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第七章多媒体输入输出设备主编:马武第七章输入输出设备学习目标1.了解常用的多媒体辅助设备；2.了解显示适配器的组成和作用；3.了解CRT显示器与LCD显示器的主要性能指标；4.了解扫描仪的分类、工作原理以及光学符号识别OCR；5．掌握数码相机的构成和使用方法；6．掌握数码摄像机和数码摄像头的原理及使用；7．了解彩色打印机和投影仪的分类、主要技术指标。第七章输入输出设备显示适配器也称显卡、视频卡、图形显示适配器等。显示适配器的基本作用是将系统中主处理器送来的数据处理成显示器认识的格式，再送到显示器形成图像。7.1显示适配器与显示器7.1.1显示适配器第七章输入输出设备显示适配器的外观显示适配器插在主板的ISA、PCI、AGP扩展插槽中。现在也有一些主板是集成显示适配器的。第七章输入输出设备1．显示适配器的组成显示主芯片显示缓存(显存)数字模拟转换器（RAMDAC）BIOS总线接口输出接口第七章输入输出设备2．显示适配器的作用信息模式的转换显示信息的控制对图形函数进行加速第七章输入输出设备7.1.2CRT显示器阴极射线管（简称CRT）显示器是目前使用比较广泛的多媒体计算机输出设备，CRT显示器的基本电路结构包括电源电路、场扫描电路、行扫描电路、视频放大电路、控制（调整）电路和CRT。CRT显示器外观第七章输入输出设备CRT显示器的主要性能指标分辨率点距刷新率带宽最大可视面积第七章输入输出设备7.1.3LCD显示器液晶显示器，英文通称为LCD（LiquidCrystalDisplay），是属于平面显示器的一种。它的主要原理是以电流刺激液晶分子产生点、线、面配合背部灯管构成画面。液晶显示器外观第七章输入输出设备1．液晶液晶最早是由奥地利植物学家莱尼茨尔在1888年发现的。液晶介于固态和液态之间，不但具有固态晶体光学特性，又具有液态流动特性，所以液晶可以说是处于一个中间相的物质。大多数液晶都属于有机复合物，由长棒状的分子构成。在自然状态下，这些棒状分子的长轴大致平行。第七章输入输出设备2.液晶显示器的显像原理液晶显示器是将液晶置于两片导电玻璃之间，利用液晶的物理特性，靠两个电极之间电场的驱动，引起液晶分子的电场效应，以控制光源透射或遮蔽功能，在电源开关之间产生明暗将影像显示出来。第七章输入输出设备3．液晶显示器的分类扭曲向列型(TN-TwistedNematic)超扭曲向列型(STN-SuperTN)双层超扭曲向列型薄膜晶体管型第七章输入输出设备4．液晶显示器的性能指标分辨率刷新率视角响应时间第七章输入输出设备7.2触摸屏触摸屏是一种坐标定位装置，用手触摸显示器上显示的菜单或按钮时，实际上触摸的是触摸检测装置，该装置将触摸位置的坐标数据通过通讯口送给计算机，做出相应的响应。触摸屏按照技术原理可以分为电阻式触摸屏、电容式触摸屏、红外线触摸屏、表面声波触摸屏等。第七章输入输出设备7.2.1电阻式触摸屏电阻触摸屏的主要部分是一块与显示器表面非常配合的电阻薄膜屏，这是一种多层的复合薄膜，它以一层玻璃或硬塑料平板作为基层，表面涂有一层透明氧化金属（透明的导电电阻）导电层，上面再盖有一层外表面硬化处理、光滑防擦的塑料层、它的内表面也涂有一层涂层、在它们之间有许多细小的的透明隔离点把两层导电层隔开绝缘。当手指触摸屏幕时，两层导电层在触摸点位置就有了接触，电阻发生变化，在X和Y两个方向上产生信号，然后送触摸屏控制器。控制器侦测到这一接触并计算出触摸的位置。第七章输入输出设备7.2.2电容式触摸屏电容式触摸屏在触摸屏四边均镀上狭长的电极，在导电体内形成一个低电压交流电场。在触摸屏幕时，由于人体电场，手指与导体层间会形成一个耦合电容，四边电极发出的电流会流向触点，而电流强弱与手指到电极的距离成正比，位于触摸屏幕后的控制器便会计算电流的比例及强弱，准确算出触摸点的位置。