Кравчук С.О., Шонін В.О., Основи компютерної техніки

Подождите немного. Документ загружается.

споживання електроенергії та розміри відеокамери. Тому її використовують здебільшо-

го в професійних відеокамерах. Цифрова система стабілізації дешева й економна щодо

споживання електроенергії, але ефективна тільки в обмеженому діапазоні частоти ка-

дрів та за невеликих кутів зсувів; її використовують у масових відеокамерах.

За типом видошукача відеокамери поділяють на відеокамери з кольоровим видо-

шукачем і відеокамери з чорно-білим видошукачем. Кольоровий видошукач забезпечує

найбільш природне сприйняття сцени знімання та зручне ручне настроювання балансу

білого. Водночас більшість кольорових видошукачів мають меншу чіткість, ніж чор-

но-білі і не забезпечують високої точності за ручного фокусування (за винятком ко-

льорових видошукачів з кількістю пікселів 160 000...180 000, однак такий видошукач

використовують тільки в дорогих моделях).

Тип зовнішньої пам'яті відеокамери визначає такі її характеристики, як розмір ка-

сети, тривалість записування і телевізійну роздільну здатність по горизонталі.

Для аналогових відеокамер визначено два режими записування і програвання ка-

сет: записування і програвання зі стандартною швидкістю SP {Standard Play) і запису-

вання або програвання з уповільненою (чи розширеною) швидкістю програвання - LP

чи ЕР {Long Play чи Extended Play) з погіршенням якості записування.

Для відеокамер формату VHS використовують такі самі касети, що й для найпоши-

реніших відеоплеєрів та відеомагнітофонів, тому знятий матеріал можна переглядати

на цих пристроях. Тривалість записування залежить від товщини стрічки і становить

(для режиму SP) від 60 хв (касета VHS Е-60) до 240 хв (касета VHS Е-240). У ре-

жимі LP тривалість записування збільшується в два рази. Недолік відеокамер VHS -

це великі габарити, порівняно високе електроживлення і низька роздільна здатність -

230...250 ТВЛ по горизонталі, а також різке погіршення якості записування під час

копіювання, починаючи з першої копії. Крім того, відеокамери з касетами VHS можуть

записувати тільки монозвуковий супровід.

Для відеокамер формату VHS-C використовують касети VHS-C з максимальною

тривалістю записування 45 хв (у режимі SP) і 60 хв (у режимі LP). Касети формату

VHS-C мають такі самі недоліки, що й касети VHS, за винятком менших габаритів

і зменшеного споживання електроживлення. Для програвання касет VHS-C на відео-

плеєрах і відеомагнітофонах VHS застосовують спеціальні адаптери.

Касети відеокамер формату Super VHS чи SVHS забезпечують роздільну здатність

близько 400 ТВЛ по горизонталі і тривалість записування до 120 хв у режимі SP та

до 240 хв у режимі LP. Відеокамери формату Super VHS-Compact чи SVHS-C вико-

ристовують такі самі стандарт і стрічку, але більш компактну касету з часом запису-

вання 90 хв у режимі SP і 180 хв у режимі LP. Програвати касети форматів SVHS і

SVHS-C можна тільки на останніх моделях відеоплеєрів і відеомагнітофонів VHS,

але з погіршенням якості.

Тривалість записування на одну касету відеокамери формату Video 8 становить

до 120 хв з роздільною здатністю 240...250 ТВЛ по горизонталі. Формат VideoS XR за-

безпечує роздільну здатність до 280 ТВЛ по горизонталі і більш чисте звучання. Багато

відеокамер формату Video 8 забезпечують записування стереозвуку.

Відеокамери з касетами формату Ні8 забезпечують максимальний час записування

180 хв у режимі SP та 360 хв у режимі LP і роздільною здатністю 380...420 ТВЛ по го-

ризонталі. Роздільна здатність відеокамер формату Ні8 XR збільшено до 440 ТВЛ

по горизонталі (у цих відеокамерах можна використовувати також касети формату

231

Ні8, але з погіршенням якості знімків). Майже всі відеокамери форматів Ні8 і Ні8 XR

можуть записувати стереозвук.

