人机交流的窗口：输入输出设备.ppt

第六讲 人机交流的窗口：输入输出设备,计算机世界巡游,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,计算机导论新编,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,如果把计算机比作一个睿智的哲人,那么输入/输出设备就是这位哲人与外界交流信息的耳目和双手,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,输入输出设备概述,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,人和电脑：需要沟通的工具,人类是一个复杂的群体，分成许多的民族和国家，使用各种字符、图形、声音、手势表达自己的意志和要求。 电脑象是一个特殊的民族，它只使用两个字符“0”和“1”来表达自己的意志和思想。 人类是电脑的主人；电脑为人类服务。人的意志和要求如何由电脑来实现？这就需要沟通的工具。,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,输入设备的功能,把用户的数据转换成计算机能够处理形式（0和1，即电信号的“通”与“断”),莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,输出设备,把计算机处理过的信息转换成用户能够识别的形式（如单词、数字、声音、图像）,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,常用输入和输出设备,输入设备 Light pen 光笔 Video capture card 视频捕捉卡（图像捕捉卡） Video source 视频源 Scanner controller card 扫描仪控制卡 Scanner(+barcodes,MICR,OMR,OCR) 扫描仪（可附加条形码、磁性油墨字符识别、光学标记识别、光学字符识别等功能） Mouse(or trackball,joystick,touchpad) 鼠标（或轨迹球、游戏杆、触控屏） Keyboard 键盘 Microphone 麦克风（话筒） Digital camera 数码相机 Digitizing tablet 数字化仪,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,常用输入和输出设备,输出设备 Monitor 显示器 Display adapter 显示适配器（显示卡） Sound card 声卡 Speaker 扬声器（音箱，喇叭） Printers (and plotters) 打印机（和绘图机）,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,港台术语：计算机的基本硬体(硬件),输入设备 Input Hardware,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,三类输入设备,键盘类输入设备 指点类输入设备 原始资料输入设备,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,键盘,功能键 快速执行特定任务 随软件不同而不同,主键盘 英文打字机按键 特殊的命令按键,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,键盘,小键盘(Numeric keypad) Num Lock 数字锁定键 On 数字及数学符号 Off 光标控制 光标控制键,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,键盘的种类,机械式键盘 电容式键盘 采用类似电容式开关的原理，通过按键改变电极间的距离而产生电容量的变化，暂时形成震荡脉冲允许通过的条件，具有噪音小、磨损小、手感好、工艺复杂的特点。 人体工学键盘 该类键盘增加了托手，解决了长时间悬腕或塌腕的劳累，并将两手所控的键位向两旁分开一定的角度，使两臂自然分开，达到省力的目的。目前这类键盘品种很多，有固定式、分体式和可调角度式，以适应不同操作者的各种姿势。 无线键盘 键盘盘体与电脑间没有直接的物理连线，通过红外线或无线电波将输入信息传送给特制的接收器。,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,明基新款人体工学键盘,微软人体工学多媒体键盘,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,指点类设备,标示屏幕上光标的位置 在绘图软件中控制绘图的工具 执行程序,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,指点类设备: 鼠标(滑鼠),种类 机械式 光电式 无线 特色 手掌大小 1或2个按钮 3D滚轮,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,实物：双飞燕牌无线鼠标,这款双飞燕的无线鼠标，其接收器就配有2个硬件频率，255个数位辨识码，保证了鼠标在无线连接过程中的稳定性，传输的范围就达到了2米。这个双飞燕的无线鼠标，其除了可以插在PS/2接口上使用外，还可以用USB接口。售价方面嘛，在鼠标的盒子上面就已经打了出来了，惊爆价78元。,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,指点类设备：轨迹球和触控屏,轨迹球 上下颠倒的鼠标 圆球在上方 用手滚动圆球 常用于笔记本电脑 触控屏 对压力非常敏感的面板 当你滑动手指时光标会随之移动 常用于笔记本电脑,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,轨迹球 (Trackballs),莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,笔记本电脑的触控屏 (Touchpads),莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,指点类设备：光标杆和摇杆,光标杆 ( Pointing stick ) 压力感应装置 装在键盘中央的G和H键之间 压下它的其中一边会使得光标往那个方向一直移动 摇杆 ( Joystick ) 是个短杆 手握式 移动的距离及速度控制了屏幕上光标的位置,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,指点类设备：光笔输入设备,小型的掌上型装置 使用电子笔(stylus) 确定位置的光标 以手写方式输入 个人数字助理 ( Personal Digital Assistants, PDA ),莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,指点类设备： 图形板 (Graphics Tablet),数字化板 一块长方形的板子 以触控笔来书写 由电子式的小点所形成看不见的格子 当触控笔移动经过电子小点时会送出该点的位置 精度较高的绘图 使用者通常是建筑师或工程师,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,触摸屏技术,随着计算机技术的普及，在20世纪90年代初，出现了一种新的人机交互作用技术触摸屏技术。