Методические указания составлены в соответствии с рабочей программой по дисциплине «Периферийные устройства вычислительной техники»




НазваниеМетодические указания составлены в соответствии с рабочей программой по дисциплине «Периферийные устройства вычислительной техники»
страница14/21
Дата11.12.2012
Размер2.3 Mb.
ТипМетодические указания
1   ...   10   11   12   13   14   15   16   17   ...   21

ЗD-мониторы


Одним из направлений получения стереоскопического изобра­жения является использование ЗD-мониторов. Существуют устрой­ства двух типов, которые можно отнести к категории 3D-мониторов:

  • плоскопанельные ЗD-мониторы на основе ЖК-экранов;

  • мониторы на основе ЭЛТ, оборудованные поляризационным ЖК-фильтром.

Плоскопанельные ЗD-мониторы основаны на свойстве избира­тельности ЖК-мониторов по отношению к поляризации прохо­дящего излучения. Стереопара в таких мониторах создается за счет того, что ЖК-ячейки нечетных строк экрана пропускают свет с одной поляризацией, например, с горизонтальной, а ячейки чет­ных строк — с вертикальной. Нечетные строки растра использу­ются для отображения левой части стереопары, а четные — пра­вой. Наблюдение стереоэффекта производится с помощью пас­сивных поляризационных очков. Примером устройства, основан­ного на этом свойстве, служит ЗD-экран ПК типа Notebook Cyberbook.

Для работы с плоскопанельными мониторами другого типа 3D-очки не требуются. Принцип действия этого монитора основан на использовании двух разработок фирмы Sony: так называемого двой­ного расщепителя изображения и специальной фотодиодной сис­темы слежения за положением головы пользователя. Расщепитель изображения состоит из двух прозрачных пластин, между кото­рыми размещен ЖК-экран. Благода­ря этому изображение на ЖК-экране может быть видно только под определенным углом. На экране одновременно отображаются оба элемента стереопары, причем пластины преломляют свет таким образом, что каждый глаз видит только один из элементов стереопары. Чтобы исключить нарушение стереоэффекта, кото­рый зависит от угла зрения, при изменении положения головы пользователя, применяется специальная система слежения за по­ложением, в которой в качестве датчиков используется линейка фотодиодов, расположенная над основным экраном. Эта система формирует электрический сигнал, связанный с изменением угла зрения пользователя, под действием которого изменяется коэф­фициент преломления панелей, обеспечивая устойчивый стерео­эффект. Такой принцип действия заложен в основу 15-дюймового ЗD-экрана ЖК-монитора фирмы Sony. Оптимальное расстояние до экрана составляет около 60 см, а максимальное разрешение — 1024x768.

Мониторы с поляризационным фильтром обеспечивают форми­рование трехмерного изображения с помощью обычного монито­ра на основе ЭЛТ, оборудованного специальным внешним элек­тронно-управляемым поляризационным фильтром, например, Monitor Zscreen 2000 производства фирмы StereoGraphics. Этот фильтр используется вместе с пассивными поляризационными очками. Фильтром управляют сигналы специального контролле­ра, подключаемого к выходу видеоадаптера, подобно контролле­ру ЗD-очков. Однако, в отличие от активных очков, у фильтра изменяется не прозрачность, а направление поляризации прохо­дящей через него световой волны.

Контроллер управляет фильтром таким образом, что нечетные кадры оказываются поляризованными в одном направлении, а четные — в другом. В свою очередь, одно стекло пассивных очков пропускает свет с одним направлением поляризации, а другое —с другим. В результате один глаз видит только одну часть стереопа­ры, а второй — только вторую.

Таким образом, в фильтре реализован такой же, как и в актив­ных ЗD-очках, затворный метод разделения элементов стереопары. Достоинством данного устройства, по сравнению с активными ЗD-очками, является возможность использования легких и удоб­ных пассивных очков.

ЗD-проекторы предназначены для коллективного просмотра объемных изображений в больших аудиториях. Главными отличи­ями ЗD-проекторов от мультимедийных являются сложная конст­рукция оптической системы и наличие специальных поляризаци­онных фильтров (встроенных или внешних), при помощи кото­рых производится селекция элементов стереопары.

