第九章計(jì)算機(jī)動(dòng)畫

第11章多媒體輔助設(shè)備

信息技術(shù)發(fā)展到今天，信息的種類也豐富多彩，再也不只是單調(diào)枯燥的數(shù)字文本，更多的是圖形、圖像、聲音、音頻視頻等多媒體形式。多媒體計(jì)算機(jī)的輔助設(shè)備就是將以上形式的信息傳給計(jì)算機(jī)，或?qū)⒂?jì)算機(jī)處理的信息通過(guò)輔助輸出設(shè)備進(jìn)行輸出。本章將介紹多媒體系統(tǒng)常用的輔助設(shè)備及其工作原理。11.1圖像掃描儀

圖像掃描儀(Scanner)是一種計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備，它可將各種圖片、圖紙等資料掃描輸入到電腦，轉(zhuǎn)換成數(shù)字化圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行保存和使用。配備專門的圖像處理軟件，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)就可以進(jìn)行圖文檔案管理、圖文排版、電腦廣告創(chuàng)意、光學(xué)符號(hào)識(shí)別(OCR)、工程圖紙掃描錄入、電腦和復(fù)印等等。掃描儀內(nèi)部實(shí)際結(jié)構(gòu)

掃描頭從右至左逐行進(jìn)行掃描，最后得到全部圖像圖11-1掃描頭逐行對(duì)源圖像進(jìn)行掃描，最后得到全部圖像11.1.1圖像掃描儀的工作原理

圖像掃描儀是光機(jī)電一體化的產(chǎn)品，主要由光學(xué)成像部分、機(jī)械傳動(dòng)部分和轉(zhuǎn)換電路部分組成。掃描儀的核心是完成光電轉(zhuǎn)換的電荷耦合器件(CCD)。圖像掃描儀自身攜帶的光源將光線照在欲輸入的圖稿上產(chǎn)生反射光(反射稿)或透射光(透射稿)，光學(xué)系統(tǒng)收集這些光線將其聚焦到CCD上，由CCD將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，然后再進(jìn)行模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換生成數(shù)字圖像信號(hào)送給計(jì)算機(jī)。圖像掃描儀采用線陣CCD，一次成像只生成一行圖像數(shù)據(jù)，當(dāng)線陣CCD經(jīng)過(guò)相對(duì)運(yùn)動(dòng)將圖稿全部掃描一遍后，一幅完整的數(shù)字圖像就送入到計(jì)算機(jī)中去了。

11.1.2圖像掃描儀的分類

圖像掃描儀一般分為平板式、手持式和滾筒式三種。平板式掃描儀

平板掃描儀是應(yīng)用最廣泛的掃描儀。平板式掃描儀在掃描時(shí)，圖稿平鋪在臺(tái)面上，由步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)CCD(掃描頭)作直線運(yùn)動(dòng)進(jìn)行掃描。平板式掃描儀的工作性能比較可靠、使用壽命長(zhǎng)；產(chǎn)品安裝、使用方便，價(jià)格也較便宜，它使手持掃描儀用戶越來(lái)越側(cè)重平板掃描儀。

平板掃描儀更多的是應(yīng)用于辦公室自動(dòng)化領(lǐng)域，如圖文檔案管理、圖文排版、漢字掃描錄入、電腦復(fù)印等，因此各廠商紛紛研制更加適用于辦公室的圖像掃描儀。手持式掃描儀

手持式掃描儀本身不帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，由手動(dòng)方式拖動(dòng)掃描儀掃描圖稿；手持式掃描儀只能掃描小幅圖稿如照片。不同型號(hào)的手持式掃描儀的掃描速度目前大致相當(dāng)，實(shí)際的掃描速度和所使用的主機(jī)速度和軟件有關(guān)，手持掃描儀用手拖動(dòng)時(shí)不能過(guò)快，否則就要丟失圖像數(shù)據(jù)。大幅面工程圖紙掃描儀

近年來(lái)，大幅面工程圖紙掃描儀發(fā)展很快，產(chǎn)品種類和用戶都在迅速增加。目前國(guó)內(nèi)的CAD應(yīng)用正在迅速發(fā)展，各生產(chǎn)、設(shè)計(jì)、研究部門都有大量的圖紙要輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，對(duì)工程圖紙掃描儀的需求十分迫切。大幅面工程圖紙掃描儀一般采用A0幅面，256級(jí)灰度，掃描一張A0幅面的工程圖紙只需要1分鐘左右。

圖11-2平板式掃描儀

圖11-3可隨身攜帶的手持式掃描儀11.1.3圖像掃描儀的性能指標(biāo)

圖像掃描儀的性能指標(biāo)主要有分辨率、色彩位數(shù)和掃描速度等。分辨率

分辨率表示了圖像掃描儀的掃描精度，通常用每英寸上對(duì)圖像的采樣點(diǎn)來(lái)表示，標(biāo)記為DPI(Dot-Per-Inch)或PPI(Pixel-Per-Inch)。從物理上講，分辨率就是圖像掃描儀CCD的排列密度，如1000DPI就表示該掃描儀的CCD排列密度為每英寸有1000個(gè)CCD器件?，F(xiàn)在圖像掃描儀還采用內(nèi)插算法來(lái)進(jìn)一步提高其分辨率，為了便于區(qū)別，人們把CCD的密度稱為光學(xué)分辨率或物理分辨率。色彩位數(shù)

色彩位數(shù)表示了圖像掃描儀對(duì)色彩的分辨能力。從物理上講，色彩位數(shù)就是掃描儀A/D轉(zhuǎn)換的位數(shù)。色彩位數(shù)越高，圖像掃描儀的色彩分辨能力就越強(qiáng)。一般而言，24位（即所謂真彩色）已能滿足大多數(shù)應(yīng)用的要求。掃描速度

掃描速度對(duì)黑白圖像來(lái)講完全取決于掃描儀的整體性能，對(duì)彩色圖像來(lái)講還要看掃描儀是一次掃描還是3次掃描，一次掃描的彩色掃描儀使用3行CCD，一次掃描一行圖像的3原色，速度快；而三次掃描的彩色掃描儀需對(duì)圖稿掃描3遍，通過(guò)濾色片使一行CCD掃描3次采集到圖像的3原色，因此速度是一次掃描產(chǎn)品的1/3。

除以上指標(biāo)外，用戶還要考慮接口形式、幅面大小、操作環(huán)境、隨機(jī)軟件是否豐富以及安裝的方便性等因素。

11.1.4圖像掃描軟件

軟件在今天掃描儀的技術(shù)中所占的比重越來(lái)越大了，盡管幾乎所有的掃描儀都提供了掃描儀應(yīng)用程序，但是用戶可以使用很多種其他的標(biāo)準(zhǔn)圖像處理軟件來(lái)控制掃描儀掃描圖片。這樣做的意義在于，用戶可以使用自己熟悉的圖像工具來(lái)操作，而不必另外安裝多余的軟件。OCR軟件扮演了一個(gè)重要的角色。有些掃描軟件中直接集成了OCR功能，同時(shí)配合以雙分辨率功能，使掃描儀的易用性大大提高。使用戶不必再在遇到文字時(shí)單獨(dú)啟動(dòng)OCR軟件進(jìn)行文字部分的掃描，掃描儀會(huì)自動(dòng)對(duì)文字部分采用合適的分辨率進(jìn)行掃描，比如對(duì)文字進(jìn)行300dpi掃描，而同時(shí)對(duì)圖像部分進(jìn)行1200dpi掃描。此外，一些產(chǎn)品將多字體識(shí)別和字體顏色識(shí)別技術(shù)與OCR技術(shù)結(jié)合在一起工作，使掃描產(chǎn)品的文檔在計(jì)算機(jī)中保持硬拷貝文檔的原貌。11.1.5光學(xué)符號(hào)識(shí)別（OCR）