利用这种技术使用者只要用手指轻轻地碰计算机显示屏上的图符或文字就能实现对主机操作，这样摆脱了键盘和鼠标操作，使人机交互更为直截了当。因此，触摸屏技术已成为当前最简便的人机交流的输入设备。,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,指点类设备：触摸屏,触摸屏从低档向高档逐步升级和发展：从电阻式、红外线式走向电容感应式和表面声波式。,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,触摸屏的种类,- 电阻式触摸屏 利用压力感应进行控制。表层是一层塑胶，底层是玻璃，能在恶劣环境下工作，但手感和透光性较差，适合配带手套和不能用手直接触控的场合。 - 电容式触摸屏 玻璃表面贴上一层透明的特殊金属导电物质。当有导电物体触碰时，就会改变触点的电容，从而可以探测出触摸的位置。由于电容随温度、湿度或接地情况的不同而变化，故其稳定性较差。适用于系统开发的调试阶段。,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,- 红外触摸屏 由装在触摸屏外框上的红外线发射与接收感测元件构成，在屏幕表面上，形成红外线探测网，任何触摸物体可改变触点上的红外线而实现触摸屏操作。红外触摸屏不受电流、电压和静电干扰，适宜某些恶劣的环境条件。主要优点是价格低廉、安装方便、不需要其它任何控制器，可用在各档次的计算机上。此外，由于没有电容充放电过程，响应速度比电容式快，但分辨率较低。 - 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。该种触摸屏的角上装有超声波换能器，能发送高频声波跨越屏幕表面，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。优点：不受温度、湿度等影响，分辨率极高，有极好的防刮性，寿命长（5000万次无故障），能保持清晰透亮的图像质量，最适合公共场所使用。,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,触摸屏,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,原始资料输入设备,使用特别的设备在来源处收集资料 直接传送到电脑中 省去键盘输入 相关的输入方式 扫描输入类 语音输入类 光学输入类,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,扫描类输入设备,条形码阅读器（Barcode reader） 光学标记识别和字符识别装置 (Mark-Recognition and Character-Recognition Devices) 传真机（Fax Machines） 扫描仪（Scanner, Imaging System）,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,条形码技术最早产生在风声鹤唳的二十年代，诞生于Westinghouse的实验室里。一位名叫John Kermode性格古怪的发明家“异想天开”地想对邮政单据实现自动分检，那时候对电子技术应用方面的每一个设想都使人感到非常新奇。 他的想法是在信封上做条码标记，条码中的信息是收信人的地址，就象今天的邮政编码。为此Kermode发明了最早的条码标识，设计方案非常的简单，即一个“条”表示数字“1”，二个“条”表示数字“2”,以此类推。然后，他又发明了由基本的元件组成的条码识读设备：一个扫描器(能够发射光并接收反射光)；一个测定反射信号条和空的方法，即边缘定位线圈；和使用测定结果的方法，即译码器。,条形码技术：昨天,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,实用条形码是由美国的NTWoodland在1949年首先提出的近年来，随着计算机应用的不断普及，条形码的应用得到了很大的发展条形码可以标出商品的生产国、制造厂家、商品名称、生产日期、图书分类号、邮件起止地点、类别、日期等信息，因而在商品流通、图书管理、邮电管理、银行系统等许多领域都得到了广泛的应用. 条形码是由宽度不同、反射率不同的条和空，按照一定的编码规则（码制）编制成的，用以表达一组数字或字母符号信息的图形标识符即条形码是一组粗细不同，按照一定的规则安排间距的平行线条图形常见的条形码是由反射率相差很大的黑条（简称条）和白条（简称空）组成的,条形码技术：今天,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,可靠准确。有资料可查键盘输入平均每300个字符一个错误，而条码输入平均每15000个字符一个错误。如果加上校验为位出错率是千万分之一。 数据输入速度快。键盘输入，一个每分钟打90个字的打字员1.6秒可输入12个字符或字符串，而使用条码，做同样的工作只需0.3秒，速度提高了5倍。 经济便宜。与其它自动化识别技术相比较，推广应用条码技术，所需费用较长低。 灵活、实用。条码符号作为一种识别手段可以单独使用，也可以和有关设备组成识别系统实现自动化识别，还 可和其他控制设备联系起来实现整个系统的自动化管理。 自由度大。识别装置与条码标签相对位置的自由度要比OCR大得多。条码通常只在一维方向上表达信息，而同一 条码上所表示的信息完全相同并且连续，这样即使是标签有部分缺欠，仍可以从正常部分输入正确的信息。 设备简单。条码符号识别设备的结构简单，操作容易，无需专门训练。 易于制作。可印刷，称作为“可印刷的计算机语言”。条码标签易于制作，对印刷技术设备和材料无特殊要求。,条形码技术：优越性,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,条形码阅读器Barcode Reader,一种光电扫描装置,将条形码转换为数字码(ASCII或EBCDIC码). 常用于 商场 书店 图书馆,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,标记识别和字符识别,手写或印刷物字符的识别扫描。