Загальні недоліки магнітних стрічок для аналогових відеокамер - погіршення якос-

ті створених копій вмісту стрічок.

Для записування даних на магнітну стрічку в цифрових відеокамерах також вико-

ристовують два режими записування - SP і LP, але режим LP має трохи інший зміст,

ніж режим для аналогового записування. У режимі LP для цифрового записування ви-

ключається надмірність (при цьому на касеті міститься приблизно в півтора-два рази

більше даних) без погіршення якості.

У відеокамерах формату Digital 8 тривалість записування на касету становить 60 хв

із роздільною здатністю до 500 ТВЛ по горизонталі.

Касети у відеокамерах формату miniDV забезпечують тривалість записування

до 63 хв у режимі ЗРчи до 124 хв у режимі LP, якп;о роздільна здатність по горизонталі

становить 500 ТВЛ. Відеокамери з касетами формату MICROMV забезпечують трива-

лість записування 60 хв у режимі SP і 120 хв у режимі LP, якщо роздільна здатність

по горизонталі дорівнює 500 ТВЛ.

Тривалість записування даних на цифрові відеокамери, що використовують DVD

(для однієї сторони диска) становить близько 20 хв у режимі Xtra Fine, ЗО хв у режимі

Fine чи 60 хв у режимі Standard.

Деякі відеокамери забезпечують можливість зберігання відеоданих (а не тільки фо-

тографій) на картах Flash-пам'яті згідно з форматами MPEG, MPEG-2 чи MPEG-4.

При цьому (з роздільною здатністю 320x240 пікселів) на карті ємністю 128 Мбайт може

бути збережений відеозапис тривалістю 21 хв, а на карті ємністю 1 Гбайт - відеозапис

тривалістю 170 хв.

Інтерфейси відеокамери забезпечують її взаємодію з комп'ютерами й іншими при-

строями. Основні вихідні аналогові інтерфейси у відеока.мерах: рознім RCA (у деяких

моделях його називають рознімом AV) - для виведення композитного відеосигналу

і рознім S-Video - для виведення компонентного відеосигналу. Деякі відеокамери ма-

ють також і аналогові входи, які можна використовувати для копіювання відеоданих

з іншої відеокамери, відеоплеєра чи відеомагнітофона, а також для перетворення відео-

сигналу з цих пристроїв у цифрову форму (у цифрових відеокамерах).

Для введення і виведення цифрового відеосигналу (тільки в цифрових відеокамерах)

застосовують розніми FireWire, названі також рознімами DV/IN і DV/OUT чи рознімом

і.Link. Ці розніми дозволяють «скинути» цифрові відеодані на комп'ютер (для перегля-

ду чи нелінійного монтажу) і одержати відеоматеріал у цифровій формі з комп'ютера.

Слід зазначити, що в деяких відеокамерах, призначених для країн Європейського Со-

юзу (ЄС), цифровий вхід DV/IN заблокований (це пов'язано з податковою політикою,

яку проводять країни ЄС).

Рознім RS-232 (послідовного порту) і (чи) рознім USB використовують для скидан-

ня цифрових фотографій із вбудованої пам'яті (якщо відеокамера підтримує таку мож-

ливість) або для керування відеокамерою з комп'ютера.

Розніми карт Flash-пам'яті дозволяють підключити як зовнішню пам'ять карту

за однією зі специфікацій Flash-пам'яті - зазвичай SD, ММС чи Memory Stick.

Багато відеокамер мають також аудіорозніми: аналогові і (чи) цифрові вхідні роз-

німи для зовнішніх мікрофонів і навушників, вихідні розніми для акустичної систе-

232

ми (використовуючи відеокамеру як відеоплеєр, можна переглядати знімки на екрані

LCD) або передавати аудіодані на комп'ютер (через звукову карту).