OCR技術(shù)實(shí)際上是計(jì)算機(jī)認(rèn)字，也是一種文字輸入法，它通過(guò)掃描和攝像等光學(xué)輸入方式獲取紙張上的文字圖像信息，利用各種模式識(shí)別算法分析文字形態(tài)特征，判斷出文字的標(biāo)準(zhǔn)碼，并按通用格式存儲(chǔ)在文本文件中。所以O(shè)CR是一種非?？旖?、省力的文字輸入方式，也是在文字?jǐn)?shù)據(jù)量大的今天被人們廣泛采用的輸入方法。漢字識(shí)別OCR就是使用掃描儀對(duì)輸入計(jì)算機(jī)的文本圖像作識(shí)別，自動(dòng)產(chǎn)生漢字文本文件，采用OCR與人工鍵入的漢字效果是一樣的，但速度比手工快幾十倍甚至上百倍。

OCR技術(shù)主要是研究計(jì)算機(jī)自動(dòng)識(shí)別文字的技術(shù)。OCR系統(tǒng)涉及圖像處理、模式識(shí)別、人工智能、認(rèn)知心理學(xué)等許多領(lǐng)域。一個(gè)OCR系統(tǒng)可分為3個(gè)部分：

預(yù)處理部分

首先把待識(shí)別的文本通過(guò)掃描設(shè)備輸入系統(tǒng)，由硬件、軟件完成數(shù)字圖像處理，把待識(shí)別文本中的照片、圖形與文字分離開(kāi)來(lái)，并將分離出的文字分割成單個(gè)符號(hào)圖形供識(shí)別部分使用。識(shí)別部分

把分割出的文字圖形規(guī)格化，提取文字的幾何特征和統(tǒng)計(jì)特性，并把特征送入識(shí)別器，得到待識(shí)文字的內(nèi)碼作為結(jié)果。后處理部分

將識(shí)別結(jié)果以及預(yù)處理部分的某些因素進(jìn)行綜合考慮，生成具有一定格式的識(shí)別結(jié)果，對(duì)整個(gè)識(shí)別結(jié)果進(jìn)行語(yǔ)言學(xué)方面的檢查，糾正誤識(shí)成分，從而產(chǎn)生OCR系統(tǒng)對(duì)該識(shí)別文本的最終結(jié)果。11.2數(shù)字投影機(jī)

多媒體數(shù)字投影機(jī)（儀）可以與錄像機(jī)、攝像機(jī)、影碟機(jī)和多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等多種信號(hào)輸入設(shè)備相連，可將信號(hào)放大投影到大面積的投影屏幕上，獲得巨大、逼真的畫面，可方便地供多人觀看，是計(jì)算機(jī)教學(xué)、演示匯報(bào)等的必備設(shè)備。作為一種新興的數(shù)字顯示設(shè)備，正在逐漸發(fā)展成為一種獨(dú)立于一般顯示設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)種類。

隨著我國(guó)信息化，特別是網(wǎng)絡(luò)和多媒體以及計(jì)算機(jī)向各行各業(yè)滲透的不斷深入，投影機(jī)和我們的接觸越來(lái)越多，從傳統(tǒng)的輔助設(shè)計(jì)、輔助教學(xué)向各行各業(yè)以及娛樂(lè)、傳播領(lǐng)域不斷擴(kuò)展。越來(lái)越多的組織和機(jī)構(gòu)希望采用投影儀這種便捷的工具來(lái)展示自己的工作內(nèi)容和產(chǎn)品，以提高工作效率、展示公司與企業(yè)形象、增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)能力。

到目前為止，投影機(jī)主要通過(guò)三種顯示技術(shù)實(shí)現(xiàn)，即CRT投影技術(shù)、LCD投影技術(shù)以及近些年發(fā)展起來(lái)的DLP投影技術(shù)。11.2.1CRT投影機(jī)

CRT(陰極射線管)作為成像器件，它是實(shí)現(xiàn)最早、應(yīng)用最為廣泛的一種顯示技術(shù)。這種投影機(jī)可把輸入信號(hào)源分解成R（紅）、G（綠）B（藍(lán)）三個(gè)CRT管的熒光屏上，熒光粉在高壓作用下發(fā)光經(jīng)系統(tǒng)放大、會(huì)聚、在大屏幕上顯示出彩色圖像。光學(xué)系統(tǒng)與RT管組成投影管，通常所說(shuō)的三槍投影機(jī)就是由三個(gè)投影管組成的投影機(jī)，由于使用內(nèi)光源，也叫主動(dòng)式投影方式。CRT技術(shù)成熟，顯示的圖像色彩豐富，還原性好，具有豐富的幾何失真調(diào)整能力。11.2.2液晶（LCD）投影機(jī)

LCD投影機(jī)本身不發(fā)光，它使用光源來(lái)照明LCD上的影像，再使用投影鏡頭將影像投影出去。利用液晶的光電效應(yīng)，即液晶分子的排列在電場(chǎng)作用下發(fā)生變化，影響其液晶單元的透光率或反射率，從而影響它的光學(xué)性質(zhì)，產(chǎn)生具有不同灰度層次及顏色的圖像。LCD投影機(jī)分為液晶板和液晶光閥兩種。液晶板投影機(jī)

按照液晶板的片數(shù)，LCD投影機(jī)可分為單片式投影機(jī)（使用單片彩色LCD）和三片式投影機(jī)（使用三片單色LCD）。單片式投影機(jī)組裝簡(jiǎn)單，但因?yàn)槭褂脝纹噬腖CD，所以紅色的點(diǎn)僅穿透紅光而吸收綠光及藍(lán)光，綠點(diǎn)和藍(lán)點(diǎn)同樣也僅通過(guò)三分之一的光，所以透光效率不佳。因?yàn)橐粋€(gè)全彩色的點(diǎn)需由紅、綠、藍(lán)3個(gè)基本色點(diǎn)所組成，所以降低了畫面的解析度，色彩較為呆板且缺少層次。

三片LCD板投影機(jī)原理是光學(xué)系統(tǒng)把強(qiáng)光通過(guò)分光鏡形成RGB三束光，分別透射過(guò)RGB三色液晶板；信號(hào)源經(jīng)過(guò)AD轉(zhuǎn)換，調(diào)制加到液晶板上，通過(guò)控制液晶單元的開(kāi)啟、閉合，從而控制光路的通斷，RGB光最后在棱鏡中匯聚，由投影鏡頭投射在屏幕上形成彩色圖像。三片式的LCD投影機(jī)的色彩飽和度高、層次感好、色彩自然，是液晶板投影機(jī)的主要機(jī)種。三片LCD投影機(jī)原理圖

液晶光閥投影機(jī)

它是CRT投影機(jī)與液晶光閥相結(jié)合的產(chǎn)物。為了解決圖像分辨率與亮度間的矛盾，它采用外光源，也叫被動(dòng)式投影。一般的光閥主要由三部分組成：光電轉(zhuǎn)換器、鏡子、光調(diào)制器。光閥是一種可控開(kāi)關(guān)，通過(guò)CRT輸出的光信號(hào)照射到光電轉(zhuǎn)換器上，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為持續(xù)變化的電信號(hào)；外光源產(chǎn)生一束強(qiáng)光，投射到光閥上，由內(nèi)部的鏡子反射，能過(guò)光調(diào)制器，改變其光學(xué)特性，緊隨光閥的偏振濾光片，將濾去其他方向的光，而只允許與其光學(xué)縫隙方向一致的光通過(guò)，這個(gè)光與CRT信號(hào)相復(fù)合，投射到屏幕上。

液晶光閥投影機(jī)是目前亮度、分辨率最高的投影機(jī)。適用于環(huán)境光較強(qiáng)、觀眾較多的場(chǎng)合。

11.2.3數(shù)碼（DLP）投影機(jī)