Для реализации последовательного метода показа элементов стереопары частота кадров проектора должна быть в два раза выше обычной. Мультимедийные проекторы на основе ЖК-матриц не удовлетворяют этому требованию из-за инерционности молекул ЖК-вещества. Поэтому в качестве источника изображения в ЗD-проекторах применяется электронно-лучевая трубка, экран которой покрыт люминофором, дающим высокую яркость свечения и малое время послесвечения. Вы­сокая яркость изображения, формируемого ЗD-проектором на про­екционном экране, обеспечивается использованием трех монохром­ных ЭЛТ для каждого из основных цветов (R, G, В). На каждой ЭЛТ закреплен индивидуальный объектив. Проектор оснащен сложной электронной системой регистрации. Система автоматически опре­деляет расстояние от проектора до экрана и на основе полученных данных с высокой точностью совмещает три монохромных изоб­ражения, проецируемых тремя объективами. ЭЛТ и объектив пред­ставляют собой единый конструктивный узел.

Люминофор экрана светится очень ярко, поэтому для предот­вращения перегрева экран ЭЛТ охлаждают с помощью специаль­ной жидкости, находящейся между экраном ЭЛТ и линзой объек­тива. Специальные регулировочные винты служат для ручной юс­тировки объектива. Примером такого устройства является проек­тор BARCOGRAPHICS 1209s фирмы BARCO. Проектор способен отображать видеосигнал от различных источников: от видеомаг­нитофона формата VHS до профессиональных графических стан ций, работающих с разрешением 2500x2000. Высокое разрешение проецируемого изображения связано с отсутствием зернистости люминофора, поскольку в монохромных ЭЛТ, которыми осна­щен проектор, используется сплошное люминофорное покрытие. Для создания стереоэффекта при проецировании изображения необходимо обеспечить раздельное наблюдение элементов стерео­пары левым и правым глазом. Для этого используются один или два проектора и поляризационные очки (активные или пассив­ные) для каждого зрителя. В зависимости от используемой комби­нации такого оборудования различают четыре схемы получения стереоскопической проекции.

Активная схема предполагает использование одного проектора на основе ЭЛТ, выполняющего последовательный показ элементов стереопары, в то время как зрители пользуются беспроводными активными поляризационными очками затворного типа. Пассивная схема строится с помощью одного проектора на основе ЭЛТ с внешним электронно-управляемым поляризационным затвором, последовательно показывающим элементы стерео­пары с различной поляризацией. Зрители используют пассивные поляризационные очки.

Пассивная схема 2 предполагает использование двух проекто­ров на основе ЭЛТ, выполняющих одновременный показ эле­ментов стереопары. Каждый проектор оборудован внешним пас­сивным поляризатором, обеспечивающим различную поляриза­цию элементов стереопары, а зрители пользуются пассивными очками.

Пассивная схема 3 основана на использовании двух ЖК-проекторов, обеспечивающих одновременный показ элементов стерео­пары. Зрители пользуются пассивными очками.


Вопросы для самоконтроля:


    1. Устройства формирования объемных изображений: назначение, принцип действия стереоскопа, способы селекции;

    2. VR-шлемы;

    3. 3D- очки;

    4. 3D мониторы;

    5. 3D- проекторы.


Тема 5.5 Видеоадаптеры


Студент должен:


иметь представление:

  • об устройствах отображения информации


знать:

  • типы видеоадаптеров;

  • основные характеристики видеоадаптеров


Видеоадаптеры: назначение, функции и типы. Режимы работы и характеристики видеоадаптеров, их основные компоненты и характеристики. Выбор видеоадаптера.


Методические указания


Видеоадаптер (видеокарта) является компонентом видеосис­темы ПК, выполняющим преобразование цифрового сигнала, циркулирующего внутри ПК, в аналоговые электрические сигна­лы, подаваемые на монитор. По существу, видеоадаптер выпол­няет роль интерфейса между компьютером и устройством отобра­жения информации (монитором).

По мере развития ПК видеоадаптеры стали реализовывать ап­паратное ускорение 2D- и ЗD-графики, обработку видеосигна­лов, прием телевизионных сигналов и многое другое. Современ­ный видеоадаптер, называемый Super VGA (Super Video Graphics Adapter), или SVGA, представляет собой универсальное графи­ческое устройство.

Видеоадаптер определяет следующие характеристики видеоси­стемы:

  • максимальное разрешение и максимальное количество отобра­жаемых оттенков цветов;

  • скорости обработки и передачи видеоинформации, определя­ющие производительность видеосистемы и ПК в целом.

