第五章 其他图像输入输出设备,5.1扫描仪 图像输入设备 只能对静态图像进行扫描 价格低廉 分辨率高，且可调 幅面大,一.扫描仪的种类,手持式扫描仪 诞生于1987年 采用CIS技术，光学分辨率200dpi 结构简单、体积小、重量轻、携带方便、价格便宜,CIS技术,CIS：Contact Image Sensor 触点式图像感光元件 光源：RGB三色LED产生白光 感光材料：硫化镉，线性排列 均匀度差，色彩分辨率差,馈纸式扫描仪,采用CIS技术， 光学分辨率300dpi 满足A4幅面扫描 多用于办公一体机中,鼓式扫描仪,用于专业印刷领域 感光器件：光电倍增管 光学分辨率：1000-8000线 性能远高于CCD类产品,笔式扫描仪,底片扫描仪,专门用于扫描照相底片 扫描精度高、速度快 分辨率：2700dpi Nikon Cool Scan 800 ED 底扫，光学分辨率4000dpi，22800,平板扫描仪,诞生于1984年 当今的主流产品 光学分辨率在300dpi-8000dpi,大幅面扫描仪,扫描幅面A0以上 工程图纸扫描 多数为灰度扫描仪 分辨率：200dpi或400dpi,条码扫描仪,实物扫描仪,Hitachi BS20U 0.8秒内实现120万象素,3D扫描仪,生成三维坐标数据 机械式：机械臂触摸物体表面 激光式：激光代替机器臂 扫描时间长,二.扫描仪的性能,传感器性能比较,接口,USB接口：常见 SCSI接口：高档次扫描仪 IEEE1394接口：较少,分辨率,由硬件水平所决定 水平分辨率由CCD分辨率及硬件电路决定 垂直分辨率由传动机构精密度决定 平板扫描仪分辨率：600dpi、1200dpi、2400dpi,色彩深度,有30位和36位等规格 实际输出时会有所降低,幅面大小,最多的是A4幅面 专业照片扫描仪幅面略大于5寸照片 大幅面扫描仪：0号或1号图纸 价格以几何级数上涨,软件,接口软件：TWIN标准 识别软件：OCR,去网纹,网纹产生原因：印刷品图像由有规则的微小斑点组成，产生莫尔条纹。 去除方法：软件或硬件,5.2 摄像机,先于数码相机产生 早期使用真空摄像管，目前是CCD 记录介质：录像带，存储卡,硬盘 分辨率：家用150万像素,数码影像的输出设备,显示设备，如CRT屏幕显示、液晶显示等 投影设备，如液晶投影等 打印或印相设备，如打印机、数字彩扩系统等,5.4显示设备,阴极射线管CRT(Cathode Ray Tube) 液晶显示LCD(Liquid Crystal Display) 等离子体显示(Gas-Plasma) 场致发光EL显示（Electro Luminescent）,一.阴极射线管显示器CRT,80多年的历史 高可靠性，高性能价格比 目前最主要的显示设备 品种很多、性能各异,性能屏幕尺寸,以显像管的对角线长度来衡量 单位：英寸 边框占据一部分空间 15英寸：可视范围13.8英寸 17英寸：可视范围在15.816英寸之间 19英寸：可视范围18英寸左右,性能分辨率,点距 ：同一像素中两个颜色相近的荧光点间的距离 .25 .28 .31等 最大应用分辨率=屏幕大小/点距,性能屏幕形状,早期CRT是球面屏幕 平面直角 柱面显像管 ：特丽珑(Trinitron) ，钻石珑(Diamondtron),性能刷新频率,电力工频50Hz 刷新频率超过工频10Hz 性能-扫描方式 逐行扫描,性能带宽,电子装置能处理的频率范围，衡量传输数据的能力 可接受带宽总像素刷新频率1.5 带宽窄的显示器不能单方面提高刷新频率,性能调节方式,模拟调节数字调节 性能辐射 能源之星标准：待机状态下功率不超过30W，在屏幕长时间没有新的显示时，显示器会自动断电等。,性能防眩光,镀膜:屏幕防止外界强光照明时产生反光。 性能抗静电 防止屏幕表面产生静电 静电吸引浮尘，损害皮肤,二.液晶显示器,液晶：介于完全规则状态与不规则状态之间的中间态物质 。 液晶的电光效应 ：液晶分子的形状、介电常数、折射率及电导率具有各向异性的特征，施加电场后，随着液晶分子轴的变化和液晶分子的流动就会发生不稳定现象，其透光特性就会发生变化。,二.液晶显示器性能,分辨率：1024 768 LCD无闪烁现象 可视面积与标称尺寸相符合 视角小于CRT,亮度与对比度较CRT差 色彩比CRT差 反应速度25ms 无辐射,三.