DLP是英文DigitalLightPorsessor的縮寫，譯作數(shù)字光處理器。這一新的投影技術(shù)的誕生，使我們?cè)趽碛胁蹲?、接收、存?chǔ)數(shù)字信息的能力后，終于實(shí)現(xiàn)了數(shù)字信息顯示。DLP技術(shù)是顯示領(lǐng)域劃時(shí)代的革命，正如CD在音頻領(lǐng)域產(chǎn)生的巨大影響一樣，DLP將為視頻投影顯示翻開(kāi)新的一頁(yè)。

DLP投影機(jī)以DMD(DigitalMicormirrorDevice)數(shù)字微反射器作為光閥成像器件，單片DMD由很多微鏡組成，每個(gè)微鏡對(duì)應(yīng)一個(gè)像素點(diǎn)，DLP投影機(jī)的物理分辨率就是由微鏡的數(shù)目決定的。根據(jù)所用DMD的片數(shù)，DLP投影機(jī)可分為：?jiǎn)纹瑱C(jī)（主要應(yīng)用在便攜式投影產(chǎn)品）、兩片機(jī)（應(yīng)用大型拼接顯示墻）、三片機(jī)（應(yīng)用于超高亮度投影機(jī)）。DLP投影機(jī)清晰度高、畫面均勻、色彩鮮艷。三片機(jī)亮度可達(dá)2000流明以上，它拋棄了傳統(tǒng)意義上的會(huì)聚，可隨意變焦，分辨率高，不經(jīng)壓縮分辨率可達(dá)1280×1024。

圖11-7DLP投影機(jī)工作原理圖11-6DLP投影機(jī)

11.3數(shù)字視頻展示臺(tái)

視頻展示臺(tái)是一種新型的、數(shù)字化的電教設(shè)備，視頻展臺(tái)與投影機(jī)的組合又稱實(shí)物投影機(jī)，它的出現(xiàn)，逐漸取代了傳統(tǒng)幻燈機(jī)的作用，其應(yīng)用范圍也大大超出傳統(tǒng)意義上的幻燈機(jī)。數(shù)字視頻展示臺(tái)不但能將膠片上的內(nèi)容投影到屏幕上，更主要的是可以直接將各種實(shí)物，甚至可活動(dòng)的圖像投影到屏幕上。11.3.1視頻展示臺(tái)的工作原理

視頻展示臺(tái)實(shí)際上是一個(gè)圖像采集設(shè)備，它的作用是將攝像頭拍下來(lái)的景物，通過(guò)與外部輸入、輸出設(shè)備的配套使用，比如多媒體投影機(jī)、大屏幕背投電視、普通電視機(jī)、液晶監(jiān)視器等設(shè)備演示出來(lái)。當(dāng)外設(shè)為計(jì)算機(jī)時(shí)，可通過(guò)配置或內(nèi)置的圖像采集卡和標(biāo)準(zhǔn)并行通訊接口，利用相關(guān)程序軟件，將視頻展臺(tái)輸出的視頻信號(hào)輸入計(jì)算機(jī)，進(jìn)行各種處理，實(shí)現(xiàn)掃描儀和數(shù)碼相機(jī)的部分功能。另外，有的視頻展臺(tái)還安裝了小液晶顯示器，讓用戶便于檢查被投物圖像，在展示過(guò)程中不用另外準(zhǔn)備監(jiān)視器，而也不用一直看著屏幕來(lái)擺放被投物。

視頻展示臺(tái)的關(guān)鍵部件是一臺(tái)CCD（電荷耦合設(shè)備）視頻攝像機(jī)。一般CCD分辨率相當(dāng)于450線的電視清晰度。有一些視頻展臺(tái)采用3CCD技術(shù)（采用3片CCD分別感應(yīng)R、G、B三原色，提高分辨率和色彩表現(xiàn)）以達(dá)到更高的清晰度，達(dá)到700多線，但這種數(shù)字視頻展示臺(tái)價(jià)格也頗為昂貴。視頻展臺(tái)的鏡頭變焦倍數(shù)是6倍到16倍之間，變焦的作用是將圖片實(shí)物不同大小調(diào)整到合適的圖像。有的視頻展臺(tái)還有更多功能，例如攝像頭可以360度旋轉(zhuǎn)，可以看到平臺(tái)以外的景物。11.3.2視頻展示臺(tái)的應(yīng)用

數(shù)字視頻展示臺(tái)具有廣泛的應(yīng)用范圍：

圖11-9視頻展示臺(tái)圖11-10視頻展示臺(tái)與投影儀在教學(xué)中得到廣泛應(yīng)用展示實(shí)物：

視頻展臺(tái)不但能將膠片上的內(nèi)容投影到屏幕上，更主要的是可以直接將各種實(shí)物，甚至可活動(dòng)的圖像投影到屏幕上。例如可用于展示一張照片、一篇文章、一本計(jì)劃書等等。它的優(yōu)點(diǎn)就在于非常適合于對(duì)細(xì)節(jié)部位的展示和講解，并且也可用于立體實(shí)物或運(yùn)動(dòng)畫面的展示，根據(jù)實(shí)物擺放位置及使用方法（如普通紙、透明膠片、照片底片等）的不同，通過(guò)調(diào)整側(cè)面、底面光源可達(dá)到良好的視覺(jué)效果。電視會(huì)議：

視頻實(shí)物展臺(tái)可有效應(yīng)用于電視會(huì)議內(nèi)容的準(zhǔn)備工作。并且可在本機(jī)或外接的遙控監(jiān)視器屏幕上展示會(huì)議材料、數(shù)據(jù)、圖片和手中的事物，充分發(fā)揮這些不同角度投影的靜止圖片或生動(dòng)圖像的功能。這種聲、形、情兼?zhèn)?，視、?tīng)、說(shuō)相融的電視會(huì)議，可消除傳統(tǒng)會(huì)議的沉默乏味，使會(huì)議變得更加生動(dòng)靈活。

教育教學(xué)

視頻展臺(tái)是配備多媒體教室不可缺少的設(shè)備。視頻展臺(tái)有RGB和VIDEO兩種輸出方式，可通過(guò)連接投影機(jī)、電視、計(jì)算機(jī)等輸出設(shè)備，實(shí)現(xiàn)多路視頻切換，大大增強(qiáng)教學(xué)演示效果。利用鏡頭旋轉(zhuǎn)功能進(jìn)行特殊場(chǎng)合的調(diào)節(jié)，可將資料、講義、實(shí)物、幻燈片等等都顯示出來(lái)，使用極為方便。它可以優(yōu)化教學(xué)過(guò)程、增大課堂容量、提高課堂教學(xué)效率，而且不受時(shí)間、空間的限制，令傳統(tǒng)教學(xué)望塵莫及。有些視頻展臺(tái)可接駁顯微鏡，通過(guò)接口鏡頭，可接駁包括生物、解剖等在內(nèi)的絕大多數(shù)通用顯微鏡，使顯微鏡投影功能在展臺(tái)上實(shí)現(xiàn)，將微觀世界盡現(xiàn)眼前。11.4觸摸屏

觸摸是人類最重要的感知方式，所以也是人與各類機(jī)器設(shè)備進(jìn)行交互的最自然的方式。觸摸屏（TouchScreen）作為一種多媒體輸入設(shè)備，可使人們用手指直接在屏幕上指點(diǎn)或觸及屏幕上的菜單、光標(biāo)、圖符等光按鈕，具有直觀、方便的特點(diǎn)，就是從沒(méi)有接觸過(guò)計(jì)算機(jī)的人也能立即使用，有效地提高了人機(jī)對(duì)話效率。