与普通扫描输入不同处在于其输入将转换为可编辑或可通过程序进一步处理的字符，而普通扫描输入的是一张图而非字符，不能用字处理软件编辑或供程序调用。 常用识别技术有： MICR（磁性油墨字符识别） OMR（光学标记识别） OCR（光学字符识别）,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,磁性油墨字符识别（MICR）,一种使用特殊的机器可读字符的技术，通过它，文件(即支票、信用转帐、直接借记)可由MICR设备自动读入以进行电子处理。 读取由磁化粒子所构成的字符（如支票下方的数字）。 MICR书写机 在支票上产生磁性油墨字符。,Fig 3.10,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,MICR的应用：支票阅读器,电子支付终端和自动支票阅读器的一体化终端，内置传感器可以自动检测支票并自动读取支票，支票号码可上传到银行进行确认。,支票阅读器,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,光学识别技术：OMR,光学标记识别（OMR） 把用铅笔涂写的标记转换为计算机可用的信息 典型应用：考试用阅卷机,光学标记阅读机（简称OMR）是一种专用计算机输入设备，它能快速识别信息卡上的涂写内容，并传入计算机中处理。它的基本原理是发光器件发出的光照射在信息卡的信息位上，如该信息位被涂黑则部分光被吸收，反射光变弱，否则，反射光变强，由对应的接收管将强弱不同的光信号转移成电信号，再经A/D转换、数字滤波、模式识别后完成对信息卡中字符的识别。,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,光学识别技术：OCR,光学字符识别(OCR) 印刷或手写字符识别 早期只能识别专门的印刷字符（OCR字体）,OCR工作原理为通过扫描仪（或数码相机）等光学输入设备获取纸张上的文字图片信息，利用各种模式识别算法分析文字形态特征，判断出文字的标准编码，并按通用格式存储为计算机的文本文件。OCR实际上是让计算机认字，实现文字自动输入，是一种非常快捷、省力的文字输入方法。它录入速度快、准确性高（识别率可达98.5%以上），操作简便，能大幅度提高工作效率，适应信息时代快节奏的要求，因而具有广泛的发展前景。,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,扫描仪（Scanner）,把文字、图纸、照片等转换为计算机能够存储和进一步处理的数字形式。 扫描仪是一种高精度光电结合的高技术产品，它主要由光、机、电三个部分组成。光路部分最主要的是由几千个感光元件构成的CCD（Charged Coupled Device光电耦合器）；机械部分是采用步进式的机械传动方式进行扫描；电路部分主要由控制电路和处理器组成。扫描仪的工作原理是通过CCD器件将所扫描的文件读入处理器，经过光电耦合将光信号转换为电子信号，并利用扫描仪接口卡将信号送入计算机中。扫描仪没有问世之前，图形、图像的输入相当困难，扫描仪的问世使这一问题得以解决，同时又促进了图形学及图像处理领域的进一步发展。它广泛运用于图像处理、文字识别、图形识别，是文字、数据录入和信息识别领域不可缺少的办公设备。,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,扫描仪的种类,平板扫描仪 一次扫描一张纸或图片 鼓形扫描仪 具有电动滚筒 小巧方便 手持式扫描仪 最便宜也最不精确 便携,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,语音输入Audio Input,声音识别 识别说话者的语音 需要训练学习 语音识别装置 经由麦克风输入 将声音转换为二进制代码,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,视频和照相输入：数码相机,所谓数码相机，是一种能够进行拍摄，并通过内部处理把拍摄到的景物转换成以数字格式存放的图像的特殊照相机。与普通相机不同，数码相机并不使用胶片，而是使用固定的或者是可拆卸的半导体存储器来保存获取的图像。数码相机可以直接连接到计算机、电视机或者打印机上。在一定条件下，数码相机还可以直接接到移动式电话机或者手持PC机上。由于图像是内部处理的，所以使用者可以马上检查图像是否正确，而且可以立刻打印出来或是通过电子邮件传送出去。,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,形形色色的数码相机,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,数码相机的工作原理,当按下快门时，镜头将光线会聚到感光器件CCD（电荷耦合器件）上, CCD是半导体器件，它代替了普通相机中胶卷的位置，它的功能是把光信号转变为电信号。这样，我们就得到了对应于拍摄景物的电子图像，但是它还不能马上被送去计算机处理，还需要按照计算机的要求进行从模拟信号到数字信号的转换，ADC（模数转换器）器件用来执行这项工作。接下来MPU（微处理器）对数字信号进行压缩并转化为特定的图像格式，例如JPEG格式。最后，图像文件被存储在内置存储器中。至此，数码相机的主要工作已经完成，剩下要做的是通过LCD（液晶显示器）查看拍摄到的照片。有一些数码相机为扩大存储容量而使用可移动存储器，如PC卡或者软盘。此外，还提供了连接到计算机和电视机的接口。,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,其他输入设备,传感器 (Sensors) 将环境中的速度、运动、重量、压力、温度等转换为计算机的输入。 人体生物特征(Human-Biology)输入装置 生物特征识别系统：指纹锁、视网膜识别器等 视线控制系统：让残疾人用眼睛控制计算机 多媒体设备输入 声卡：为所有多媒体节目提供音响功能 麦克风：为声卡提供声音输入 摄像扫描仪:照片等输入 视频捕捉卡：数字摄像机等输入,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,一种生物半导体门禁、考勤系统,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,指纹硬盘,虽然通过指纹的系统登录及应用程序登录模块，可以保护你的数据安全，但他们还是属于“门卫”式的防护，一旦有不明用户进入你的计算机后，你计算机上的文档就彻底暴露在别人面前，尤其是长文件名的大量使用，更使别人能通过文件名知道你文档的价值。针对这种安全漏洞，同时也作为指纹认证系统重要的一环，指纹硬盘能有效阻止这种侵犯，保护你数据的安全。 