Ενότητα 3. Εισαγωγή στην Πληροφορική. Οθόνες. Οθόνες και Συστήµατα ήχου. Κατηγορίες οθονών. Κατηγορίες οθονών. Χειµερινό Εξάµηνο

Transcript

1 Ενότητα 3 Εισαγωγή στην Πληροφορική Χειµερινό Εξάµηνο ρ. Παναγιώτης Χατζηδούκας (Π..407/80) Εισαγωγή στην Πληροφορική 1 Συσκευές Εξόδου Κεφάλαιο 3Α: Οθόνες και Συστήµατα ήχου Οθόνες Σύγκριση οθονών Ο ελεγκτής βίντεο Ψηφιακοί προβολείς Συστήµατα ήχου Κεφάλαιο 3Β: Συσκευές που παράγουν σκληρά αντίγραφα Περίληψη εκτυπωτών Εκτυπωτές ακίδων Εκτυπωτές Ink Jet Εκτυπωτές Laser Εκτυπωτές υψηλής ποιότητας Εισαγωγή στην Πληροφορική 2 Οθόνες και Συστήµατα ήχου Σκοποί του κεφαλαίου (3Α) Καταγραφή των δύο συνηθέστερων ειδών οθονών υπολογιστή Εξήγηση του τρόπου µε τον οποίο µια οθόνη CRT απεικονίζει εικόνες Αναγνώριση δύο ειδών επίπεδων οθονών και διαφορές τους Καταγραφή τεσσάρων ιδιοτήτων για σύγκριση οθονών Εξήγηση του τρόπου µε τον οποίο ένας υπολογιστής παράγει ήχο Οθόνες Κατηγορίες οθονών Οθόνες καθοδικης λυχνίας (CRT monitors) Επίπεδες οθόνες (Flat-Panel monitors) Σύγκριση οθονών Ελεγκτές βίντεο (video controllers) Εισαγωγή στην Πληροφορική 3 Εισαγωγή στην Πληροφορική 4 Κατηγορίες οθονών Οι οθόνες κατηγοριοποιούνται από την τεχνολογία που χρησιµοποιούν: Οθόνες καθοδικής λυχνίας (CRT monitors) Επίπεδες οθόνες (flat-panel displays) Αλλά και σύµφωνα µε τον τρόπο που εµφανίζουν τα χρώµατα: Μονόχρωµες οθόνες (monochrome monitors) Οθόνες κλίµακας του γκρι (grayscale monitors) Έγχρωµες οθόνες (color monitors) Κατηγορίες οθονών Μονόχρωµες οθόνες Απεικονίζουν µόνο ένα χρώµα (π.χ. πράσινο, άσπρο) πάνωσε υπόβαθρο αντίθεσης (συνήθως µαύρο) Χρησιµοποιούνται µόνο για απεικόνιση κειµένου Οθόνες κλίµακας του γκρι Απεικονίζουν µεταβαλλόµενες εντάσεις του γκρι (πολύ ανοικτό γκρι µέχρι µαύρο) Χρησιµοποιούνται σε φτηνά φορητά συστήµατα (υπολογιστές χειρός) για χαµηλό κόστος Έγχρωµες οθόνες (color monitors) Απεικονίζουν από 16 µέχρι 16 εκατοµµύρια χρώµατα Εισαγωγή στην Πληροφορική 5 Εισαγωγή στην Πληροφορική 6 1

2 Οθόνες CRT Στο πίσωµέρος της οθόνης βρίσκεται ένα ηλεκτρονικό πολυβόλο που εκπέµπει δέσµη ηλεκτρονίων µέσα από ένα µαγνητικό πήνιο προς το εµπρός µέρος της οθόνης Η πίσωπλευρά του γυαλιού της οθόνης έχει επικάλυψη από φθορίζοντα υλικά (χηµικά υλικά που φωτοβολούν όταν προσπέσει σ αυτά η ηλεκτρονική δέσµη) Η επικάλυψη είναι οργανωµένη σε ένα πλέγµα κουκκίδων Ο µικρότερος