極富人性化、符合人與外界進(jìn)行溝通的自然方式，這是觸摸屏最顯著的特點(diǎn)之一。觸摸屏是一種人人都會(huì)使用的計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備，或者說(shuō)是人人都會(huì)使用的與計(jì)算機(jī)溝通的設(shè)備。這一點(diǎn)無(wú)論是鍵盤還是鼠標(biāo)，都無(wú)法與其相比。人人都會(huì)使用，也就標(biāo)志著計(jì)算機(jī)應(yīng)用普及時(shí)代的真正到來(lái)。圖11-11數(shù)字?jǐn)z像機(jī)上的LCD觸摸屏11.4.1觸摸屏的基本特征

從技術(shù)原理來(lái)講，觸摸屏有三個(gè)基本特征：透明。它直接影響到觸摸屏的視覺(jué)效果。很多觸摸屏是多層的復(fù)合薄膜，僅用透明一點(diǎn)來(lái)概括它的視覺(jué)效果是不夠的，它至少應(yīng)該包括四個(gè)特性：透明度、色彩失真度、反光性和清晰度。絕對(duì)坐標(biāo)系統(tǒng)。觸摸屏是絕對(duì)坐標(biāo)系統(tǒng)，要選哪就直接點(diǎn)哪，與鼠標(biāo)這類相對(duì)定位系統(tǒng)的本質(zhì)區(qū)別是一次到位的直觀性。絕對(duì)坐標(biāo)系統(tǒng)的特點(diǎn)是每一次定位坐標(biāo)與上一次定位坐標(biāo)沒(méi)有關(guān)系，觸摸屏在物理上是一套獨(dú)立的坐標(biāo)定位系統(tǒng)，每次觸摸的數(shù)據(jù)通過(guò)校準(zhǔn)轉(zhuǎn)為屏幕上的坐標(biāo)，這樣，就要求觸摸屏這套坐標(biāo)不管在什么情況下，同一點(diǎn)的輸出數(shù)據(jù)是穩(wěn)定的。檢測(cè)觸摸并定位。各種觸摸屏技術(shù)都是依靠各自的傳感器來(lái)工作的，甚至有的觸摸屏本身就是一套傳感器。各自的定位原理和各自所用的傳感器決定了觸摸屏的反應(yīng)速度、可靠性、穩(wěn)定性和壽命。觸摸屏的傳感器方式還決定了該觸摸屏如何識(shí)別多點(diǎn)觸摸的問(wèn)題，也就是超過(guò)一點(diǎn)的同時(shí)觸摸怎么如何處理。.這是觸摸屏使用過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題，但目前沒(méi)有很理想的解決辦法。11.4.2觸摸屏的類型與工作原理

觸摸屏是一種定位設(shè)備，系統(tǒng)主要由三個(gè)主要部分組成：傳感器、控制部件、驅(qū)動(dòng)程序。當(dāng)用戶用手指或者其他設(shè)備觸摸安裝在計(jì)算機(jī)顯示器前面的觸摸屏?xí)r，所摸到的位置以坐標(biāo)形式被觸摸屏控制器檢測(cè)到，并通過(guò)串行口或者其他接口送到CPU，從而確定用戶所輸入的信息。一般地說(shuō)，觸摸屏可分為5個(gè)基本種類：紅外線掃描式觸摸屏、電容式觸摸屏、電阻式觸摸屏、表面聲波式觸摸屏、矢量壓力傳感式觸摸屏。每一類觸摸屏都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，下面我們介紹每一類觸摸屏技術(shù)的工作原理和特點(diǎn)。紅外式觸摸屏

紅外式觸摸屏通過(guò)遮擋的“接觸”或“離開(kāi)”動(dòng)作而激活觸摸屏。這種觸摸屏利用光學(xué)技術(shù)，用戶的手指或其他物體隔斷了紅外(infrared)交叉光束，從而檢測(cè)出觸摸位置。屏幕的一邊有紅外器件發(fā)射紅外線，而在另一邊設(shè)置光電晶體管接收裝置，檢測(cè)光線的遮擋情況，這樣可以構(gòu)成水平和垂直兩個(gè)方向的交叉網(wǎng)絡(luò)。這種方式獲得的數(shù)據(jù)多，分辨率高。

紅外線發(fā)光二極管（LED）必須距離CRT玻璃表面一定距離，以免CRT的彎曲表面遮斷光束。手指可能遮擋住一個(gè)或多個(gè)紅外光敏傳感器，控制器依次使每個(gè)LED發(fā)出光脈沖，并搜尋被遮擋的光束，從而確定觸摸的位置。紅外式觸摸屏結(jié)構(gòu)

電容式觸摸屏

電容式觸摸屏的構(gòu)造主要是在玻璃屏幕上鍍一層透明的薄膜體層，再在導(dǎo)體層外裝上一塊保護(hù)玻璃，雙玻璃設(shè)計(jì)能徹底保護(hù)導(dǎo)體層及感應(yīng)器。

此外，在附加的觸摸屏四邊均鍍上狹長(zhǎng)的電極，在導(dǎo)電體內(nèi)形成一個(gè)低電壓交流電場(chǎng)。用戶觸摸屏幕時(shí)，由于人體電場(chǎng)，手指與導(dǎo)體層間會(huì)形成一個(gè)耦合電容，四邊電極發(fā)出的電流會(huì)流向觸點(diǎn)，而電流的強(qiáng)弱與手指及電極的距離成正比，位于觸摸屏幕后的控制器便會(huì)計(jì)算電流的比例及強(qiáng)弱，準(zhǔn)確算出觸摸點(diǎn)的位置。電容觸摸屏的雙玻璃不但能保護(hù)導(dǎo)體及感應(yīng)器，更有效地防止外在環(huán)境因素以觸摸屏造成影響，即使屏幕沾有污穢、塵埃或油漬，電容式觸摸屏依然能準(zhǔn)確算出觸摸位置。

電容式觸摸屏結(jié)構(gòu)

圖11-12紅外式觸摸屏工作原理圖11-13電容式觸摸屏工作原理電阻式觸摸屏

電阻觸摸屏的屏體部分是一塊與顯示器表面非常配合的多層復(fù)合薄膜，由一層玻璃或有機(jī)玻璃作為基層，表面涂有一層透明的導(dǎo)電層，上面再蓋有一層外表面硬化處理、光滑防刮的塑料層，它的內(nèi)表面也涂有一層透明導(dǎo)電層，在兩層導(dǎo)電層之間有許多細(xì)小(小于千分之一英寸)的透明隔離點(diǎn)把它們隔開(kāi)絕緣。

當(dāng)手指觸摸屏幕時(shí)，平常相互絕緣的兩層導(dǎo)電層就在觸摸點(diǎn)位置有了一個(gè)接觸，其中一面導(dǎo)電層接通Y軸方向的5V均勻電壓場(chǎng)，使得探測(cè)層的電壓由零變?yōu)榉橇?，控制器偵測(cè)到這個(gè)接通后，進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，并將得到的電壓值與5V相比即可得觸摸點(diǎn)的Y軸坐標(biāo)，同理得出X軸的坐標(biāo)，這就是所有電阻技術(shù)觸摸屏共同的最基本原理。電阻類觸摸屏的關(guān)鍵在于材料科技。電阻屏根據(jù)引出線數(shù)多少，分為四線、五線、六線等多線電阻觸摸屏。

五線式電阻觸摸屏

聲表面波觸摸屏

表面聲波（SAW，SurfaceAcousticWave）是一種沿介質(zhì)(例如玻璃)表面?zhèn)鞑サ臋C(jī)械波。觸摸屏可以是一塊平面、球面或柱面的玻璃平板，安裝在顯示器玻殼的前面。這塊玻璃平板是一塊純粹的強(qiáng)化玻璃，與其他類觸摸屏技術(shù)的區(qū)別是沒(méi)有任何貼膜和覆蓋層。

