Periferie multimediálního počítače

1. Periferie multimediálního počítače

2. Princip a historie jehličkové tiskárny Princip jehličkového tisku Jehličkový tisk (anglicky dot matrix print) je jednou z nejstarších a nejpoužívanějších technologií počítačového tisku. Základem jeho principu je pohyb jehličky směrem k papíru, která podobně jako psací stroj zanechá grafickou stopu pomocí pásky, namočené v inkoustu. Na rozdíl od psacího stroje, písmena a grafika se skládají z jednotlivých bodů a tudíž je možné používat různé řezy písma nebo kreslit grafické obrazce. Protože při tisku dochází k mechanickému dotyku jehličky s papírem, je možné znásobit počet tisknutých kopií použitím kopírovacího papíru. Tohoto mechanismu využívaly v minulosti i některé jednodušší jehličkové tiskárny - v mechanismu tiskové hlavy chyběla páska s inkoustem a stop na papíru bylo dosaženo pouze pomocí "kopíráku", přiloženého z rubu papíru. Tiskové jehličky Každý bod tisku je zaznamenán drobnou kovovou jehličkou, která se pomocí řízeného dodávání energie do malého elektromagnetu pohybuje směrem tam a zpět. Při jednom průchodu tiskové hlavičky s jehličkami je vytisknuta jedna řádka. Podle počtu hlaviček je dosaženo kvality tisku - existují i tiskárny pouze jednojehličkové, které musí pro tisk jednoho řádku textu projet nejméně osmkrát. Standardem se staly tiskárny s 9 a 24 jehličkami, zřídka se objevily také tiskárny s 18 a 27 jehličkami. Kvalita tisku Čím více tiskových jehliček hlava tiskárny obsahuje, tím je tisk kvalitnější. Další parametry ovlivňující kvalitu tisku jsou rychlost pojezdu hlavy, kvalita pásky, synchronizace pohybu pásky a posunu papíru a další vlastnosti. Přestože jsou jehličkové tiskárny extrémně trvanlivé a odolné, u každé dochází postupem času k mírnému rozostření tisku namáháním mechanických částí.

3. Obr.: Bodová matice 7x7

4. Inkoustová tiskárna V dnešní době nejrozšířenější typ tiskárny a také v nejnižších cenových hladinách. V současné době pořídíme tiskárnu odpovídající velikostí notebooku až po tiskárny větších rozměrů, a to vše s barevným tiskem. Inkoustové tiskárny pracují na principu stříkání jemných inkoustových kapek na místa s budoucími znaky. A to znak po znaku, řádek po řádku. Inkoust je po kapičkách vystřikován ze zásobníku (cartridge), na kterém je několik trysek, z kterých jsou vystříknuty kapičky a tyto kapky pak tvoří na papíru příslušný znak.

5. Na opravdu dobrý tisk se doporučuje používat xerografický papír (hlavně při barevném tisku). Inkoustové tiskárny dovolují tisk i na speciální transparentní fólie. Inkoustové tiskárny mají celou řadu výhod. Jsou tiché, mají slušné rozlišení 300 x 300 dpi, které odpovídá laserovým tiskárnám. Jestliže nepožadujeme velké objemy tisku, tak je ideálním pomocníkem. Cena tisku je závislá na tom, zda kupujeme barvu v zásobnících nebo kupujeme refill-kity, kterými zásobníky plníme.

6. Principy inkoustové tiskárny Jednoduché schéma technologie piezoelektrického inkoustového tisku,kde inkoust je vypuzován piezoelektrickým krystalem Schematický průřez piezoelektrickou tiskovou hlavou společnosti Aprion Tisková hlavy a inkoustové náplně HP

7. Laserová tiskárna Využívá k tisku laser a válec citlivý na světlo, většinou vyrobený ze selenu. Laserový paprsek je vychylován rotujícím zrcadlem a směrován na určité místo na válci. Plocha válce je elektricky nabita kladně. Místa zasažená laserem získají neutrální náboj Válec se popráší práškem z toneru a na neutrálních místech se usadí, zbylá neosvětlená místa práškovou barvu toneru odpuzují. Obraz na válci se pak přenese na papír jedoucí přes tento válec. Aby se obraz na papíru udržel, je třeba jej zapéct pomocí zapékacího válce v zapékací komoře.

