Конспект урока по теме "Технические средства компьютерной графики"

Тема урока: «Технические средства компьютерной графики. Принципы работы растровых дисплеев».

Цель урока:

1) обучающий аспект: формирование первоначального представления об устройствах вывода и о принципе их работы;

2) развивающий аспект: развитие способности логически осмысливать полученные знания; развитие умения применения теоретических знаний на практике; стимулирование познавательного процесса к учебной дисциплине «Информатика»;

3) воспитательный аспект: воспитание эмоционально-положительной направленности на самостоятельную деятельность; стремление к самоутверждению через освоение теоретических знаний по ЭВМ.

Тип урока: урок-лекция

Вид урока: урок с применением информационных технологий (презентация)

Средства обучения: компьютеры, проектор, презентация по теме «Технические средства компьютерной графики. Принципы работы растровых дисплеев».

ХОД УРОКА

1. Организационный момент

-Приветствие класса, сообщение темы и целей урока.

2. Новый материал

         Введённая в компьютер информация  преобразуется с помощью программ в некий конечный результат, который необходим человеку. Однако в компьютере этот результат обработки храниться в двоичном коде и совершенно непонятен человеку. Для преобразования двоичных кодов в форму, понятную человеку, необходимы специальные аппаратные средства, которые получили название устройств вывода. Устройства вывода - аппаратные средства для преобразования компьютерного представления информации в форму, понятную человеку.

              Среди устройств вывода можно выделить по форме представления информации несколько классов: мониторы, принтеры, плоттеры, устройства звукового вывода.      

            

            Для нормальной работы устройства вывода, так же как и устройства ввода, необходимы управляющий блок (контроллёр, или адаптер), специальные разъёмы        и электрические кабели и обязательно – управляющая программа (драйвер).

Поговорим о мониторах:

            Цветные изображения получают путём смешивания трёх базовых цветов: красного, зелёного, синего. Базовые цвета создаются тремя электронными лучами, каждый из которых отвечает за свой цвет. Всё многообразие оттенков объясняется суммированием базовых цветов в различных пропорциях.

         Мониторы на основе ЭЛТ трубки:

       Её передняя часть покрыта люминофором – специальным веществом, способным излучать свет при попадании на него быстрых электронов. На противоположной стороне трубки расположены три электронные пушки. Все три пушки «нацелены» на один и тот же пиксель, но каждая из них излучает поток электронов  в сторону «своей» точки люминофора. Чтобы электроны беспрепятственно достигали экрана, из трубки откачивается воздух, а между пушками и экраном на пути электронов ставится маска – тонкая металлическая пластина с большим количеством отверстий, расположенных напротив точек люминофора. Маска обеспечивает попадание электронных лучей только в точки люминофора соответствующего цвета. Величиной электронного тока пушек и, следовательно, яркостью свечения пикселей управляет сигнал, поступающий с видеоадаптера. 

      На ту часть колбы, где расположены электронные пушки, надевается отклоняющая система монитора,  которая заставляет электронный пучок пробегать поочерёдно все пиксели строчку за строчкой от верхней до нижней, затем возвращаться в начало верхней строки и т.д.

        Количество отображённых строк в секунду называется строчной частотой развёртки. А частота, с которой меняются кадры изображения, называется кадровой частотой развёртки. Она не должна быть ниже 85 Гц, иначе изображение будет мерцать.

          Люминофор наносится в виде наборов точек трёх основных цветов – красного, зелёного и синего. Наборы точек люминофора располагаются по треугольным триадам. Триада образует пиксель – точку. Из этих точек формируется изображение. Расстояние между центрами пикселей называется точечным шагом. Это расстояние существенно влияет на чёткость изображения.

На экране такого монитора пиксель (точка на экране) образуется люминесцирующим  веществом, которое светится под воздействием луча, испускаемого электронной пушкой. Такой луч пробегает по порядку (сканирует) все строки сетки пикселей. При этом он модулируется: на точки, которые должны светиться, падает, а на тёмных точках прерывается.

        Поскольку после прекращения воздействия электронного луча на точку экрана её свечение быстро затухает, то сканирование периодически повторяется с высокой частотой. При такой частоте наше зрение не замечает мерцания изображения.

            Жидкокристаллические мониторы:

 Большинство ЖК – мониторов использует тонкую плёнку из жидких кристаллов, помещённую между двумя стеклянными пластинами. Заряды передаются через так называемую пассивную матрицу – сетку невидимых нитей, горизонтальных и вертикальных, создавая в месте пересечения нитей точку изображения. Активные матрицы вместо нитей используют прозрачный экран из транзисторов и обеспечивают яркое, практически не имеющее искажений изображение. Экран при этом разделён на независимые ячейки, каждая из которых состоит из четырёх частей.

1.      Этот параметр колеблется в диапазоне т 9 до 41 дюйма. Выбор размера монитора зависит от области использования персонального компьютера. Для учебных и бытовых целей наиболее популярными являются мониторы с диагональю 14 и 15 дюймов. Работа со специализированными графическими пакетами требует использования мониторов большей диагонали, например 17 дюймов. В системах автоматизированного проектирования, где необходимо одновременно отображать большой объём графической информации, для эффективной работы желательно использование мониторов с диагональю в 21 дюйм и более.

2.      Разрешающая способность экрана во многом определяется соотношением длины диагонали и величины шага. Чёткость изображения на мониторе определяется расстоянием между точками на экране, или величиной шага. Значение данного параметра колеблется от 0,22 до 0,43 мм. Чем меньше эта величина, тем качественнее изображение.