αριθµός κουκκίδων φθορίζοντων υλικών που το πολυβόλο µπορεί να εστιάσει καλείται εικονοστοιχείο (pixel picture element) Κάθε pixel έχει µια µοναδική διεύθυνση την οποία χρησιµοποιεί ο υπολογιστής για να το εντοπίζει και για να ελέγχει την εµφάνισή του Οθόνες CRT Το ηλεκτρονικό πολυβόλο σκοπεύει συστηµατικά προς κάθε pixel της οθόνης (από πάνωαριστερά, σαρώνοντας προς τη δεξιά άκρη και χαµηλώνοντας µια µικρή απόσταση) Κατά τη σάρωση, τα ηλεκτρονικά κυκλώµατα ρυθµίζουν την ένταση κάθε δέσµης και προσδιορίζουν αν το pixel είναι σε λειτουργία ή όχι Στις έγχρωµες οθόνες, υπάρχουν τρεις ηλεκτρονικές δέσµες αντί για µία (ένα πολυβόλο για κάθε πρωτεύον προσθετικό χρώµα) Αντίστοιχα, κάθε pixel περιέχει τρία φθορίζοντα υλικά (κόκκινο, πράσινο και µπλε) διατεταγµένα σε τρίγωνο Η απεικόνιση διαφορετικών χρωµάτων γίνεται µε συνδυασµό διαφόρων εντάσεων των τριών δεσµών Εισαγωγή στην Πληροφορική 7 Εισαγωγή στην Πληροφορική 8 Το µαγνητικό πηνίο οδηγεί τις δέσµες ηλεκτρονίων επάνω-κάτω και αριστερά-δεξιά στην οθόνη Οι κουκκίδες φθορίζοντος υλικού στην πίσω πλευρά της οθόνης φωτοβολούν όταν τις χτυπήσει η ηλεκτρονική δέσµη Τα ηλεκτρονικά πολυβόλα εκπέ- µπουν δέσµες ηλεκτρονίων προς την οθόνη Επίπεδες οθόνες Οι οθόνες CRT προσφέρουν την εντονότερη και καθαρότερη εικόνα µε σχετικά χαµηλό κόστος Λόγωµεγέθους, καταλαµβάνουν πολύ χώρο και είναι δυσκίνητες. Επίσης είναι ενεργοβόρες. Συνηθέστερο είδος επίπεδης οθόνης: τεχνολογία υγρών κρυστάλλων (LCD) Ιδιαίτερο είδος υγρού κρυστάλλου που είναι κανονικά διαφανές αλλά γίνεται αδιαφανές όταν φορτιστεί ηλεκτρικά (π.χ. αριθµοµηχανές χειρός, ψηφιακά ρολόγια) Μειονεκτήµατα Οι εικόνες φαίνονται δύσκολα µε έντονο φως Περιορισµένη γωνία όρασης (viewing angle) Εισαγωγή στην Πληροφορική 9 Εισαγωγή στην Πληροφορική 10 Κατηγορίες οθονών υγρών κρυστάλλων Οθόνη LCD παθητικής µήτρας Εξαρτάται από τρανζίστορ για κάθε σειρά και κάθε στήλη pixel Χαµηλό κόστος αλλά µικρή γωνία όρασης και µικρή ταχύτητα ανανέωσης Σήµερα χρησιµοποιεί κυρίως την τεχνολογία LCD διπλής σάρωσης, που σαρώνει τα pixels µε διπλάσια συχνότητα Οθόνη LCD ενεργού µήτρας Αναθέτει ένα τρανζίστορ σε κάθε pixel Ταχύτερη ανανέωση και µεγαλύτερη γωνία όρασης Συχνά χρησιµοποιεί τεχνολογία τρανζίστορ λεπτών υµενίων (TFT), µε έως και τέσσερα τρανζίστορ ανά pixel Οι επίπεδες οθόνες καταλαµβάνουν λιγότερο χώρο Εισαγωγή στην Πληροφορική 11 Εισαγωγή στην Πληροφορική 12 2