8. Laserové tiskárny nevytvářejí tisk znak po znaku, řádek po řádku, ale tisknou celou stránku najednou. Nejdříve se načte celá stránka, ta se uloží do paměti tiskárny a pak se celá vytiskne. Takto to pokračuje až do vytištění celého dokumentu. Většina laserových tiskáren tiskne na formát A4, dražší i na formát A3. Běžné rozlišení je u laserových tiskáren 300 dpi, kvalitní tiskárny pracují s dpi až 1 200. Po načtení dokumentu mají velmi rychlý tisk.

10. Princip laserové tiskárny Postup tisku v laserové tiskárně Expoziční jednotka s přímo modulovaným laserem.

11. Olivetti d-Color P160 plnobarevná tiskárna pracující na principu LED technologie Olivetti d-Color P160 Olivetti d-Color P60 je plnobarevná tiskárna pracující na principu LED technologie. Tiskárna je primárně doporučena pro využití v pracovních skupinách a tomu odpovídá i její vybavení. Dokumenty v nejběžnějším formátu A4 jsou tisknuty rychlostí16 str./min. barevně a 24 str./min. černobíle s rozlišením 600 x 1200 dpi. Tato plnobarevná tiskárna je standardně dodávána se síťovým adaptérem Ethernet 10/100 Base TX s webovou správou a konfigurací. Paměťovou kapacitu 64MB až 320MB lze doplnit o vestavný HDD 20GB pro ukládání fontů, formulářů, hlaviček, apod. Je k dispozici široká škála standardních emulací včetně PostScript 3, vestavěných fontů a dalších standardně zabudovaných rozhraní. Tiskárna Olivetti d-Color P160 je kompatibilní prakticky se všemi nejrozšířenějšími operačními systémy. Detailně špičková kvalita tisku, spolehlivost, univerzálnost a nízké provozní náklady charakterizují tuto výkonově zajímavou tiskárnu se zajímavou pořizovací cenou. Měsíční výkon max. 50 000 stran A4 barevně.

12. LED tiskárna LED tiskárna – je jakousi odnoží laserové tiskárny. Osvětlovací médium není laser, ale tiskový válec je osvětlován a zahříván soustavou miniaturních LED-diod po celé šířce válce. Počet diod určuje též rozlišení tiskárny (jedna dioda jeden bod).Tyto tiskárny jsou proti laserovým konstrukčně jednodušší, levnější, avšak nedosahují takového rozlišení jako kvalitní laserové tiskárny. Ostatní tiskárny - patří sem starší kopretinové tiskárny s rotační hlavou a termotiskárny, dále pak v současné době používané pro fotografický tisk tiskárny voskové.

13. Ukázka multifunkčního zařízení

14. Skener Skener patří do skupiny vstupních periferních zařízení. Je to zařízení, které na základě světelně-reflexního principu snímá obrazové předlohy a převádí je do datové podoby. Takto sejmutý obraz (text) lze přímo vkládat do textového dokumentu nebo dále zpracovávat grafickým editorem.Světlo-reflexní princip spočívá v tom, že osvícená předloha je snímána prostřednictvím světlocitlivé jednotky. Jednotlivé barvy, popřípadě stupně šedi vyvolávají různě intenzivní reakci snímacího členu. Tyto reakce jsou pomocí převodníku A/D a speciálního software digitalizovány a zaznamenány jako data. Tento software dále dovoluje upravit kontrast, jas a intenzitu skenovaného dokumentu.

16. Rozlišení skenerů se udává v jednotkách dpi (Dots per Inch), které vyjadřují schopnost skeneru rozlišit dva bezprostřední sousední pixely (body). Přičemž pixel označuje nejmenší zobrazitelnou nebo snímanou jednotku (bod) na obrazovce či monitoru. Skenerem sejmutá předloha je tedy rozdělena na jednotlivé body (digitalizována), z nichž každému je přidělena informace o jeho barvě, jasu a souřadnici. Tento převod probíhá pro jednotlivé složkové barvy (R, G, B – červená, zelená, modrá) zvlášť. Běžné skenery pracují s rozlišením 600 x1 200 dpi. Jsou-li skenovány textové předlohy, pak jsou snímány v grafické podobě a potom pomocí speciálního software např. OCR (Optical Character Recognition) lze tyto grafické formáty převést do textové podoby. Skener připojujeme k počítači buď přímo přes SCSI rozhraní, prostřednictvím tiskárny nebo přes USB port, popřípadě infraport.

