один цвет. В цветных принтерах используются четыре (или больше) резервуара с различными цветными чернилами (голубой, пурпурный, желтый и черный). При смешивании этих четырех цветов, можно воспроизвести практически любой цвет.

1.3 Плоттер

Задача вывода информации, представленной в графической форме, возникла одновременно с появлением вычислительных, и её решение –  одна из основных целей вычислительных средств, применяемых для автоматизации  проектирования. Устройства, выполняющие  функции вывода графической информации на бумажный и некоторые другие носителей, называются графопостроителями или  плоттерами (от англ. plotter).

Перьевые плоттеры - это электромеханические устройства векторного типа. На него традиционно выводят графические изображения, различные векторные программные системы типа AutoCAD. Перьевые плоттеры создают изображение при помощи пишущих элементов, обобщенно называемых перьями, хотя имеется несколько видов таких элементов, отличающихся друг от друга используемым видом жидкого красителя. Пишущие элементы бывают одноразовые и многоразовые (допускающие перезарядку). Перо крепится в держателе пишущего узла, который имеет одну или две степени свободы перемещения.

Существует два типа перьевых плоттеров: планшетные, в которых  бумага неподвижна, а перо перемещается по всей плоскости изображения, и барабанные, в которых перо перемещается вдоль одной оси координат, а бумага - вдоль другой за счёт захвата транспортным валом. Перемещения выполняются при помощи шаговых или линейных электродвигателей, создающих довольно большой шум. Хотя точность вывода информации барабанными плоттерами несколько ниже, чем планшетными, она удовлетворяет требованиям большинства задач. Эти плоттеры более компактны и могут отрезать от рулона лист необходимого размера автоматически (перьевые плоттеры формата А3 обычно планшетные).

Отличительной особенностью перьевых плоттеров являются высокое  качество получаемого изображения  и хорошая цветопередача при  использовании цветных пишущих  элементов. К сожалению, скорость вывода информации в них невысока, несмотря на более быструю механику и попытки  оптимизации процедуры рисования.

Струйные плоттеры

Струйная технология создания изображения известна с 70-х годов, но истинный её прорыв стал возможен только с разработкой фирмой Canon технологии создания реактивного пузырька (Bubblejet) - направленного распыления чернил на бумагу при помощи сотен мельчайших форсунок одноразовой печатающей головки. Каждой форсунке соответствует свой микроскопический нагревательный элемент (терморезистор), который мгновенно (за 7-10 мкс.) нагревается под воздействием электрического импульса. Чернила закипают, и пары создают пузырек, который выталкивает из форсунки каплю чернил. Когда импульс кончается, терморезистор быстро остывает, а пузырек исчезает.

Печатающие головки могут  быть "цветными" и иметь соответствующее  число групп форсунок. Для создания полноценного изображения используется стандартная для полиграфии цветовая схема CMYK, использующая четыре цвета: Cyan - голубой, Magenta - пурпурный, Yellow - жёлтый и Black - чёрный. Сложные цвета образуются смешением основных, причем получение оттенков различных цветов достигается путём сгущения или разрежения точек соответствующего цвета во фрагменте изображения.

Струйная технология имеет  ряд достоинств. Сюда можно отнести  простоту реализации, высокое разрешение, низкую потребляемую мощность и относительно высокую скорость печати. Приемлемая цена, высокое качество и большие  возможности делают струйные плоттеры серьёзным конкурентом перьевых устройств, однако невысокая скорость вывода графической информации и  выцветание со временем полученного  цветного изображения без принятия специальных мер ограничивает их применение.

Электростатические  плоттеры

Электростатическая технология основывается на создании скрытого электрического изображения на поверхности носителя - специальной электростатической бумаги, рабочая поверхность которой  покрыта тонким слоем диэлектрика, а основа пропитана гидрофильными  солями для обеспечения требуемых влажности и электропроводности. Потенциальный рельеф формируется при осаждении на поверхность диэлектрика свободных зарядов, образующихся при возбуждении тончайших электродов записывающей головки высоковольтными импульсами напряжения. Когда бумага проходит через проявляющий узел с жидким намагниченным тонером, частицы тонера оседают на заряженных участках бумаги. Полная цветовая гамма получается за четыре цикла создания скрытого изображения и прохода носителя через четыре проявляющих узла с соответствующими тонерами.