3 Άλλα είδη οθονών Σύγκριση οθονών Ολόλευκες οθόνες (paper-white displays) Χρησιµοποιούνταν κάποτε από σχεδιαστές εντύπων Μεγάλη αντίθεση µεταξύ λευκού υπόβαθρου και κειµένου Οθόνες ηλεκτροφωτοβολίας Παρόµοιες µε τις οθόνες LCD, αλλά µε ένα φθορίζον υµένιο µεταξύ δύο φύλλων γυαλιού Οθόνες πλάσµατος/αερίου πλάσµατος ηµιουργούνται µε τοποθέτηση ειδικού αερίου µεταξύ δύο φύλλων γυαλιού Οι περισσότερο σηµαντικές προδιαγραφές µιας οθόνης είναι οι ακόλουθες Μέγεθος Ανάλυση Ταχύτητα ανανέωσης Απόσταση κουκκίδων Εισαγωγή στην Πληροφορική 13 Εισαγωγή στην Πληροφορική 14 Μέγεθος οθόνης Το µέγεθος της οθόνης επηρεάζει πόσο καλά βλέπουµε τις εικόνες Οι οθόνες µετρούνται µε την διαγώνιο, σε ίντσες, στην πρόσοψη της οθόνης Για αρκετά χρόνια, οι οθόνες 15 ιντσών (13 ίντσες οπτικής επιφάνειας) είχαν καθιερωθεί Σήµερα, οι οθόνες 17 ιντσών (15 ίντσες οπτικής επιφάνειας) είναι συνηθισµένες Μεγαλύτερες οθόνες είναι διαθέσιµες, αλλά µπορεί να είναι ακριβές Το διαγώνιο µέγεθος (συνήθως 15 ) Εισαγωγή στην Πληροφορική 15 Εισαγωγή στην Πληροφορική 16 Ανάλυση Η ανάλυση καθορίζεται από το πλήθος των pixels στην οθόνη, που εκφράζονται σαν πίνακας (π.χ. 600x800) Μια οθόνη 17 ιντσών παρέχει αναλύσεις από 640x480 έως και 1280x1024 Το πρότυπο VGA (Video Graphics Array) είναι 640x480 pixels. Οθόνες του προτύπου SVGA (Super VGA) παρέχουν αναλύσεις 800x600, 1024x768 ή και υψηλότερες Ταχύτητα (ρυθµός) ανανέωσης Είναι το πόσες φορές ανά δευτερόλεπτο τα ηλεκτρονικά πολυβόλα σαρώνουν κάθε pixel της οθόνης Είναι σηµαντική επειδή οι κουκκίδες φθορίζοντος υλικού χάνουν τη φωτεινότητά τους γρήγορα Αν η οθόνη δεν ανανεώνεται αρκετά συχνά, φαίνεται να τρεµοπαίζει Η ταχύτητα ανανέωσης µετριέται σε Hertz (Hz), η περιόδους (κύκλους) ανά δευτερόλεπτο Ταχύτητα ανανέωσης 72 Hz ή µεγαλύτερη δεν πρέπει να προκαλεί κούραση στα µάτια Εισαγωγή στην Πληροφορική 17 Εισαγωγή στην Πληροφορική 18 3

4 Απόσταση κουκκίδων (dot pitch) Είναι η απόσταση µεταξύ των κουκκίδων φθορίζουσας ουσίας που αποτελούν ένα pixel Σε έγχρωµες οθόνες, κάθε pixel περιέχει τρεις κουκκίδες (RGB). Αν αυτές δεν βρίσκονται αρκετά κοντά µεταξύ τους, οι εικόνες στην οθόνη δεν θα είναι ξεκάθαρες Η απόσταση κουκκίδων πρέπει να είναι όχι µεγαλύτερη από 0.28 χιλιοστά Ταχεία σάρωση = Γρήγορη ανανέωση Εισαγωγή στην Πληροφορική 19 Εισαγωγή στην Πληροφορική 