聲表面波是應(yīng)變能僅集中在物體表面?zhèn)鞑サ膹椥圆?。SAW觸摸屏在一片玻璃的每個(gè)角上裝有兩個(gè)發(fā)射器和兩個(gè)接收器。一系列的聲波反射器被嵌進(jìn)玻璃中，沿著兩面從頂至底穿過(guò)玻璃，發(fā)射器朝一個(gè)方向發(fā)射短脈沖。當(dāng)脈沖離開(kāi)一角后，就會(huì)不斷地被每個(gè)反射器反射回來(lái)一部分聲波。由于反射器離發(fā)射器遠(yuǎn)近不一，發(fā)射器送出的是一個(gè)短脈沖，而收到的是脈沖擊中不同的反射器而經(jīng)不同路徑返回到接收器所形成的長(zhǎng)脈沖。

當(dāng)用戶觸摸玻璃的某點(diǎn)就阻礙了脈沖能量通過(guò)那點(diǎn)反射到達(dá)接收機(jī)，于是從接收的脈沖信號(hào)中就見(jiàn)到一段缺口。脈沖起點(diǎn)至下跌點(diǎn)間的時(shí)間長(zhǎng)度就確定了觸摸點(diǎn)坐標(biāo)。因聲波在玻璃中傳播速度為常數(shù)，乘以時(shí)間就得到距離。控制器通過(guò)互換兩對(duì)發(fā)射器和接收器，就可測(cè)出觸摸點(diǎn)在x和y兩個(gè)方向的坐標(biāo)。應(yīng)力計(jì)觸摸屏

這是一種技術(shù)最簡(jiǎn)單的觸摸屏。在CRT外面蓋一塊四角裝有應(yīng)力計(jì)的平板玻璃。當(dāng)玻璃受到壓力時(shí)，應(yīng)力計(jì)就會(huì)出現(xiàn)電壓或電阻等電氣特性的變化。壓力越重，變化值就越大。每個(gè)角記錄這些變化。控制器讀取每個(gè)角的記錄值，并計(jì)算觸摸點(diǎn)更精確的位置。

圖11-15聲表面波觸摸屏工作原理圖11.5彩色打印技術(shù)11.5.1由計(jì)算機(jī)屏幕顯示到打印輸出

電視、電影是通過(guò)自身發(fā)光來(lái)合成顏色的，其合成法則被稱為“加法原理”，三基色為紅、綠、蘭，輔助色為“白”。在印刷或打印過(guò)程中，涂料則是通過(guò)吸收某些光線而形成顏色，因此其法則被稱為“減法原理”，三基色為青、品、黃，輔助色為“黑”。

在計(jì)算機(jī)里，圖像上每一個(gè)點(diǎn)的色彩都需要用若干二進(jìn)制位表示的RGB（紅／綠／藍(lán)）信息存儲(chǔ)起來(lái)。屏幕上的RGB顏色并不能直接打印出來(lái)，這是因?yàn)榘l(fā)光設(shè)備（例如計(jì)算機(jī)顯示器）是通過(guò)一個(gè)使用紅、綠、藍(lán)三原色的附加過(guò)程產(chǎn)生色彩的，而色彩顯示過(guò)程則是把各種波長(zhǎng)的色彩以不同的比例迭加起來(lái)，進(jìn)而產(chǎn)生各種不同的顏色。例如，沒(méi)有光就產(chǎn)生黑屏，所有波長(zhǎng)迭加在一起就產(chǎn)生白色。與此相反，反射設(shè)備（例如一張紙）通過(guò)負(fù)過(guò)程產(chǎn)生色彩，一張沒(méi)有打印過(guò)的紙包括了所有波長(zhǎng)組成的光，從而呈現(xiàn)出白色，彩色打印過(guò)程使用了青色／品紅／黃色模式（CMY），吸收波長(zhǎng)產(chǎn)生不同的色彩。青色涂料吸收紅色波長(zhǎng)，使打印出來(lái)的圖像呈藍(lán)綠色；類似地，品紅顏料吸收綠色波長(zhǎng)，使打印出來(lái)的圖象呈藍(lán)紅色。

11.5.2黑白激光打印機(jī)的工作原理

了解黑白激光打印機(jī)的原理是理解彩色打印的基礎(chǔ)，以下說(shuō)明其實(shí)現(xiàn)過(guò)程。

當(dāng)計(jì)算機(jī)通過(guò)電纜向打印機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，打印機(jī)首先將接收到的數(shù)據(jù)暫存在緩存中，當(dāng)接收到一段完整的數(shù)據(jù)后，再發(fā)送給打印機(jī)的處理器，處理器將這些數(shù)據(jù)組織成可以驅(qū)動(dòng)打印引擎動(dòng)作的類似數(shù)據(jù)表的信號(hào)組，對(duì)于激光打印機(jī)而言，這個(gè)信號(hào)組就是驅(qū)動(dòng)激光頭工作的一組脈沖信號(hào)。

激光打印機(jī)的核心技術(shù)就是所謂的電子成像技術(shù)，這種技術(shù)融合了影像學(xué)與電子學(xué)的原理和技術(shù)以生成圖像，核心部件是一個(gè)可以感光的硒鼓。激光發(fā)射器所發(fā)射的激光照射在一個(gè)棱柱形反射鏡上，隨著反射鏡的轉(zhuǎn)動(dòng)，光線從硒鼓的一端到另一端依次掃過(guò)（中途有各種聚焦透鏡，使掃描到硒鼓表面的光點(diǎn)非常小），硒鼓以1/300英寸或1/600英寸的步幅轉(zhuǎn)動(dòng)，掃描又在接下來(lái)的一行進(jìn)行。硒鼓是一只表面涂覆了有機(jī)材料的圓筒，預(yù)先帶有電荷，當(dāng)有光線照射時(shí)，受到照射的部位會(huì)發(fā)生電阻的變化。計(jì)算機(jī)所發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)信號(hào)控制著激光的發(fā)射，掃描在硒鼓表面的光線不斷變化，有的地方受到照射，電阻變小，電荷消失，也有的地方?jīng)]有光線射到，仍保留有電荷，最終，硒鼓表面就形成了由電荷組成的潛影。

墨粉是一種帶電荷的細(xì)微塑料顆粒，其電荷與硒鼓表面的電荷極性相反，當(dāng)帶有電荷的硒鼓表面經(jīng)過(guò)涂墨輥時(shí)，有電荷的部位就吸附了墨粉顆粒，潛影就變成了真正的影像。硒鼓轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，另一組傳動(dòng)系統(tǒng)將打印紙送進(jìn)來(lái)，經(jīng)過(guò)一組電極，打印紙帶上了與硒鼓表面極性相同但強(qiáng)得多的電荷，隨后紙張經(jīng)過(guò)帶有墨粉的硒鼓，硒鼓表面的墨粉被吸引到打印紙上，圖像就在紙張表面形成了。此時(shí)，墨粉和打印機(jī)僅僅是靠電荷的引力結(jié)合在一起，在打印紙被送出打印機(jī)之前，經(jīng)過(guò)高溫加熱，塑料質(zhì)的墨粉被熔化，在冷卻過(guò)程中固著在紙張表面。

將墨粉傳給打印紙之后，硒鼓表面繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，經(jīng)過(guò)一個(gè)清潔器，將剩余的墨粉去掉，以便進(jìn)入下一個(gè)打印循環(huán)。

激光打印機(jī)工作原理圖11.5.3彩色激光打印機(jī)的工作原理

彩色激光打印機(jī)原理與黑白激光打印機(jī)原理相關(guān)。黑白激光打印機(jī)使用黑色墨粉來(lái)印刷，簡(jiǎn)單地理解，彩色激光打印機(jī)是用青、品、黃、黑四種墨粉各自來(lái)印刷一次，依靠顏色混色就形成了豐富的色彩。由于彩色激光打印機(jī)使用四色碳粉，因此以上電荷“負(fù)像”和墨粉“正像”的生成步驟要重復(fù)四次，每次吸附上不同顏色的墨粉，最后轉(zhuǎn)印鼓上將形成青、品、黃、黑四色影像。正是因?yàn)椴噬す獯蛴C(jī)有一個(gè)重復(fù)四次的步驟，所以彩色打印的速度明顯慢于黑白打印的速度。