指纹硬盘的概念是在你硬盘的指定区域建立一个指纹硬盘空间，大小可以自定义，该区域空间采用RC5加密算法实施加密，使用者首先通过指纹进行身份认证,如果身份合法,则可以象操作一般硬盘或文件夹一样操作。而对于非授权用户，该指纹硬盘是不可见的。,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,指纹硬盘不仅解决了非法用户闯入系统时，仍能有效地保护数据的安全；同时因为指纹硬盘授权用户可以同系统登录用户不同，从而实现了一台计算机可以多人使用，而又能有效保护各人私有空间及私有数据的功能，这点对财务系统以及公司内部多人使用同一台电脑时特别有效。,输出设备Output Hardware,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,输出设备,种类 打印机 显示器 声音输出设备,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,打印机 Printers,打印方式 击打式 非击打式 激光打印机 喷墨打印机,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,击打式打印机 Impact Printers,点阵式打印机 针式打印机利用机械传动机构驱动细针阵列打击色带，从而在色带背后的介质上留下打印轨迹，分辨率不高，噪音大，不能输出精美彩色文件是针式打印机最大的缺陷。 根据打印头中打印针的数量，通常有9针、18针和24针几种。 打印成本低廉，仍活跃于票据打印等领域。,通过打印头击打色带形成字符或图像。这种打印机正在开始逐渐退出家用和办公自动化市场。,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,非击打式打印机：激光打印机雷射印表机 Laser printer,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,彩色激光打印机结构图,整个激光打印流程由“充电”开始，先在感光鼓上充满负电荷或正电荷，然后打印机处理器处理好的图像信息透过激光束照射到感光鼓上，在相应的位置上形成曝光。由于碳粉带有同感光鼓相同性质的电荷，快速转动的感光鼓经过碳粉匣时，被曝光的部位便会吸附带电的碳粉，“显像”出图像。纸张进入机器内部后带有与碳粉相反的正电荷或负电荷，由于异性相吸，便使感光鼓上的碳粉“转像”到纸张上。为了使碳粉更好地附在纸上，熔印辊则以高温高压方式将碳粉“定影”在纸上(故此刚打印的纸张都有较高温度)。然后将感光鼓上残留的碳粉“清除”，最后为“除像”，即除去静电，使感光鼓表面的电位回复到初始状态，进入下一轮打印。,感光鼓,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,非击打式打印机：喷墨打印机喷墨印表机 Ink-jet printer,利用喷墨头把细小的墨滴喷到打印纸上，墨滴越小，打印的图片就越清晰。现在的高品质喷墨打印机的墨点的大小只有3到9皮升，相当于30到90亿分之一毫升，肉眼基本上是看不到的。 市场上喷墨打印机大都为彩色喷墨打印机，带有两个墨盒，一个是黑色墨盒，一个是彩色墨盒。由于喷墨打印机墨的消耗比较大，一般来说每个单色墨盒可以打300张左右，如果用彩色打印，消耗就更快些。,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,喷墨打印机的两大类型,目前喷墨打印机主要有压电式和气泡式两种。 压电式喷墨打印机压电式喷墨打印机喷头内装有墨水，在喷头上下两侧各装有一块压电晶体，在压电晶体上施加脉冲电压，使其变形后产生压力，从而挤压喷头喷出墨滴，每个喷头上的压电晶体通过电路连到打印机数据形成电路。所以喷嘴的喷墨管道连到一个墨水盒，为了避免墨水干固及灰尘堵塞喷嘴，在喷头部装有一块挡板，不打印时盖住喷嘴，在喷嘴的头部还有一块保持恒温的喷嘴导孔板，用以保持喷嘴头部的温度不变，从而使打印出来的点阵大小不受环境温度的影响。 气泡式喷墨打印机气泡式喷墨打印机在其喷头的管壁上装有热元件，加在热元件上的电脉冲信号由打印机数据形成电路提供。当幅值足够高、脉冲足够小的脉冲电压作用于热元件时，热元件急速升温，使靠近热元件的墨水汽化，形成微小气泡，微小气泡变大形成薄的蒸气膜，该蒸气膜将墨水和热元件隔离，所以墨水并不加热（故不需要墨水的冷却装置）。,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,显示器 Monitor, Display,阴极射线管 (Cathode Ray Tube，CRT),液晶显示器 ( Liquid Crystal Display，LCD),莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,CRT显示器三个指标,分辨率(Resolution) 每行扫描点数X每屏扫描行数 常见有800X600 和1024X768 点距(Dot pitch，栅距 ) 电子束扫描两个点之间的距离 常见有0.28mm，0.25mm，0.21mm等 刷新率(Refresh rate） 刷新率又称“刷新频率”，指显示器每秒重画屏幕的次数，刷新率越高，屏幕闪烁越小，对人眼睛产生的刺激越小。75Hz以上的刷新率人眼基本感觉不到闪烁，85Hz以上则完全没有闪烁感 。因此建议选择的刷新率为85Hz。 对于大多数用户来说，1024768是他们工作中的最优分辨率。市面的主流17寸纯平显示器都可以在1024768的分辨率下达到85Hz的刷新率，,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,显示器的带宽,带宽代表的是显示器的一个综合指标，也是衡量一台显示器好坏的重要指标。它是指显示器每秒钟所扫描的像素数量，也就是说在单位时间内，每条扫描线上显示的像素点的总和，单位是Hz。 用r(x)表示每条水平扫描线上的图素个数；r(y)表示每帧画面的水平扫描线数；V表示每秒钟画面的刷新率；B表示带宽。则显示器带宽的计算公式是： B = r(x)r(y)V1.3 例：显示器标称可以在1024768的分辨率，和85Hz的刷新率下正常显示的话，我们就可以计算出这台显示器的实际带宽为： B =1024768851.3 = 87MHz,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,CRT显示器的两种扫描方式隔行扫描 与 逐行扫描,隔行扫描 屏幕在显示一屏图像时，需要分作两次（一次扫描奇数行，一次扫描偶数行）全屏扫描。这种方式使屏幕显示时有闪烁感。 逐行扫描 仅在一次扫描中便将图像全部显示在屏幕上，效率高，且对眼睛有保护作用。