20 B + G R + B R + B + G R + G Μικρή απόσταση κουκκίδων = Καθαρές εικόνες Συνδιασµός Χρώµατος Κουκκίδων Εισαγωγή στην Πληροφορική 21 Εισαγωγή στην Πληροφορική 22 Ελεγκτές βίντεο Ο ελεγκτής βίντεο είναι µια διασύνδεση µεταξύ της οθόνης και του επεξεργαστή Καθορίζει αρκετά χαρακτηριστικά της απόδοσης µιας οθόνης, όπως η ανάλυση ή ο αριθµός των χρωµάτων που µπορούν να απεικονιστούν Ο ελεγκτής βίντεο διαθέτει τον δικό του επεξεργαστή στην κυκλωµατική πινακίδα του, όπως επίσης και µνήµη που καλείται VRAM (video RAM) Video Control Board with Monitor Cable VRAM Εφαρµογές µε γραφικά (π.χ. παιχνίδια) Απαιτούν µεγάλη VRAM. Εισαγωγή στην Πληροφορική 23 Εισαγωγή στην Πληροφορική 24 4

5 Ψηφιακοί προβολείς Ένας ψηφιακός προβολέας συνδέεται µε ένα υπολογιστή και χρησιµοποιείται για να προβάλει εικόνες σε µια «µεγάλη οθόνη» Πολλοί ψηφιακοί προβολείς παρέχουν τις ίδιες αναλύσεις και επίπεδα χρώµατος µε οθόνες υψηλής ποιότητας Νεότερα µοντέλα χρησιµοποιούν τεχνολογία ψηφιακής επεξεργασίας φωτός (digital light processing, DLP) Ένα ειδικό µικροτσιπ χρησιµοποιεί κάτοπτρα για έλεγχο της απεικόνισης του ειδώλου και µπορεί να απεικόνιζει καθαρές εικόνες σε κανονικές συνθήκες φωτισµού Εισαγωγή στην Πληροφορική 25 Εισαγωγή στην Πληροφορική 26 Συστήµατα ήχου Όταν αγοράζουµε ένα PC µε πολυµέσα, έχουµε ένα σύστηµα που περιλαµβάνει έναν οδηγό CD-ROM ή DVD, έναν ελεγκτή βίντεο υψηλής ποιότητας µε αρκετή βίντεο RAM και µια κάρτα ήχου. Η κάρτα ήχου µετατρέπει τους ψηφιακούς ήχους σε ηλεκτρικό ρεύµα το οποίο στέλνεται στα ηχεία Με το κατάλληλο λογισµικό, µπορούµε να χρησιµοποιήσουµε τον υπολογιστή για να επεξεργαστούµε ήχους και να δηµιουργήσουµε ιδιαίτερα ακουστικά εφέ Εισαγωγή στην Πληροφορική 27 Εισαγωγή στην Πληροφορική 28 Ερωτηµατολόγιο (Σ/Λ) Η οθόνη καθοδικής λυχνίας µοιάζει πολύ µε οθόνη τηλεόρασης και λειτουργεί µε τον ίδιο τρόπο µε αυτήν Η οθόνη CRT χρησιµοποιεί πολυβόλο για να εκπέµπει pixel στο εµπρός µέρος της οθόνης Οι οθόνες LCD συνήθως προσφέρουν µεγαλύτερη γωνία όρασης από τις οθόνες CRT Οι επίπεδες οθόνες χρησιµοποιούνται µόνο στους υπολογιστές µεγέθους σηµειωµατάριου Κάποιοι ψηφιακοί προβολείς µπορούν να απεικονίζουν 16 εκατοµµύρια χρώµατα µε αναλύσεις µέχρι 1024x768 Εισαγωγή στην Πληροφορική 29 Εισαγωγή στην Πληροφορική 30 5