场致发射显示器,电子从阴极逸出并加速撞到像素单元前面的荧光层发光 电子束窄而具有较高的亮度 液晶的厚度、CRT的速度、高亮度，宽视角,福州大学研制FED,34英寸，世界领先 厚度10CM，显示屏1CM 工艺简单、成本低、投资少、X射线低 应用：广告牌、汽车电子设备、军工器材、医疗仪器设备等,四.等离子显示器,原理：利用惰性气体放电时所产生的紫外线激发彩色荧光粉发光，再转换成人眼可见的光。 超薄：40英寸/100mm 体积小、重量轻、无辐射 无畸变、亮度均匀 高亮度、大视角、全彩色、高对比度,等离子显示器缺点,受压能力差 耗电量大 300W 价格高,五.大屏幕LED显示屏,原理：将LED排列成二维列阵，用各点发光的亮暗来显示图案和文字 特点：容易组合 缺点：颜色失真,六.有机电致发光(EL),又称有机发光二极管(OLED) 原理：在一金属阴极和一透明阳极之间夹一层或多层有机薄膜。在电极间施加一定的电压后，发光薄膜层发光。,有机电致发光(EL),核心层厚度很薄，厚度可以小于1毫米，厚度为液晶的1/3； 全固态机构，无真空、液体物质，抗震性好 没有视角问题 单个像素的响应速度是液晶元件的1000倍 低温特性好，在零下40度能正常显示 对材料和工艺的要求低，成本低； 发光转化效率高，能耗低； 单个像素尺寸小，适合应用在微显示设备中； 能够在不同材质上制造，可做成能弯曲的柔软显示器。,55投影装置,CRT投影技术 LCD投影技术 DLP投影技术,一. CRT投影,原理：将CRT显示的图像经光学系统放大并成像到屏幕上 特点：亮度低、调整复杂、体积大,二.LCD投影,必须有外加光源，是被动式的投影 原理：通过光学系统将经光源照明的LCD图像放大并成像到屏幕之上 三种解决方案：液晶光阀、TFT液晶板、LCOS,液晶光阀,利用CRT进行光写入 在光阀上进行光电转换，从而产生图像 特点：亮度高、分辨率高、价格高、体积大,TFT液晶板,Thin Film Transistor 薄膜场效应晶体管 特点：每个像素配置一个开关晶体管，晶体管导通、截止状态接近理想开关。各像素间独立寻址，消除了液晶像素间的交叉串扰，改善了液晶显示的对比度和清晰度。,LCOS,Liquid Crystal On Silicon：硅片上液晶 工艺：将CMOS基板与含有透明电极之上玻璃基板贴合，再抽入液晶 使用集成电路工艺，价格低、质量好 利用该技术的投影仪体积更小、亮度更高,三片式彩色投影,用三个液晶片分别显示R、G、B三种颜色的图像 使用分光棱镜将照明光分成R、G、B三色光并分别照明三个液晶片 经和色棱镜合光 由投影光学镜头放大投影到大屏幕上,三.DLP投影,Digital Light Processor ：数字光处理器 特点：清晰度高、画面均匀、色彩锐利、亮度高、调整便利、分辨率高，不经压缩分辨率可达1024768 价格高,四.投影机的性能,输出光通量 ：输出的光能量，单位lm 分辨率 ：800600、1024768 单位像素 行频：行频是指扫描一行速度和时间 帧频：刷新频率 带宽 ：在视频信号振幅下降至0.707倍时，对应的信号上限频率,5.6打印设备,一.针式打印机 常用9针或24针 利用色带实现彩色 分辨率低，无法控制灰度,二.喷墨打印机,价格低廉，打印质量好 热喷墨：加热使墨汁气化 压电喷墨：压电陶瓷形变控制墨滴 性能指标：分辨率、墨盒数、幅面、打印速度、打印纸张,大幅面打印机,三.彩色热升华打印机,色彩表现能力最好 通过打印头上直径小于40m的单晶硅发热点阵，把色带上的三色(CMY)或四色(CMYK)油墨分别升华到相纸 打印成本高、幅面小,四.激光打印机,打印原理： 感光鼓:负电 碳粉:负电 纸:正电,彩色激光打印机,彩色激光打印：纸张依次经过青、品红、黄、黑四个硒鼓 特点：色彩艳丽、连续、细腻 ，单页打印成本低，文本输出效果好,五.光固着型热敏打印,TA(Thermo-Autochrome)：热彩色成像 原理：通过对专用的TA纸进行加热以及紫外线定影，实现全彩打印 特点：输出效果好，成本低，技术垄断,六.数码彩扩,原理：在相纸上直接曝光 曝光技术：LED曝光法、激光曝光法、微光阀曝光法 特点：质量高、速度快、成本低、设备昂贵,七.多功能一体机,集扫描仪、打印机、传真机、复印机于一体 馈纸式扫描仪+彩色喷墨打印机 占用空间小，使用方便,爱普泰克DV8000,图像感光器元件：CMOS 分辨率：300万 光学变焦倍数：无 数字变焦倍数： 4 镜头性能：固定焦距镜头 取景器：无 液晶显示屏： 1.8“TFT液晶显屏,爱普泰克样张,爱普泰克样张,思考题：,比较扫描仪和数码相机的成像特点和应用范围。,