,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,在计算机显示系统的发展历程中，业界制定了多种显示标准，从最初的MDA经历了CGA，EGA，VGA，XGA ，SVGA等的发展过程。与相应的显示适配器标准相配的显示器也称之为VGA，SVGA，XGA显示器等。 VGA 分辨率:320200(256色) 640480(16色) SVGA 分辨率: 256色下支持800600或1024768 。 XGA 24位色彩或称“真彩色”。 1024768、12801024。某些高档显示器还支持16001200或16001280。,显示器的图形标准,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,显像管的种类,球面显像管 球面显像管的形状是球体的一部分。这种显像管的缺点也很明显，就是随着观察角度的改变，球面屏幕上的图像会发生歪斜，而且非常容易引起外部光线的反射，降低了对比度。这种显像管的优势在于价格很便宜，但由于它不可避免的缺陷，目前只有14英寸显示器仍然采用这种传统的球面管 。,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,显像管的种类,平面直角显像管 采用了扩张技术，使传统的球面管在水平和垂直方向向外扩张，也就是常说的平面直角显像管。所以相对于球面显像管来说，这种显像管比传统的球面显像管看上去要平坦很多，同时在防止光线的反射和炫光方面也有了不少改进，加上比较低廉的价格，使之在15英寸以上的显示器中得到广泛的运用。 这种显示器的屏幕实际上也是一个球体的一部分，只是这个球体的直径很大，使得屏幕看起来几乎是个平面。 目前大多数的 15、 17、 19、21英寸显示器都是平面直角的。,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,显像管的种类,柱面显像管 如索尼推出的Trinitron（特丽珑 ）和三菱推出的Diamondtron（钻石珑 ），在垂直方向是平直的，在水平方向有弯曲，使得图形更为清楚及明亮，统称为Aperture Grill（栅状荫罩）技术。 荫栅显像管具有比荫罩显像管更高的亮度和对比度，同时不失精确的聚焦。因此这种显像管比较适于图像编辑工作。但它在水平方向的弧度不太利于文字的显示。这种显像管的缺点在于它所采用的条栅状光栅抗冲击性能较差，因此不适合在严酷的工业场合应用。,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,显像管的种类,纯平显像管 纯平显像管是近2年才出现的，由于它的屏幕外表面达到了完全平面化，所以称之为纯平显像管或者镜面显像管。纯平显像管消除了传统显像管图像显示失真的现象，色彩也更为的鲜艳。由于纯平显像管本身的优势，必将逐渐成为CRT显示器市场的主导力量。纯平CRT显示器使用的显像管主要为索尼FD Trinitron、三菱Diamontron NF、LG Flatron和三星DynaFlat，此外松下、日立和东芝等公司也有相应的显像管产品。纯平显像管的成本要高于普通显像管，这主要是由于制造纯平显像管的成品率比较低，而且玻璃的用量也有所增加。此外，制造工艺和电路设计的改进也提高了纯平显像管的价格。为此，纯平显示器往往要比普通显示器价格昂贵。,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,CRT显示器与认证标准,电脑显示器的辐射会对人体造成一定的伤害，普通显示器它不可避免产生电磁辐射，当达到一定强度时，将对人体产生负面效应，导致头疼、失眠、记忆衰退、血压升高或下降、心脏出现界限性异常等症状。如果在电磁辐射超强度的环境下长期作业，严重的可能引起部分人员流产、白内障，甚至诱发癌症。电磁波对眼睛的伤害也是很大的，轻则引起一般性视疲劳，眼睛胀痛、流泪或者头痛恶心；重则引起眼肌性视疲劳，最常见的是导致外影斜，此外，也是白内障、干眼病的诱导因素。 国际上的标准主要有MPR II和TCO两种。目前大多数显示器厂商所说的防辐射是指MPR II。,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,MPR II和TCO认证标准,MPR诞生于1987年，是瑞典技术委员会就电磁辐射对人体健康的影响而推出的一个规范，现己成为国际标准。于l990年推出的MPR II主要限制显示器在使用中产生的磁场强度等，提供了多项显示器标准，包括闪烁度、跳动、线性、光亮度、反光度及字体大小等，尤其对超低频和甚低频辐射进行了最大的限制、已成为一种比较严格的电磁辐射标准，所有符合此标准的显示器一般都可称为“超低辐射”。现在生产的显示器一般都已经通过MPR II认证。 TCO标准是由瑞典劳工联盟提出的，用于规范显示器的电子和静电辐射对环境的污染。TCO规范的各种测试标准比MPR-II更加严格。而只有在生态学、能源学、辐射、人体工程学和电气安全性等五大方面都符合TCO标准，才能通过TCO相应版本的认证 。,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,面向计算机设备的四代TCO标志,TCO认证是目前显示器行业通行的一种国际认证标准,并得到全球一致认可。目前常用的有TCO92、TCO95和TCO99。其中TCO92与MPR-II相似、但标准稍高一些。 2002年11月，TCO03标准正式推出,它除了环境保护、节省能源、电磁辐射、人体工学和电气安全性等方面提出了更高的要求, 还对于使用者最关心的亮度、表面反射、图像稳定性、辐射、环保等方面制定了更严格的标准。,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,TCO05：整机认证,2005年，TCO组织推出了TCO认证有史以来面向PC整机的标准TCO05，且分为TCO05 Notebook（笔记本电脑）和TCO05 Desktop（台式电脑）两大体系。,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,由于TCO认证在我国并不是强制的准入认证，而且也并不是所有的显示器厂家对这个感兴趣（因为会增加成本），于是就有很多厂商在搞一些文字上面的游戏，利用消费者对认证指标的不了解欺瞒消费者，最明显的例子就是用“符合” TCOXX的这种极易误解字眼迷惑消费者，或者那自家标成的指标和TCO的一些参数作比较，声称远超过TCO的要求。 可通过显示器上TCO标志来判断是否符合TCO认证标准。,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,液晶显示器需要TCO认证吗？,由于液晶显示器具有无辐射、无闪烁的“天生丽质”，使得许多人认为液晶显示器没有通过TCO认证的必要。