6 Ερωτήσεις επανάληψης Να αναφερθούν δύο βασικά είδη οθονών που χρησιµοποιούνται στα PC Με ποιο τρόπο η έγχρωµη οθόνη CRT δηµιουργεί εικόνες στην οθόνη; Ποιο είναι το συνηθέστερο είδος επίπεδης οθόνης; Με ποιο τρόπο η οθόνη LCD διπλής σάρωσης δηµιουργεί καθαρότερο είδωλο από µια συνηθισµένη οθόνη παθητικής µήτρας; Όταν κάνουµε σύγκριση οθονών πρέπει να εξετάζουµε τέσσερις παράγοντες. Να αναφερθούν. Να εξηγηθεί πώς ένας υπολογιστής παράγει ήχους Συσκευές που παράγουν σκληρά αντίγραφα Σκοποί του κεφαλαίου (3B) Καταγραφή των τριών περισσότερο χρησιµοποιούµενων ειδών εκτυπωτών Καταγραφή τεσσάρων κριτηρίων κατά την αποτίµηση εκτυπωτών Περιγραφή του τρόπου λειτουργίας ενός εκτυπωτής ακίδων Περιγραφή του τρόπου λειτουργίας ενός εκτυπωτή laser Περιγραφή του τρόπου λειτουργίας ενός εκτυπωτής ink jet Καταγραφή τεσσάρων ειδών συσκευών εκτύπωσης υψηλής ποιότητας Εισαγωγή στην Πληροφορική 31 Εισαγωγή στην Πληροφορική 32 Κατηγορίες εκτυπωτών Οι εκτυπωτές διαιρούνται σε δύο κατηγορίες Εκτυπωτές πρόσκρουσης (impact printers): δηµιουργούν εικόνες µε χρήση ακίδων ή σφυρών που πιέζουν µια µελανοταινία στο χαρτί (π.χ. γραφοµηχανή) Εκτυπωτές µη πρόσκρουσης (non-impact printers): χρησι- µοποιούν άλλα µέσα για δηµιουργία εικόνας, ώστε να τοποθετήσουν µελάνι (ή κάποια άλλη ουσία) στη σελίδα Ink jet: ψεκάζουν στη σελίδα σταγονίδια µελάνης Laser: χρησιµοποιούν θερµότητα, όπως τα φωτοαντιγραφικά Αποτίµηση εκτυπωτών Είναι σηµαντικά τα ακόλουθα τέσσερα κριτήρια: Ποιότητα εκτύπωσης: µετριέται σε κουκκίδες ανά ίντσα (dots per inch, dpi). Οι περισσότεροι εκτυπωτές µεσαίας ποιότητας τυπώνουν κουκκίδες ανά ίντσα. Ταχύτητα: µετριέται µε το πλήθος των σελίδων ανά λεπτό (pages per minute, ppm) που µπορεί να τυπώσει. ιαφορετική για κείµενο και γραφικά, τυπικές ταχύτητες 6-8 ppm Αρχικό κόστος: Πτώση τιµών µε βελτίωση ικανοτήτων και ταχύτητας. Υπάρχουν φτηνοί εκτυπωτές προσωπικής χρήσης και ακριβά επαγγελµατικά συστήµατα µεγάλης απόδοσης Κόστος λειτουργίας: Αναφέρεται στο κόστος µελάνης και χαρτιού που χρησιµοποιούνται µε τον εκτυπωτή Εισαγωγή στην Πληροφορική 33 Εισαγωγή στην Πληροφορική 34 Εκτυπωτές ακίδων Οι εκτυπωτές ακίδων (dot matrix) χρησιµοποιούνται σε χώρους εργασίας όπου είναι σηµαντική η φυσική πρόσκρουση µε το χαρτί (φύλλα σκέτου κειµένου, φύλλα µε µεγάλο πλάτος) ηµιουργεί απεικόνιση µε χρήση κεφαλής εκτύπωσης που περιέχει µια οµάδα ακίδων µικρού µήκους διατεταγµένες σε µια η περισσότερες στήλες Ο εκτυπωτής µπορεί να ωθήσει προς τα έξω οποιαδήποτε από τις ακίδες σε οποιονδήποτε συνδυασµό, σχηµατίζοντας αλφαριθµητικούς χαρακτήρες Το άκρο της προεξέχουσας ακίδας χτυπά την µελανοταινία η οποία βρίσκεται µεταξύ της κεφαλής εκτύπωσης και του χαρτιού, αποτυπώνοντας µελάνη στο χαρτί Εισαγωγή στην Πληροφορική 35 Εισαγωγή στην Πληροφορική 36 6