17. Princip skeneru Princip scanneru je podobný kopírovacímu stroji. 1) Zdroj světla, obvykle zářivka, případně LED diody, osvětluje předlohu. Základním požadavkem pro kvalitní převod předlohy do digitální podoby je dobré a rovnoměrné osvícení předlohy po celé její ploše. Prázdná (bílá) místa na předloze odrážejí více světla, než černé nebo barevné obrázky a písmena. 2) Motorek pohybuje snímací hlavou podél vložené stránky. Snímací hlava při svém pohybu zachycuje světlo odražené z jednotlivých oblastí stránky. Z každého čtverečního palce (cca 6,5 cm2) sejme odraz 90 000krát. Snímací hlava některých skenerů se pohybuje i v horizontálním směru 3) Světlo přicházející ze stránky je odráženo systémem zrcadel. Ty se musí neustále natáčet tak, aby se světlo z nich dostávalo do čoček. 4) Čočky soustředí paprsek na světlocitlivé diody, které převádějí intenzitu dopadajícího světla na elektrický proud. Čím více světla se odráží, tím větší je proud odcházející z diod. 5) Napětí generované světlocitlivou diodou jsou odesílána do specializovaného analogového čipu na provedení gama korekce. To je proces, který zdůrazní černé tóny v předloze, takže lidské oko, které je citlivější na tmavé tóny než na světlé, to bude mít při prohlížení obrázku jednodušší. U některých skenerů je gama korekce prováděna softwarově automaticky či nastavitelná uživatelem. 6) ADC (Analog – Digital Coder) ukládá každý přečtený napěťový impuls jako digitální bod, který je jedním z 300 a více bodů na palci – dle typu skeneru. Každý bod elektronické podoby obrazu je složen ze tří informací - intenzity tří základních barev – R (červená), G (zelená) a B (modrá). Každý bod snímané předlohy je tedy měřen třemi buňkami snímače - každá buňka pomocí speciálních filtrů vyhodnocuje jednu z uvedených barevných složek bodu. 7) Číselná informace se odesílá po kabelu programu do počítače, jenž data uloží do grafického souboru nebo pomocí nástroje pro rozpoznání znaků (OCR) převede do textové podoby. Postup při skenování závisí na provedení skeneru (ruční, stolní) a programovém vybavení. Některé úlohy mohou být automatizovány bez pomoci uživatele, např. skenování více stránek najednou, korekce gamma atd.