   Посмотрим таблицу соотношения между диагональю, величиной шага и разрешением экрана.

     Например, при размере диагонали 14 дюймов и величине шага 0,28 мм оптимальный режим работы монитора обеспечивается при разрешении 800 на 600 точек.

       Следующие устройства вывода – ПРИНТЕРЫ.

           Принтеры предназначены для вывода результатов на бумагу. При этом происходит преобразование машинного представления информации в символы (буквы, цифры, знаки). Любой символ выводится на печать в виде множества точек. Формирование изображения осуществляется головкой печатающего устройства. Печать каждой строки производится  в двух направлениях: печатающая головка двигается слева направо и справа налево. Переход к выводу следующей строки осуществляется с помощью специального механизма протягивания бумаги между валиками принтера. Функциональные возможности современных принтеров позволяют выводить различный текст, рисунки, графики не только на бумагу, но и на специальную плёнку, например, для создания слайдов.

        К одному системному блоку можно подключить  от одного до трёх принтеров любых типов.

   Рассмотрим по каким основным характеристикам принтеры разделяются на типы:

         По способу формирования выводимой информации принтеры делятся на:

□   Последовательные, когда документ формируется символ за символом;

□   Строчные, когда формируется сразу вся строка;

□   Страничные, когда формируется изображение сразу всей страницы,

            По количеству цветов, используемых для печати документа, различают принтеры чёрно-белые и цветные.

              По способу печати принтеры бывают ударные и безударные.

             Важнейшими характеристиками принтеров являются:

              По способу получения изображения на бумаге, способу нанесения красящего материала принтеры бывают: матричные, струйные, лазерные, термические, литерные.

Рассмотрим основные типы принтеров.

 

             Матричные принтеры относятся к ударным печатающим устройствам, так как изображение формируется с помощью комплекта иголок (матрицы), ударяющих по бумаге через красящую ленту, помещённую в специальный футляр – картридж. В результате на бумаге остаётся оттиск изображения выводимого символа. Управление перемещением каждой иголки для получения требуемого изображения производится с помощью электромагнита, расположенного в головке матричного принтера. Чем больше иголок в головке, тем выше качество печати. Матричные принтеры бывают 9-, 18- и 24-игольчатые.

            Струйные принтеры относятся к безударным устройствам, так как головка печатающего устройства не касается бумаги. Благодаря этому их работа практически бесшумна. Для получения изображения используют специальные чернила, а вместо печатающей головки установлен картридж, похожий на перевёрнутую чернильницу, в которой из отверстий (сопел) выбрасываются тонкие струи чернил. Мельчайшие капельки их отклоняются под действием управляющих электромагнитов и, достигнув бумаги, создают требуемое изображение. Количество сопел колеблется от 12 до 64. чем больше сопел, тем выше качество печати. Струйные принтеры обеспечивают получение изображения по качеству, близкому к типографскому, что определяет  широкую сферу использования струйных принтеров для создания различных документов.

              В лазерных принтерах для формирования изображения используется лазерный луч. С помощью системы линз тонкий луч лазера формирует электронное изображение на светочувствительном барабане. К заряженным участкам электронного изображения притягиваются частички порошка – красителя (тонера), который затем переносится на бумагу. Лазерные принтеры обеспечивают высокое качество печати и значительную скорость вывода – от нескольких страниц в минуту при цветной и нескольких десятков при чёрно-белой печати. Эти свойства лазерного принтера определяют его использование в качестве сетевого принтера, обеспечивающего режимы коллективного доступа. Лазерные принтеры находят широкое применение в издательской деятельности.

     Плоттеры, иначе называемые, графопостроителями, предназначены для вывода графической информации, создания схем, сложных архитектурных чертежей, художественной и иллюстративной графики, карт, трёхмерных изображений. Плоттеры используются для производства высококачественной цветной документации и являются незаменимыми для художников, дизайнеров, оформителей, инженеров, проектировщиков. Размеры выходных документов на плоттере превышают размеры документов, которые можно создавать с помощью принтера. Изображение на бумаге формируется с помощью печатающей головке. Точка за точкой изображение наносится на бумагу.

    Основными характеристиками плоттеров являются:

        Плоттеры делятся на:

       В планшетных плоттерах бумага неподвижна, а печатающая головка перемещается по двум направлениям. В барабанных по одной из координат передвигается головка, а по другой – с помощью системы прижима двигается бумага.

         В перьевых плоттерах для получения изображения используются обычные перья. Для получения цветного изображения  используется несколько перьев разного цвета.

         Струйные плоттеры формируют изображение подобно струйным принтерам, разбрызгивая капли чернил на бумагу. Более высокое по сравнению с перьевыми плоттерами качество цветной печати определяет широкое распространение струйных плоттеров в различных областях человеческой деятельности, включая автоматизированное проектирование, инженерный дизайн.

            Электростатические плоттеры создают изображение с помощью электрического заряда в процессе протягивания бумаги. Электростатические плоттеры – очень дорогостоящие и используются, когда требуется высокое качество выходных документов.

            Плоттеры с термопереносом создают двухцветное изображение, используя термочувствительную бумагу и электрически нагреваемые иголки.

            Карандашные плоттеры используют для формирования изображения обычный грифель. Они самые дешёвые и работают с дешёвым расходным материалом.

3. ИТОГИ УРОКА

       Делаем выводы о том, что нового узнали на уроке.

4. ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