Электростатические плоттеры можно было бы считать идеальными устройствами, если бы не необходимость  поддержания стабильных температуры  и влажности в помещении, необходимость  тщательного обслуживания и их высокая  стоимость, в связи, с чем их приобретают  пользователи, имеющие оправданно высокие  требования к производительности и  качеству. Для достижения максимальной эффективности электростатические плоттеры обычно работают как сетевые устройства, для чего снабжены адаптерами сетевого интерфейса. Немаловажны также высокая устойчивость изображения к воздействию ультрафиолетовых лучей и невысокая стоимость электростатической бумаги.

Плоттеры прямого  вывода изображения

Изображение в таких плоттерах  создаётся на специальной термобумаге (бумаге, пропитанной теплочувствительным  веществом). Термобумага, которая обычно подаётся с рулона, движется вдоль "гребёнки" и меняет цвет в местах нагрева. Изображение  получается высококачественным (разрешение до 800 dpi (dots per inch - точка/дюйм)), но только монохромным.  Учитывая их высокую надежность, производительность и низкие эксплуатационные затраты, плоттеры прямого вывода изображения применяют в крупных проектных организациях для вывода проверочных копий.

Плоттеры на основе термопередачи

Отличие этих плоттеров от плоттеров прямого вывода изображения  состоит в том, что в них  между термонагревателями и бумагой  размещается "донорный цветоноситель" - тонкая, толщиной 5-10 мкм, лента, обращённая к бумаге красящим слоем, выполненным на восковой основе с низкой (менее 100° С) температурой плавления.

 На донорной ленте  последовательно нанесены области  каждого из основных цветов  размером, соответствующим листу  используемого формата. В процессе  вывода информации бумажный лист  с наложенной на него донорной  лентой проходит под печатающей  головкой, которая состоит из  тысяч мельчайших нагревательных  элементов. Воск в местах нагрева  расплавляется, и пигмент остается  на листе. За один проход  наносится один цвет. Её изображение  получается за четыре прохода.  Таким образом, на каждый лист  цветного изображения затрачивается  в четыре раза больше красящей  ленты, чем на лист монохромного.

Ввиду дороговизны каждого  отпечатка эти плоттеры используются в составе средств автоматизированного  проектирования для высококачественного  вывода объектов трехмерного моделирования, в системах картографии, и рекламными агентствами для вывода цветопроб плакатов и транспарантов для красочных презентаций.

Лазерные (светодиодные) плоттеры

Эти плоттеры базируются на электрографической технологии, в основу которой положены физические процессы внутреннего фотоэффекта в светочувствительных  полупроводниковых слоях селено содержащих материалов и силовое воздействие электростатического поля. Промежуточный носитель изображения (вращающийся селеновый барабан) в темноте может быть заряжен до потенциала в сотни вольт. Луч света снимает этот заряд, создавая скрытое электростатическое изображение, которое притягивает намагниченный мелкодисперсный тонер, переносимый затем механическим путём на бумагу. После этого бумага с нанесенным тонером проходит через нагреватель, в результате чего частицы тонера запекаются, создавая изображение.

Лазерные плоттеры ввиду  высокого быстродействия (лист формата  А1 выводится менее чем за полминуты) удобно использовать как сетевые устройства, и они имеют в стандартной комплектации адаптер сетевого интерфейса. Не менее важно и то, что эти плоттеры могут работать на обычной бумаги, что сокращает эксплуатационные затраты.

1.4 Проектор

Проектор — световой прибор, перераспределяющий свет лампы с концентрацией светового потока на поверхности малого размера или в малом объёме. Основным элементом любого проектора является лампа, свет которой, проходя через определенные элементы, попадает на экран и формирует, таким образом, картинку. В зависимости от того через какие элементы проходит свет от лампы проекторы делят на LCD и DLP (микро зеркальные). К преимуществам жидкокристаллических проекторов относят менее негативное влияние на зрение, а также компактность. Их недостатком является недостаточно насыщенный чёрный цвет (обладатели LCD мониторов поймут, о чём идёт речь). Достоинством микро зеркальных проекторов является более качественная картинка, а главным их недостатком принято считать утомляемость зрения при очень долгом просмотре.