Кроме того, в функцию видеоадаптера включается форми­рование сигналов горизонтальной и вертикальной синхрониза­ции, используемых при формировании растра на экране мони­тора.

Принцип действия видеоадаптера состоит в следующем.

Процессор формирует цифровое изображение в виде матрицы NxM n-разрядных чисел и записывает его в видеопамять. Участок видеопамяти, отведенный для хранения цифрового образа теку­щего изображения (кадра), называется кадровым буфером, или фрейм-буфером.

Видеоадаптер последовательно считывает (сканирует) содер­жимое ячеек кадрового буфера и формирует на выходе видеосиг­нал, уровень которого в каждый момент времени пропорциона­лен значению, хранящемуся в отдельной ячейке. Сканирование видеопамяти осуществляется синхронно с перемещением элект­ронного луча по экрану ЭЛТ. В результате яркость каждого пиксела на экране монитора пропорциональна содержимому соответствую­щей ячейки памяти видеоадаптера.

По окончании просмотра ячеек, соответствующих одной стро­ке растра, видеоадаптер формирует импульсы строчной синхро­низации, инициирующие обратный ход луча по горизонтали, а по окончании сканирования кадрового буфера формирует сиг­нал, вызывающий движение луча снизу вверх. Таким образом, частоты строчной и кадровой развертки монитора определяются скоростью сканирования содержимого видеопамяти, т.е. видео­адаптером.

Режимы работы видеоадаптера, или видеорежимы, представля­ют собой совокупность параметров, обеспечиваемых видеоадап­тером: разрешение, цветовая палитра, частоты строчной и кадро­вой развертки, способ адресации участков экрана и др.

Все видеорежимы делятся на графические и текстовые. Причем в различных режимах видеоадаптера используются разные механизмы формирования видеосигнала, а монитор в обоих режимах работает одинаково.

Графический режим является основным режимом работы ви­деосистемы современного ПК, например под управлением Windows. В графическом режиме на экран монитора можно вывести текст, рисунок, фотографию, анимацию или видеосюжет. В графическом режиме в каждой ячейке кадрового буфера (матрицы NxM n-раз­рядных чисел) содержится код цвета соответствующего пиксела экрана. Разрешение экрана при этом также равно NxM. Адресуе­мым элементом экрана является минимальный элемент изобра­жения — пиксел. По этой причине графический режим называют также режимом АРА (All Point Addressable — все точки адресуемы). Иногда число п называют глубиной цвета. При этом коли­чество одновременно отображаемых цветов равно 2", а размер кад­рового буфера, необходимый для хранения цветного изображения с разрешением NxМ и глубиной цвета п, составляет N*M бит.

В текстовом (символьном) режиме, как и в графическом, изоб­ражение на экране монитора представляет собой множество пик­селов и характеризуется разрешением NхМ.

Изображение символа в пределах каждого знакоместа задается точечной матрицей (Dot Matrix). Размер матрицы зависит от типа видеоадаптера и текущего видеорежима. Чем больше то­чек используется для отображения символа, тем выше качество изображения и лучше читается текст. Точки матрицы, формирую­щие изображение символа, называются передним планом, остальные — задним планом, или фоном. На рис. 4.13 показана символьная матрица 8x8 пикселов. Допустив, что тем­ной клетке соответствует логическая единица, а светлой — логи­ческий ноль, каждую строку символьной матрицы представим в виде двоичного числа. Следовательно, графическое изображение символа можно хранить в виде набора двоичных чисел. Для этой цели используется специальное ПЗУ, размещенное на плате ви- деоадаптера. Такое ПЗУ называют аппаратным знакоге­нератором.

Совокупность изображений 256 символов называется шриф­том. Аппаратный знакогенератор хранит шрифт, который авто­матически используется видеоадаптером сразу же после включе­ния компьютера (обычно это буквы английского алфавита и на­бор специальных символов). Адресом ячейки знакогенератора яв­ляется порядковый номер символа.

Главная особенность текстового режима в том, что адресуе­мым элементом экрана является не пиксел, а знакоместо. Иными словами, в текстовом режиме нельзя сформировать произвольное изображение в любом месте экрана — можно лишь отобразить символы из заданного набора, причем только в отведенных сим­вольных позициях.

Другим существенным ограничением текстового режима явля­ется узкая цветовая палитра — в данном режиме может быть ото­бражено не более 16 цветов.