激光打印機(jī)的重要技術(shù)之一是作為國(guó)際出版領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)的頁(yè)面描述語(yǔ)言PostScript，是一種具有完善的描述能力和由簡(jiǎn)單到復(fù)雜表示內(nèi)容的理想語(yǔ)言。同時(shí)PostScript不僅是一種先進(jìn)的頁(yè)面描述語(yǔ)言，還是一種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，它借助于條件、判斷、變量和過(guò)程等程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的特征和豐富的頁(yè)面描述指令，可以描述各種復(fù)雜頁(yè)面，其能力極大地豐富了打印機(jī)的性能。圖11-17彩色激光打印機(jī)的工作原理11.5.4彩色噴墨打印

彩色噴墨打印機(jī)的作用是將計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的彩色圖像或來(lái)自掃描儀的彩色圖像高質(zhì)量地打印出來(lái)。計(jì)算機(jī)用RGB模式顯示的頁(yè)面必須用CMY模式打印，這就需要把色彩從RGB模式轉(zhuǎn)換到CMY模式。噴墨打印機(jī)上的每一個(gè)噴嘴都是二進(jìn)位的，這也就是說(shuō)，它只能夠被打開(kāi)或關(guān)閉。所以，除了從RGB模式到CMY模式的圖像轉(zhuǎn)換以外，圖像信息還必須進(jìn)一步轉(zhuǎn)換成送到打印頭的一系列開(kāi)／關(guān)命令，其中包括青色開(kāi)／關(guān)命令、品紅色開(kāi)／關(guān)命令和黃色開(kāi)／關(guān)命令。對(duì)于雙噴墨頭（一個(gè)黑色打印墨盒+一個(gè)彩色打印墨盒）的打印機(jī)來(lái)說(shuō)，還必須把一系列的黑色開(kāi)／關(guān)的命令傳送給打印機(jī)。當(dāng)在CMY模式中增加了黑色時(shí)，這種模式就叫作CMYK模式，其中“K”就是指黑色。彩色噴墨打印機(jī)因其工作原理和特殊性，為了提高彩色輸出質(zhì)量，先后出現(xiàn)過(guò)許多先進(jìn)技術(shù)。圖形優(yōu)化技術(shù)是一種在打印低分辯率圖像時(shí)，能自動(dòng)根據(jù)圖片情況，把低分辯率圖像進(jìn)行優(yōu)化處理，把圖片粗糙的邊緣進(jìn)行銳化修飾，然后再以打印機(jī)所能提供的最大分辨率在打印機(jī)上輸出的技術(shù)。普通圖紙優(yōu)化打印技術(shù)是一種采用“墨水優(yōu)化液”的輔助液體技術(shù)，打印時(shí)先將這種優(yōu)化液噴到紙上，然后打印機(jī)噴嘴再噴出墨水，墨水與優(yōu)化液結(jié)合后發(fā)生反應(yīng)，使墨水牢牢地黏結(jié)在紙張的表面而不會(huì)滲透進(jìn)紙張深處，用化學(xué)方法改善紙張的表面，使紙張更適合打印運(yùn)行環(huán)境，從而提高打印質(zhì)量，做到在普通紙張上打印出更細(xì)致、更精美的圖像。

滴調(diào)整技術(shù)是一種可以在一條打印線上噴出大小不同的墨點(diǎn)，使打印機(jī)在打印時(shí)能夠減少組成圖案的墨水重疊，從而在一定的分辯率條件下提高清晰度的技術(shù)。該技術(shù)是針對(duì)噴墨打印機(jī)為了組成準(zhǔn)確、精美圖案文字的需要，墨頭能夠在小面積紙張上噴出上萬(wàn)個(gè)墨點(diǎn)時(shí)，難免其中因多余墨點(diǎn)重疊而影響色調(diào)細(xì)節(jié)這種情況而產(chǎn)生的。

四重色技術(shù)是指在原來(lái)四色墨水的基礎(chǔ)上，再創(chuàng)三種嶄新的Photoink（照片墨水），即Photo黃、Photo品紅、Photo青，從而實(shí)現(xiàn)七重顏色打印，進(jìn)一步豐富了打印圖片或圖像的顏色層次。還有25重色調(diào)打印技術(shù)，利用7種顏色墨水，可打印組合出多達(dá)25重層次的色調(diào)，可以更加清晰地表現(xiàn)顏色中的細(xì)微變化，完美再現(xiàn)圖像的中間色調(diào)，從而打印出照片品質(zhì)更高的圖像。

雙墨盒（噴頭）技術(shù)使用了獨(dú)一無(wú)二的雙墨盒設(shè)計(jì)，可以更方便地輸出更高質(zhì)量的圖片，可大大加快打印速度，增加打印機(jī)的使用靈活性。精細(xì)圖像半色調(diào)調(diào)整技術(shù)能夠生動(dòng)逼真地將屏幕上由三原色（RGB）組成的光點(diǎn)轉(zhuǎn)換成精確彩色圖像打印所需要的CMYK四色（這四種彩色正好是打印機(jī)的四種墨水顏色）輸出，然后根據(jù)合適的算法進(jìn)行誤差擴(kuò)散半色調(diào)的控制，使其產(chǎn)生極其平滑的色調(diào)變化和更加細(xì)微的紋理與質(zhì)地的表現(xiàn)能力，從而提高打印機(jī)圖像真實(shí)性輸出的能力。

“富麗圖”（photoretⅡ）技術(shù)使用了一種獨(dú)一無(wú)二的墨滴排列方法，與特制的墨水相配合，可以在每一個(gè)打印點(diǎn)上組合出十幾個(gè)墨滴和30個(gè)層次的顏色，使打印色彩更豐富（最多可達(dá)167萬(wàn)種），過(guò)渡更平滑。準(zhǔn)分子激光切割打印頭技術(shù)可以把噴墨孔與墨汁到噴嘴的加壓艙合二為一，突破了把噴嘴與加壓艙拼接的傳統(tǒng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了噴嘴的直徑只有1微米的精密處理工藝，其精細(xì)程度僅相當(dāng)于一根頭發(fā)的七十分之一。精密的噴嘴能夠有效縮小所噴出的墨水滴，使得打印效果更加清晰細(xì)膩。圖11-18彩色噴墨打印機(jī)與墨盒圖11-19由CMYK四種純色油墨打印出來(lái)的彩色照片圖11-20彩色噴墨打印機(jī)打印過(guò)程11.5.5熱轉(zhuǎn)換打印

熱轉(zhuǎn)換（ThermalTransfer）打印機(jī)以其極好的色彩還原特性，可使用戶獲得真正亮麗的真彩色“照片”效果，其輸出品質(zhì)不僅彩色噴墨打印機(jī)望塵莫及，就是彩色激光打印機(jī)也略遜一籌。在所有彩色輸出設(shè)備中，熱轉(zhuǎn)換彩色打印機(jī)彩色輸出性能是最優(yōu)越的，但其昂貴的價(jià)格和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用也的確使家庭用戶或一般小型辦公室望而卻步，而較慢的輸出速度也只能使其定位標(biāo)準(zhǔn)主要是專業(yè)彩色輸出領(lǐng)域，因而與噴墨和激光打印機(jī)相比，普及程度不高，一般用戶了解較少。