18. Technologie snímání V deskových skenerech jsou použity tzv. řádkové CCD nebo CIS snímače, použitý snímač určuje kvalitu snímaného obrazu. CDD - Charge Coupled Device Většina stolních jednoprůchodových scannerů je v současné době osazena CCD snímacími prvky, které se také používají u digitálních fotoaparátů. Jako zdroj světla používají tzv. „chladnou“ katodovou lampu - zářivku, odražené světlo pomocí zrcadel a čoček přenášejí na CDD čidlo. CCD scannery jsou citlivé na nastavení optiky, vibrace snímací hlavy a vyžadují určitou dobu (10-30s) před snímáním na "zahřátí", ustálení světelného toku tak, aby se v průběhu snímání neměnila intenzita světla. Jednotlivé buňky snímače CCD jsou velmi citlivé na světlo. Buňka převede světlo na el. proud, jeho velikost odpovídá intenzitě světla. Buňky jsou uspořádány ve třech řádcích, každý řádek snímá jednu složku barevného modelu RGB. Skenery vybavené tímto způsobem snímání jsou trochu dražší, choulostivější na poškození, ale mají lepší barevnou citlivost. CIS - Contact Image Sensor CIS technologie používá pouze jeden řádek senzorů, umístěných co nejblíže papíru. Zdrojem světla jsou tři řádky LED diod v základních barvách, integrovaných přímo do čtecí hlavy. Tím se ruší optický systém (zrcadla a čočky), snižuje cena scanneru a prodlužuje životnost snímací hlavy. Obě technologie mají své klady, ale i zápory. Klady CIS: · zmenšení snímací hlavy o 4 0% vzhledem k CDC scannerům · snížení napájecího napětí na 5V, nepotřebuje vysoké napětí pro rozsvícení zářivky, ani čas pro ustálení jejího světla · snížení ceny a výrobní náročnosti snímací hlavy Zápory CIS: · principiálně neumožňuje snímat transparentní předlohy (např. diapozitivy nebo filmy) · dosud nedosahuje kvality špičkových CCD scannerů, má nižší rozlišovací schopnost na tmavších plochách obrazu · se vzdáleností snímané předlohy od plochy scanneru klesá osvícení rychleji než u zářivkových scannerů, pokud tedy snímáte např. rozevřenou knihu, vyjde vám její hřet tmavý. PMT - Photo Multiplier Tubes Tento typ snímače se používá u nejdražších modelů určených pro profesionální použití. Například u bubnových skenerů.Z výše uvedeného vyplývá, že kvalita skeneru je přímo závislá na kvalitě použitého snímače a počtu jeho buněk. V současné době většina deskových skenerů používá snímače s rozlišením 600 dpi. CCD snímač s rozlišením 600 dpi má tedy 1800 buněk (každý bod je snímán třikrát) na každých 2,54 cm. Deskový skener určený pro formáty A4 má přibližně15 000 buněk

19. Digitální fotoaparát Digitální záznam obrazu se v současné době stává nejčastější formou záznamu jak statického, tak dynamického obrazu. Jestliže se u původních videokamer k digitalizaci obrazu používal vidicon, tak dnes využíváme především displej z tekutých krystalů. Digitální fotoaparát funguje jako běžný fotoaparát, jen s tím rozdílem, že obraz není zachycen na fotochemickou vrstvu, ale dopadá na displej. Obraz vytvořený na displeji se rozkládá na tisíce bodů a informace o jejich barvě, jasu a umístění jsou převáděny na data, která jsou ukládána na paměťová média vestavěná v aparátu, nebo jsou ukládána na speciální karty. Fotoaparáty jsou doplněny propojovacími kabely k počítači, nabíječkami baterií, napěťovými zdroji a hlavně software k přenosu dat z fotoaparátu do počítače a zpět.

20. Většinou se setkáváme s hledáčkovými fotoaparáty a s dražšími jednookými zrcadlovkami. Součástí fotoaparátů jsou dnes fotoblesky, zoom, mají kromě hledáčku LCD displej a velkou nabídku různých funkcí, efektů apod. Dnes podobně jako výrobci počítačových čipů, tak i výrobci digitálních fotoaparátů jsou vedeni snahou o co největší rozlišení snímků a s tím souvisejících snímacích prvků. V současné době se již pomalu blížíme k tomu, že kvalita vyobrazení klasického kinofilmu, která se pohybuje mezi 5 až 10 miliony bodů, je srovnatelná s kvalitou záznamu 5 a více megového digitálního fotoaparátu. Další variantou digitálního fotozáznamu je použití elektronického kinofilmu, který má stejný tvar jako klasický kinofilm a dá se založit do běžného fotoaparátu. Digitální fotoaparáty nabízejí kromě fotografií i záznam zvuku a krátkého videa. Začíná se experimentovat i s doplněním fotoaparátů o zabudované kamerky s přenosem obrazu v reálném čase.