其实不然，一方面液晶显示器匹配的电源（无论是内置还是外置）同样会产生交变电磁场影响人体：另一方面，TCO认证并不是仅仅限定电磁辐射一个方面，它还综合了显示性能，环境保护等多方面的要求，衡量的是液晶显示器的全面指标。,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,如何看显示器的选购参数,飞利浦(Philips) 107C5型 荷兰皇家飞利浦电子集团 17纯平/点距0.21mm /最高分辨率1280*1024/带宽108MHz/显亮3代/TCO03 爱国者775FP型 北京华旗资讯数码科技有限公司 17纯平/点距0.25mm/最高分辨率1280*102460Hz /带宽110MHz/TCO99 AOC 7KIR-H8型 冠捷电子(福建)有限公司 17纯平/栅距0.25mm/30-85KHz/最高分辨率1600*1200 60Hz /带宽160MHz/MPR,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,DisplayMate测试软件,由著名的SONERA科技公司推出的一款专业的显示设备测试软件，人称“真正的专业级显示器调整、测试软件完整版”。 DisplayMate测试软件除了进行质量分析测试之外，还可以用这个软件设置显示器的亮度和对比度。显示器的色温设定为9300K，或是比较接近的数值。通过专门测试图像，DisplayMate可以帮助我们判断各台显示器的色彩还原、色彩/灰度过渡、高亮度区域的推尾和交错闪烁现象。 校内下载： ftp:/172.16.97.10/实用软件 displaymate文件夹（在命令行下执行install.exe进行安装）,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,LCD显示器,主动式矩阵 active-matrix TFT (薄膜工艺学)技术 每个象素都有一个对应的晶体管控制 图象比较明亮清晰 看得见的角度比较宽 被动式矩阵 passive-matrix 使用的晶体管较少 比较便宜 消耗的电力较少,目前大多数的LCD显示器均是属于主动式矩阵结构（TFT）。它可以单独控制某一像素上的电压强度，改变液晶分子结构，从而造成不同明亮的层次。,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,关于液晶（liquid-crystal）,液晶的奇特性质是由一个奥地利植物学家F. Renitzer在1888年发现的。这些性质被开发作商业用途花了85年，日本的夏普公司于1973发布了它的第一个产品：一款数字显示的电子计算器。 液晶得名于其物理特性：它的分子为晶体，不过以液态存在而非固态。如果你将电流通过液晶层，晶粒子会向正负两极聚集。当没有电流通过时，它们会彼此平行排列。,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,显示效果：不仅取决于显示器,一个设施先进、灯光辉煌的高级剧场，是艺术表演成功的重要基础；但真正的成功，还必须有将剧本转换为表演的优秀演员。 高品质的显示器是获得良好显示效果的重要基础；高品质的显示卡是理想显示效果的成功保证。,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,显示卡常识,功能：将CPU送来的数字信息转换成控制显示器电路工作的模拟信号。 分类：2D和3D （D-dimension,维） 2D平面图形（普通电脑显示） 3D立体图形（三维动画/游戏/设计） 主要性能指标：最大分辩率、色深、刷新频率。对于3D显示卡，增加两个重要的速度指标“像素填充率”、“三角形（多边形）生成速度”。 集成显卡：主板集成显卡电路，使用系统内存作为显存，一般电脑可用之。,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,显示卡的主要技术指标,最大分辩率：显示卡能在显示器上描绘点数的最大数量，通常以“横向点数x纵向点数”表示，例如“1024x768” 。 色深：在某一分辨率下，每一个像点可以有多少种色彩来描述，它的单位是“bit”（位）。具体地说，8位的色深是将所有颜色分来256（28）中的一种来描述。当然，把所有颜色简单地分为256种实在太少了点，因此，人们就定义了一个“增强色”的概念来描述色深，它是指16位（216=65536 色，即通常所说的“64K色”） 及16位以上的色深。在此基础上，还定义了真彩24位和32位色等。 刷新频率：图像在屏幕上更新的速度，也即屏幕上的图像每秒种出现的次数，它的单位是赫兹（Hz）。一般人眼不容易察觉75Hz以上刷新频率带来的闪烁感，因此最好能将您显示卡刷新率调到75Hz以上。注意，并非所有显示卡都能够在最大分辩率下达到75Hz以上的刷新频率，而且显示器也可能因为带宽不够而不能完美地达到您的要求。一些低端显示卡在高分辩率下只能设置为60Hz。,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,3D显卡：还有两个速度指标,三维图像的生成比较复杂。我们在屏幕上看到的三维物体其实是由成千上万个三角形（或多边形）通过复杂的运算拼凑而成。一个三维的物体运动时，要及时地显示出原先被遮住的地方，并及时地抹去现在被遮住的部分，并且还要针对现场的光线用不同的色彩填充这些“三角形”。由于人眼具有“视觉暂留”特性，所以当三维图像快速地进行生成、消失和像素填充时，看不出破绽。 三维图像的质量与处理速度直接相关。描述一个显示卡的3D特性最基本的指标是“像素填充率”和“三角形（多边形）生成速度”。,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,显示卡上主要的部件,显示卡上主要的部件有：显示芯片、RAMDAC、显示内存、BIOS、VGA插座、特性连接器等。有的显示卡上还有可以连接彩电的TV端子或S端子。还有一些近期出现的显示卡由于运算速度快，发热量大，在主芯片上用导热性能较好的硅胶粘上了一个散热风扇（有的是散热片），在显示卡上有一个2芯或3芯插座为其供给电源。,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,新型显卡,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,显示芯片两大品牌： NVIDIA和ATi,显示芯片是显示卡的“心脏”，决定了该显示卡的档次和大部分性能，同时也是2D显示卡和3D显示卡区分的依据。 