ИКГ 04 Аппаратное обеспечение КГ
DESCRIPTION
Инженерная и компьютерная графика, 2 курс ФИТиВТ МИЭМ НИУ ВШЭ. Лекция 4: Аппаратное обеспечение компьютерной графики. Файл практически не содержит пояснений, только графическое сопровождение лекции. Материалы по курсу находятся на сайте http://cg-2013.blogspot.ruTRANSCRIPT
Высшая школа экономики, Москва, 2013www.hse.ru
ИНЖЕНЕРНАЯ И КОМПЬЮТЕРНАЯ ГРАФИКА2 КУРС
ЛЕКЦИЯ 4АППАРАТНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КГ
Денис Королев
Высшая школа экономики, Москва, 2013
О чём эта лекция?
Устройства ввода и вывода графики вообщеНаиболее актуальные для нас в частности:– Сканеры– Фото- и видео- камеры – Мониторы и проекторы– Принтеры
Высшая школа экономики, Москва, 2013
Зачем эта лекция?
Чтобы понимать:• Как свет преобразуется в сигнал и обратно• Какие есть возможности и ограничения• Какие характеристики критичны
Высшая школа экономики, Москва, 2013
Зачем такой большой конспект?
• Это лекций мало, сокращенная программа.
• Всё на лекции нет смысла пересказывать.
• Вы же должны ориентироваться в технике?
• Конспект на самом деле еще больше – там в конце 3 страницы ссылок.
Высшая школа экономики, Москва, 2013
– Всё это есть в интернете, в ссылках –преимущественно Википедия!
Высшая школа экономики, Москва, 2013
Часть 1. Устройства ввода
• Мышь, трекбол• Перо и планшет• Тачпад • Тачскрин• Трекеры• Сканеры• Фото- и видео- камеры• Платы захвата видео
Высшая школа экономики, Москва, 2013
Часть 2. Устройства вывода
• Мониторы • Проекторы• Видео-очки и шлемы ВР• Принтеры и плоттеры
Высшая школа экономики, Москва, 2013
Световое перо
АйвенСазерленд
Первый графический редактор Sketchpad
1963
Высшая школа экономики, Москва, 2013
Световое перо
Высшая школа экономики, Москва, 2013
Графический планшет
Современныйграфическийпланшетс дисплеем
Высшая школа экономики, Москва, 2013
Тачпад (TouchPad) – «трогательный коврик»
• Ёмкостный принцип определения координаты,• Невысокая абсолютная точность (непригодны для рисования)• Используются для относительного смещения указателя «мыши»• Существуют модели с обработкой multi-touch
Высшая школа экономики, Москва, 2013
Резистивный сенсорный экран
Четырехпроводной Пятипроводной
Высшая школа экономики, Москва, 2013
Ёмкостный сенсорный экран
Напряжение подаётся постоянно
Электроды распределены под защитным слоем
Сила тока утечки регистрируется датчиками, расположенными в углах экрана
Ток утечки возникает, если экрана касается объект с больше ёмкостью, чем сенсорная панель.
Высшая школа экономики, Москва, 2013
Ёмкостный сенсорный экран
Поддерживается multitouch;
Без механических деформаций.
Высшая школа экономики, Москва, 2013
Трекеры (контроллеры движения)
Microsoft Kinect4 м / 90 градусов
Высшая школа экономики, Москва, 2013
Сканеры
Высшая школа экономики, Москва, 2013
3D-сканеры
Высшая школа экономики, Москва, 2013
Фотокамеры
Высшая школа экономики, Москва, 2013
Фотокамеры
Устройство зеркальной камеры:
1 - Объектив; 2 - Зеркало в положении визирования; 3 - Затвор; 4 - Матрица или пленка; 5 - Фокусировочный экран, на
котором отображается изображение; 6 - Линза видоискателя; 7 - Пентапризма,
переворачивающая изображение; 8 - Окуляр.
Высшая школа экономики, Москва, 2013
Матрица зеркальной фотокамеры
Высшая школа экономики, Москва, 2013
ПЗС (CCD)
Высшая школа экономики, Москва, 2013
ПЗС (CCD)
Высшая школа экономики, Москва, 2013
КМОП (CMOS)
Complementary metal-oxide-semiconductor, Комплементарная логика на транзисторах металл-оксид-полупроводник, КМОП
• Оцифровывают каждый пиксель на месте
• Дешевле CCD
• С появлением технологии APS по качеству стала близка к CCD.