Как и любое техническое  устройство, проекторы имеют характеристики, на которые следует обратить внимание в первую очередь. Во-первых, это  так называемое «базовое графическое  разрешение». Оно обозначается двумя  числами, отражающими число точек  по горизонтали и вертикали. Как  и у мониторов, разрешение бывает 800х600, 1024х768 и т.д. вплоть до 1600х1200. Разумеется, чем выше разрешение, тем лучше  будет качество картинки. Для домашнего  проектора, основной задачей которого является просмотр фильмов, вполне достаточно будет разрешения 800х600. Это обусловлено  тем, что фильмы, рассчитанные на просмотр на экране телевизора, имеют еще  меньшее разрешение, так что 800х600 – уже вполне достаточно. Во-вторых – яркость проектора. Чем ярче проектор – тем лучше. При слишком  низкой яркости для комфортного  просмотра может потребоваться  полное затемнение комнаты. А яркости  в 1000 люмен (люмен – единица измерения  яркости) будет вполне достаточно для  домашних условий, меньшие значения сегодня уже практически не встречаются. При этом надо учитывать условия  эксплуатации проектора. Если он будет  установлен в отдельной комнате  с возможностью полного затемнения, то такой параметр как яркость  не является слишком важным. Если же проектор планируется использовать в жилой комнате, где полной темноты добиться трудно, то на такой параметр как яркость следует обратить внимание. В-третьих – контрастность проектора. При низком показателе контрастности тёмные сцены в фильмах могут быть просто не видны. Контрастность домашнего видеопроектора должна быть в пределах от 1000:1 до 2000:1.

1. 5 Колонки

Колонки, или акустическая система - ещё одно устройство вывода информации, которое подключается к  компьютеру (с задней части на материнской  плате есть гнездо входа) и служит для воспроизведения звуковых эффектов, музыки, фильмов и т. д. В настоящее  время имеется два принципа работы акустической системы: активная и пассивная.

Есть мнение, что активная акустика используется по большей части  профессионалами, хотя к компьютерам  подключается тоже. Звук направляется с dvd проигрывателя через усилитель (ресивер) прямиком на динамики акустической системы. Усиление сигнала звука играет одну из ключевых ролей в этом процессе. Как же может усиливаться звук? Существует два способа. Первый это когда перед подачей на колонки звуковой сигнал попадает в усилитель, а второй – с помощью самой акустической системы, в колонки которой встроен усилитель.

Кроме этого всего конструкция  активной акустики позволяет обеспечить обратную связь между усилителем и динамиком. Это позволяет усилителю  менять нагрузку на динамик во время  максимальной нагрузки и предотвратить  поломку последнего. В связи с  тем, что усилители и динамики в активных колонках подключены напрямую, достигается максимальная производительность акустической системы. Это обеспечивает очень неплохой звуковой выход при  небольших размерах акустики. Активные акустические системы для домашнего  использования обычно состоят из сабвуфера и набора из 5 сателлитов. В сабвуфер встроен усилитель, который  распределён на шесть колонок.

Но у активных колонок  есть минус – невозможность модернизации. Такая акустическая система будет  звучать всегда одинаково. Значимость этого факта очень существенна. Заинтересовавшись акустическими  системами, покупатель превращается в  любителя звуковой техники и старается  время от времени улучшать качество звучания своей домашней акустики. Поэтому владельцу активной акустики придётся смириться с качеством  выдаваемого с её помощью звука  раз и навсегда. Активные колонки  стараются сделать изначально высокого уровня.

 При работе пассивной акустической системы греется встроенный кроссовер, т.к. он принимает на себя достаточно большую выходную мощность. Производители пытаются избежать этого различными способами, но главное понимать суть этого процесса. Усилитель в достаточной мере нагружает электронику акустической системы, вследствие чего, качество выдаваемого звука, ровно, так же как и характеристики пассивных колонок изменяются. Если колонки используются в домашнем кинотеатре, то любитель вряд ли услышит разницу. А вот для профессионала эта разница будет достаточно критичной. Пассивные колонки должны быть немного мощнее, чем усилитель, для того, чтобы в критические моменты справляться с поступающей на них мощностью. В противном случае, когда усилитель мощнее, чем акустика, колонки могут просто выйти из строя. Пассивные акустические системы не могут предоставить усилителю обратной связи, чтобы он подавал меньше мощности, а сам он отслеживать нагрузку тоже не способен. Несмотря на недостатки, пассивная акустическая система не так уж и плоха. Большинство покупателей акустических систем покупают её для домашнего кинотеатра, компьютера, а дома, как известно очень ценится комфорт и уют. Активная акустика требует подведения к каждой колонке отдельного шнура питания. Так что подключение всех активных колонок в сеть может стать весьма запутанным занятием. Следующий момент является гораздо более важным. Так как все акустические системы делятся на классы, при использовании пассивной акустики, можно со временем модернизировать систему, купив новый усилитель и ресивер. Качество звука хороших пассивных колонок при этом может улучшиться значительно. Поэтому, при выборе пассивной акустики колонки можно брать, как говорится «на вырост».