Як елементи електроживлення у в'щеокамерах використовують такі самі типи бата-

рейок і акумуляторів, що й для цифрових фотокамер. До елементів електроживлення

відеокамери висуваються ще суворіші вимоги, ніж до елементів цифрової камери через

наявність механізму, який забезпечує прокручування стрічки чи обертання DVD-дис-

ка. Тому майже всі моделі відеокамер містять індикатори, які інформують про залишок

електроенергії.

Додаткові можливості сучасних відеокамер:

- вбудоване освітлення (для знімання в умовах поганого освітлення), що потребує

підвищеного споживання електроживлення;

- можливість спеціальних ефектів (прискорене й уповільнене знімання, чорно-біле

знімання, вставка дати і часу знімання і т. ін.);

- знімання в нічних умовах (в інфрачервоних променях);

- наявність убудованого мікрофона (мікрофонів);

- дистанційне керування зніманням і відтворенням (провідне чи безпровідне);

- режим формату кадру HDTV (16 : 9);

- режим фотознімання.

Якщо для відеокамери визначено режим фотознімання, то як характеристики цього

режиму вказуються:

- роздільна здатність для фотознімання (зазвичай максимальна роздільна здатність

не перевищує 600x480 пікселів);

- тип і обсяг карти Fiash-пам'яті для виведення результатів фотознімання;

- формати виведених фотознімків.

Деякі відеокамери з режимом фотознімання мають навіть убудований спалах.

3.9. Пристрої виведення

3.9.1. Принтери

Принципи друкування і типи принтерів. Друкувальні пристрої комп'ютерів

чи принтери (printers) використовують для одержання «твердої» копії (hard copy) фай-

лів у пам'яті комп'ютера. Основний вид носія для одержання «твердої» копії - паперові

аркуші різних форматів. Однак деякі типи сучасних принтерів дозволяють виводити

текст і зображення на інші носії (наприклад, прозорі плівки).

Перші принтери для комп'ютерів були створені на основі друкарської машинки.

Для друкування літери важельці з положенням букв, цифр та інших знаків ударяли

по паперу через фарбувальну стрічку і залишали на ній відбиток (таку технологію дру-

кування називають ударною чи контактною). Ці принтери мали невисоку швидкість

виведення і могли друкувати тільки одним шрифтом, хоча пізніше з'явилися принтери

типу «селектрик» зі змінним шрифтом і вищою швидкістю друкування.

Тепер використовують такі основні типи принтерів:

- матричні принтери - звичайні (рис. 3.72, а) і лінійні (рядкові) (рис. 3.72, б);

- струминні і світлодіодні принтери - звичайні (рис. 3.72, б) і портативні (мобільні)

(рис. 3.72, г);

- лазерні принтери - чорно-білі (рис. 3.72, д) і кольорові (рис. 3.72, е);

233

к л

Рис. 3.72. Основні типи принтерів: а - матричний; б - лінійний (рядковий)

матричний; в - струминний ; г - портативний (мобільний) струминний;

д - чорно-білий лазерний; е - кольоровий лазерний; ж - твердочорнильний;

и - сублімаційний; к - восковий; л - автохромний

234

- твердочорнильні принтери (рис. 3.72, ж);

- сублімаційні принтери (рис. 3.72, и);

- воскові принтери (рис. 3.72, к);

- автохромні принтери (рис. 3.72, л).

Матричний принтер працює за контактною технологією, усі інші типи принтерів -

безконтактні, тобто механізм друкування безпосередньо не торкається носія. Усі типи

принтерів друкують текст не по символах, як друкарська машинка, а по точках, тобто

так, як виконується виведення на екран монітора (для позначення найменшого елемен-

та виведення на принтери використовують саме термін точка - dot, а не термін піксел).

Переважна більшість матричних принтерів друкують тільки в чорно-білому

режимі і частково емулюють «сірий» режим, тобто різні градації сірого кольору.

Крім того, до окремих моделей матричних принтерів включено додаткову можли-

вість друкувати з використанням тільки чотирьох кольорів: чорного, червоного, си-

нього і жовтого. Інші типи принтерів забезпечують чорно-білий, «сірий» і кольоро-

вий режими друкування.