21. Ukázka digitálního fotoaparátu

22. Digitální fotoaparáty mají většinou (až na výjimky) paměť vnitřní (vestavěnou, která se nedá zvětšit), která slouží jako vyrovnávací paměť mezi elektronikou pořizující snímky a externí pamětí, na níž se jednotlivá data ukládají. Velikost vyrovnávací paměťi potom určuje výkon, se kterým je fotoaparát schopen provádět sérii snímků - u špičkové zrcadlovky Canon EOS 1Ds pak zvládá zaznamenat i třicet snímků za sebou, rychlostí osm snímků za sekundu. My se ale v dalším budeme věnovat hlavně externím paměťovým kartám. Co se týká těch "výjimek" ze začátku odstavce, jedná se především o starší modely, které mívaly jen vnitřní paměť, navíc malé kapacity, ale při jejich rozlišení to stačilo na řadu snímků, které se pak přehrály do počítače. Je důležité poznamenat, že ačkoliv existuje paměťových karet celá řada, přece jen mají něco společné. A to je princip záznamu. U digitálních fotoaparátů se totiž používají hlavně paměti typu flash. Ty jsou příbuznými pamětí SRAM, DRAM, ..., používaných u klasických stolních počítačů. Paměťové karty jsou složeny z miliónů miniaturních paměťových buněk křemíkového typu, které jsou vyráběny litografickou cestou. Jejich velkou výhodou je fakt, že záznam není magnetický, a proto jim nevadí magnetické pole. Ale co je nejdůležitější: flash paměť si udrží data i poté, co je odpojena od zdroje elektrického proudu (ten potřebuje jen pro čtení a zápis). Proveďme si tedy souhrn současných paměťových karet, které používají digitální fotoaparáty: SmartMedia CompactFlash MemoryStick MultiMedia SecureDigital xD Picture Card

23. Kamkordér Kromě statické fotografie z digitálního fotoaparátu, dokáže při speciálním vybavení, multimediální počítač zpracovávat  videozáznam v analogové i digitální formě. Kamkordér je vlastně videokamera a videorekordér v jednom. Srdcem kamkordéru je CCD chip (dříve vidicon), který mění dopadající světlo na elektrické impulsy. Tyto impulsy jsou přímo nebo v digitalizované formě nahrávány na videopásek magnetickými záznamovými hlavami umístěnými na otáčejícím se válci. V současné době jde především o to, zda je záznam v analogové formě (v půl snímcích) nebo v digitální formě. Nosičem záznamu je videokazeta různého formátu (VHS, S-VHS, Hi8 aj.).

24. Ukázka kamkordéru

25. Dataprojektor Základním výstupním zařízením, které přeměňuje data počítače na obraz je monitor počítače. Jeho velikost však je omezená a v případech, kdy chceme, aby například naší přednášku sledovalo více lidí, tak použijeme dataprojektor. Současné dataprojektory pracují na principu promítání obrazu vytvořeného počítačem nebo videorekordérem na LCD rámečku umístěném uvnitř projektoru. Světelný zdroj prosvěcuje LCD rámeček, světelné paprsky vychází ze zdroje, projdou rámečkem a objektivem projektoru, na projekční ploše se zobrazí zvětšený, obrácený a skutečný obraz vzhledem k obrazu na LCD rámečku. Přístroje mají v základní výbavě zoom a ovladače kvality obrazu. Dražší přístroje mohou být doplněny čtečkou čipové karty, digitizérem, zvukovým výstupem, softwarem pro úpravu geometrie obrazu a dalšími prvky. Dalším kritériem kvality LCCD projektorů je počet vstupů a výstupů různých formátů.

26. Střihová karta Jedná se ve většině případů o PCI kartu, která umožňuje komunikaci a přenos dat mezi digitální nebo analogovou videokamerou, popřípadě i videorekordérem a počítačem. Se střihovou kartou můžeme nahrávat a přehrávat videosekvence. Pomocí digitálního video (DV) zařízení s DV vstupem můžeme také video sledovat na běžném video monitoru a nahrát ho na analogový videorekordér. Součástí každé videokarty je patřičný software, propojovací kabely, manuál, popřípadě instruktážní videokazeta nebo CD-ROM. Videokarty umožňují ovládání příspěvku (videokamery, videorekordéru) přímo z počítače, tím se dociluje přesného dávkování sekvencí podle časového kódu nahrávky. Nejdůležitějšími údaji každé videostřižny jsou: komprese, rozlišení, barevná hloubka, videovstupy a výstupy, počet audiokanálů, audiovstupy a výstupy. K nejznámějším kartám patří například DV Raptor, EditBAY, miroVIDEO studio.