熱轉(zhuǎn)換彩色打印機(jī)的分類沒(méi)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，大致可分為熱蠟打印機(jī)、固體噴蠟打印機(jī)、熱（染料）升華打印機(jī)和MDP干式打印機(jī)等幾類，這些打印機(jī)除了工作原理不同外，其輸出質(zhì)量也有較大區(qū)別，但性能指標(biāo)主要還是分辯率、輸出速度、色彩飽和度和輸出幅面大小等。由于彩色熱轉(zhuǎn)換打印機(jī)采用了逼真彩色還原、CMY三色合成彩色輸出、透明上光覆膜等先進(jìn)的打印技術(shù)和獨(dú)特的蠟狀顏料或干性油墨，因而具有照片一樣的精美彩色輸出和獨(dú)一無(wú)二的金屬顏色打印等其他打印機(jī)無(wú)可相比的特點(diǎn)。

熱轉(zhuǎn)換打印機(jī)

熱蠟打印機(jī)的專用色帶（緞帶）

所謂熱蠟打印機(jī)是利用打印頭上的發(fā)熱器件（半導(dǎo)體加熱元件）將蠟狀彩色物質(zhì)加熱熔化至打印介質(zhì)上，取代了彩色噴墨打印機(jī)的四色水性墨水及彩色激光打印機(jī)的干性彩色墨粉，由紅黃藍(lán)三種基色蠟狀物質(zhì)附著在緞帶（專用色帶）上，在打印時(shí)將三種顏色的蠟狀物質(zhì)熔化至打印介質(zhì)上，通過(guò)三次操作最終完成打印輸出。

固體噴蠟打印機(jī)技術(shù)是Tektronix（泰克）于1991年開(kāi)發(fā)的專利技術(shù)，它是將打印顏料固體蠟ColorStix作了兩次相變，ColorStix原本是附著在鼓上，打印時(shí)作第一次相變?nèi)刍梢后w噴到打印紙上，而后立即又被固化再實(shí)現(xiàn)第二次相變，在紙張上形成圖像后通過(guò)兩個(gè)滾筒的擠壓使介質(zhì)表面變得非常光滑。色彩極為鮮亮是它的突出特點(diǎn)，應(yīng)用該技術(shù)打印機(jī)對(duì)打印紙張類型和色彩的控制要求不很嚴(yán)格。

熱升華打印機(jī)也叫染料升華（ThermalDyeSublimation）打印機(jī)，它是將四色（靛青、品紅、黃色和黑色）顏料設(shè)置在一個(gè)轉(zhuǎn)鼓上，這個(gè)轉(zhuǎn)鼓上設(shè)有數(shù)以萬(wàn)計(jì)的半導(dǎo)體加熱元件，由這些加熱元件構(gòu)成打印頭，只要達(dá)到一定溫度就可以把轉(zhuǎn)鼓上的顏料直接升化成氣態(tài)（固態(tài)不經(jīng)過(guò)液化直接到氣態(tài)），然后噴射到打印紙上。打印頭上的每一個(gè)發(fā)熱元件都可調(diào)整出256種高低不同的溫度，溫度越高，產(chǎn)生氣體顏料就越多。

為固體噴蠟打印機(jī)的鼓上蠟打印顏料固體蠟ColorStix

11.6數(shù)碼相機(jī)

數(shù)碼相機(jī)是一種能夠進(jìn)行拍攝，并通過(guò)內(nèi)部處理把拍攝到的景物轉(zhuǎn)換成以數(shù)字格式存放的圖像的特殊照相機(jī)。與普通相機(jī)不同，數(shù)碼相機(jī)并不使用膠片，而是使用固定的或者是可拆卸的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器來(lái)保存獲取的圖像。數(shù)碼相機(jī)可以直接連接到計(jì)算機(jī)、電視機(jī)或者打印機(jī)上。在一定條件下，數(shù)碼相機(jī)還可以直接接到移動(dòng)式機(jī)或者手持PC機(jī)上。11.6.1數(shù)碼相機(jī)的工作原理

數(shù)碼相機(jī)是由鏡頭、CCD、A/D（模/數(shù)轉(zhuǎn)換器）、MPU（微處理器）、內(nèi)置存儲(chǔ)器、LCD（液晶顯示器）、PC卡（可移動(dòng)存儲(chǔ)器）和接口（計(jì)算機(jī)接口、電視機(jī)接口）等部分組成，數(shù)碼相機(jī)中只有鏡頭的作用與普通相機(jī)相同，其余部分則完全不同。CCD表面由成千上萬(wàn)個(gè)光敏元件組成，每個(gè)元件用于形成圖像的一個(gè)像素

數(shù)碼相機(jī)結(jié)構(gòu)原理框圖

數(shù)碼相機(jī)在工作時(shí)，外部景物通過(guò)鏡頭將光線會(huì)聚到感光器件CCD（電荷耦合器件）上,CCD由數(shù)千個(gè)獨(dú)立的光敏元件組成，這些光敏元件通常排列成與取景器相對(duì)應(yīng)的矩陣。外界景像所反射的光透過(guò)鏡頭照射在CCD上，并被轉(zhuǎn)換成電荷，每個(gè)元件上的電荷量取決于其所受到的光照強(qiáng)度。由于CCD上每一個(gè)電荷感應(yīng)元件最終表現(xiàn)為所拍攝圖像的一個(gè)像素，因此CCD內(nèi)部所包含的電荷感應(yīng)元件集成度越高，像素就越多，最終圖象的分辨率自然就會(huì)越高。

CCD使我們得到了對(duì)應(yīng)于拍攝景物的電子圖像，但是它還不能馬上被送去計(jì)算機(jī)處理，還需要按照計(jì)算機(jī)的要求進(jìn)行從模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換，ADC（模數(shù)轉(zhuǎn)換器）器件用來(lái)執(zhí)行這項(xiàng)工作。接下來(lái)MPU（微處理器）對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行壓縮并轉(zhuǎn)化為特定的圖像格式，例如JPEG格式。最后，圖像文件被存儲(chǔ)在內(nèi)置存儲(chǔ)器中。至此，數(shù)碼相機(jī)的主要工作已經(jīng)完成。使用者可通過(guò)LCD查看拍攝到的照片。數(shù)碼相機(jī)為擴(kuò)大存儲(chǔ)容量而使用可移動(dòng)存儲(chǔ)器，如PC卡或者軟盤。此外，還提供了連接到計(jì)算機(jī)和電視機(jī)的接口。

11.6.2數(shù)碼相機(jī)與傳統(tǒng)相機(jī)的區(qū)別與優(yōu)勢(shì)

與傳統(tǒng)的相機(jī)相比，數(shù)碼相機(jī)在拍攝質(zhì)量上還是有一定的差距的。但是，它也有傳統(tǒng)相機(jī)無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。數(shù)碼相機(jī)跟傳統(tǒng)相機(jī)兩者的區(qū)別主要在成像及記錄方面,傳統(tǒng)相機(jī)是利用底片記錄影像,而數(shù)碼相機(jī)主要靠CCD感光芯片及記憶卡。

數(shù)碼相機(jī)具有許多傳統(tǒng)相機(jī)所沒(méi)有的優(yōu)點(diǎn)：

即拍即見(jiàn)

所有的數(shù)碼相機(jī)都有液晶顯示器(LCD)作為取景器和顯示器，它可以立即顯示剛拍下的影像,如果發(fā)現(xiàn)不理想,可以把影像刪除,再重新拍攝,直至滿意為止。影像品質(zhì)永遠(yuǎn)不變

用底片或照片記錄影像,時(shí)間久了,都會(huì)褪色及變壞,無(wú)法保持原有的質(zhì)量。相反由數(shù)碼相機(jī)拍下的影像只記錄"0"和"1"的資料,可以被正確的儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)硬盤及其他儲(chǔ)存媒體中,所以數(shù)碼影像不論被復(fù)制多少次,都可以保持品質(zhì)一致。