Так само, як і для монітора, кольори у процесі друкування на принтері утворю-

ються накладанням одна на одну точок базових кольорів. Однак, оскільки те, що на-

друковано на папері чи на іншому носії, розглядається у відбитому світлі, для кольо-

рового друкування використовують не модель RGB, а модель CMYK, у якій базовими

кольорами є зелено-голубий чи ціановий (cyan), пурпурний (magenta), жовтий

(yellow) і чорний (black).

Для моніторів можна задавати інтенсивність того чи іншого базового кольору, що до-

зволяє виводити величезну кількість кольорів - до 16,7 млн у режимі True Color. Однак

усі типи принтерів, за винятком сублімаційних, воскових та автохромних, дозволяють

усі точки виводити одного кольору однакової інтенсивності. Тому в кольоровому режи-

мі реально можна вивести тільки вісім кольорів: чотири базові (ціановий, пурпурний,

жовтий і чорний), три складені: червоний (пурпурний з жовтим), зелений (ціановий із

жовтим) і синій (ціановий з пурпурним), а також білий колір.

Для подання різних значень інтенсивності основних і похідних кольорів, а також від-

тінків сірого кольору використовують півтоновий режим (halftone mode), аналогічний

такому ж режиму для сканера. Цей процес називається також колірним розмиванням

(color dithering) чи просто розмиванням зображення. Виведені на принтер дані розби-

ваються на квадрати розміром 5x5 чи 8x8 точок, названі комірками (cells), і за кількіс-

тю точок різних кольорів у комірці чи (для «сірого» режиму) кількістю точок чорного

кольору задається колір квадрата. Одночасно усувається «ступінчастість», викликана

тим, що зображення формується по точках. Цей процес називається згладжуванням

(smoothing) зображення.

Приклад формування різних відтінків сірого кольору в півтоновому режимі та згла-

джування зображення показано на рис. 3.73. На рис. 3.73, а зображено чорний трикутник,

укладений у квадрат розміром 16x16 точок, на рис. 3.73, б і в - трикутники, у яких спів-

відношення білих і чорних точок дорівнює відповідно 1: 1 і з : 1, на рис. 3.73, г - усі три

квадрати, зменшені в 70 разів (за такого зменшення око сприймає вже не окремі точки,

а інтегральний колір трикутника і, крім того, не спостерігається «ступінчастість» діа-

гоналі трикутника).

Алгоритми заповнення комірок для передавання кольору і згладжування досить склад-

ні (часто враховується не тільки колір цієї комірки, але й колір сусідніх комірок).

235

Рис. 3.73. Формування відтінків сірого кольору для трикутника в квадраті 16x16 точок:

а - усі точки трикутника чорного кольору; б - співвідношення точок білого і чорного кольорів

у трикутнику 1: 1; в - співвідношення точок білого і чорного кольорів у трикутнику 3:1;

г - зменшені в 70 разів трикутники (для а, б і в)

236

Ці алгоритми різні для різних моделей принтерів і враховують особливості викорис-

товуваної технології та її реалізації фірмою-виробником.

Нижче розглядаються компоненти принтерів зазначених типів та їх функціонування.

Матричні принтери. Матричний принтер {dot matrix printer - точковий матричний

принтер) діє так само, як друкарська машинка, але виводить текст чи зображення на

папір по точках.

Матричний принтер містить такі основні компоненти (рис. 3.74):

- картридж із фарбувальною стрічкою;

- каретку;

- блок перемігцення каретки;

- валик;

- блок керування.

-6

Рис. 3.74. Основні компоненти матричного принтера: 1 - інтерфейсна шина

керування друкуванням; 2 - каретка; З - блок керування; 4 - блок переміщення каретки;

5 - папір; 6 - друкувальна головка; 7 - стрічка; 8 - валик; 9 - картридж

Матричні принтери використовують для друкування фарбувальну стрічку (зазви-

чай чорного кольору), кінці якої з'єднано разом так, щоб стрічка утворювала кільце.