第七章输入输出设备7.2.3红外线式触摸屏红外线触摸屏原理很简单，只是在显示器上加上光点距架框，无需在屏幕表面加上涂层或接驳控制器。光点距架框的四边排列了红外线发射管及接收管，在屏幕表面形成一个红外线网。以手指触摸屏幕某一点，便会挡住经过该位置的横竖两条红线，计算机便可即时算出触摸点位置。第七章输入输出设备7.2.4表面声波触摸屏表面声波是一种沿介质表面传播的机械波。声波发生器能发送一种高频声波跨越屏幕表面，当手指触及屏幕时，触点上的声波即被阻止，由此确定坐标位置。表面声波触摸屏不受温度、湿度等环境因素影响，分辨率极高，有极好的防刮性，寿命长（5000万次无故障），透光率高，能保持清晰透亮的图像质量，没有漂移，只需安装时一次校正，有第三轴（即压力轴）响应，最适合公共场所使用。第七章输入输出设备7.3扫描仪手持式扫描仪平板式扫描仪底片扫描仪馈纸式扫描仪笔式扫描仪7.3.1扫描仪的分类第七章输入输出设备平板式扫描仪外观底片扫描仪外观笔式扫描仪外观第七章输入输出设备7.3.2扫描仪的工作原理扫描仪工作时，首先由光源将光线照在欲输入的图稿上，产生表示图像特征的反射光（反射稿）或透射光（透射稿），光学系统采集这些光线，将其聚焦在感光器件上，由感光器件将光信号转换为电信号，然后由电路部分对这些信号进行A/D转换及处理，产生对应的数字信号输送给计算机。第七章输入输出设备7.3.3扫描仪主要性能指标分辨率色彩位数灰度速度幅面第七章输入输出设备7.3.4文字识别系统OCROCR是文字识别系统的简称，它是英文Opticalcharacterrecognition的缩写，原意是光学字符识别。它的功能是通过扫描仪等光学输入设备读取印刷品上的文字图像信息，利用模式识别的算法，分析文字的形态特征从而判别不同的汉字。在扫描仪发展史上，文字识别软件（OCR）的出现，实现了将印刷文字扫描得到的图片转化为文本文字的功能，提供了一种全新的文字输入手段，大大提高了用户工作的效率，同时也为扫描仪的应用带来了进步。第七章输入输出设备7.4数码照相机数码照相机的分类方法很多，各有其特点。按照所采用的图像传感器分类，数码相机可分为线阵CCD相机、面阵CCD相机和CMOS相机；按照价格可分为低档相机、中档相机和高档相机；按照使用对象可分为家用型相机、商用型相机和专业型相机；按照机身结构可分为单反相机、简易型相机和长焦相机。7.4.1数码照相机的分类第七章输入输出设备1.单反相机单反数码相机指的是单镜头反光数码相机，即Digital数码、Single单独、Lens镜头、Reflex反光。单反数码相机的一个很大的特点就是可以交换不同规格的镜头。单反数码相机第七章输入输出设备2.卡片相机卡片相机也是超薄数码相机，卡片相机没有明确的概念，小巧的外形、相对较轻的机身以及超薄时尚的设计是衡量此类数码相机的主要标准。它的功能并不强大，但是最基本的曝光补偿功能是超薄数码相机的标准配置，加上区域或者点测光模式，卡片相机能够完成一些基本的摄影创作。第七章输入输出设备3．长焦相机长焦数码相机指的是具有较大光学变焦倍数的机型，而光学变焦倍数越大，能拍摄的景物就越远。一些镜头越长的数码相机，内部的镜片和感光器移动空间更大，所以变焦倍数也更大。长焦数码相机第七章输入输出设备7.4.2数码照相机的构成模数转换存储器数码相机工作原理图光线镜头光线CCD图像压缩第七章输入输出设备数码照相机的构成镜头图像传感器数据传输接口LCD（Liquidcrystaldisplay）显示屏存储卡电源第七章输入输出设备7.4.3数码照相机技术指标像素文件格式分辨率连续拍摄第七章输入输出设备7.5数字摄像头摄像头的工作原理大致为：景物通过镜头（LENS）生成的光学图像投射到图像传感器表面上，然后转为电信号，经过A/D转换后变为数字图像信号，再送到数字信号处理芯片（DSP）中加工处理，再通过USB接口传输到电脑中处理，通过显示器就可以看到图像了。