Следующий слайд в SlideShare показывается пустым. Там вот это видео: http://youtu.be/DB740lEkEkg
Высшая школа экономики, Москва, 2013
Сравнение CCD и CMOS
Высшая школа экономики, Москва, 2013
Характеристики объектива
• Байонет и диаметр фильтра• Фокусное расстояние (диапазон) • Апертура (светосила)• Минимальное расстояние съёмки• Скорость автофокуса (если есть)• Стабилизатор• Качество оптики
Закрытая диафрагма объектива
Высшая школа экономики, Москва, 2013
Объектив: фокусное расстояние
Высшая школа экономики, Москва, 2013
Объектив: зона видимости
Высшая школа экономики, Москва, 2013
Глубина резкости (ГРИП)
На ГРИП влияют:
• Диафрагма
• Фокусное расстояние
Закрытая диафрагма Открытая диафрагма
Высшая школа экономики, Москва, 2013
Фазовый автофокус
• Применяется в зеркальных камерах.• Существуют матрицы с «фазовыми пикселями».• «Мыльницы» и «зеркалки» в режиме видеосъемки наводятся по контрастности.
Высшая школа экономики, Москва, 2013
Датчик фазового автофокуса и его принцип действия
ФА чувствителен к светосиле объектива, но не к выставленному значению диафрагмы.
Высшая школа экономики, Москва, 2013
Фазовый автофокус: определение расстояния и направления корректировки
Высшая школа экономики, Москва, 2013
Зачем компакт-камере механический затвор?
Чтобы сделать примерно такую фотографию, когда он закрыт.
Высшая школа экономики, Москва, 2013
Беззатворные камеры
Мобильные камеры Sony. • 17,7 Мп,• 120 к/с, • 34,8 Гбит/с.
Насадка на объектив для iPhone
Высшая школа экономики, Москва, 2013
Видеокамеры
Видеокамера = Телевизионная камера + записывающее устройствоCamera + Recorder = Camcorder.
1936 год – первая телетрансляция (Берлин)
Высшая школа экономики, Москва, 2013
Ход луча в видеокамере с 1 и 3 матрицами
Высшая школа экономики, Москва, 2013
Профессиональные и любительские видеокамеры, стедикам
Высшая школа экономики, Москва, 2013
Стереосъёмка
Высшая школа экономики, Москва, 2013
Мониторы
ЭЛТ монитор ЖК монитор
Высшая школа экономики, Москва, 2013
Кинескоп и развертка
Построчная и чересстрочная развертка
Высшая школа экономики, Москва, 2013
Телевизионный кадр и диаграмма сигнала
Высшая школа экономики, Москва, 2013
Формирование цвета в ЭЛТ
Высшая школа экономики, Москва, 2013
ЖК дисплей (LCD)
Используется принцип управляемой переменной поляризации подсветки фона
Следующий слайд показывается на SlideShare пустым, но там есть видео: http://youtu.be/jiejNAUwcQ8
Высшая школа экономики, Москва, 2013
Как устроен ЖК дисплей
Ссылка на видео в Интернет: LCD Monitor Teardown
Высшая школа экономики, Москва, 2013
Плазменная панель
Высшая школа экономики, Москва, 2013
Проекторы
• CRT - Cathode Ray Tube• LCD - Liquid Crystal Display• DLP - Digital Light Processing• D-ILA - Direct Drive Image
Light Amplifier• Laser
ЭЛТ (CRT)-проектор
Высшая школа экономики, Москва, 2013
Проекторы LCD
Высшая школа экономики, Москва, 2013
Проекторы DLP
Высшая школа экономики, Москва, 2013
Очки виртуальной и дополненной реальности
Высшая школа экономики, Москва, 2013
Принтеры
• Матричные• Лазерные и
светодиодные• Струйные• Сублимационные• Твердочернильные• Термопринтеры• 3D принтеры
Сувенирный термопринтер
Высшая школа экономики, Москва, 2013
Как всё начиналось…
Шрифтоносители принтеров и телетайпов. Символ отпечатывался полностью, а не набирался растром, как в современных принтерах.
Первыми принтерами были электрические печатные машинки и телетайпы.
Высшая школа экономики, Москва, 2013
Матричный принтер
Высшая школа экономики, Москва, 2013
Лазерный и светодиодный принтер
Высшая школа экономики, Москва, 2013
Струйные принтеры
• Пьезоэлектрические• Термические
Высшая школа экономики, Москва, 2013
Многоцветная струйная печать
Высшая школа экономики, Москва, 2013
Это всё – струйные принтеры
Бытовой струйный принтер с системой непрерывной подачи чернил (СНПЧ)
Широкоформатный рулонный струйный принтер
печатает растром
Плоттеры в первозданном виде почти не используются
Высшая школа экономики, Москва, 2013
Плоттеры и каттеры
Режущие плоттеры (каттеры) – «векторные» устройства.
Высшая школа экономики, Москва, 2013
Специальные принтеры, 3D-принтеры
3D-принтер Принтеры для этикеток
Высшая школа экономики, Москва, 2013
Интеграция
Высшая школа экономики, Москва, 2013
К следующей лекции
• Тест №2• Эссе №1• Дочитайте конспект
Следующие две лекции про трёхмерную графику ведет Алексей Соболевский.