Стрічка заправляється в касету (картридж) і прокручується під час друкування за до-

помогою спеціального механізму. Форма і розмір картриджа матричного принтера не

стандартизовані і залежать від моделі принтера.

Каретка матричного принтера містить друкувальну головку і механізм керування.

Друкувальна головка матричного принтера складається з одного чи декількох рядів

маленьких штифтів. Друкувальна головка може містити 9,18 чи 24 штифти, розміще-

ні в один чи два ряди.

Для друкування точок визначено штифти друкувальної головки, які висуваються

чи втягуються за допомогою механізму керування головкою. Штифти, що висуваються.

237

притискають фарбувальну стрічку і відтворюють відбиток на папері. Принцип керу-

вання висуванням головок аналогічний принципу керування динаміком акустичної

системи. Під впливом магнітного поля, створюваного електричним струмом, який під-

водиться до котушки, розміщеної за штифтом, штифт або висувається, або повністю за-

глиблюється в головку.

Блок переміщення каретки містить круглий стрижень (напрямну), а також пасове

передавання і двигун, розміщений у каретці. Переміщення каретки по напрямній ви-

конується за допомогою пасової передачі.

Обертовий валик служить для протягання паперу у вертикальному напрямі.

Блок керування матричного принтера одержує дані та керувальні команди

з комп'ютера, виконує їх оброблення (зокрема, передавання півтонів і згладжування)

і по інтерфейсній шині передає команди механізму керування головкою, що перетво-

рює ці команди в електричні сигнали висування і втягування головок. Крім цього, блок

керування забезпечує синхронізацію обертання валика і переміщення каретки під час

друкування даних у різних режимах. У пам'яті блоку керування принтерів, що підтри-

мують технологію Plug&Play, зберігаються відомості про модель принтера, виробника,

режими роботи і деякі інші параметри.

У моделях принтерів з режимом кольорового друкування використовують чотири-

кольорову фарбувальну стрічку з поздовжніми смугами червоного, синього, чорного

і жовтого кольорів. Блок керування таких принтерів, змінюючи кольори, переміщує

головку у вертикальному напрямі до потрібної смуги фарбувальної стрічки.

Так само, як і відеокарта, матричний принтер друкує або в текстовому, або в графіч-

ному режимі.

У текстовому режимі принтера передаються коди символів. У пам'яті принтера

тільки для зчитування (ROM-пам'яті) зберігається реалізація кожного символа у ви-

гляді прямокутної матриці чорних і білих пікселів (тому принтер названо матричним).

Підчас друкування символів для чорних пікселів ті штифти друкувальної головки,

що відповідають чорним пікселам, висуваються, а ті, що відповідають білим, - залиша-

ються в заглибленому положенні.

Приклад друкування букви А показано на рис. 3.75, а. Як видно з цього рисунка,

якість друку символа не дуже висока. Згладити контури зображення в матричних

принтерах можна переміщенням головки двічі по одному і тому ж рядку, щоб знаки

друкувалися ще раз з невеликим зсувом. Текст виходить більш чітким, ніж у чор-

новому режимі, оскільки кожний символ містить більше точок, розміщених ближче

одна до одної. На рис. 3.75, б показано одну й ту саму букву А, надруковану за два

проходження, а на рис. 3.75, в - за чотири проходження. Багатопрохідний режим

друкування називають NLQ (Near Letter Quality - майже машинописна якість),

оскільки він близький до якості друкування символів друкарською машинкою.

За великої кількості проходів у 24-штифтовому матричному принтері якість дру-

кування дедалі більше поліпшується; такий режим називається LQ (Letter Quali-

ty - машинописна якість). Режим друкування за одне проходження (рис. 3.74, а)

називається чорновим (draft mode).

Багато моделей матричних принтерів мають кілька вбудованих шрифтів (шрифт ви-

бирають за допомогою кнопок на панелі керування).