Таким образом, в текстовом режиме предоставляется значи­тельно меньше возможностей для отображения информации, чем в графическом. Однако важное преимущество текстового режима — значительно меньшие затраты ресурсов ПК на его реализацию.

Источником видеосигнала чаще всего является аналоговое уст­ройство — телевизионный тюнер, видеомагнитофон, видеокаме­ра. Для передачи на компьютер цифрового видео (например, сигнала цифровых видеокамер) используется специальный циф­ровой порт Fire Wire. Однако цифровые видеокамеры пока не по­лучили широкого распространения. Поэтому для компьютерной обработки сигналов аналоговых видеоустройств необходимо вы­полнить их оцифровку, т. е. преобразование из аналоговой в циф­ровую форму. Для этого нужны карты ввода/вывода, принимаю­щие входящий аналоговый видеосигнал и оцифровывающие его в реальном времени, затем эти данные необходимо сохранить на жестком диске. После сохранения оцифрованного изображения выполняют его редактирование. Эти функции осуществляет уст­ройство захвата видеосигнала.

Устройство захвата видеосигнала — видеобластер (VideoBlaster) Представляет собой видеоплату, называемую также захватчикомизображений, устройством ввода видео, ТВ-граббером (Grab ~~ захватывать), имидж-кепчерами (Image Capture — захват изобра­жения), и обеспечивает:

  1. прием низкочастотного видеосигнала (от видеокамеры, маг­нитофона или телевизионного тюнера) на один из программно-выбираемых видеовходов;

  2. отображение принимаемого видео в реальном времени в мас­штабируемом окне среды Windows (VGA-монитор можно исполь­зовать вместо телевизора);

  3. замораживание кадра оцифрованного видео;

  4. сохранение захваченного кадра на винчестере или другом до­ступном устройстве хранения информации в виде файла в одном из принятых графических стандартов (TIP, TGA, PCX, GIF и др.).

Видеодекодер обеспечивает прием сигнала с одного из входов, его оцифровку, цифровое декодирование согласно телевизион­ному стандарту и передачу полученных YUV-данных видеоконт­роллеру.

Видеоконтроллер выполняет организацию потоков оцифрован­ных данных между элементами видеоплаты, осуществляет необ­ходимые цифровые преобразования данных (например, YUV в RGB, масштабирование), организует их хранение в буфере соб­ственной памяти, пересылку данных по шине компьютера при сохранении на винчестере, а также их передачу цифроаналогово-му преобразователю.

Цифроаналоговый преобразователь совместно с видеоконтрол­лером участвует в формировании «живого» ТВ-окна на экране монитора, выполняет обратное аналоговое преобразование цифрового захваченного изображения, осуществляет передачу сигна­ла от видеоадаптера либо RGB-сигнала из буфера памяти на мо­нитор.



Рисунок 9 - Обобщенная структурная схема видеобластера


При выборе карты видеобластера необходимо принимать во внимание его основные показатели:

разрешение кадров в сохраняемом видеопотоке;

возможность и типы аппаратной компрессии (сжатия) ви­деоинформации в режиме реального времени;

возможность одновременного ввода видео- и звуковой ин­формации.

Наиболее распространены следующие карты видеобластера:

  • массовые карты начального уровня;

  • полупрофессиональные;

  • профессиональные карты начального уровня;

  • профессиональные.

Массовые карты начального уровня способны захватывать и со­хранять на жестком диске видеопоток с разрешением кадра, не превышающим 352 х 288 точек, хотя для сохранения отдельных кадров возможно вдвое большее разрешение. Аппаратная комп­рессия видеоизображения отсутствует, поэтому при работе с таки­ми картами необходимо использовать специальную программу — кодер, позволяющую в реальном времени сжимать видеопоток по алгоритму MPEG-1 или MPEG-2. Звуковой вход в устройствах этого класса отсутствует, что требует отдельной записи звука через вход звуковой карты.

Полупрофессиональные карты обеспечивают разрешение в 768 х 575 точек, соответствующее стандарту для видео в формате PAL; поддерживают самый простой тип аппаратной компрессии видео M-JPEG, позволяющий уменьшить объем, занимаемый оцифро­ванным фильмом, в 100 раз. Однако звукового входа эти карты не имеют.

Профессиональные карты начального уровня имеют аудиовход, что позволяет одновременно записывать на жесткий диск видео-и звуковое сопровождение; обеспечивают аппаратную компрес­сию по типу M-JPEG и могут быть использованы не только для ввода, но и для вывода отредактированного видеофильма с ПК на видеомагнитофон. Последнее позволяет хранить фильмы на обычной видеокассете при использовании компьютера как мон­тажного стола.