圖11-24數(shù)碼照片可直接用計(jì)算機(jī)處理、顯示或存儲(chǔ)可以直接進(jìn)行編輯使用

用數(shù)碼相機(jī)拍下的影像可直接下載到計(jì)算機(jī)內(nèi),進(jìn)行編輯處理。然后可通過(guò)E-mail的方式把影像立即傳送出去,另外也可以將數(shù)碼影像應(yīng)用在網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)中。

11.6.2CCD結(jié)構(gòu)剖析CCD是數(shù)碼相機(jī)用來(lái)感光成像的部件，相當(dāng)于光學(xué)傳統(tǒng)相機(jī)中的膠卷。CCD上感光組件的表面具有儲(chǔ)存電荷的能力，并以矩陣的方式排列。當(dāng)其表面感受到光線時(shí)，會(huì)將電荷反應(yīng)在組件上，整個(gè)CCD上的所有感光組件所產(chǎn)生的信號(hào)，就構(gòu)成了一個(gè)完整的畫面。如果分解CCD，就會(huì)發(fā)現(xiàn)CCD的結(jié)構(gòu)為三層，第一層是“微型透鏡”，第二層是“分色濾色片”以及第三層“感光層”，如圖11-26所示。圖11-26CCD的三層結(jié)構(gòu)11.7數(shù)字?jǐn)z像機(jī)

將圖像信號(hào)數(shù)字化后存儲(chǔ)，這在專業(yè)級(jí)、廣播級(jí)的攝錄像系統(tǒng)上已應(yīng)用了相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間，但是，它需要付出高昂的代價(jià)，因?yàn)橄鄳?yīng)設(shè)備的價(jià)格很高，一般單位和家庭無(wú)法承受。隨著數(shù)字視頻(DigitalVideo，DV)的標(biāo)準(zhǔn)被國(guó)際上55個(gè)大電子制造公司統(tǒng)一，數(shù)字視頻正以不太高的價(jià)格進(jìn)入消費(fèi)領(lǐng)域，數(shù)字?jǐn)z像機(jī)也應(yīng)運(yùn)而生。11.7.1數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的類型

家用級(jí)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)有MD攝像機(jī)、數(shù)字8mm攝像機(jī)、MiniDV攝像機(jī)之分。MD攝像機(jī)是將信號(hào)記錄于MD光盤上，這種MD盤與MD隨身聽(tīng)所用MD盤原理相同、尺寸相同，但能連續(xù)拍攝的時(shí)間較短。

數(shù)字8mm攝像機(jī)是使用Hi8錄像帶記錄信息的數(shù)字?jǐn)z像機(jī)，數(shù)字8mm攝像機(jī)和MiniDV攝像機(jī)不僅是同為使用錄像帶的攝像機(jī)，而且處于同一質(zhì)量檔次，最高拍攝清晰度都達(dá)到500線水平清晰度以上，外觀也非常相似。

MiniDV數(shù)字?jǐn)z像機(jī)生產(chǎn)廠家更多，品種型號(hào)更多，有更多的選擇余地，性能價(jià)格比相對(duì)較高，體積更小，重量更輕（最輕的MiniDV攝像機(jī)的重量不足400克），而數(shù)字8mm攝像機(jī)所用的錄像帶價(jià)格更低。

11.7.2數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的特點(diǎn)

DV攝像機(jī)是將通過(guò)CCD轉(zhuǎn)換光信號(hào)得到的圖像電信號(hào)和通過(guò)話筒得到的音頻電信號(hào)，進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換并壓縮處理后送給磁頭轉(zhuǎn)換記錄，即以信號(hào)數(shù)字處理為最大特征。就是這一數(shù)字化，使它與目前許多家庭廣為采用的模擬攝像機(jī)相比具有許多特點(diǎn)。記錄畫面質(zhì)量高

視頻圖像清晰程度的最基本、最直觀的量度是水平清晰度。水平清晰度的線數(shù)越多，意味著圖像清晰程度越高。由數(shù)字?jǐn)z像機(jī)所攝并播放在電視機(jī)屏幕上的圖像，比人們現(xiàn)在普遍采用的模擬、非廣播級(jí)攝像機(jī)所攝的圖像，清晰度要高得多。實(shí)際上它可與廣播級(jí)模擬攝像機(jī)所攝圖像質(zhì)量媲美。目前數(shù)字?jǐn)z像機(jī)記錄畫面的水平清晰度高達(dá)500線以上（最高520線），與早幾年廣播級(jí)的攝像機(jī)清晰度水平相當(dāng)，而家用模擬攝像機(jī)記錄畫面的水平清晰度最高只為430線，還有許多只有250線。記錄聲音達(dá)CD水準(zhǔn)

DV攝像機(jī)采用兩種脈沖調(diào)制(PCM)記錄方式。一種是取樣頻率為48KHz、16bit量化的雙聲道立體聲方式，提供相當(dāng)于CD質(zhì)量的伴音;另一種是取樣頻率為32KHz、12bit量化的四聲道(兩個(gè)立體聲聲道)方式。

能與計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息交換

這使數(shù)字?jǐn)z像機(jī)成為多媒體的最佳活動(dòng)采集源、輸入源，而且這種轉(zhuǎn)換無(wú)需進(jìn)行轉(zhuǎn)換與壓縮，因此圖像幾乎沒(méi)有質(zhì)量損失和信號(hào)丟失，從而便于人們構(gòu)建數(shù)字化的視頻編輯系統(tǒng)。

信噪比高

播放錄像時(shí)在電視畫面上出現(xiàn)的雪花斑點(diǎn)是視頻噪音。DV所記錄播放的視頻信噪比達(dá)54db，而目前激光視盤的信噪比下限為42db。用模擬帶放像時(shí)出現(xiàn)的圖像上下顫抖的現(xiàn)象，在以數(shù)字方式拍攝記錄的錄像帶上不會(huì)出現(xiàn)。

可拍攝數(shù)字照片

數(shù)字?jǐn)z像機(jī)也可像數(shù)碼相機(jī)那樣進(jìn)行數(shù)字照相，MiniDV攝像機(jī)上有照片拍攝(PhotoShot)模式，一旦啟用它就能夠“凍結(jié)”、“凝固”一幅幅畫面。盡管模擬攝像機(jī)有的也能這樣做，但用MiniDV攝像機(jī)所攝“照片”影像特別清晰，它們不僅可通過(guò)電視屏幕顯示觀看，而且可直接輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行藝術(shù)處理。

在保證圖像分辨率方面，索尼公司生產(chǎn)出具有100萬(wàn)像素級(jí)別的家用DV攝像機(jī)“DCR-TRV950”。使得用戶可用于動(dòng)態(tài)圖像拍攝和高清晰靜止圖像的拍攝。靜止圖像能夠以1152×864點(diǎn)陣拍攝。CCD的有效像素?cái)?shù)方面，拍攝動(dòng)態(tài)圖像時(shí)紅、綠、藍(lán)各色分別為69萬(wàn)像素，拍攝靜止圖像時(shí)分別為100萬(wàn)像素。

與PC機(jī)交換信息方便

DV攝像機(jī)以數(shù)字形式記錄的圖像信號(hào)，如能通過(guò)接口卡與PC機(jī)相連接，將信號(hào)輸入計(jì)算機(jī)硬盤，就可方便地進(jìn)行攝像后編輯和多種特技處理。

圖11-29全球首臺(tái)采用CMOS影像傳感器（300萬(wàn)像素）的數(shù)碼攝像機(jī)-索尼的CMOSHDV—HC1E11.8數(shù)字?jǐn)z像頭

數(shù)字?jǐn)z像頭又稱為網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)(Web-camera)、計(jì)算機(jī)攝像機(jī)(PC-camera)或網(wǎng)頁(yè)攝像機(jī)。它是一種新型的多媒體計(jì)算機(jī)外部設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，人們形象地稱之為計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的“眼睛”。按照工作原理劃分，數(shù)字?jǐn)z像頭屬于數(shù)碼影像設(shè)備。其小巧的外形和較好的圖像