7 Απόδοση εκτυπωτών ακίδων Οι χαµηλής ανάλυσης εκτυπωτές ακίδων χρησιµοποιούν εννέα ακίδες, ενώ οι υψηλότερης ανάλυσης έχουν 24 ακίδες Η ταχύτητα τους µετριέται σε χαρακτήρες ανά δευτερόλεπτο (characters per second, cps). Μερικοί εκτυπωτές ακίδων δηµιουργούν έως 500 cps. Οι εκτυπωτές ακίδων χρησιµοποιούνται σε µεγάλο βαθµό σε επιχειρήσεις Εκτυπωτές Ink Jet Οι εκτυπώτες Ink jet (ή εκτόξευσης µελάνης) δηµιουργούν απεικόνιση απευθείας στο χαρτί µε εκτόξευση µελάνης από µικροσκοπικά ακροφύσια Οι έγχρωµοι εκτυπωτές έχουν τέσσερα ακροφύσια µελάνης: κυανό, κόκκινο, κίτρινο, και µαύρο. Τα χρώµατα αυτά ονοµάζονται αφαιρετικά και διαφέρουν από τα πρωτεύοντα προσθετικά χρώµατα Τυπωµένο χρώµα: ανάκλαση φωτός από το χαρτί Οθόνη: χρώµα που µεταδίδεται απευθείας από φωτεινή πηγή Εισαγωγή στην Πληροφορική 37 Εισαγωγή στην Πληροφορική 38 Απόδοση εκτυπωτών Ink Jet Παρέχουν ταχύτητες 2 4 σελίδες ανά λεπτό (ppm) και ανάλυση κουκκίδες ανά ίντσα (dpi) Απόδοση συγκρίση µε εκείνη των χαµηλής απόδοσης εκτυπωτών laser Οι εκτυπωτές Ink jet είναι φτηνοί και έχουν χαµηλό λειτουργικό κόστος Εισαγωγή στην Πληροφορική 39 Εισαγωγή στην Πληροφορική 40 Εκτυπωτές Laser Πρόκειται για εκτυπωτές µη πρόσκρουσης Χρησιµοποιούν θέρµανση και πίεση για να συνδέσουν µόρια toner στο χαρτί Είναι διαθέσιµοι για έγχρωµες και ασπρόµαυρες εκτυπώσεις Εισαγωγή στην Πληροφορική 41 Εισαγωγή στην Πληροφορική 42 7

8 Απόδοση εκτυπωτών laser Παρέχουν αναλύσεις από dpi και υψηλότερες Οι ασπρόµαυροι εκτυπωτές laser συνήθως παράγουν 4 16 σελίδες ανά λεπτό (ppm). Παράγουν υψηλότερης ποιότητας εκτύπωση σε σχέση µε τους εκτυπωτές ink jet, αλλά είναι ακριβότεροι Επανάληψη κεφαλαίου Να αναφερθούν οι τρεις συνηθέστερες κατηγορίες εκτυπωτών Ποια είναι τα τέσσερα κριτήρια που πρέπει να λαµβάνονται υπόψην κατά την αξιολόγηση εκτυπωτών Περιγράψτε τον τρόπο µε τον οποίο ένας εκτυπωτής ακίδων δηµιουργεί µια εικόνα σε µια σελίδα Εξηγείστε τον τρόπο λειτουργίας ενός εκτυπωτή laser Εισαγωγή στην Πληροφορική 43 Εισαγωγή στην Πληροφορική 44 8