高档显卡市场两大阵营：ATi Radeon系列和NVIDIAr GeForce系列,GeForce 6800 Ultra:2.22亿个晶体管!,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,04年4月14日: NVIDIA GeForce 6800系列GPU规格公布,GeForce 6800 Ultra规格 16条渲染管道，6个Vertex模块，支持DDR3，32bit流水线 支持PCI Express x16, AGP 8x 2.22亿个晶体管 400Mhz的核心时钟频率 IBM 0.13微米工艺制造 支持512M显存,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,RAMDAC芯片,其含义是“数-模转换器”它的作用是将显存中的数字信号转换为能够用于显示的模拟信号。RAMDAC的转换速率以MHz表示，决定了刷新频率的高低（与显示器的“带宽”意义近似）。该数值决定了在足够的显存下，显示卡最高支持的分辩率和刷新率。第四代3D显示卡大多采用了300MHz以上的RAMDAC。为了降低成本，有些厂商将RAMDAC做到了显示芯片内，在这些显示卡上找不到单独的RAMDAC芯片。,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,显存容量：合适为宜,由于3D的应用越来越广泛，以及大分辩率、高色深图形处理的需要，对显存速度的要求也越来越快，从早期的DRAM，过渡到EDO-DRAM，一直到现在经常见到的SDRAM、SGRAM和DDR，速度越来越快，性能越来越高。 显存容量：一般集成显卡8M左右即可，独立显卡32-128M，高档显卡256M或更大。,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,显卡总线接口,显示卡要插在主板才能与主板互相交换数据。与主板连接的接口主要ISA、EISA、VESA、PCI、AGP等几种。ISA和EISA总线带宽窄、速度慢，VESA总线扩展能力差，这三种总线已经被市场淘汰。现在常见是PCI和AGP接口。 PCI接口是一种总线接口，以1/2或1/3的系统总线频率工作（通常为33MHz），如果要在处理图像数据的同时处理其它数据，那么流经PCI总线的全部数据就必须分别地进行处理，这样势必存在数据滞留现象，在数据量大时，PCI总线就显得很紧张。 AGP接口是为了解决这个问题而设计的，它是一种专用的显示接口，只有图像数据才能通过AGP端口。目前的显示卡接口的发展趋势是AGP接口。AGP技术分AGP1x、AGP2x、AGP4x和AGP8x。其中AGP8x数据传输带宽可达2.1GB/s的水平。,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,声卡：也是一种转换电路,把CPU处理过的数字信息转换为音箱、耳麦等音响输出设备的声音控制信号，或将麦克风等音响输入设备的产生的声音转换为数字信息供CPU处理。,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,音箱小谈,作为多媒体电脑的“视”、“听”功能的重要组成部件，一套指标合理、价格适中的音箱，与显示器和声卡精心搭配之后，完全可以使你在闲暇之余感受到什么叫真正的“数字视听双享受”。 目前市面上常见的电脑多媒体音箱基本上可分为普通小型书架式音箱和x.1两种主要结构。,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,大众化：普通小型书架音箱,通常由两只音箱组成，每只音箱包括两个扬声器单元。一个为高音单元，外观是直径较小的喇叭，负责中高音回放；另一个是大直径的低音单元，它的功能是提供低音。这两个扬声器单元在音箱内的分频元件的作用之下，分别接受高频信号和低频信号，从而各自发出中/高音和低音。,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,“冲击波” 是北京东方力迅公司的品牌,“漫步者”是北京爱德发高科技集团的品牌,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,专业化：x.1结构音箱,除音响发烧友外，大多数人对中/高音的敏感度不如对低音效果的冲击力更明显。因此，除功放的质量和信噪比外，低音喇叭几乎决定了整体效果。x.1结构的音箱针对这个问题，就采用了一个强化低频响应能力的独立低音单元(也就是我们常听到的“低音炮”)的设计。此外，x.1还通过多个环绕音箱（也叫卫星箱）来提供更为准确和丰富的声场定位，以增强声音的现场感。这些都是DVD音频以及游戏音频所必需的。x.1结构的音箱的摆放通常是，低音炮在桌子底下，两只较小音箱放在前面(前置)，两只放后面(后置)。,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,X.1：我应该选择哪一款,在多媒体广泛应用的今天，一套多媒体音箱基本上是每一套系统中的标准配置。但是，对于大多数的用户而言，7.1或是5.1的系统似乎更适合于专业级的用户或发烧玩家选用。而两声道音箱似乎有点过时了，适合于对音效没有过高要求的用户。就目前而言，使用和购买最多的还是2.1声道的音箱，,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,2.1音箱,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,4.1音箱：广告宣传如是说,这款R401T北美版采用全木质结构，既可用于四声道音源又可用于普通双声道音源。前后环绕卫星箱音量分别可调，能满足个人喜好。而且其低音单元口径较大（6.58英寸），所以效果较好。总的来说，这款产品是目前国内多媒体音箱市场上能见到的为数不多的优秀的4.1产品之一，无论是玩游戏、看DVD (VCD)，还是听音乐，都是非常不错的选择。,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,5.1音箱：臻于完美,5.1音箱是专门用来应付多媒体应用的。如果单就纯音乐的表现来说，5.1音箱的效果并不会来得比2.0音箱要好。所以，只有在拥有大型音效场景的游戏或者音效爆炸的好莱坞大片当中，你才能完全感受到5.1音箱的完美。玻璃的粉碎声，或者子弹划破长空声，淅沥的雨滴声，不管是多少层次的场景，都会在这里得到完美的再现，这是2.0音箱之类的系统望尘莫及的。于是， 5.1系统就被定义为多媒体音效的最后终结者。 5.1声道由于采用左L、中C、右R、左后LS、右后RS五个方向输出声音，因此能够更准确地进行声场还原，令人很容易就产生身临其境的感觉。这5个声道相互独立，另外的“.1”声道则是一个专门设计的超低音声道，这一声道可以产生频响范围20 120 Hz的超低音，以增加气氛的烘托。