第七章输入输出设备7.5.1数字摄像头的组成镜头（LENS）图像传感器（SENSOR）数字信号处理芯片（DSP）电源摄像头外观第七章输入输出设备7.5.2数字摄像头技术指标像素USB接口规范视频捕捉速度调焦、快门第七章输入输出设备7.6数码摄像机数码摄像机是将光信号通过CCD转换为电信号，再经过模拟数字转换，以数字格式将信号保存在磁带、闪存卡、DVDRW光盘或硬盘上的一种摄像记录设备。数码摄像机外观第七章输入输出设备7.6.1数码摄像机简介在许多场合下我们用DV来代表数码摄像机。DV是DigitalVideo的缩写，译成中文就是“数字视频”的意思。从内部结构上讲，数码摄像机包括可变焦光学透镜系统、取景器、CCD摄像器件、A/D转换器、数字信号处理器DSP、数字音频处理和记录系统、磁带加载和伺服机构、液晶显示器和信号输出控制单元。数码摄像机的特点如下：（1）清晰度高，色彩更加纯正。（2）体积小，重量轻。（3）记录声音达到CD水平（4）能与计算机进行信息交换第七章输入输出设备7.6.2数码摄像机的感光器件数码摄像机的感光器件也即数码摄像机感光成像的部件，能把光线转变成电荷，通过模数转换器芯片转换成数字信号。目前数码摄像机的核心成像部件有CCD和CMOS两种。第七章输入输出设备7.6.3光学变焦与数码变焦光学变焦通过改变变焦镜头中的各镜片的相对位置来改变镜头的焦距，数码摄像机的光学变焦方式与传统35mm相机差不多，通过镜片移动来放大与缩小需要拍摄的景物，光学变焦倍数越大，能拍摄的景物就越远。数码变焦并没有改变镜头的焦距，只是通过改变成像面对角线的角度来改变视角，从而产生了“相当于”镜头焦距变化的效果。数码变焦是通过数码相机内的处理器，把图片内的每个像素面积增大，从而达到放大目的。第七章输入输出设备7.7彩色打印机打印机是由微型计算机、精密机械和电气装置构成的机电一体化的高科技产品、是各种类型的计算机系统中能实现硬拷贝输出的外部设备，通过它可以将电脑处理的文件、数据和图片打印出来。目前常用的打印机为彩色打印机，常见的彩色打印机一般有彩色喷墨打印机、彩色激光打印机和热升华打印机等。第七章输入输出设备7.7.1彩色喷墨打印机彩色喷墨打印机的作用是将计算机产生的彩色图像或来自扫描仪的彩色图像高质量地打印出来。计算机用RGB模式显示的页面必须用CMY模式打印，这就需要把色彩从RGB模式转换到CMY模式。喷墨打印机上每一个喷嘴都是二进位的，它只能被打开或关闭。所以，除了从RGB模式到CMY模式的图像转换外，图像信息还必须进一步转换成送到打印头的一系列开／关命令，包括青色开／关命令、品红色开／关命令和黄色开／关命令。第七章输入输出设备7.7.2彩色激光打印机激光打印机是20世纪60年代Xerox公司发明的，它是一种非击打类型的页式打印机，采用电子照相技术。彩色激光打印机是在普通单色激光打印机的黑色墨粉基础上增加了黄、品红、青三色墨粉，并依靠硒鼓感光四次，分别将各色墨粉转移到转印硒鼓上，转印硒鼓再将图形转印到打印纸上面，达到输出彩色图形的结果。彩色激光打印机外观第七章输入输出设备7.7.3彩色热升华打印机彩色热升华打印机使用固体颜料而非墨水，其色带上涂的固体颜料具有升华性质，颜料经加热头加热直接升华，进而转印到纸张上，加热头由许多加热元件构成，可以形成256种不同的温度，导致颜料升华的程度有256级的区别。热升华打印的彩色颜料有青、品、黄三种，所能组合成的色彩也就有256×256×256＝1670万种之多。由于色彩的转印不是物理的墨滴，而是气相的颜料，所形成的色阶几乎是连续的，色彩非常细腻，也看不到喷墨打印那样的点。彩色热升华打印机第七章输入输出设备7.8投影仪投影仪是一种多媒体计算机的输出设备，主要用于多媒体计算机的信息显示，可将信号放大投影到大面积的投影屏幕上，广泛地应用于教学、会议、旅游等领域。投影仪外观第七章输入输出设备7.8.1投影仪分类投影仪按照结构原理分类主要有:CRT（CrystalRayTube，