238

а б в

Рис. 3.75. Друкування символу в матриці 9x9: а - за одне проходження;

б - за два проходження; в - за чотири проходження

Різновидом матричних принтерів є рядкові, чи лінійні, матричні принтери [line

matrix printers). Рядковий принтер містить замість друкувальної головки вбудовану

друкувальну лінійку, по всій довжині якої розміщено ряди штифтів. У лінійному ма-

тричному принтері за допомогою штифтів задаються всі символи виведеного рядка, які

цілком переносяться на папір, що істотно підвищує швидкість друкування.

Струминні принтери. Струминні принтери (inkjet printers - чорнильно-струминні

принтери), так само, як і матричні, виводять зображення по точках, але точки утворю-

ються за допомогою дуже маленьких крапель рідкого чорнила.

Струминний принтер містить такі основні

компоненти (рис. 3.76):

- каретку;

- блок переміщення каретки;

- блок протягання паперу;

- блок керування.

Замість картриджів матричних принтерів,

що містять фарбувальну стрічку, у струмин-

них принтерах використовують чорнильні

картриджі, що містять запас чорнила.

Струминний принтер може виконувати як

чорно-білий, так і кольоровий друк. Оскіль-

ки струминні принтери часто використову-

ються для друкування фотографій, то для

точнішого передавання кольору в деяких їх

моделях добавлено ще два кольори: світло-

ціановий (light cyan) і світло-пурпурний

(light magenta), а для більш точного пере-

давання відтінків сірого - ще й сірий колір.

Існують моделі принтерів, що містять і інші

кольори (наприклад, срібний і золотий).

Для різних моделей струминних прин-

терів картриджі для чорнила виготовляють

по-різному, в одних моделях принтерів чор-

нило кожного кольору міститься в окремих

картриджах, в інших - чорнило декількох

Рис. 3.76. Основні компоненти струминного

принтера: 1 - електронна схема керування

друкуванням; 2 - друкувальна головка;

5 - блок керування; 4 - вихідний лоток;

5 - папір; 6 - валики; 7 - блок переміщення

каретки; 8 - картридж для кольорових

чорнил; 5 - вхідний лоток; 10 - картридж

для чорних чорнил; 11 - каретка

239

кольорів поміщено в один картридж (рис. 3.76, поз. 8). Крім того, форма і розмір чор-

нильних картриджів, а також хімічний склад чорнила різні для різних моделей стру-

минних принтерів.

Чорнило з картриджа надходить у друкувальну головку, що містить велику кількість

(у сучасних принтерах кілька сотень) мікроскопічних резервуарів для чорнила із со-

плами.

Друкувальні головки в сучасних моделях струминних принтерів для виведення чор-

нила на папір використовують такі дві основні технології:

- п'єзоелектричну;

- пузирково-струминну.

Обидві ці технології називають технологіями «друкування на вимогу» (drop on de-

mand) на відміну від технології невпинного подавання чорнила на папір для старих мо-

делей струминних принтерів.

У струминних принтерах за п'єзоелектричною технологією - п 'езоелектричних стру-

минних принтерах (piezoelectric inkjet printers) на задній частині кожного резервуара

з чорнилом установлено п'єзоелемент - кристал, що змінює свої розміри під впливом

електричного поля (рис. 3.77, а). Якщо на п'єзоелемент подається електричний струм,

то він починає розширюватися. При цьому невелика крапля чорнила «видавлюєть-

ся» із сопла і потрапляє на папір, залишаючи на ньому точку відповідного кольору

(рис. 3.77, б). За відсутності електричного поля п'єзоелемент набуває своєї початкової

форми і забирає з картриджа нову порцію чорнила.

а b

Рис. 3.77. Процес друкування за п'єзоелектричною технологією: а - у нормальному стані;

б - під час подання електричного струму на п'єзоелемент: 1 - сопло; 2 - папір;

З - резервуар; 4 - п'єзоелемент

Струминні принтери згідно з пузирково-струминною (bubble jet) технологі-

єю називають термічними струминними принтерами (thermal inkjet printers).

Кожне сопло цих принтерів обладнано нагрівальним елементом (тонким опором)

240