,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,轻骑兵桌面影院级5.1音箱,漫步者“5.1桌面影院系统,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,7.1音箱：曲高和寡,7.1音箱与5.1音箱的差距7.1音箱比5.1的多出来两个喇叭，5.1音箱有2个环绕喇叭，而7.1音箱则有4个。 据相关资料，传统5.1音效系统使用的是Dolby Digital 5.1杜比系统，而7.1音效系统则使用改良过来的Dolby Digital EX系统。Dolby Digital EX主要是在传统的5.1声道的左右两边的环绕声道加上第三道环绕声道，然后通过解码器把多出来的环绕声道的信号结合起来，通过总数3个或4个的喇叭来重新分配，从而得到了所谓的6.1和7.1声道，而最重要的是，这个经过改良的Dolby Digital EX仍然被看作5.1音箱系统。所以我们可以简单地理解成所谓的7.1声道只不过是改良过的5.1声道而已。当然，7.1声道在音质上拥有比5.1声道更好的表现，不过由于种种原因，7.1音箱暂时还没法得到市场真正的接受。,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,新加坡“创新”公司7.1音箱,这套音箱由6个功率8W的环绕音箱，1个功率20W的中置音箱和1个功率24W的低音炮组成，信噪比80dB，卫星音箱中中置和左右环绕音箱带有高音单元，体积为9.5cm x 7.7cm x 16.8cm，其余4个微星音箱体积为9.5cm x 7.7cm x 14.0cm，低音音箱体积19.2cm x 30.0cm x 28.3cm。,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,一款“创新”公司的7.1音箱,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,7.1声道多媒体音箱的摆放,前方音箱 摆放作为整个声场的一对主音箱和中置音箱。两个前置主音箱分别摆放在显示器的两侧，与聆听者以45度角为最佳,将中置音箱放在显示器的上方，与前置音箱的高度尽可能相同，且尽量在同一平面上或稍后一点。 环绕音箱 剩下的四个音箱是环绕音箱。环绕音箱摆放在聆听者左前、左后、右前、右后的两侧位置，以面对面的方式摆放，亦即是四个音箱都朝向聆听者，而且还要保证左边的两个音箱和右边的两个音箱分别处在同一条直线上。 重低音音箱 没有硬性规定，因为低音本身没有方向性，而且人的耳朵在此种低频的音响中基本上分辨不出其来源方向。因此，一般将重低音音箱放在聆听者前方的地面上就可以获得较好的效果。 效果 通过正确摆放，就可以在7.1声道中，享受到CS里子弹由后往前的呼啸声；感受到电影拯救大兵瑞恩诺曼底登陆的壮观激战场面，真正体验全新7.1声道音箱带来的前所未有的震撼和身临其境的感觉。,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,语音输出 语音合成技术,让机器对人说话 类型 语音合成器 语音输出设备 自动应答系统 把所存的数据转换成人们能了解的语音 分析合成法将真人语音储存并在需要的时候再重新产生这些语音 规则合成法产生人造语音,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,MIDI音乐,MIDI (Musical Instrument Digital Interface)是“音乐设备数字接口”的英文简写。 我们经常可以看到很多以MID、RMI为扩展名的音乐文件，这些就是在电脑上最为常用的MIDI格式。一首可以播放5分钟左右时间的MIDI歌曲，其容量只有百余K字节。而同样这首歌的波形音乐文件如WAV,则高达50MB左右，即使是经过MP3技术进行高比例压缩处理，也有5MB大小，相比之下MIDI可算是小巧玲珑。这样的文件，最适合在互联网上传播，MIDI文件的这个特点决定了MIDI音乐肯定是与Internet联系最密切的音乐。,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,MIDI的奥秘,MIDI文件并非像WAV或MP3那样量化的纪录乐曲每一时刻的声音变化，它记录的是如“音乐在什么时刻，使用什么乐器，以什么音符开始，以什么音调结束，加以什么伴奏”等等这样的信息，所以MIDI文件本身并不是音乐，而是发音命令 。 既然MIDI文件只是对乐曲播放的描述，本身并不包含任何可供回放的声音信息，那么一首首动听的电脑音乐又是如何被我们的声卡播放出来的呢？这就要通过形式多样的合成手段了，即当播放MIDI时，计算机将指令发给声卡，声卡按照指令将MIDI信息重新合成起来。所以，MIDI的播放效果取决于用户MIDI设备的质量和音色。就电脑声卡而言，最为常见的手段是FM合成与波表合成。,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,神奇的MIDI,一直以来MIDI就是电脑音乐的代名词，MIDI技术的多方优势和技术应用已经为广大音乐工作者和音乐爱好者所接受。在现代音乐制作上，MIDI技术已达到不可取代的地位。无论是在影视制作、游戏开发、广告配乐和计算机多媒体应用中都可以找到MIDI技术的影子。作为电脑音乐，MIDI的优势在于其易修改性，可以表达传统乐器无法表现的特殊声效，优良的音质和宽广的音域。精明的录音师可以方便的利用MIDI玄乐技术得到一支“永不出错的玄乐队”；好莱坞许多电影的配音已抛弃了传统乐器而完全围绕着MIDI进行了。随着电脑和因特网的迅速发展，MIDI以其种种优势也开始在普通计算机爱好者中流行开来。很多人正是在听到真正优秀的MIDI音乐之后，才彻底改变了对电子音乐的看法。,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,MIDI基本原理,我们可以把一大堆乐器的音色先录下来，然后每个音色给它一个编号。比如Acoustic Piano编号为00。接着再给所有的音高也用一串编号表示(因为我们通常用的是12平均律)，比如C3音我们编号为00。剩下就是音符的时值问题，我们可以把8分音符编号为60。好， 现在如果要一个原声钢琴8分音符的C3音，就可以用一串数字00 00 60来表示。,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,MIDI乐器,如果我们把很多乐器排列、基本发声规律等全部列出，并用相应的数字来编号，就可以得到几张表格。如果MIDI乐器和电脑都采用这套表格，那么电脑和MIDI乐器就可以沟通了。,莆田学院现代教育技术中心 2004年4月,思考题,轨迹球、触控屏和摇杆（游戏杆）的作用有何不同 图形板（数字化仪）和鼠标有什么不同? 触摸屏的种类，哪种性能最好?