Профессиональные карты имеют возможность аппаратного сжа­тия по алгоритму MPEG-1 или MPEG-2 с уменьшением объема оцифрованного фильма в 200 раз.

Для работы с видео рекомендуется оснастить компьютер SCSI-винчестером с объемом памяти не менее 20 Гбайт.

После редактирования и монтажа видеофильм можно вновь переписать на аналоговую видеокассету, воспользовавшись видео-входом той же карты, либо подвергнуть еще более жесткому сжа­тию по алгоритму MPEG-4 для последующей записи на CD-R.


Вопросы для самоконтроля:


  1. Видеоадаптеры: назначение, функции и типы;

  2. Режимы работы и характеристики видеоадаптеров, их основные компоненты и характеристики;

  3. Выбор видеоадаптера;

  4. Устройство захвата видеосигнала — видеобластер.


Практическая работа 7. Видеоадаптеры


Студент должен:


иметь представление:

  • об устройствах отображения информации


знать:

  • типы видеоадаптеров;

  • основные характеристики видеоадаптеров


уметь:

  • конфигурировать видеоадаптеры


Раздел 6. Принципы обработки звуковой информации


1   ...   10   11   12   13   14   15   16   17   ...   21

Похожие:

Методические указания составлены в соответствии с рабочей программой по дисциплине «Периферийные устройства вычислительной техники» iconМетодические указания составлены в соответствии с рабочей программой по дисциплине «Программное обеспечение компьютерных сетей»
...
Методические указания составлены в соответствии с рабочей программой по дисциплине «Периферийные устройства вычислительной техники» iconМетодические указания составлены в соответствии с рабочей программой по дисциплине «Эксплуатация и ремонт насосно-компрессорного оборудования»
Методические указания составлены в соответствии с рабочей программой по дисциплине «Эксплуатация и ремонт насосно-компрессорного...
Методические указания составлены в соответствии с рабочей программой по дисциплине «Периферийные устройства вычислительной техники» iconМетодические указания составлены в соответствии с рабочей программой по дисциплине «Уголовный процесс»

Методические указания составлены в соответствии с рабочей программой по дисциплине «Периферийные устройства вычислительной техники» iconМетодические указания составлены в соответствии с рабочей программой учебной дисциплины «Разработка и эксплуатация удаленных баз данных»
Государственных требований к минимуму содержания и уровню подготовки выпускников по специальности 2203 «Программное обеспечение вычислительной...
Методические указания составлены в соответствии с рабочей программой по дисциплине «Периферийные устройства вычислительной техники» iconМетодические указания составлены в соответствии с рабочей программой по дисциплине «Технический анализ и контроль производства»
Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников Салаватского индустриального колледжа по специальности 240404...
Методические указания составлены в соответствии с рабочей программой по дисциплине «Периферийные устройства вычислительной техники» iconОбщие методические указания по изучению дисциплины и самостоятельной работе студентов
Методические указания составлены в соответствии с примерной (рабочей) программой по дисциплине Товароведение текстильных и одежно-обувных...
Методические указания составлены в соответствии с рабочей программой по дисциплине «Периферийные устройства вычислительной техники» iconМетодические указания составлены в соответствии с рабочей программой по дисциплине «История мировой культуры»
Методические указания предназначены для студентов-заочников, содержат программу курса, тематику контрольных работ, вопросы к зачету,...
Методические указания составлены в соответствии с рабочей программой по дисциплине «Периферийные устройства вычислительной техники» iconМетодические указания составлены в соответствии с примерной программой по дисциплине «Электротехника и электроника»
Методические указания составлены в соответствии с примерной программой по дисциплине «Электротехника и электроника» по специальности...
Методические указания составлены в соответствии с рабочей программой по дисциплине «Периферийные устройства вычислительной техники» iconМетодические указания по дисциплине “Электротехника и электроника” предназначены для реализации Государственных
Методические указания составлены в соответствии с рабочей программой по дисциплине «Электротехника и электроника» для специальности...
Методические указания составлены в соответствии с рабочей программой по дисциплине «Периферийные устройства вычислительной техники» iconМетодические указания составлены в соответствии с рабочей программой по дисциплине «Охрана труда»
Заместитель директора по учебной работе гоу спо читинского лесотехнического колледжа
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница