Принцип
работы принтера с термопереносом состоит в том, что термопластичное красящее
вещество, нанесенное на тонкой подложке, попадает на бумагу именно в том месте,
где нагревательными элементами (аналогами сопел и игл) печатающей головки
обеспечивается должная температура (около 70-80 градусов). Конструктивно такой
способ печати достаточно прост, к тому же он обеспечивает практически бесшумную
работу. Для нанесения цветного изображения требуется, разумеется., три или
четыре прохода: по одному для первичных цветов и один в случае использования
отдельного
черного цвета, что соответственно увеличивает время печати. Принтеры, использующие данную технологию, обычно требуют специальной бумаги. Стоимость выведенной страницы с изображением, как правило, дороже, чем для струйных принтеров. Для данных устройств также характерна небольшая скорость печати (1-2 страницы в минуту). Тем не менее, принтеры с термопереносом — достаточно надежные устройства, которые не требуют сложного обслуживания и могут воспроизводить цветное изображение (до 16,7 миллионов цветов) как на пленке, так и на бумаге, с разрешающей способностью 200-300 dpi (точек на дюйм).
Еще
один класс цветных печатающих устройств — так называемые принтеры с термосублимацией.
Эта технология наиболее близка к технологии термопереноса, только элементы
печатающей головки нагреваются в данном случае уже до температуры около 400
градусов. Хотя, возможно, термин «термосублимация» не очень удачен, но он
достаточно четко поясняет, каким образом красящему веществу передается
необходимая порция энергии сублимации. Напомним, что под сублимацией понимают
переход вещества из твердого состояния в газообразное минуя стадию жидкости
(например, кристаллы йода сублимируют при нагревании). Таким образом, порция
красителя сублимирует с подложки и осаждается на бумаге или ином носителе. В
принтерах с термосублимацией красителя имеется возможность точного определения
необходимого количества красителя, переносимого на бумагу (например, 19% суаn, 65% magenta, 34% yellow). Комбинацией
цветов красителей можно подобрать практически любую цветовую палитру.
Данная
технология используется только для цветной печати, а реализующие ее устройства
обычно относятся к классу «high end». К их основным преимуществам относится
практически фотографическое качество получаемого изображения и широкая гамма
оттенков цветов без использования растрирования. Основным
ограничением применения данных принтеров является высокая стоимость каждой
копии изображения.
Принтеры,
использующие данную технологию, называются также принтерами с твердым
красителем. Принцип работы таких устройств примерно следующий. Восковые
стерженьки для каждого первичного цвета красителя постепенно расплавляются
специальным нагревательным элементом при температуре около 90 градусов и
попадают в отдельные резервуары.
Расплавленные
красители подаются оттуда специальным насосом в печатающую головку, работающую
обычно на основе пьезоэффекта. Капли воскообразного красителя на бумаге
застывают практически мгновенно, но обеспечивают необходимое с ней сцепление. В
отличие от обычной технологии liquid ink jet, в данном случае не происходит ни
просачивания, ни растекания, ни смешения красителей. Именно поэтому принтеры,
использующие технологию phase change ink jet, работают с любой бумагой.
Качество цветов получается просто превосходное, к тому же допустима и
двусторонняя печать.
Colour
laser
В
лазерных принтерах используется электрографический принцип создания изображения
— примерно такой же, как и в копировальных машинах. Наиболее важными частями
лазерного принтера можно считать фотопроводящий барабан (или ленту),
полупроводниковый лазер и прецизионную оптико-механическую систему,
перемещающую луч. Лазер формирует электронное изображение на
светочувствительной фотоприемной ленте последовательно для каждого цвета тонера
(CMYK). То есть принтер, работающий в монохромном режиме со скоростью 8
стр/мин, в цветном режиме обеспечит только 2 стр/мин. Когда изображение на
фоточувствительной ленте полностью построено, подаваемый лист заряжается таким
образом, чтобы тонер с барабана притягивался к бумаге. После этого изображение
закрепляется на ней за счет нагрева частиц тонера до температуры плавления.
Окончательную фиксацию изображения осуществляют специальные валики, прижимающие
расплавленный тонер к бумаге.
Технологически
данный процесс осуществляется весьма не просто, поэтому цены на цветные
лазерные принтеры до недавнего времени составляли несколько десятков тысяч
долларов.
Несмотря
на то что принтеры могут казаться пользователю устройствами, на первый взгляд,
достаточно прозаическими, рассказ о них может быть не
только очень длинным, но и интересным. В данном случае мы не будем «растекаться
мыслью по древу», а начнем, пожалуй, с классификации подобных устройств.
Как
известно, все печатающие устройства можно подразделить на последовательные,
строчные и страничные. Принадлежность принтера к той или иной из
перечисленных групп зависит от того, формирует он на бумаге символ за символом
или сразу всю строку, а то и целую страницу. Например, все без исключения
лазерные принтеры можно отнести к группе страничных печатающих устройств, а вот
более привычные матричные Epson, Microlin и т.п. — к группе последовательных.
Кстати,
несколько слов по поводу матричных принтеров. Как известно, идея подобных
печатающих устройств заключается в том, что все мыслимые (и немыслимые) знаки
воспроизводятся ими из набора отдельных точек, наносимых на бумагу тем или иным
способом. Кроме этого, не следует забывать, что все печатающие устройства (за
исключением, пожалуй, страничных) могут быть «ударными» (impact) и
«безударными» (non-impact). Большинство принтеров, еще работающих сейчас с
компьютерами, могут быть причислены к группе последовательных, «ударных» и
матричных печатающих устройств: вертикальный ряд (или два ряда) игл вколачивает
краситель с ленты прямо в бумагу, формируя последовательно символ за символом.
Рассматриваемые
ниже струйные чернильные принтеры относятся к классу последовательных,
матричных, но «безударных» печатающих устройств. Здесь следует еще раз
оговориться, так как, вообще говоря, существуют также чернильные строчные и
чернильные страничные принтеры, также относящиеся к классу «безударных»
устройств.
Обычно
«безударными» принтерами называются такие устройства, у которых носитель
печатаемой информации не касается бумаги. Не требуется, конечно, пояснять, что
«безударные» печатающие устройства работают практически бесшумно. Если
продолжить уточнение признаков принадлежности печатающих устройств к отдельным
группам, можно сказать, что последовательные «безударные» матричные струйные
чернильные принтеры в свою очередь подразделяются на устройства непрерывного
(Continuous drop, Continuous jet) и дискретного (D*olmln-demand) действия. Последние в своей
работе опять же могут использовать либо «пузырьковую» технологию (Bubble- Jet),
либо пьезоэффект. Подобная (правда, увы, неполная) классификация печатающих
устройств полностью соответствует классификации фирмы Mannesmann Tally, хорошо
известной своими принтерами.
У
чернильных устройств, как впрочем и у «ударных» матричных принтеров, печатающая
головка движется только в горизонтальной плоскости, а бумага подается
вертикально. Сопла (канальные отверстия) на печатающей головке, через которые
разбрызгиваются чернила, соответствуют «ударным» иглам. Количество сопел у
разных моделей принтеров, как правило, может варьироваться от 12 до 64.
Поскольку размер каждого сопла существенно меньше диаметра иглы (тоньше
человеческого волоса), а количество сопел может быть больше, то получаемое
изображение (теоретически) должно быть в этом случае четче. К сожалению, это не
всегда так, и очень многое зависит от качества используемой бумаги (все-таки
чернила!).
Принцип
действия подобного устройства основан на том, что струя чернил, постоянно
испускаемая из сопла печатающей головки, направляется либо на бумагу (для
нанесения изображения), либо в специальный приемник, откуда чернила снова
попадают в общий резервуар. В рабочую камеру чернила подаются микронасосом, а
элементом, задающим их движение, является, как правило, пьезодатчик.
Для
того чтобы направить струю чернил в определенные места на бумаге (или в
приемник), необходимы отклоняющие электроды. Разумеется, что струя чернил
должна электризоваться, предварительно пройдя через заряжающие электроды.
Описанный выше принцип действия печатающего устройства использует сегодня очень
небольшое количество принтеров. Самыми распространенными являются более
прогрессивные технологии.
Итак,
большинство современных чернильных принтеров используют технологию
Drop-on-demand, которая основана на дискретном впрыскивании капель чернил на
бумагу из сопел печатающей головки. В настоящее время на практике для нанесения
чернил на бумагу наиболее широко используется два дискретных метода. Различают
так называемые Bubble-Jet и принтеры, использующие пьезозлемент для управления
соплом. Надо сказать, что при технической реализации оба этих метода практически
эквивалентны,
как по затратам, так и по качеству получаемого изображения.
При использовании Bubble-Jet-метода в каждом сопле находится маленький нагревательный элемент (обычно это тонкопленочный резистор). Этот элемент может находиться либо в непосредственной близости с самим соплом, либо на, стороне входного канала сопла. При пропускании тока через тонкопленочный резистор, последний за несколько микросекунд нагревается до температуры около 500 градусов
и отдает
выделяемое тепло непосредственно окружающим его чернилам. При резком нагревании
образуется чернильный паровой пузырь, который старается вытолкнуть через
выходное отверстие сопла необходимую порцию (каплю) жидких чернил. Поскольку
при отключении тока тонкопленочный резистор также быстро остывает, паровой
пузырь, уменьшаясь в размерах, «подсасывает» через входное отверстие сопла
новую порцию чернил, которые занимают место «выстреленной» капли.
Как
уже было сказано, второй метод для управления соплом использует
пьезоэлектрический элемент. Как известно, обратный пьезоэффект заключается в
деформации пьезокристалла под воздействием электрического поля. Изменение
размеров пьезоэлемента, расположенного сбоку входного отверстия сопла, приводит
к выбрасыванию капли и приливу через входное отверстие новой порции чернил.
Практически
все преимущества матричных принтеров автоматически можно распространить и на
соответствующие струйные чернильные принтеры. Для них (теоретически) возможно
создание любых типов шрифтов с различными атрибутами (с учетом, разумеется, количества
сопел), не представляет особой сложности и работа в графическом режиме. Правда,
как уже отмечалось, по четкости и резкости изображения некоторые модели
чернильных принтеров не всегда могут поспорить с «ударными» матричными
печатающими устройствами. Однако способность некоторых чернильных принтеров
формировать капли разного размера, особенно при изображении наклонных линий и
окружностей (для работы в графическом режиме), позволяет им создавать
изображения, которые невозможно воспроизвести даже на качественном
24-игольчатом принтере.
К
одному из существенных недостатков описываемых устройств относится, к
сожалению, их невысокая скорость печати. Физические ограничения по скорости
очевидны — в основном задержка определяется временем наполнения чернилами
пустого пространства в сопле печатающей головки.
Тем
не менее, к очевидным достоинствам технологии струйных принтеров относится,
например, возможность создания достаточно дешевых и качественных цветных
печатающих устройств.
Лазерная
печать стала синонимом наивысшего качества, а лазерные принтеры тем временем
становятся все совершеннее и совершеннее. Добавляются новые возможности,
улучшаются старые. Лазерные принтеры постепенно становятся все более
распространенными. И качество не является единственным фактором, благодаря
которому это происходит, — старенький игольчатый принтер со свежей лентой тоже
дает вполне чистое и сочное изображение с обилием деталей. Исходя из этого, при
выборе принтера следует ориентироваться еще и на требуемую скорость печати,
возможности использования шрифтов и работы с графикой, на удобство
использования и комфортность работы, конечно, на цену и стоимость эксплуатации,
тоже. У каждого типа принтеров есть свои особенности, касающиеся типов
используемой бумаги, интерфейсов, управления. Но качество и скорость все же
остаются основными факторами.
Из
имеющихся сегодня в продаже принтеров наиболее известными являются принтеры
фирмы Hewlett-Packard. Так сложилось, что эта фирма сейчас продает такое
количество принтеров, что ни одна из сильных в этой области фирм, таких как
Epson, LaserMaster, QMS, Texas Instruments, Printware, Data Products или Star,
не может даже приблизиться к ней. Видимо, одна из причин в том, что HP первой
сделала коммерческий лазерный принтер в 1984 году.
Вероятно,
популярность принтеров HP привела к тому, что многие фирмы-конкуренты выпускают
принтеры, внешне очень похожие на изделия Hewlett-Packard. Но это не означает,
что они «содраны» — вовсе нет. Просто сердцем всех этих аппаратов является
печатающий механизм (по-английски engine, по-русски обычно привод) фирмы Саnоn. Он определяет компоновку принтера, его
размеры, скорость печати и разрешение, тип используемых расходных материалов,
максимальное поле печати. Но при всей своей схожести, каждый из них имеет
индивидуальные особенности — ведь всю электронную начинку изготовитель делает
самостоятельно, он определяет, какие шрифты будут установлены в принтер и как
они будут обслуживаться, какие принтеры можно будет эмулировать. И самое
главное, как принтер будет формировать страницу, то есть — как быстро печатать.
В
1990 году Hewlett-Packard выпустил серию принтеров LaserJet III, которая использовала технологию
улучшения разрешения (RET
— Resolution
Enhancement
Technology).
После этого все ведущие изготовители лазерных принтеров стали быстро догонять
лидера, выпуская новые модели своих принтеров с методами печати,
обеспечивающими аналогичное качество. (Одно замечание — даже несколько лучшую
технологию на таких же приводах уже довольно давно используют фирмы LaserMaster
и QMS, но принтеры предназначены скорее для профессионалов, чем для рядового покупателя.
Поэтому технология стала широко известной лишь в 1990 году.)
Суть
ее в следующем. Когда лазер строит изображение на светочувствительном барабане,
он делает это построчно. Каждая строка — это поворот барабана на 1/300 дюйма (и
сдвиг бумаги на то же расстояние). Это вертикальная ось листа. Лазерный луч,
подобно лучу электронов в телевизионной трубке, сканирует эту строку, зажигаясь
и выключаясь в соответствии с управляющими сигналами контроллера печати. Эти
световые импульсы и строят изображение на барабане. В обычном лазерном принтере
каждый поворот барабана составляет 1/300 дюйма (имеется в виду линейное
перемещение поверхности), что соответствует одной строке. В каждой строке на
каждый дюйм приходится 300 точек. Таким образом и получается «лазерное»
разрешение в 300х300 dpi. В новых технологиях используются более деликатные
методы работы с лазером, что позволяет, работая на том же приводе печати,
повысить качество печати как с увеличением разрешающей способности, так и без
него.
Метод
RET, применяемый фирмой Hewlett-Packard, основан на изменении размера точек,
которые принтер ставит на бумагу без фактического изменения разрешения. При
этом с помощью модуляции'. лазерного луча в процессе построения изображения
удается дозированно удалять заряд с барабана — в результате изменяется размер
участка, к которому прилипает тонер. Это позволяет, например, заострить углы
засечек у букв и избежать скапливания тонера в местах, пересечения линий.
Наклонные линии также становятся более гладкими. Фирма уверяет, что эффект от
использования RET аналогичен повышению разрешающей способности примерно в
полтора раза.
Более
хитрая технология применяется фирмой LaserMasler. Она получила название
TurboRes Enhanced. Суть ее в корне отличается от RET. Основное отличие —
реальное повышение разрешающей способности принтера.
Горизонтальное
разрешение можно увеличить почти просто — для этого достаточно с большей
частотой выдавать управляющие сигналы на лазер. Это реализовано в технологии
TurboResh и других технологиях многих фирм. Если вы видите рекламу «настоящего
и лучшего в мире» 600-точечного принтера, который на поверку оказывается
принтером, 600х300 dpi, то в нем сделано именно это и ничего другого. Но в
TurboRes использована еще одна хитрость. Каждая точка при использовании данного
метода печати имеет форму столбика, а хитрое построение электроники принтера
позволяет управлять высотой столбика. При этом удается реально повысить
разрешение по вертикали. На стандартных приводах печати принтеры с TurboRes
дают разрешение до 1200 dpi.
Так
сложилось, что любой приличный лазерный принтер, чтобы его купили, должен уметь
эмулировать принтер LaserJet. То, что сам Laser Jet работает в стандартном
PCL-режиме, понятно. Причем
используя
современный язык PCL, который позволяет работать с масштабируемыми
шрифтами и включает в себя язык управления графопостроителями (HPGL). Правда,
Hewlett-Packard — фирма гордая, поэтому принтер не эмулирует никаких других
принтеров (да это и не нужно — все мало-мальски приличные программы
поддерживают НР), но за отдельную плату можно приобрести эмулятор
принтеров Epson FX/IBM Proprinter и диск с языком PostScript. Кстати,
это не так плохо — оборудование Hewlett-Packard и без того стоит недешево, а
дополнительные функции еще увеличили бы эту цену.
Лучше
положение у Brother HL. Он, как положено, эмулирует НР, притом
поддерживает полный PCL, позволяющий работать с масштабируемыми
шрифтами. Вдобавок предусмотрена эмуляция матричных принтеров Epson и IBM и
старых ромашковых Brother и Diablo.
Обычно,
чем сложнее оборудование, чем больше функций оно обеспечивает, — тем труднее им
управлять. Лазерные принтеры не являются исключением. Все они имеют
панели управления с несколькими клавишами управления и жидкокристаллическим
индикатором, отражающим состояние принтера и выполняемую операцию.
Теперь
о скорости. Когда мы говорим, что принтер работает со скоростью столько-то
страниц в минуту, мы имеем в виду, что привод печати может выдавать страницы
именно с этой скоростью. Эта производительность реализуется при печати
многостраничных текстовых документов. Разница в скорости для принтеров на одном
и том же приводе проявляется при печати графики и маленьких документов вроде
писем. Здесь играет роль скорость контроллера принтера. Для текстов основная
задержка — это время обработки первой страницы, для графики важна
производительность и оптимальность работы контроллера: эти два фактора
определяют время обработки информации.
Теперь
животрепещущий вопрос о стоимости. Стоимость принтера — это не только его цена,
но еще и стоимость эксплуатации. Как правило лазерные принтеры используют
картридж, в котором объединены барабан, тонер и чистящий блок. Можно сэкономить
деньги, заправив использованный картридж, но без существенной потери качества
это можно делать только один раз. Сейчас есть много фирм, специализирующихся на
полном восстановлении картриджей и продающих их дешевле. Причем их качество
практически такое же, как и у новых.
Документация
— полезное дополнение, позволяющее решить возникающие при эксплуатации проблемы,
не обращаясь в сервисную службу.
Печать
цветных фотографических изображений с использованием компьютерных технологий
больше не является прерогативой сублимационных цветных печатных машин. За
последнюю пару лет такие принтеры как Epson Stylus Colour и DeskJet фирмы
Hewlett Packard показали, на что они способны.
Они
обладают разрешением от 600 до 1200 dpi (точек на дюйм) и при использовании
специальной глянцевой бумаги копии изображений получаются живыми и четкими, а
стоят сравнительно недорого.
И,
тем не менее, Hewlett Packard работает над развитием технологии своих струйных
принтеров и особенно над улучшением качества фотографической печати на обычной
бумаге. Это еще больше удешевило бы печать для тысяч людей, которые
заинтересованы в получении высококачественных отпечатков на своих персональных
компьютерах после сканирования изображений или загрузки их с компакт-дисков.
Новая
система печати, применяемая компанией, называется RealLife Imaging System. Это
обобщенное название для нескольких работающих совместно ключевых технологий.
Некоторые из них уже давно существовали, а другие являются новыми.
Черные чернила на основе пигмента. Черные чернила, разработанные фирмой HP, содержат мельчайшие частицы пигмента, подобные частицам тонера в лазерных принтерах. Они оседают на самой поверхности бумаги и, уменьшая глубину проникновения жидких чернил в бумагу, создают более плотный и твердый слой черного цвета.
Улучшенные цветные чернила. В отличие от
черных чернил на основе пигмента, цветные чернила должны быть на основе
красителя. Одним из основных требований является их хорошее
смешивание для создания оттенков цвета. А чернила на основе пигмента
смешиваются плохо.
Технология улучшения разрешения (Resolution Enhancement Technology, REt). Это
одна из самых первых технологий, которая заменяет отдельные точки печати на
некие матричные области и при необходимости изменяет их размеры. В результате
получаются более плавные кривые и линии с менее зазубренными краями. Эта
технология особенно хороша для улучшения качества текстовой печати.
Технология улучшения цветного разрешения
(Colour REt, С-REt). Она представляет собой развитие системы REt и применяется
ко множеству точек в цветной ячейке печати. Изменяя размер цветных точек,
которые и образуют конкретный пиксел, HP заявляет, что может производить более
широкий спектр цветов и более плавные переходы между ними.
ColorSmart. Это, так сказать, «умное»
средство, используемое в принтерах HP DeskJet, которые анализируют содержимое
цветной страницы и автоматически выбирают
ту из технологий улучшения качества печати, которая лучше всего подходит к каждому конкретному элементу изображения. Метод различает такие элементы изображения как текст, линии, равномерную закраску (как в диаграммах) и фотографии.
Технология улучшения фотографического
разрешения (Photo-REt). Это технология, в которой для улучшения
фотографического воспроизведения используется специальный картридж для чернил.
Одной
из главных проблем при воспроизведении фотографических изображений на струйном
принтере является применение светлых цветов. Светлый цвет не должен означать
использование меньшего количества чернил. Если вы хотите получить живой светлый
цвет, то вам нужно столько же чернил, как и для насыщенного темного цвета. До
сих пор на струйных принтерах достичь этого было трудно, так как набор цветов,
который обеспечивает четырехцветный процесс печати — синий, красный, желтый и
черный (обозначаемый иногда CMYK по буквам, входящим в английские названия этих
цветов), — может оказаться темнее, чем цвета на фотографии.
Единственным
способом получения светлых цветов с помощью этих чернил является, так сказать,
разбавление белым цветом бумаги. При таком процессе, конечно, уменьшается и
насыщенность. Для
снятия этого ограничения разработана
система с использованием дополнительных чернил светлых тонов.
Система Photo-REt
работает со специальным фото-картриджем; которым заменяют картридж с черными
чернилами при печати л фотографий на принтерах серии DeskJet. Он
устанавливается вместе с обычным трехцветным картриджем и тоже содержит чернила
трех различных цветов: черный на основе пигмента и два цветных на основе
красителя. Эти цветные чернила соответствуют светлым тонам голубого и красного
цветов, которые обычно используются при цветной печати по методу CMYK. Светлые
чернила содержат меньшее количество красителя и помогают воспроизводить более
насыщенные светлые цвета. Это идеально подходит для печати фона неба, часто
встречающегося в семенных фотографиях.
Программное обеспечение принтера определяет, какой цвет используется для любой области изображения. При установленном фото-картридже DeskJet печатает в шести цветах: голубом, красном, желтом, светло-голубом, светло-красном и черном. Однако у фото- картриджа есть и другое преимущество — струя чернил у него тоньше, чем у обычного картриджа. Использование более тонкой струи означает, что получаются более маленькие, почти невидимые точки, которые в свою очередь создают меньшую зернистость.
Необходимость замены
картриджей, конечно, не очень удобна, но печать фотографий составляет только
небольшую долю типичных использований струнного принтера.
Все фирмы, кроме Epson,
используют термический способ впрыскивания чернил, разработанный компанией Саnоn.
Данная технология основана на нагреве чернил до температуры кипения. Кипящие
чернила занимают больший объем. Внутри головки за счет этого создается повышенное давление и чернила
выбрасываются через специальные сопла на бумагу. Этот процесс повторяется много
раз в секунду, обеспечивая выбросы чернил каждого из четырех основных цветов.
Таким образом происходит цветная печать.
В принтерах фирмы Epson
для достижения тех же целей используется пьезоэлектрический элемент, который
активируется импульсами электрического тока. Под его действием элемент
расширяется и чисто механическим путем выдавливает чернила через сопла. Фирма
утверждает, что такой путь намного более надежен, причем за счет отсутствия
термических воздействий. увеличивается срок службы как головки принтера, так и
всей конструкции. Кроме того, этот способ более дешев — поэтому принтеры Epson
отличаются невысокой ценой. В связи с тем, что большинство компаний используют
одинаковую технологию цветной струйной печати, вы наверняка заметите сходство в качестве изображения на
бумаге.
Струйные аппараты для
домашнего использования подходят как нельзя лучше. Они бесшумные,
экологически чистые (во всяком случае, существенно чище лазерных), недорогие и
имеют низкую стоимость отпечатка. Кроме того, от лазерных аппаратов их отличает
возможность очень недорогой цветной печати.
Естественно, применение струйных технологий имеет свои ограничения. Струйные принтеры более медленны и более чувствительны к качеству используемой бумаги, чем лазерные аппараты. Кроме того, полученный на лазерном принтере отпечаток более устойчив к внешним воздействиям. Если вам надо печатать много и быстро, если отпечатки будут находиться на открытом воздухе или много контактировать с руками (это могут быть бланки для последующего ручного заполнения), то вам надо все-таки приобретать лазерный аппарат. Но для подавляющего большинства домашних применений струйный принтер все-таки оптимален.
Покупая принтер сегодня,
уже нет необходимости задумываться о том, где в дальнейшем приобретать к нему
«расходники» — картриджи и бумагу для печати улучшенного качества. Каждая
фирма, торгующая принтерами, торгует и расходными материалами к ним. С этой
точки зрения наименее приемлемы принтеры, использующие три (а не четыре) цвета
чернил для полноцветной печати. Каждый принтер в любом случае в основном
печатает текст, обычный текст «черным по белому». Но если в аппарате
установлена только триада цветных картриджей, то черный цвет будет получаться
смешением чернил трех цветов. Такой «трехцветный» принтер стоит несколько
дешевле, но за эту дешевизну конструкции приходится платить. Во-первых,
использование трех цветных картриджей без четвертого черного приводит к
удорожанию отпечатка. Во-вторых, глубокого черного цвета при этом обычно не
получается. Правда, такие модели позволяют заменять трехцветный картридж на
монохромный и получать возможность качественной печати документов, но тогда
использование цвета станет недоступным. В-третьих, полноцветные изображения
(или изображения фотографического качества; как их иногда называют) выглядят
несколько хуже, так как глубокий черный цвет при использовании триады цветных
картриджей не получается.
Выше говорилось о том,
что многие принтеры используют специально разработанные чернила на пигментной
основе. А в ряде случаев это обстоятельство может быть очень и очень важным.
Дело в том, что при печати на волокнистой бумаге чернила всех струйных
принтеров расплываются, от чего текст приобретает очень неряшливый вид. Однако,
если краситель присутствует в чернилах не в виде
отдельных молекул, а в виде частиц
пигмента, то чернила если и будут расплываться, то существенно меньше и текст
приобретет более аккуратный вид. Кроме того изображение, полученное посредством
использования пигментных чернил, существенно более устойчиво к смазыванию.
Компании-изготовители обращают внимание на светоустойчивость и нетоксичность
пигментных чернил. Правда, пигментами являются только черные чернила, но и это
хорошо.
Еще один немаловажный момент. Компании Epson и Hewlett- Packard производят не только принтеры, но и сканеры. Причем, если использовать одновременно принтер и сканер от одного производителя, то получается полноцветный струйный копир! То есть, можно положить в сканер документ-оригинал и получить на принтере копию, причем без каких-либо дополнительных манипуляций с согласованием разрешения аппаратов или с калибровкой цветов! Стоимость копии будет существенно ниже, чем на любом обычном полноцветном копире.
Возникающие перед
покупкой сомнения, какой тип принтера выбрать, лазерный или струйный,
попробуйте разрешить с помощью небольших вычислений. Они позволят определить,
насколько больше страниц можно отпечатать на струйном принтере до того момента,
когда его цена и расходы на его эксплуатацию достигнут покупной цены лазерного
принтера.
К = ((ЦЛазерное —
ЦСтруйное) / ЦКартриджа + 1) х (N Стр.
Струйного — N Стр.
Лазерного)
где
ЦЛазерное — цена лазерного принтера;
ЦСтруйное — цена струйного принтера;
ЦКартриджа — цена картриджа для
струйного принтера;
N Стр. Струйного — количество страниц,
отпечатываемых струйным принтером, используя один картридж;
N Стр. Лазерного — количество страниц,
отпечатываемых
лазерным принтером с
помощью картриджа, установленного при заправке.
Как известно, компания
Hewlett-Packard является крупнейшим международным производителем
контрольно-измерительной аппаратуры, компьютерной техники и периферии,
медицинского оборудования, компьютерных сетей и программного обеспечения,
которые пользуются большим успехом благодаря своему высокому качеству и уровню
обслуживания. Среди других фирм, производящих
компьютерную технику, изделия этой
компании прежде всего отличает именно высочайшее качество и надежность. Во
многом компания Hewlett-Packard известна также своим новаторским подходом при
решении любых сложных технических проблем: будь то создание нового лазерного
принтера, анализатора спектра или разработка сетевого стандарта. Стоит
отметить, что, например, 40-45% европейского рынка лазерных принтеров
составляют различные модели LaserJet, хотя, по сравнению с этим, успех фирмы на
компьютерном рынке стран бывшего СССР выглядит куда более внушительно. Лазерные
принтеры от Hewlett-Packard составляют на нем просто подавляющее большинство.
Достаточно активно
компания Hewlett-Packard работает также на рынке струйных принтеров. Все они,
как цветные, так и монохромные, используют технологию thermal ink jet.
Модели струйных
принтеров от EPSON оснащены многослойной печатающей пьезоголовкой МАСH
(Multi-Layer Acttlator Head), что позволяет без снижения скорости печати
улучшить его качество. В отличие от принтеров, использующих технологию thermal
ink-Jet, печатающая головка МАСН служит весь срок работы принтера (меняется
только картридж с чернилами). Таким образом, печать на этих моделях принтеров
обходится несколько дешевле.
Принтеры от фирмы Саnоn
Многие новые изделия
фирмы Саnоn действительно определили традиционные и
общепринятые технологии, используемые в последствии многими другими компаниями,
например, в таких
отраслях, как копировальная, фото- и
кинотехника. Видимо, название фирмы просто обязывает устанавливать некие
стандарты де-факто (canon — канон). Здесь можно было бы привести множество
различных примеров, но мы ограничимся только двумя.
Поскольку речь идет о
принтерах, то напомним, что родоначальником «пузырьковой» технологии bubble
jet, столь широко применяемой сейчас в современных моделях струйных принтеров,
стала именно фирма Саnоn.
Кстати, первые практические результаты с использованием этой технологии были
получены на фирме уже в начале 70-х годов. Другой убедительный пример — это
приводы лазерных принтеров. Как известно, именно они являются «сердцем» этих
устройств, во многом определяя их надежность, качество и производительность.
Здесь стоит напомнить, что столь популярные в нашей стране лазерные принтеры
компании Hewlett-Packard используют приводы только от фирмы Саnоn.
То же можно сказать о некоторых моделях принтеров компаний NewGen, Apple,
Digital, QMS и других.
Для самой краткой
характеристики всех моделей струйных принтеров от Саnоn
могут служить слова, используемые обычно в качестве рекламного девиза: «The Sound
of Silence». Действительно,
практически все современные модели струйных принтеров данной фирмы обеспечивают
очень низкий уровень шума. Это достигается конструкторскими инновациями фирмы,
которые позволили снизить количество движущихся деталей в принтере до минимума.
Немаловажным вопросом,
волнующим обычно всех отечественных пользователей, является возможность
использования кириллических шрифтов при печати. Для всех моделей эта задача
решается программным способом и за счет аппаратной эмуляции режимов работы.
Говоря о моделях
лазерных принтеров фирмы Саnоn,
стоит отметить, что, хотя они в среднем процентов на 25-30 дешевле аналогичных
изделий компании Hewlett-Packard, режим эмуляции последних у них отсутствует. В
качестве языка управления используется собственная разработка фирмы Canon
— CaPSL (Canon Printing System Language). Тем не менее, по поводу
кириллических шрифтов пользователи могут особо не беспокоиться. Разработан ряд
масштабируемых шрифтов именно для моделей принтеров Саnоn,
причем использованы самые популярные гарнитуры (Times, Helvetica, Courier,
Symbol) и самые нужные кодовые таблицы (ISO USA, альтернативная, для
Windows и т.д.).
Покупка принтера, по
сути дела, является первым этапом его эксплуатации, своего рода «курсом
молодого бойца», который он проходит вместе со своим будущим владельцем.
Поэтому даже при наличии опыта работы с принтерами и всевозможных знаний о
покупаемой модели не забудьте выполнить следующие операции.
1. Попросите продавца
показать вам процесс перевода принтера из транспортного положения в рабочее,
уберите из него все фиксаторы, особенно в механизме подачи бумаги. Сделайте
контрольные
распечатки, воспользовавшись для этого внутренними тестами принтера. Чаще всего они запускаются клавишами управления, нажимаемыми перед включением питания и удерживаемыми до начала выполнения тестов. Обратите внимание на все мелочи при печати и. на качество полученных отпечатков: бумага должна подаваться плавно, без рывков; не должно быть белых непрокрашенных полос и пятен, захождения цвета на цвет, «грязи» и расплывов.
2. Уточните порядок
установки драйверов. Поинтересуйтесь, есть . ли более новые версии, чем те, что
находятся в комплекте поставки, и как их можно будет обновлять в дальнейшем.
3. Узнайте, как
осуществляется замена картриджа, и его марку.
4. Изучите гарантийные
обязательства фирмы-производителя, точно отметив для себя, при каких условиях
их действие прекращается, запишите телефоны служб технической поддержки и
сервис-центра.
5. При необходимости
приобретите интерфейсный кабель (скорее всего, вам понадобится Centronics, так
как в комплект поставки он обычно не входит).
6. Отправляясь домой с
покупкой, переведите принтер в транспортное положение, установите все фиксаторы
— не надейтесь на знаменитое русское «Авось!».
Выполняя перечисленные
на этом этапе действия, пользуйтесь помощью продавца (консультанта). Не бойтесь
показаться назойливым и бестолковым покупателем: чем больше вы узнаете о своем
принтере сейчас, тем меньше вопросов и недоразумений возникнет у вас в дальнейшем.
Вот ваша «обновка» и
дома. Немного придержите свой пыл и перед подключением внимательно прочитайте
инструкцию по эксплуатации.
Определите место, где
будет стоять принтер. При его выборе учитывайте следующие моменты: избегайте
попадания на принтер прямых солнечных лучей, он не должен испытывать больших
температурных колебаний и сильной вибрации, находиться вблизи окон и дверей, а
также на системном блоке IIK.
За это время принтер, особенно если вы несли его в плохую погоду (влажную или морозную), «придет в себя» и будет готов к подключению. Наиболее скрупулезные пользователи могут убедиться в аккуратности выполненной транспортировки, проведя, тестирование принтера.
Проделав предыдущие
операции, можно приступать к «стыковке». Перед подключением обязательно
выключите компьютер и принтер, в противном случае возможен выход из строя
принтера или порта компьютера. Соедините соответствующие разъемы принтера и
компьютера интерфейсным кабелем. Разъемы имеют различную форму, и совместить
разные «папу и маму» невозможно. Однако обязательно проверьте надежность
крепления разъемов: они должны быть зафиксированы двумя винтами либо
специальными зажимами. Очень часто отсутствие контакта, вызванное разъединением
разъемов, приводит к «поломкам», которых на самом деле нет.
Включите принтер, а
затем компьютер (выключение осуществляется в обратном порядке), и в дальнейшем
всегда придерживайтесь этой последовательности. Теперь пора приступить к
установке драйвера. Для ее правильного осуществления выполните действия, изложенные
в соответствующих разделах инструкции к принтеру и документации на программное
обеспечение. Единственный совет: сразу же сделайте копию дистрибутивной
дискеты.
Завершив все этапы
установки, выполните печать пробной страницы. Надеюсь, результат будет
положительным — принтер готов к работе.
Готовясь к покупке
принтера, неплохо обратить внимание на марку бумаги, которую он использует для
печати. Учитывайте то, что почти все принтеры позволяют получить максимально
возможное разрешение только при работе с бумагой высокого качества и
определенной марки. Но в любом случае придерживайтесь нескольких правил.
1. При выборе марки бумаги
постарайтесь придерживаться рекомендаций производителя — иначе полученные
отпечатки окажутся не такими, какими вы их ожидали увидеть.
В центре технической
поддержки НР помнят классический пример, когда покупатели обратились к ним с
жалобой на плохое качество печати недавно купленного струйного принтера —
чернила размазываются и не высыхают. При проверке выяснилось, что все дело в
бумаге, которая была покрыта водоотталкивающим слоем! Повторная печать на
нормальной бумаге дала отличные результаты.
Поэтому не стоит
закупать сразу много бумаги неизвестной марки: купите пачку, проверьте ее в
работе, и только если результат будет положительным, отправляйтесь «на оптовые
закупки».
2. Даже если вы печатаете
черновики, или у вас «кризис» с бумагой, все равно постарайтесь максимально
ограничить использование бумаги низких сортов. Помимо снижения качества
печати, такая бумага ухудшает условия работы вашего аппарата (загрязняя
механизм подачи бумаги), и в конечном итоге уменьшает срок его службы.
3. Покупая бумагу,
обратите внимание на упаковку. Она должна надежно защищать бумагу от
воздействия окружающей среды (намокания, отсыревания и т.п.), обеспечивая
длительное время хранения. В противном случае ваши «инвестиции» окажутся
напрасными.
В подающий бумагу лоток
укладывайте только определенное инструкцией количество листов. Не старайтесь
запихнуть сразу большую пачку, ни к чему хорошему это не приведет. Используйте
принцип «понемногу много раз».
И, наконец, что касается
картриджей для струйных аппаратов. Мы не советуем их перезаправлять.
Получается «экономия на спичках», а она до хорошего не доводит. Если говорить
конкретно, то качество печати при использовании перезаправленного картриджа
будет зависеть от множества факторов, проконтролировать которые вы никак не
сможете, а именно от качества и чистоты используемых чернил, степени
герметичности картриджа, степени загрязнения каналов (для принтеров, у которых
картридж составляет единое целое с печатающей головкой) и многого-многого
другого. То есть качество печати будет непредсказуемым, а это, на наш взгляд,
совершенно неприемлемо. Разброс цен на картриджи в абсолютном исчислении
невелик, и поэтому не будем указывать фирмы, предлагающие те или иные картриджи
дешевле или дороже. Вопрос о реальной емкости картриджа, а стало быть, о
реальной стоимости отпечатка, остается открытым. 0 результатах тестов, которые
могли бы ответить на этот вопрос с высокой степенью точности, нам неизвестно.
В положенный срок загорится или замигает индикатор «Ink Out», напоминая о том, что чернила на исходе или закончились.
В этот момент вы
оказываетесь перед решением самой ответственной задачи в процессе эксплуатации
струйного принтера— замены картриджа. По статистике, в результате этой простой
операции происходит до 90% поломок принтеров. Поэтому рассмотрим этот этап
более подробно.
Сейчас в различных
моделях струйных принтеров используются два типа картриджей:
простые картриджи (производства фирм Epson,
Citizen, Canon);
картриджи с печатающей головкой
(производства фирм Hewlett-Packard, Lexmark).
Если принтер использует
картриджи первого типа, то после того, как чернила закончатся, извлекать его из
каретки нельзя. При вынимании картриджа он отсоединяется от головки, и
оставшиеся в ее соплах (дюзах) капли чернил засыхают. На отпечатанных
документах это проявится в виде тонких белых полос. Следовательно, ни в коем
случае не извлекайте простой картридж из каретки!
Здесь же стоит заметить, что некоторые принтеры, например, фирмы Epson, использующие картридж такого типа, ведут «покапельный» счет чернил, и если произвести замену картриджа до их полного окончания (то есть тогда, когда индикатор мигает, а не горит постоянно), то обнуления счетчика не происходит. Поэтому новый картридж через непродолжительное время работы «иссякнет» при фактическом наличии чернил.
У принтеров,
использующих картриджи второго типа, подобная проблема отсутствует, и снимать
закончившийся картридж до установки нового или нет, решайте сами.
Следующим шагом является
решение о покупке нового картриджа или заправке старого.
Отправляясь покупать
новый картридж, обратите внимание на следующие моменты.
1. Покупайте только
фирменные картриджи, в фирменной упаковке. В настоящий момент их изготавливают
многие компании для всех широко распространенных моделей принтеров. Однако, как
заявляют производители печатных устройств, только их чернила являются
единственными созданными в точном соответствии со всеми спецификациями. При
этом подчеркивается, что они сформированы на молекулярном уровне, позволяющем
получить результаты, заявленные в технической документации. Так, по утверждению
фирмы НР, ее чернила проходят более 20 различных тестов для обеспечения
высокого разрешения, ярких цветов, быстрого высыхания и сопротивляемости влаге.
2. Проверьте срок
годности, указанный на коробке: проставленная на ней дата указывает окончание
срока годности, а не дату изготовления. Например, для чернил фирмы Epson
гарантия составляет два года.
Перед приобретением
проверьте оригинальность и целостность вакуумной упаковки, в которой хранится
картридж. Она должна плотно прилегать к нему, не иметь видимых повреждений и
иметь аккуратный сварочный шов. Нередки случаи, когда в фирменной коробке лежат
перезаправленные или «левые» картриджи.
Гарантией от всех
перечисленных бед является покупка расходных материалов у авторизованного
партнера фирмы-производителя принтера. Сохраните чек покупки, и в случае
возникновения непредвиденных ситуаций это будет главным аргументом в вашу
защиту.
Выбрав перезаправку
картриджа, вы экономите деньги (до 50% от стоимости нового картриджа), но стоит
учесть, что ни один производитель картриджей не рекомендует выполнять эту
операцию.
Один из пунктов политики
НР в области принтеров гласит: «Использование повторно заправленных картриджей
не влияет на гарантию или иные договоры на обслуживание, заключенные с НР.
Однако, если установлено, что отказ или какое-либо повреждение принтера непосредственно
связаны с использованием повторно заправленного картриджа (или иных других, не
выпускаемых НР расходных материалов или принадлежностей), то этот ремонт не
будет обеспечиваться гарантией или договором об
обслуживании».
Европейский Центр
поддержки покупателей HP уведомляет, что получает от 200 до 300 обращений в
месяц от покупателей, использовавших повторные комплекты заправки и
столкнувшихся с проблемами.
В сервис-центре Epson
сообщают, что при использовании заправочных баллонов происходит нарушение
герметичности картриджа, способствующее проникновению воздуха внутрь.
Дальнейшее попадание воздуха в дюзы препятствует нанесению чернил на бумагу и
приводит к выходу головки из строя.
При повторной
перезаправке нельзя также не принимать во внимание вопрос качества чернил,
который уже был затронут выше. Ни один производитель струйных принтеров не
поставляет заправочные комплекты, а следовательно, в те, что имеются в продаже,
залиты «неродные» чернила.
Таким образом, в случае
отказа принтера от работы или некачественной печати после повторной заправки
его картриджа, вы теряете возможность бесплатного гарантийного обслуживания, а
также деньги, истраченные на заправочный комплект, а если в принтере
используется простой картридж, то еще и деньги, затрачиваемые на замену
головки. Как соотносятся эти затраты с экономией при заправке?
Однако заправочные
комплекты производились, производятся и будут производиться. Фирмы, их
выпускающие, заявляют, что при повторной заправке картриджей дело не в
технической стороне вопроса, а в экономической — никто не хочет без боя
отдавать свою долю рынка расходных материалов.
Для тех, кто несмотря ни
на что решил испробовать заправочные комплекты, можно сообщить о системе
Fantastic Print Refill концерна BASF. Она базируется на четырех
«китах»:баллончики с чернилами (шприцы), картриджи, перезаправочные станции
Printstation, автоматические перезаправочные станции Printmatic.
Особенно интересна профессиональная заправочная станция Printmatic, основанная на одноименном процессоре. Станция, представляющая собой небольшую коробку с установочным местом для пустого картриджа, осуществляет заправку в два этапа. На первом у помещенного в нее картриджа определяется количество оставшихся чернил, после чего происходит заправка. На втором, в режиме полной автоматики, проверяется работоспособность всего картриджа.
И опять же, прежде чем
приступить к заправке, взвесьте все «за» и «против».
Последний этап замены
картриджа обычно больших трудностей не представляет — достаточно выполнить
действия, изложенные в инструкции или на внутренней панели принтера. Все
операции должны выполняться достаточно легко, без лишних усилий. Если что-то не
получается, еще раз посмотрите инструкцию — возможно, в ваши действия вкралась
ошибка.
После замены картриджа
принтер самостоятельно выполнит операции по чистке головки и укажет на
готовность к печати.
В заключение общие
рекомендации по работе со струйным принтером.
1. Постоянно имейте в
запасе один новый картридж — это избавит вас от «лихорадочного» поиска замены и
создаст уверенность и комфорт в работе.
2. Прописная истина,
относящаяся не только к принтерам,— соблюдайте чистоту на рабочем месте и в
помещении, где установлена вычислительная техника.
3. Включение и выключение
принтера осуществляйте в строго установленном порядке: сначала включается
принтер, а затем компьютер. Выключение производится в обратном порядке.
4. Периодическая (раз в
месяц) профилактика поможет существенно снизить вероятность возникновения
неисправностей.
Профилактика струйного
принтера состоит из двух этапов. Сначала проводится очистка корпуса и
внутренней поверхности принтера от пыли с помощью пылесоса, А потом —
тестирование принтера в режиме самотеста и проверка его функционирования при
работе с ПК. Этот пункт выполняется, если вы печатаете один-два документа в
неделю или реже, и при длительных простоях принтера.
5. Не протирайте
самостоятельно валы подачи бумаги, какими бы загрязненными они ни были: для
каждого из них существует специально разработанный тип смазки, и применение какой
либо другой (тем более солидола или подсолнечного масла) не позволяет надеяться
на положительный результат.
6. И последнее — если
что-то случилось, не старайтесь починить принтер сами, особенно, если
неисправность не описана в документации в разделе «Типичные неисправности и их
устранение». Позвоните в центр технической поддержки, и если все же
неисправность не удалось устранить, то лучше отвезти принтер в сервис- центр.
DVD — оптических диски,
подобны CD. Под таким девизом уже начат выпуск новых устройств, знаменующих
переход к 17-гигабайтным носителям данных и цифровому видео. Пора и нам
познакомиться с новинкой. 0 том, что обычные диски CD-ROM, рожденные для
записи звука, не так уж хорошо подходят для компьютеров, общеизвестно. После
нескольких лет обсуждения (и довольно жесткой конкуренции) различных вариантов
улучшенных оптических дисков, имевших звучные названия), между различными
группами разработчиков было наконец достигнуто принципиальное согласие о
технических основах создания нового диска. Крупнейшие производители приводов
CD-ROM и связанных с ними устройств (Toshiba, Matsushita, Sony, Philips,
Time Warner, Pioneer, JVC, Hitachi и Mitsubishi Electric) подписали
окончательное соглашение, утвердив не только «тонкости» формата, но и название
новинки DVD (Digital Video Disk):
HDCD (High Den city CD — диск высокой плотности
записи);
MMCD
(MultiMedia CD);
SD (Super Density — диск сверхвысокой.
плотности).
Впрочем, споры вокруг
нового стандарта не завершились с принятием соглашения — даже название не
находит единогласной поддержки в рядах основателей: весьма распространенной
является версия расшифровки аббревиатуры как Digital Versatile Disk — цифровой
многофункциональный диск.
DVD
может существовать в нескольких модификациях. Самая простая из них отличается
от обычного диска только тем, что отражающий слой расположен не на составляющем
почти полную толщину (
Как же достигается столь
значительное увеличение объема информации на DVD-диске? Для ответа на
этот вопрос сравним его со знакомым нам CD-ROM. Главное отличие,
конечно, в повышенной плотности записи информации. За счет перевода
считывающего лазера из инфракрасного диапазона (длина волны 780 нм) в красный
(с длиной волны 650 нм или 635 нм) и увеличения числовой аппаратуры объектива.
до 0,6 (против 0 45 в CD) достигается более чем двукратное уплотнение дорожек и
укорочение длины питов (отражающих выступов/впадин).
Изменилась не только
физическая плотность размещения информации на диске, но и способы ее
представления. Так, на смену способу модуляции 8/14 (EFM — eight to
fourteen modulation) пришел способ, называемый EFM+. Он отличается
несколько иным алгоритмом преобразования и, главное, требует ввода на границе
следующих друг за другом 14-разрядных кодов не трех, а только двух
дополнительных битов, поддерживающих условие ограниченности размеров пита в
диапазоне от 3 до 11 битов (т.е. между двумя последовательными единицами после
кодирования не менее 2 и не более 10 нулей), Таким образом, из какого байта
получаем не 14+3=17, а 14+2=16 кодовых битов. Изменение метода модуляции —
только одно из множества форматных изменений, позволяющих в целом увеличить
объем сохраняемых данных. Собственно переход к EFM+ добавляет еще почти
6% к объему диска. Более мощный механизм коррекции ошибок RS-PC (Red Solomon
Product Code) на порядок более устойчивый к возможным ошибкам воспроизведения.
Из неназванных
еще характеристик отметим номинальную скорость передачи данных — 1108 Кб/с,
поддерживаемую при постоянной линейной скорости (CLV — constant lineal
velocity) 4 м/с.
Не следует особо
обольщаться — увеличивается на порядок также и объем данных, которые нам
хотелось бы прочитать без ошибок. Кроме того, резкое уменьшение отдельных
элементов на отражающей поверхности приводит к увеличению количества случайных
сбоев при чтении.
Пользователи, активно
работающие с компакт-дисками, знают, насколько разнообразны и трудносовместимы
различные виды этих дисков. Ничего удивительного. Стандарты де-факто на
различные виды дисков принимались часто в конкурентной борьбе. С DVD все
по-другому: это устройство представляется едва ли не единственным
высокотехнологичным техническим решением последних десятилетий, стандарты
которого обсуждались столь значительной группой производителей.
Как и стандарты на CD,
требования к DVD изложены в «книгах». Но, в отличие от уже знакомых нам
«цветных книг», эти «упорядочены по алфавиту» — от «А» до «Е». Книга содержит
до трех частей. При этом в первой части описываются физические спецификации, во
второй— файловая система, а в третей — приложения. Первые три книги определяют,
соответственно, ROM, Video и Audio DVD, используя одинаковый
физический формат носителя, который изготавливается «штамповкой», и файловую
систему.
Файловая система этих
стандартов переходная (UDF-Bridge). Она обеспечивает комбинацию
возможностей уже знакомой пользователям CD-ROM файловой системы ISO-9660
и новой системы Universal Disk Format — UDF, разработанной
Optical Storage Technology Association (OSTA) и реализующей рекомендации
ISO/IEC 13346. Два других стандарта D и Е. распространяются на записываемые (DVD-R
(recordable) или иначе DVD-WO (write once)) и перезаписываемые
(DVD-RAM, DVD-W (rewritable) или иначе DVD-Е (erasable)) диски.
Да-да! В отличие от CD, диски DVD рождаются сразу с возможностью записи,
и даже перезаписи информации.
Особо следует сказать о
совместимости с другими существующими дисками. Такая совместимость стандартами
явно не требуется. Однако подавляющее большинство производителей готовит
устройства, способные считывать CD-ROM за счет использования специально
сконструированной оптической головки, обладающей возможностью перенастройки,
или даже за счет установки дополнительного объектива. Во всех случаях
устройства чтения DVD могут читать привычные нам «старые» диски.
Сегодня трудно найти
человека, который интересуется компьютерными технологиями, но при этом не
слышал хоть что-нибудь о DVD. Итак, что такое DVD?
Это — носители
информации, которые имеют такие же размеры, как и используемые в настоящее
время компакт-диски, но обладают поистине гигантской емкостью — от 4,7 до 17
GB, в зависимости от формата. Последнее значение почти в 25 раз больше
максимальной ёмкости компакт-дисков, составляющей 682 МВ, и всего несколько лет
назад казалось немыслимым.
Новая технология
пришлась по душе разработчикам мультимедиа- приложений, ведь для размещения
всей входящей в приложения реалистичной графики, видеоклипов и стереофонических
звуковых фрагментов одного диска CD-ROM уже недостаточно. Теперь игры,
занимающие семь дисков CD-ROM, легко умещаются на одном DVD-ROM.
На разработку стандарта
DVD оказывала влияние не только компьютерная индустрия, но и Голливуд,
крупнейшие киностудии были заинтересованы в замене дисками DVD видеокассет
VHS. Производство таких дисков обходится значительно дешевле, они
обеспечивают видео высокого качества, меньше по размеру, не требуют обратной
перемотки, и наконец, на них можно размещать звуковое сопровождение и субтитры
на нескольких языках. Например, фильм, записанный на диске DVD, может
иметь до восьми звуковых дорожек (и, соответственно, озвучиваться на восьми
языках), плюс к этому — до 32 разных субтитров.
Для работы с дисками DVD
требуются дисководы DVD-ROM, позволяющие считывать информацию с
дисков DVD различных форматов.
Дисководы DVD-ROM обеспечивают
чтение информации с CD-ROM. То же самое можно сказать о видео- и
аудиоплейерах DVD, рассчитанных на широкий круг потребителей: с их
помощью можно было прослушивать звуковые компакт-диски, а по возможности — и
диски других форматов, таких как CD Interactive (CD-I) и CD Video.
Самое удивительное в
стандарте DVD то, что им предусмотрено больше дюжины физических
форматов, хотя наверняка только несколько из них приобретут широкую
популярность. Большое количество поддерживаемых форматов — это значительный шаг
вперед по сравнению с компакт-дисками, которые являются односторонними и
обеспечивают одну и ту же плотность записи. Емкость же их определяется тем,
насколько близко подходит содержащая данные спиральная дорожка к краю диска.
Большинство компакт-дисков имеет емкость 553 Мб, однако она может достигать и
632 Мб за счет использования пространства, близкого к краю диска. Правда; это
довольно рискованно, поскольку внешние области диска восприимчивы к дефектам, а
некоторые дисководы плохо считывают информацию с дальних дорожек.
Для достижения высокой
плотности записи в дисках DVD используются четыре метода. Первые два
основываются на более совершенной технике производства дисков и применении
лазеров с меньшей длиной волны. Компакт-диски и DVD хранят данные в форме микроскопических
углублений, обозначающих двоичные нули и единицы. В компакт-дисках минимальная
длина углубления составляет 0.834 мк, а в DVD — 0,4 мк. Это позволяет
при производстве дисков размещать выемки более компактно. Кроме того,
содержащая данные спиральная дорожка в дисках DVD имеет шаг 0,74 мк, а в
компакт- дисках он достигает 1,6 мк. Для считывания информации с DVD используется
красный лазер с длиной волны от 635 до 650 нм, дисководы же CD-ROM оснащены
инфракрасным лазером с длиной волны 780 нм. Реализованные в дисководах DVD диоды
на основе красного лазера аналогичны диодам, широко используемым в устройствах
для считывания штрихового кода.
Наиболее впечатляющей
технологией является использование для записи информации двух слоев.
Традиционно все компакт-диски и DVD состоят из одного слоя отражающего
материала (обычно это алюминий), на который нанесена содержащая углубления
углеродная пленка (роlу- carbonate substrate).
Луч
лазера отражается от этого слоя и
попадает на фотодетектор. В двухслойных же дисках DVD поверх отражающего слоя
нанесен полупрозрачный слой, и разные лазеры в дисководах DVD обеспечивают
считывание информации с каждого из этих слоев.
Двухсторонние диски
состоят из двух углеродных пленок для хранения данных, находящихся по обеим сторонам
отражающего слоя, поверх которых может быть нанесено еще и по полупрозрачному
слою. Возможна также ситуация, когда одна сторона содержит один, а другая — два
отражающих слоя. Правда, такие диски имеют и некоторые недостатки. В то время,
как метки на обычных дисках непрозрачны для луча лазера, двухсторонние диски
DVD требуют использования специальных голографических меток. Кроме того,
двухсторонние диски DVD более чувствительны к повреждениям поверхности,
поскольку в них как углеродная пленка, так и отражающие слои тоньше.
В DVD-RAM для
обеспечения возможности многократной перезаписи используется материал, в
котором одновременно могут сосуществовать две фазы (rewritable phase-change
material). Кроме дисков диаметром
Стандартами на
компакт-диски и DVD для поддержания постоянной скорости побитового
считывания информации предусмотрены дисководы с постоянной линейной скоростью.
В них скорость вращения диска по мере перехода к внутренним (более коротким)
дорожкам постепенно увеличивается. В то же время в дисководах с постоянной
угловой скоростью линейная скорость элемента диска зависит от того, на каком
расстоянии от центра он находится. Поэтому при перемещении к внутренним
дорожкам скорость побитового считывания информации будет уменьшаться, однако
скорость доступа при этом увеличится, поскольку диск не надо будет разгонять
или тормозить при переключении с одной дорожки на другую. Это выгодно при
работе с приложениями, интенсивно обращающимися к диску, например, с базами
данных.
Как видим, обладающий
столь широким набором возможностей диск DVD — цифровой универсальный
диск — заслуживает своего названия!
В последнее, время
модемы становятся неотьемлемой частью компьютера. Установив модем на свой
компьютер, вы фактически открываете для себя новый мир. Ваш компьютер
превращается из обособленного компьютера в звено глобальной сети.
Модем позволит вам, не
выходя из дома, получить доступ к базам данных, которые могут быть удалены от
вас на многие тысячи километров, разместить сообщение на BBS (электронной доске
объявлений), доступной другим пользователям, скопировать с той же BBS
интересующие вас файлы, интегрировать домашний компьютер в сеть вашего офиса,
при этом (не считая низкой скорости обмена данными) создается полное ощущение
работы в сети офиса. Кроме того, воспользовавшись глобальными сетями (Internet,
RelCom, FidoNet) можно принимать и посылать электронные письма не только внутри
города, но фактически в любой конец земного шара. Глобальные сети дают
возможность не только обмениваться почтой, но и участвовать во всевозможных
конференциях, получать новости практически по любой интересующей вас тематике.
Существует три основных
способа соединения компьютеров для обмена информацией:
непосредственная связь через асинхронный
порт;
связь с использованием модема;
связь через локальные сети.
Практически каждый
компьютер оборудован хотя бы одним последовательным асинхронным адаптером.
Обычно он представляет собой отдельную плату или же расположен прямо на
материнской плате компьютера. Каждый асинхронный адаптер обычно содержит
несколько портов, через которые к компьютеру можно подключать внешние
устройства. Каждому такому порту соответствует несколько регистров, через
которые программа получает к нему доступ, и определенная линия IRQ (линия
запроса прерывания) для сигнализации компьютеру об изменении состояния порта.
Каждому порту присваивается логическое имя (СОМ1, СОМ2, и т.д.).
В настоящее время порт
последовательной передачи данных используется очень широко. Вот далеко не
полный список применений:
подключение мыши;
подключение графопостроителей, сканеров,
принтеров, дигитайзеров;
связь двух компьютеров через порты
последовательной
передачи данных с
использованием специального кабеля;
подключение модемов для передачи данных по
телефонным
линиям;
подключение к сети персональных
компьютеров.
Последовательная
передача данных означает, что данные передаются по единственной линии. При этом
биты байта данных передаются по очереди с использованием одного провода. Для
синхронизации группе битов данных обычно предшествует специальный стартовый
бит, после группы битов следуют бит проверки на четность и один или два стоповых
бита. Иногда бит проверки на четность может отсутствовать.
Использование бита
четности, стартовых и стоповых битов определяют формат передачи данных.
Очевидно, что передатчик и приемник должны использовать один и тот же формат
данных, иначе обмен не возможен.
Другая важная
характеристика — скорость передачи данных. Она также должна быть одинаковой для
передатчика и приемника.
Скорость передачи данных
обычно измеряется в бодах (по фамилии французского изобретателя телеграфного
аппарата — Э. Бодо). Боды определяют количество передаваемых битов в секунду.
При этом учитываются и старт/стопные биты, а также бит четности.
Компьютер может быть
оснащен одним или двумя портами последовательной передачи данных. Эти порты
расположены либо на материнской плате, либо на отдельной плате, вставляемой в
слоты расширения материнской платы.
Бывают также платы,
содержащие четыре или восемь портов последовательной передачи данных. Их часто
используют для подключения нескольких компьютеров или терминалов к одному,
центральному компьютеру. Эти платы имеют название «мультипорт».
В основе
последовательного порта передачи данных лежит микросхема Intel, которая
является универсальным асинхронным приемопередатчиком (UART — Universal
Asynchronous Receiver Transmitter). Микросхема содержит несколько внутренних
регистров, доступных через команды ввода/вывода.
Микросхема содержит
регистры передатчика и приемника данных. При передаче байта он записывается в
буферный регистр передатчика, откуда затем переписывается в сдвиговый регистр передатчика.
Байт «выдвигается» из сдвигового регистра по битам.
Программа имеет доступ
только к буферным регистрам, копирование информации в сдвиговые регистры и
процесс сдвига выполняется микросхемой UART автоматически.
К внешним устройствам
асинхронный последовательный порт подключается через специальный разъем.
Интерфейс определяет обмен между устройствами двух типов: DTE (Data Terminal
Equipment— терминальное устройство) и DCE (Data Communication Equipment— устройство
связи). В большинстве случаев, но не всегда, компьютер является терминальным
устройством. Модемы, принтеры, графопостроители всегда являются устройствами
связи.
Рассмотрим
процесс подтверждения связи между компьютером и модемом. В начале сеанса связи
компьютер должен удостоверится, что модем может произвести вызов (находится в
рабочем состоянии). Затем, после вызова абонента, модем должен сообщить
компьютеру, что он произвел соединение с удаленной системой.
Управление скоростью обмена данными (управление потоком) необходимо, если производится передача больших объемов данных с высокой скоростью. Когда одна система пытается передать данные с большей скоростью, чем они могут быть обработаны принимающей системой, результатом может стать потеря части передаваемых данных. Чтобы предотвратить передачу большего числа данных, чем то, которое может быть обработано, используют управление связью, называемое «управление потоком».
В
настоящее время выпускается огромное количество всевозможных модемов, начиная
от простейших, до сложных факс- модемных плат, позволяющих вам послать с вашего
компьютера факс или звуковое письмо в любую точку мира.
Аппаратно
модемы выполнены либо как отдельная плата, вставляемая в слот на материнской
плате компьютера, либо в виде отдельного корпуса с блоком питания, который подключается
к последовательному асинхронному порту компьютера. Первый из низ называется
внутренним модемом, а второй — внешним.
Типичный
модем содержит следующие компоненты: специализированный микропроцессор,
управляющий работой модема, оперативную память, хранящую значения регистров
модема и буферизующие входную/выходную информацию, постоянную память, динамик,
позволяющий выполнять звуковой контроль связи, а также другие вспомогательные
элементы (трансформатор, резисторы, конденсаторы, разъемы). Если у вас
достаточно современный модем, то он скорее всего дополнительно содержит
электрически перепрограммируемую постоянную память, в которой может быть
сохранена конфигурация модема даже при выключении питания.
Если
у вас внешний модем, то на его лицевой панели находится восемь световых
индикаторов. Хотя их расположение на различных моделях может меняться, их
обозначения являются стандартными:
Модем
готов к обмену данными. Если этот индикатор не горит, то надо проверить линию
питания модема.
Компьютер
готов к обмену данными с модемом.
Индикатор
зажигается, когда модем обнаружил несущую частоту на линии. Индикатор должен
гореть на протяжении всего сеанса связи и гаснуть, когда один из модемов
освободит линию.
Индикатор
мигает, когда модем получает данные от компьютера
Индикатор
мигает, когда модем передает данные к компьютеру
Модем
работает на максимально возможной для него скорости.
Модем
находится в режиме автоответа. То есть модем автоматически будет отвечать на
приходящие звонки. Когда модем обнаружит звонок на телефонной линии, этот
индикатор замигает.
Этот
индикатор горит, когда модем снял трубку (занимает линию). Когда модем наберет
номер удаленного абонента или когда модему в режиме автоответа придет вызов, он
попытается установить связь с удаленным модемом. После установления связи модем
передает компьютеру через СОМ-порт специальное сообщение и переключится
из командного режима в режим передачи данных. После этого данные, передаваемые
модему, перестают восприниматься им как команды и сразу передаются по
телефонной линии на удаленный модем.
Итак,
после установления связи с удаленным модемом, коммуникационная программа может
начинать обмен данными. Обмен данными так же, как и передача команд,
осуществляется через СОМ- порт. Затем при помощи специальной
Escape-последовательности можно переключить модем из режима передачи данных
обратно в командный режим и положить трубку, разорвав связь с удаленным
модемом.
При
передаче данных по зашумленным телефонным линиям всегда существует вероятность,
что данные, передаваемые одним модемом, будут приняты другим модемом в
искаженном виде. Например, некоторые передаваемые байты могут изменить свое
значение или даже просто исчезнуть.
Для
того, чтобы пользователь имел гарантии, что его данные переданы без ошибок,
используются протоколы коррекции ошибок. Общая форма передачи данных по
протоколам с коррекцией
ошибок
следующая: данные передаются отдельными блоками (пакетами) по 16-20000 байт, в
зависимости от качества связи. Каждый блок снабжается заголовком, в котором
указана проверочная информация, например контрольная сумма блока. Принимающий
компьютер самостоятельно подсчитывает контрольную сумму каждого блока и
сравнивает ее с контрольной суммой из заголовка блока. Если эти две контрольный
суммы совпали, принимающая программа считает, что блок передан без ошибок. В
противном случае принимающий компьютер передает передающему запрос на повторную
передачу этого блока.
Протоколы
коррекции ошибок могут быть реализованы как на аппаратном уровне, так и на
программном. Аппаратный уровень реализации более эффективен.
MNP
(Microcom Network Protocols) — серия наиболее распространенных аппаратных
протоколов, впервые реализованная на модемах фирмы Microcom. Эти протоколы
обеспечивают автоматическую коррекцию ошибок и компрессию передаваемых данных.
MNP-модем
обеспечивает следующие режимы передачи данных:
Стандартный режим. Обеспечивает буферизацию
данных, что позволяет работать с различными скоростями
передачи данных между компьютером и модемом и между двумя модемами. В
результате для повышения эффективности передачи данных вы можете установить
скорость обмена компьютер-модем выше, чем модем-модем. В стандартном режиме
работы модем не выполняет аппаратной коррекции ошибок.
Режим прямой передачи. Данный режим
соответствует обычному модему, не поддерживающему MNP-протокол. Буферизация
данных не производится и аппаратная коррекция ошибок не выполняется.
Режим с коррекцией ошибок и буферизацией. Это стандартный режим работы при связи двух MNP-модемов. Если удаленный модем не поддерживает протокол MNP, связь не устанавливается.
Режим с коррекцией ошибок и автоматической настройкой. Режим используется, когда заранее не известно, поддерживает ли удаленный модем протокол MNP. В начале сеанса связи после определения режима удаленного модема устанавливается один из трех других режимов.
Протоколы
передачи файлов в отличие от протоколов нижнего уровня позволяют организовать
прием и передачу файлов.
Этот
протокол работает без коррекции ошибок. В результате при передаче файлов по
телефонным каналам из-за шума принятый файл сильно отличается от передаваемого.
Если вы передаете выполняемый файл, то ошибки при передаче могут стать роковыми
— полученная программа не будет работать. Если вы передаете короткие текстовые
сообщения, то ошибки легко могут быть исправлены.
При передаче файлов с помощью протоколов Xmodem формат данных должен быть следующим: 8-битовые данные, один стоповый бит и отсутствие проверки на четность. Для передачи используется полудуплексный метод, т.е. данные могут передаваться в -каждый момент времени только в одном направлении.
Одной
из возможностей использования глобальных сетей является организация электронной
почты. Если ваш компьютер подключен к глобальной сети и вы имеете специальное
программное обеспечение для обмена почтой, то вы можете отправлять через сеть
письма другим пользователям сети.
Само
письмо представляет собой обычный файл, содержащий текст письма и специальный
заголовок, в котором указано, от кого письмо направлено, кому предназначено,
какая тема письма и дата отправления.
В
зависимости от используемой вами сети электронный адрес может иметь различный
формат.
Отправляя
электронное письмо, надо знать только адрес получателя. Маршрут, по которому
оно будет передаваться, определяется самой системой электронной почты и может
изменяться в зависимости от загруженности отдельных линий.
Таким
образом, отправленное вами письмо через несколько минут или дней (в зависимости
от расстояния и других причин) попадет на компьютер адресата. Когда у адресата
будет время, он сможет просмотреть пришедшую почту и в случае необходимости
отправит вам ответ.
Другой возможностью использования глобальных сетей являются телеконференции. Использование телеконференций соответствует возможности обмена сообщениями на BBS, но предполагает больший сервис и круг пользователей.
Телеконференции
или новости обычно делятся в зависимости от их тематики на несколько областей.
Абонент сети может «подписаться» на интересующие его конференции. После этого
он получает возможность отправлять свои сообщения по тематике данной
конференции и автоматически получать все новые сообщения по этой конференции,
отправленные другими пользователями сети.
Некоторые
модемы позволяют даже послать звуковое письмо. Они обеспечивают запись и
последующее воспроизведение речевого сигнала с помощью встроенных аналогово-цифрового
и цифроаналогового преобразователей. Такие характеристики позволяют
использовать модемы в качестве автоответчиков при подборе соответствующей
коммуникационной программы. Речевое сообщение сохраняется в виде файла на
компьютере и для его задействования необходимо задать программе специальную
команду для воспроизведения. Поскольку звуковые файлы занимают много места на
жёстком диске, то модемы используют сжатие речевых сигналов в целях экономии
места на жёстком диске.
Если
вы подключите эту плату к вашему компьютеру, то вы получите факсимильный
аппарат. Благодаря этим платам вы можете передать факс на любой факсимильный
аппарат или на любую факс- модемную плату в мире.
Это
очень удобно для пользователя так как, если вам необходимо быстро передать
деловые письма или другие документы тем, у кого есть факсимильные аппараты,
факс-модем может легко вам в этом помочь, с экономией чернил и бумаги для
принтера а также вашего драгоценного времени.
Если
обычный модем пересылает документ в виде звукового сигнала, то факс-модем
пересылает его изображение. При получении факсимиле его можно увидеть на экране
монитора или распечатать на принтере. Однако при этом вы не сможете работать с
текстом, поскольку это всего лишь его изображение.
Естественно
из каждого правила имеются исключения. Некоторые факс-модемы имеют специальную
программу оптического распознавания символов (OCR), которая транслирует
факсимиле на компьютер в виде данных.
Таким
образом можно сказать, что модемы все время увеличивают и увеличивают свои
функции, их роль в компьютерном мире всё стремительнее растёт. Модемы
захватывают все большие области
применения
(приём и передача факсов), скорость передачи информации увеличивается, всё это
даёт возможность модемам иметь хорошее будущее в эпоху научно-технического
прогресса и развития информационных коммуникаций.
Мультимедиа
— это интерактивные системы, обеспечивающие работу с неподвижными изображениями
и движущимся видео, анимированной компьютерной графикой и текстом, речью и
высококачественным звуком.
Понятие
«компьютер с мультимедиа» понимают по-разному. Одним достаточно звуковой карты,
в быту вне зависимости от производителя и характеристик обобщенно называемой
SoundBlaster, в комплекте с парой колонок и CD-дисководом. А уж где взять диски
с несметным количеством игр и игрулек они сами вам подскажут.
Другие настроены более серьезно — дабы в трудовом порыве или игровом азарте не пропустить прогноз погоды на завтра, они хотят иметь в углу экрана компьютерного монитора специальное такое маленькое «окошечко» с любимой телевизионной программой или просто новым фильмом с видеомагнитофона. Так чтобы и работать, и смотреть одновременно!
А
третьи идут еще дальше. Они требуют возможности сохранения отдельных сцен
или целых видеофрагментов в цифровом виде в компьютере и их последующей
доработки мощными средствами современных программных редакторов изображений.
Скажем, дорисовать усы или рога, построить не вызывающий сомнения в
реалистичности происходящего видеосюжет о превращении тещи в ласкового и
нежного зверя, смонтировать из хаотично отснятых кусков полноценный
фильм о последнем путешествии на юг. И, конечно, полученный результат обязан
быть предъявлен миру в виде фотореалистичного цветного отпечатка (в семейный
альбом, на кофейную кружку — в подарок, просто в Дело №…) или в виде кассеты- с
новым фильмом — несомненным шедевром. Кажущаяся фантастичность описанного
относится скорее к намечаемому художественному содержанию, чем к возможности
его технического воплощения. Все это действительно может быть
реализовано на PC, и даже на Вашем домашнем компьютере. Хотя для этого его
придется дооснастить по крайней мере специальной видеоплатой и тем самым,.
превратить в домашний суперкомпьютер.
Появление
систем мультимедиа, безусловно, производит революционные изменения в таких
областях, как образование компьютерный тренинг, во многих сферах
профессиональной деятельности, науки, искусства, в компьютерных играх.
Появление
систем мультимедиа подготовлено как с требованиями практики, так и с развитием
теории. Однако, резкий рывок в этом направлении, произошедший за последние
несколько лет, обеспечен прежде всего развитием технических и системных
средств. Это и прогресс в развитии ПК: резко возросшие объем памяти, быстродействие,
графические возможности, характеристики внешней памяти, и достижения в области
видеотехники, лазерных дисков— аналоговых и CD-ROM, DVD-ROM, а также их
массовое внедрение. Важную роль сыграла так же разработка методов быстрого и
эффективного сжатия/развертки данных.
Современный
мультимедиа-ПК в полном «вооружении» напоминает домашний стереофонический Hi-Fi
комплекс, объединенный с дисплеем-телевизором. Он укомплектован активными
стереофоническими колонками, микрофоном и дисководом для оптических компакт-дисков
CD-ROM (CD — Compact Disc, компакт- диск; ROM — Read only Memory, память только
для считывания). Кроме того, внутри компьютера находится аудиоадаптер,
позволяющий перейти к прослушиванию чистых стереофонических звуков через
акустические колонки со встроенными усилителями.
Рассмотрим
некоторые технические вопросы, касающиеся мультимедиа. Основная проблема, из
которой «растут» все основные— совместная обработка разнородных данных:
цифровых и аналоговых, «живого» видео и неподвижных изображений и т.п. В
компьютере все данные хранятся в цифровой форме, в то время как теле-, видео- и
большинство аудиоаппаратуры имеет дело с аналоговым сигналом. Однако выходные
устройства компьютера — мониторы и динамики имеют аналоговый выход. Поэтому
простейший и наиболее дешевый путь построения первых систем мультимедиа состоял
в стыковке разнородной аппаратуры с компьютером, предоставлении компьютеру
возможностей управления этими устройствами, совмещении выходных сигналов
компьютера и видео- и аудиоустройств и обеспечении их нормальной совместной
работы. Дальнейшее развитие мультимедиа происходит в направлении объединения
разнородных типов данных в цифровой форме на одной среде-носителе, в рамках
одной системы.
При
смешении сигналов основные проблемы возникают с видео- изображением. Различные
ТВ-стандарты, существующие в мире (NTSC, PAL, ЛECAM), применение разных
мониторов и видеоконтроллеров диктует разнообразие подходов в разрешении
возникающих проблем. Однако в любом случае требуется синхронизация двух изображений,
для чего служит устройство генлок (genlock). С его помощью на экране монитора
могут быть совмещены изображение, сгенерированное компьютером (анимированная
или неподвижная графика, текст, титры), и «живое» видео. Если добавить еще одно
устройство — кодер (encoder), компьютерное изображение может быть преобразовано
в форму ТВ-сигнала и записано на видеопленку. «Настольные видео-студии»,
являющиеся одним из примеров применения систем мультимедиа, позволяют готовить
совмещенные видео-компьютерные клипы, титры для видеофильмов, помогают при
монтаже кинофильмов.
Системы
такого рода не позволяют как-то обрабатывать или редактировать само аналоговое
изображение. Для того, чтобы это стало возможным, его необходимо оцифровать и
ввести в память компьютера. Для этого служат так называемые платы захвата
(capture board, frame grabbers). Оцифровка аналоговых сигналов порождает
огромные массивы данных. Так, кадр стандарта NTSC (525 строк), преобразованный
платой, превращается в компьютерное изображение с разрешением 512х482 пиксел.
Если каждая точка представлена 8 битами, то для хранения всей картинки
требуется около 250 Кбайт памяти, причем падает качество изображения, так как
обеспечивается только 256 различных цветов. Считается, что для адекватной
передачи исходного изображения требуется 16 млн. оттенков, поэтому используется
24-битовый формат хранения цветной картинки, а необходимый размер памяти
возрастает. Оцифрованный кадр может затем быть изменен, отредактирован обычным
графическим редактором, могут быть убраны. или добавлены детали, изменены
цвета, масштабы, добавлены спецэффекты, типа мозаики, инверсии и т.д.
Естественно, интерактивная экранная обработка возможна лишь в пределах
-разрешения, обеспечиваемого данным конкретным видеоадаптером Обработанные кадры
могут быть записаны на диск в каком-либо графическом формате и затем
использоваться в качестве реалистического неподвижного фона для компьютерной
анимации. :Возможна также покадровая обработка исходного изображения и вывод
обратно на видеопленку для создания псевдореалистического мультфильма.
Запись последовательности кадров в цифровом виде требует от компьютера больших объемов внешней памяти: частота кадров в американском ТВ-стандарте NTSC — 30 кадров/с (PAL, БЕСАМ — 25 кадров/с), так что для запоминания одной секунды полноцветного полноэкранного видео требуется 20-30 Мбайт, а оптический диск емкостью 600 Мбайт вместит менее полминуты изображения. Но последовательность кадров недостаточно только запомнить, ее надо ещё вывести на экран в соответствующем темпе. Подобной скоростью передачи информации — около 30 Мбайт/с — не обладает ни одно из существующих внешних запоминающих устройств. Чтобы выводить на экран компьютера оцифрованное видео, приходится идти на уменьшение объема передаваемых данных (вывод уменьшенного изображения в небольшом окне, снижение частоты кадровой развертки до 10-15 кадров/с, уменьшение числа бит/пиксель), что, в свою очередь приводит к ухудшению качества изображения.
Более
радикально обе проблемы — памяти и пропускной способности — решаются с помощью
методов сжатия/развертки данных, которые позволяют сжимать информацию перед
записью на внешнее устройство, а затем считывать и разворачивать в реальном
режиме времени при выводе на экран. Так, для движущихся видео- изображений
существующие адаптивные разностные алгоритмы могут сжимать данные с
коэффициентом порядка 100:1 — 160:1, что позволяет разместить на CD-ROM около
часа полноценного озвученного видео. Работа этих алгоритмов основана на том,
что обычно последующий кадр отличается от предыдущего лишь некоторыми деталями,
поэтому, взяв какой-то кадр за базовый, для следующих можно хранить только
относительные изменения. При значительных изменениях кадра, например, при
монтажной склейке, наезде или панорамировании камеры, автоматически выбирается
новый базовый кадр. Для статических изображений коэффициент сжатия,
естественно, ниже— порядка 20-30:1. Для аудио-данных применяют свои методы
компрессии.
Существует
симметричная и асимметричная схемы сжатия данных. При асимметричной схеме информация
сжимается в автономном режиме, т.е. одна секунда исходного видео сжимается в
течение нескольких секунд или даже минут мощными параллельными компьютерами и
помещается на внешний носитель, например CD-ROM. На машинах
пользователей устанавливаются сравнительно дешевые платы декодирования,
обеспечивающие воспроизведение информации мультимедиа в реальном времени.
Использование такой схемы увеличивает коэффициент сжатия, улучшает качество
изображения, однако пользователь лишен возможности разрабатывать собственные
продукты мультимедиа. При симметричной схеме сжатие и развертка происходят в
реальном времени на машине пользователя, благодаря чему за персональными
компьютерами и в этом случае сохраняется их основополагающее достоинство: с их
помощью любой пользователь имеет возможность производить собственную продукцию,
в том числе и коммерческую, не выходя из дома. Правда, при симметричной схеме
несколько падает качество изображения: появляются «смазанные» цвета, картинка
как бы расфокусируется. С развитием технологии эта проблема постепенно уходит,
однако пока иногда предпочитают смешанную схему, при которой разработчик
продукта готовит, отлаживает и испытывает продукт мультимедиа на своей машине с
симметричной схемой, а затем «полуфабрикат» в стандартном формате отсылается на
фирму, где его подвергают сжатию на мощном компьютере, с использованием более
совершенных алгоритмов и помещают результирующий продукт на CD-ROM.
Разностные алгоритмы сжатия применимы не только к видео- изображениям, но и к компьютерной графике, что дает возможность применять на обычных персональных компьютерах новый для них вид анимации, а именно покадровую запись рисованных мультфильмов большой продолжительности. Эти мультфильмы могут хранится на диске, а при воспроизведении считываться, распаковываться и выдаваться на экран в реальном времени, обеспечивая те же необходимые для плавного изображения 25-30 кадров в секунду.
При
использовании специальных видео-адаптеров (видеобластеров) мультимедиа-ПК
становятся центром бытовой видео- системы, конкурирующей с самым совершенным
телевизором.
Новейшие
видеоадаптеры имеют средства связи с источниками телевизионных сигналов и
встроенные системы захвата кадра (компрессии/декомпрессии видеосигналов) в
реальном масштабе времени, т.е. практически мгновенно. Видеоадаптеры имеют
быструю видеопамять и специальные графические ускорители-процессоры. Это
позволяет получать до 30-50 кадров в секунду и обеспечить вывод подвижных
полноэкранных изображений.
Любой
мультимедиа-ПК имеет в своем составе плату- аудиоадаптер. Для чего она нужна? С
легкой руки фирмы Creative Labs (Сингапур), назвавшей свои первые аудиоадаптеры
звонким словом Sound Blaster, эти устройства часто именуются «саундбластерами».
Аудиоадаптер дал компьютеру не только стереофоническое звучание, но и
возможность записи на внешние носители звуковых сигналов. Как уже было сказано
ранее, дисковые накопители РС совсем не подходят для записи обычных
(аналоговых) звуковых сигналов, так как рассчитаны для записи только цифровых
сигналов, которые практически не искажаются при их передаче по линиям связи.
Аудиоадаптер
имеет аналого-цифровой преобразователь (АЦП), периодически определяющий
уровень звукового сигнала и превращающий этот отсчет в цифровой код. Он и
записывается на внешний носитель уже как цифровой сигнал.
Цифровые
выборки реального звукового сигнала хранятся в памяти компьютера (например, в
виде WAV-файлов). Считанный с диска цифровой сигнал подается на
цифро-аналоговый преобразователь
(ЦАП), который
преобразует цифровые сигналы в аналоговые. После фильтрации их можно усилить и
подать на акустические колонки для воспроизведения. Важными параметрами
аудио-адаптера являются частота квантования звуковых сигналов и разрядность
квантования.
Частоты
квантования показывают, сколько раз в секунду берутся выборки сигнала для
преобразования в цифровой код. Обычно они лежат в пределах от 4-5 кГц до 45-48
кГц.
Разрядность
квантования характеризует число ступеней квантования и изменяется степенью
числа 2. Так, 8-разрядные аудиоадаптеры имеют 28=256 степеней, что
явно недостаточно для высококачественного кодирования звуковых сигналов.
Поэтому сейчас применяются в основном 16-разрядные аудиоадаптеры, имеющие 216=65536
ступеней квантования — как у звукового компакт-диска.
Другой
способ воспроизведения звука заключается в его синтезе. При поступлении на
синтезатор некоторой управляющей информации по ней формируется соответствующий
выходной сигнал. Современные аудиоадаптеры синтезируют музыкальные звуки двумя
способами: методом частотной модуляции FM (Frequency Modulation) и с помощью
волнового синтеза (выбирая звуки из таблицы звуков, Wave Table). Второй способ
обеспечивает более натуральное звучание.
Частотный
синтез (FM) появился в 1974 году (РС-Speaker). В 1985 году появился AdLib,
который, используя частотную модуляцию, был способен играть музыку. Новая
звуковая карта SoundBlaster уже могла записывать и воспроизводить звук.
Стандартный FM-синтез имеет средние звуковые характеристики, поэтому на картах
устанавливаются сложные системы фильтров против возможных звуковых помех.
Суть
технологии WT-синтеза состоит в следующем. На самой звуковой карте
устанавливается модуль ПЗУ с «зашитыми» в него образцами звучания
настоящих музыкальных инструментов- сэмплами, а WT-процессор с помощью
специальных алгоритмов даже по одному тону инструмента воспроизводит все его
остальные звуки. Кроме того, многие производители оснащают свои звуковые карты
'модуляторами ОЗУ, так что есть возможность не только записывать произвольные
сэмплы, но и подгружать новые инструменты.
Кстати,
управляющие команды для синтеза звука могут поступать на звуковую карту не
только от компьютера, но и от другого, например, MIDI (Musical Instruments
Digital Interface) устройства. Собственно MIDI определяет протокол
передачи команд по стандартному интерфейсу. MIDI-сообщение содержит ссылки на
ноты, а не запись музыки как таковой. В частности, когда звуковая карта
получает подобное сообщение, оно расшифровывается (какие ноты каких
инструментов должны звучать) и отрабатывается на синтезаторе. В свою очередь
компьютер может через М1Е)1 управлять различными «интеллектуальными»
музыкальными инструментами с соответствующим интерфейсом.
Для
электронных синтезаторов обычно указывается число одновременно звучащих
инструментов и их общее число (от 20 до 32). Также важна и программная
совместимость аудиоадаптера с типовыми звуковыми платформами (SoundBlaster,
Roland, AdLib, Microsoft Sound System, Gravis Ultrasound и др.).
В
качестве примера рассмотрим состав узлов одного из аудиоадаптеров — SoundBlaster.
Он содержит два микрофонных малошумящих усилителя с автоматической регулировкой
усиления для сигналов, поступающих от микрофона, два линейных усилителя для
сигналов, поступающих с линии, с проигрывателя звуковых дисков или музыкального
синтезатора. Кроме того, сюда входят программно- управляемый электронный
микшер, обеспечивающий смешение сигналов от различных источников и регулировку
их уровня и стереобаланса, 20-голосый синтезатор музыкальных звуков частотной
модуляции FM, программно управляемый волновой (табличный) синтезатор
музыкальных звуков и звуковых эффектов (16 каналов, 3 голоса, 128
инструментов), аналого-цифровой 16-разрядный преобразователь для превращения
аналогового сигнала с выхода микшера в цифровой сигнал, систему сжатия цифровой
информации с возможностью применения расширенного звукового процессора ASP.
Наконец, аудиоадаптер имеет цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) для
превращения цифровых сигналов, несущих информацию о звуке, в аналоговый сигнал, адаптивный
электронный фильтр на выходе ЦАП. снижающий помехи от квантования сигнала,
двухканальный усилитель мощности по 4 Вт на канал с ручным и программно-
управляемым регулятором громкости и MIDI-разъем для подключение музыкальных
инструментов.
Как
видно из этого перечня, аудиоадаптер — достаточно сложное~ техническое
устройство, построенное на основе использования последних достижений в
аналоговой и цифровой аудиотехнике.
В
звуковые карты входит цифровой сигнальный процессор DSP (Digital Signal
Processor) или расширенный сигнальный процессор ASP (Advanced Signal
Processor). Они используют совершенные алгоритмы для цифровой компрессии и
декомпрессии звуковых сигналов, для расширения базы стереозвука, создания эха и
обеспечения объемного (квадрофонического) звучания. Важно отметить, что процессор
ASP используется при обычных двухканальных стереофонических записи и
воспроизведении звука. Его применение не загружает акустические, тракты
мультимедиа компьютеров.
Важной
проблемой мультимедиа является обеспечение адекватных средств доставки,
распространения мультимедиа-информации. Носители должны вмещать огромные объемы
разнородной
информации,
позволять быстрый доступ к отдельным ее компонентам, качественное их
воспроизведение, и при этом быть достаточно дешевым, компактным и надежным. Эта
проблема получила достойное решение лишь с появлением оптических дисков
различных типов. В первых системах мультимедиа были использованы аналоговые
диски- их обычно называют «видеодисками». Диаметр этих дисков 12 или
Информация
записывается на лазерный диск по спирали, каждый виток этой спирали называется
дорожкой. Существуют 2 способа записи информации на лазерные диски — CAV (Constant
Angular Velocity, с постоянной угловой скоростью) и CLV (Constant Linear Velocity, с постоянной линейной
скоростью). При записи CLV диски вмещают по 1 часу видео на каждой из сторон
(диски CLV называют также «долгоиграющими»), однако их интерактивные
возможности ограничены, поэтому они в системах мультимедиа используются редко,
чаще применяются при записи фильмов.
Диск
CAV вмещает на каждой дорожке один видеокадр (точнее, два полукадра,
содержащие четные и нечетные строки кадра—телевизор работает в интерлейсном
режиме, попеременно высвечивая четные и нечетные строки каждого кадра). Диск
вращается с постоянной скоростью 30 об/с, обеспечивая необходимые для NTSC 30
кадров/с. Каждая из сторон диска имеет 54000 дорожек, т.е, вмещает 30 минут
видео NTSC (диски для PAL — 37 минут). Каждый кадр имеет свой номер, или
адрес, по номеру возможен прямой доступ к любому кадру. Кадры могут
трактоваться как неподвижные изображения — для этого после завершения
считывания дорожки устройство не переходит на следующую, а вновь считывает ту
же самую); возможно также проигрывание с разными скоростями и в обратном
направлении. Вместе с изображением записываются две звуковые дорожки,
доступные, впрочем, только при просмотре кадров в режиме видео. Информацию на
диске можно разбить на «части» — до 80 частей на каждой из сторон. Управляющая
информация — номера кадров, номера частей— помещается в «бланковых» (невидимых)
частях кадров.
Промежуточный,
«аналого-цифровой» формат лазерных дисков— LVROM, или AIV (Advanced Interactive Video, улучшенное интерактивное видео) —
позволяет сочетать на одном диске аналоговое видео с цифровым звуком и данными.
Наконец,
существуют разные типы чисто цифровых дисков: CD-ROM, WORM, стираемые.
CD-ROM, как и цифровые аудио- компакт-диски CD-DA (Compact Disc — Digital Audio) имеют диаметр
CD-Audio
Старейший
формат компакт-дисков. Почти все дисководы CD-ROM могут проигрывать
звуковые компакт-диски.
Собственный
формат Philips для «интерактивных», в основном, игровых компакт-дисков для
домашних проигрывателей.
Сочетает
сжатые данные и звук, а так же смешанный режим, записываются с чередованием для
более ровного воспроизведения. Лучший формат для мультимедиа.
Комбинация
звука в формате Red Book и данных CD-ROM. Первая дорожка должна
содержать данные, за ней могут следовать дорожки CD-Audio.
Сходен
с режимом Mixed mode, отличие — предотвращение обращения звукового
проигрывателя к дорожкам с данными во избежание повреждения динамиков.
Стандартный
формат и структура каталогов для CD-ROM.
HFS (Hierarhical File Structure)
Формат
данных, разработанный для Macintosh.
Содержит
системы HFS и ISO.
Разработан
фирмой Kodak для записи фотографий высокого качества. Для воспроизведения
необходимо устройство CD-ROM/ХА или CD-Interactive.
Видеоинформация
в формате MPEG-1 и звук. Стандарт предназначен для воспроизведения
фильмов.
В
проигрывателе имеется электродвигатель со следящей системой, обеспечивающей
точное считывание дорожки C9-ROM лазерным лучом и неизменную линейную скорость
считывания. Поэтому скорость вращения диска непостоянна и изменяется от 500
об/мин для внутренней части диска, с которой начинается считывание, до 200
об/мин для внешней. Специальный оптико-электронный блок
имеет устройства
для стабилизации излучения лазера, автоматической фокусировки, слежения за дорожкой
при биении диска и выбора треков диска для считывания.
Для
считывания информации с CD-ROM используется полупроводниковый диод с
фокусирующей и следящей оптической системой. Внутренняя поверхность диска, на
которую кладут диск на подставку (в кассету) дисковода, находится не в фокусе
оптической системы лазерного излучателя. Диаметр светового пятна. от лазера,
создающего сходящийся конус света, порядка
Проигрыватели
компьютерных компакт-дисков, обычно называемые CD-ROM-драйвами, бывают двух
типов: внешние (со своим корпусом) и внутренние — встраиваемые в системный блок
компьютера. Последние напоминают накопители на гибких магнитных 5.25-дюймовых
дискетах и имеют одинаковые с ним размеры.
На
передней панели дисковода CD-ROM обычно имеется кнопка Eject для выброса
или плавного выдвижения поддона, индикатор Busy (занято), гнездо для
подключения стереотелефонов и регулятор громкости, используемый при
проигрывании звуковых дисков.
Полноценное
«вооружение» мультимедиа-ПК требует подключения к нему множества внешних
устройств: аудио- и видеоадаптеров, телевизионных и радио-тюнеров, дисководов
CD-ROM, джойстиков,
клавиатуры MIDI и т.д. Все они обслуживаются массой программных утилит —
драйверов и нередко конфликтуют друг с другом. В этой связи крупные
разработчики PC объединили усилия в создании стандарта Plug and Play (включай и
играй). Этот стандарт— обширный комплекс программных и аппаратных средств по
полностью автоматической настройке конфигурации компьютера
в соответствии с используемым с ним оборудованием.
Технология
PnP
(или Plug'n'Play)
предполагает, что достаточно включить компьютер, как все аппаратные и
программные средства автоматически оптимально настроятся и станут работать без
сбоев и конфликтов.
Постараемся
рассказать об общих чертах и отличиях различных устройств преобразования
компьютерного видеосигнала в телевизионный. Они предназначены для «переноса»
изображения с компьютерного монитора на подсоединенный к устройству телевизор и
могут быть рекомендованы для решения следующих задач:
проведение демонстраций и видеопрезентаций
с использованием проекторов и телевизионных мониторов большого размера;
оперативный вывод сообщений, объявлений,
рекламы по местной информационной и телевизионной сети;
создание учебно-демонстрационных
видеокассет по работе с компьютерными программами;
вывод компьютерной графики и анимации для
записи на видеомагнитофон.
В
то же время необходимо сразу оговорить, что использование подобных
преобразователей с целью замены компьютерного монитора бытовым телевизором
нецелесообразно не только по соображениям стоимости, но и с точки зрения зашиты
вашего здоровья — телевизор не предназначен для рассматривания мелких символов
с близкого расстояния.
Первоначально
данные устройства в основном выполнялись как внутренние интерфейсные карты,
устанавливаемые в свободный слот компьютера. При этом они, как правило,
совмещались с VGA адаптером и одновременно формировали как VGA, так и
телевизионный сигналы. Подобные преобразователи до сих пор активно
используются, но в основном в титровальных комплексах для наложения
компьютерной графики на внешний видеосигнал. В то же время наибольшее
распространение получили внешние блоки, устанавливаемые между адаптером и
VGA-монитором и формирующие ТВ-сигналы по пропускаемому без искажений
компьютерному. Среди очевидных преимуществ внешних блоков можно отметить
простоту установки и независимость от типа установленного VGA-адаптера или
используемой операционной системы и программы (а порой и от типа компьютера—
многие из них успешно работают с РС и МАС), а также возможность специальных
преобразований кадра (его «замораживание» — фиксация, масштабирование,
смещение). Их эффективно используют почти для всех вышеописанных задач —
кроме вывода движущихся титров.
На
первый взгляд задача преобразования VGA сигнала в телевизионный
кажется простой. Но между ними существует несколько столь существенных
различий, что идеального преобразования принципиально достичь не удается. Из-за
заложенных почти пятьдесят лет назад ограничений телевизионного стандарта
VGA-изображение оказывается более качественным, чем телевизионное.
Поэтому неискушенный пользователь нередко испытывает глубокое разочарование,
сравнивая яркую, насыщенную цветами и информативными деталями компьютерную
картинку с полученным искаженным по цветам, размытым и мерцающим ее
телевизионным образом. Давайте попробуем понять суть проблем, порой
действительно приводящих к столь «плачевному» результату.
Прежде
всего отметим, что VGA-сигнал является совокупностью трех равнозначных
сигналов, несущих полную информацию о структуре и цвете изображения: R (Red), G
(Green) и В (Blue), а также сигнал синхронизации. При этом реальное разрешение,
как правило, совпадает с текущим VGA-режимом, т.е. в моде 800х600 мы
действительно можем различить 800 элементов в каждой из 600 строк. В то же
время в стандартных телевизионных приемниках и других устройствах чаще всего
используется один так называемый композитный сигнал, который представляет собой
сумму сигнала яркости (Y) с цветоразностными сигналами (U и V).
Поскольку последние передаются с разрешением в 2 раза меньшим, чем Y, то
в телевидении резкие цветовые переходы не могут быть переданы без искажений.
Часто при использовании композитного сигнала на вертикальных резких цветовых
изменениях возникают так называемые «веревки» (цветовые муары шириной в
несколько пикселей). Более того, в быту мы обычно используем аппаратуру
VHS-класса (Video Home System), ограниченную разрешением даже по Y всего
в 240 линий. Более профессиональная видеоаппаратура основана на S-Video
сигналах с разрешением до 400 телевизионных линий (совокупность яркостного
сигнала Y и цветового С — суммы U и V). И только
наиболее дорогостоящие видеоустройства действительно оперируют с
RGB-представлением видеосигналов. Однако даже в этом случае идеального
преобразования VGA/TV добиться не удается.
Первая
проблема связана с различием режимов развертки. Дело в том, что в телевидении
реализована чересстрочная развертка, при которой кадр выводится двумя полями:
сначала все четные строки (нумерация начинается с нулевой строки), а затем все
нечетные. В результате вертикальную частоту определяют как 50 полей
(полукадров) в секунду. В то же время компьютерный видеосигнал основан на более
прогрессивной построчной развертке. В результате тонкая горизонтальная линия
компьютерного изображения шириной в один пиксел будет попадать только в одно из
телевизионных полей и, как следствие, начнет мерцать (дрожать) с частотой 25 Гц
(так называемый фликер-эффект). Визуально это наиболее заметно проявляется
при выводе изображений, насыщенных линиями и мелкими деталями, например, в
случаях отображения таблиц и меню программ. Очевидно, что путем дублирования
полукадров возможно полное устранение этого эффекта (устройства Deltascan и
Multigen). Однако при этом вертикальное разрешение будет уменьшено ровно вдвое!
Компромиссное решение основано на частичном сглаживании по вертикали
компьютерного изображения при его преобразовании путем взвешенного усреднения
нескольких его строк (семейство AverКеу)
— от двух до шести. Многие устройства имеют многоступенчатый фликер фильтр,
чтобы добиться наилучшей степени его использования. Рекомендуется для вывода
использовать изображение, не содержащие в себе мелких деталей (обратите
внимание на то, что на телевидении никогда не используют мелкие (толщиной в
одну линию) титры, логотипы и т.п.). Подчеркнем, что тем не менее фликер-эффект
не может быть полностью устранен и так или иначе всегда будет проявляться. Но
поскольку он обусловлен ограничением телевизионного стандарта, то не может
рассматриваться как недостаток конкретного устройства преобразования.
Вторая
проблема связана с согласованием частоты кадров. У VGA-сигнала она может
меняться в широких пределах, в телевизионном стандарте она строго фиксирована.
Простейшим решением, используемым в наиболее дешевых устройствах с буфером
памяти всего на несколько строк (например, АverКеу Plus), оказывается принудительный
перевод с помощью специальной резидентной программы частоты кадровой развертки
VGA-адаптера в 50 Гц. К сожалению, это удается не для всех типов
адаптеров, кроме того многие VGA-мониторы просто не поддерживают данный
режим и перестают отображать информацию. Поэтому наиболее эффективным является
чисто аппаратное преобразование частот, реализуемое в преобразователях с
размером буфера памяти на полный кадр (AverKey, Deltascan Pro). При этом каждый
аналоговый VGA-сигнал оцифровывается с частотой VGA-развертки, полностью
запоминается в данном буфере и уже из него преобразуется в телевизионный
сигнал. Очевидно, что наличие внутреннего буфера принципиально позволяет
обеспечить дополнительные сервисные функции, например, выбор различных режимов
фликер-фильтра, функции «заморозки» кадра (достаточно прекратить обновление
буфера), увеличение и перемещение изображения.
Третья
проблема связана с согласованием количества строк. Практически все современные
VGA адаптеры работают в разных режимах, соответственно режиму изменяется
количество строк (текстовый режим — 200 строк, графический режим VGA при 16
возможных цветах — 480 строк, графические режимы под Windows— 480, 600, 768,
1024 и более строк, режим VGA при игре РООМ — 200 строк), а телевизионный
видеосигнал всегда должен содержать 576 строк. Вследствие этого возникает
необходимость масштабирования, требующая специального решающего блока.
Очевидно, что простым дублированием легко достигнуть кратного увеличения
количества строк, например, преобразовать 320х240 в 640х480. Дальнейшее
преобразование 480 строк в 576, необходимое для систем PAL/SЕСАМ (но не для
NTSC!), требует сложной функции интерполяции. В противном случае преобразованное
VGA-изображение займет не весь ТВ-экран: будут наблюдаться черные участки
сверху/снизу экрана. Именно поэтому для PAL/БЕСАМ оптимальным VGA-режимом с
точки зрения результирующего качества ТВ-преобразования является 800х600
(«лишние» 24 строки обычно не информативны и без ущерба игнорируются). В
режимах более высокого разрешения возникает весьма сложная задача корректного
сжатия кадра и интерполяции промежуточных строк, реализованная с определенными
оговорками только в изделии Deltascan Pro фирмы Vine Micros.
Еще
одним важным моментом при преобразовании сигналов является сохранение
геометрических пропорций. В телевидении принят стандарт отношения ширины к
высоте как 4:3 (в будущем телевидении высокой четкости — 16:9). В частности,
это подразумевает «выделение» 768 элементов в каждой из 576 активных
телевизионных строк. К сожалению, не все режимы VGA используют это соотношение
(например, Norton Commander работает при разрешении 640х400 — 8:5). В
результате VGA-изображение после преобразования либо будет занимать только
часть ТВ-экрана (черные поля как по вертикали, так и по горизонтали) — так
называемый режим underscan, либо будет растянуто на весь экран — режим overscan — но с нарушением
геометрии: круг станет эллипсом, квадрат — прямоугольником. Подчеркнем, что
большинство преобразователей реализуют переключение underscan/overscan
только по горизонтали — вдоль строк.
Теперь понятно, что VGA/TV преобразователь оказывается достаточно сложным устройством и часто превышает по цене не только VGA адаптер, но и телевизор.
Преобразователи,
встречающиеся на нашем рынке, весьма разнообразны по исполнению и
характеристикам. Наиболее широко известные — это изделия фирм AverMedia
Technologies, Umax Data Systems и Vine Micros.
Начнем
с простейших преобразователей — AverKey Plus (AverMedia Technologies) и Maxmedia ТV mini (Umax Data Systems). Они не имеют
собственного генератора телевизионной частоты и поэтому требуют перевода
VGA-адаптера в телевизионную развертку (50 Гц, чересстрочная для PAL).
Поэтому такие изделия имеют сравнительно низкую стоимость, но требуют
определенной модели VGA-адаптеров
(тех моделей,
которые поддерживаются драйвером), например драйвер AverKey Plus не
поддерживает Diamond Stealth, но работает с VGA на базе графических
ускорителей фирм Tseng, Trident или Cirrus Logic. При покупке устройства надо
обязательно обратить внимание на эту особенность (можно специально подобрать
VGA-адаптер, отвечающий требованиям драйвера). VGA-адаптеры, не
поддерживаемые драйвером, можно использовать, если адаптер удастся настроить на
телевизионную развертку с помощью программ к нему. К сожалению, изменение
развертки VGA-адаптера имеет негативные последствия — может сорваться
или исказиться изображение на VGA-мониторе. Режим Overscan/Underscan
реализован частично, растяжение изображения возможно только по горизонтали.
Преобразователи такого типа дают не очень точно соответствующий стандарту
видеосигнал — это не сказывается при выводе на телевизионный монитор, но
заметно при записи на видеоленту, поэтому для последней задачи их использовать
не рекомендуется.
В
более высокой ценовой категории находятся преобразователи, не требующие драйвера, например, AverKey
(AverMedia Technologies) или Maxmedia
TV
Pro
(UMAX
Data
Systems).
Подобные устройства, как правило, имеют буферную память на полный кадр. Они
совершенно не зависят от типа VGA (существует ограничение только на
частоту развертки). Так как подобные преобразователи используют память на 9
полный кадр, то у них, как правило, реализована функция «заморозки» кадра
(стоп-кадра). Эти изделия могут работать с разрешением VGA до 800х600.
При сравнимом качестве вывода, AverKey 3 дополнительно, обеспечивает такие
полезные функции как увеличение в 2 раза, трехступенчатый фликер фильтр,
возможность дистанционного управления. Отдельно надо сказать о Deltascan Pro —
изделии фирмы Vine Micros. При тех же функциях, что у AverKey 3, Deltascan Pro
умеет работать с разрешением вплоть до 1600х1200 (так как телевизионное
изображение имеет разрешение 768х576, многие мелкие детали невозможно различить
при выводе VGA в этом разрешении). В этом изделии полностью реализованы
режим Overscan/Underscan. Deltascan Pro является одним из лучших устройств по
критерию качества изображения.
Для
решения задачи проведения видео презентаций и записи учебных видеопрограмм
идеально подходит AverKey 5. Кроме обычных функций стоп-кадра, увеличения,
панорамирования и фликер фильтра, реализованы функции
«инфракрасной мыши» (требует установки драйвера), переключение с внешним
видеоисточником и дополнительные возможности для увеличения. Пользователь с
помощью дистанционного пульта может работать как с компьютерной мышью, т.е.
запускать программы, указывать на какие либо детали и т.п. Такой инструмент в
сочетании с функцией переключения с внешним видеоисточником очень удобен и
необходим при проведении видео презентаций. Кроме того в AverKey реализовано
несколько режимов увеличения:
обычное увеличение (в 2 раза) и перемещение
области увеличения кнопками панорамирования;
увеличение (в 2 раза) конкретной области
(все изображение разбито на 9 пересекающихся областей и каждой области
соответствует кнопка на ДУ);
увеличение (в 2 раза) той области, где
находится указатель мыши (требует драйвера), причем при перемещении этого
указателя происходит переключение области увеличения (все изображение также
разбито на 9 областей).
По
качеству формируемого видеосигнала AverKey 5 является одним из лучших
устройств. Особенно это заметно при сравнении по композитному сигналу. Кроме
того, он реально обеспечивает преобразование в truecolor (16 млн. цветов).
Для
решения задач вывода компьютерной графики в профессиональном видеопроизводстве,
проведения видеопрезентаций, деловых конференций и записи учебных видеопрограмм
рекомендуется новое изделие AverKey 7 фирмы AVerMedia Technology. Кроме обычных функций
стоп-кадра, увеличения, панорамирования и фликер-фильтра, реализованы функции
переключения на отображение внешнего видеосигнала на VGA дисплее и
синхронизации вывода по нему (genlock), а также полная регулировка параметров
всех выводимых сигналов.
Фирма
Vine Micros одна из первых разработала внешние преобразователи с возможностью
наложения графики на проходящий видеосигнал — это модели из серии Multigen.
Такие изделия могут применяться в случаях, когда нужна функция вывода графики с
наложением на видеосигнал и нельзя установить специализированное устройство
(например вывод титров с помощью ноутбука). На нашем рынке эта серия
представлена двумя изделиями — Multigen 2 и Multigen Pro. Эти устройства
одинаково осуществляют наложение графики на видеосигнал и различаются
поддержкой VGA режимов. Если Multigen Pro поддерживает VGA режимы до 1600х1200
(аналогичен Deltascan Pro), то Multigen 2 только до 800х600 и отсутствует
увеличение. Наложение графики на видеосигнал происходит по уровню яркости (где
меньше уровень, там проходит видеосигнал, где больше компьютерная графика).
Причем существует режим наложения со сглаживанием: при значениях уровня яркости
чуть выше, чем ключевое значение (при котором графика считается прозрачной)
компьютерное изображение становится полупрозрачным. Это позволяет при наложении
на видеосигнал делать плавный переход между видеоизображением и компьютерной
графикой. Эти изделия работают в трех режимах:
вывод только компьютерной графики с использованием
своего внутреннего генератора частоты;
вывод только компьютерной графики с
синхронизацией от
внешнего
сигнала (genlock);
вывод компьютерной графики с наложением на
внешний видеосигнал.
Преобразователи
других фирм, как правило, аналогичны рассмотренным и различаются только в
комплектации и конкретных технических характеристиках, При покупке устройства
обязательно проверить совместимость преобразователя с вашим оборудованием (в
крайнем случае на основании ограничений, перечисленных в руководстве
пользователя) и соответствие качества преобразования Вашим задачам. Советуем
при покупке обратить также внимание на следующие вопросы:
поддерживает ли устройство Ваш VGA адаптер
— если оно требует загрузки драйвера, то убедиться, Ваш адаптер или аналогичный
ему приведен в списке поддерживаемых;
соответствует ли VGA-развертка диапазону
рабочих разверток преобразователя (в руководстве пользователя должны быть
указаны горизонтальная и вертикальная развертки);
насколько полно реализован режим
Overscan\Underscan;
есть ли требуемый выход для видеоустройств
(RCA—композитный, S-Video, RGB — для аппаратуры со SCART-разъемом или YUV —
компонентный), почти все преобразователи имеют несколько выходов;
поддерживает ли устройство нужный вам
телевизионный
стандарт (NTSC, PAL, SECAM);
если преобразователь требует перестройки
развертки VGA адаптера, то будет ли ваш монитор выводить изображение при такой
развертке (многие дешевые мониторы не выводят изображение при переводе VGA в 50
Гц).
С
момента появления первого VideoBlaster'а
сингапурской фирмы Creative Labs, ознаменовавшего начало эры массового
распространения видеоплат ТВ-ввода для PC и де-факто определившего стандарт на их
функциональные возможности, считается, что подобные устройства должны
обеспечивать следующие потребительские свойства:
прием низкочастотного
видеосигнала (получаемого с видеокамеры, магнитофона или после телевизионного
тюнера) на один из программно-выбираемых видеовходов (числом не менее 3);
отображение
принимаемого видео в реальном времени в масштабируемом окне среды Windows
(VGA-монитор можно использовать вместо TV для просмотра и контроля);
стоп-кадр
(замораживание кадра) оцифрованного видео в собственном буфере;
сохранение
захваченного кадра на винчестере или другом доступном устройстве хранения
информации в виде файла в одном из принятых графических стандартов (*. tif, *.
tga, *. рсх, *. gif и другие).
Эти
видеоплаты называют у нас захватчиками изображений, устройствами видеоввода,
ТВ-грабберами (от английского термина grab — захватывать) или имидж-кепчерами
(image capture — захват изображения) или просто видеобластерами.
Их
принципиальная схема с определенными оговорками сводится к четырем базовым
элементам, реализованным соответствующими наборами микросхем.
Первым
из них является видеодекодер, обеспечивающий прием сигнала с одного из
входов, его оцифровку, цифровое декодирование в соответствии с телевизионным
стандартом и передачу полученных YUV-данных следующему элементу —
видеоконтроллеру. Видеоконтроллер выполняет ключевую роль в организации потоков
оцифрованных данных между элементами видеоплаты. Он осуществляет необходимые
цифровые преобразования данных (например, YUV, RGB, масштабирование),
организует их хранение в буфере собственной памяти — третьем элементе
видеоплаты, пересылку данных по шине компьютера при сохранении на винчестере, а
также их передачу четвертому элементу — цифро-аналоговому преобразователю (ЦАП)
с VGA-выходом. Последний совместно с видеоконтроллером участвует в
формировании «живого» ТВ-окна на VGA. Он осуществляет обратное аналоговое
преобразование цифрового образа захваченного
изображения и
согласно ключевому сигналу, вырабатываемому видеоконтроллером, осуществляет
переключение между RGB видеосигналом от VGA-адаптера и
RGB-сигналом из буфера памяти.
Рассмотрим
работу этих элементов более подробно. Наиболее важными характеристиками
видеодекодера являются:
виды принимаемых
низкочастотных видеосигналов;
поддерживаемые
телевизионные стандарты;
частота и глубина
оцифровки;
возможность
регулировки оцифрованного сигнала.
Как
уже отмечалось, низкочастотный телевизионный видеосигнал является композитным,
т.е. представляет собой результат сложения яркостного сигнала Y, двух цветовых
поднесущих, модулированных сигналами цветности U и V, а также синхроимпульсов,
причем частоты цветоразностных сигналов лежат в пределах полосы спектра
яркостного сигнала. Но из-за строчной структуры телевизионного разложения в
спектральной области все они имеют гребенчатую структуру, расстояния между
соответствующими пиками которых равны строчной частоте. При этом частоты
поднесущих выбраны так, чтобы спектральные пики сигналов цветности оказались
между пиками яркостного сигнала. В результате путем использования специальных
гребенчатых фильтров возможно эффективное разделение этих сигналов. Однако,
подобные фильтры весьма сложны и дороги, а потому в основном используются в
профессиональной аппаратуре высокого разрешения.
В
бытовых устройствах ограничиваются более простыми полосовыми фильтрами, заметно
снижающими четкость изображений, Так в видеомагнитофонах и камерах классов VHS
(Video Home System) и Video-8 используются только композитные видеосигналы, при
этом разрешение ограничено 240 телевизионными линиями. Кроме того, даже
полное использование всех различий сигналов все равно не позволяет идеально
разделить их. Поэтому более. эффективным оказывается использование не единого
композитного сигнала, а двух композитных сигналов Y/С: У, как и ранее, несет
яркостный сигнал и синхроимпульсы, а С (Chrominance) — модулированные цветовые
сигналы. Такой сигнал называют S-Video, он используется при
записи/воспроизведении в аппаратуре классов S-VHS и Hi-8. Считается, что при
этом обеспечивается разрешение в 400 линий. Следующим шагом к повышению
качества является переход к компонентному сигналу YUV. Он используется в
профессиональной аппаратуре класса Betacam и связан с поддержкой разрешения до 500
линий. И, наконец, последним в этой череде является RGB-представление:
отсутствуют какие-либо кодирование и модуляция, наиболее простая и точная
передача сигнала. Однако, в силу вышеуказанных особенностей зрительного
восприятия человека достигаемое здесь повышение качества уже становится
визуально несущественным. Поэтому, подобное представление реально используется
только в высокоточной научной измерительной аппаратуре..
Ранние
модели бластеров были основаны на декодере Philips SAA9051 и имели три композитных
входа, в то время как в современных видеоплатах нормой считается наличие одного
S-Video и двух композитных входов, поддерживаемых, например, декодером Philips
SAA7110. Для S-Video он обеспечивает параллельную оцифровку Y и С сигналов.
Одновременно с этим, если SAA9051 «понимал» сигналы только стандартов PAL/NTSC,
то SAA7110 позволяет декодировать также и SECAM. Более того, он имеет
встроенную схему автодетектирования, обеспечивающую при достаточно хорошем
качестве входного сигнала распознавание его стандарта.
Полезной
характеристикой декодера является возможность регулировки принимаемого
видеосигнала по яркости, насыщенности, контрастности и другим телевизионным
параметрам. Это позволяет учитывать конкретные условия съемки и до сохранения
изображения в определенных рамках компенсировать его недостатки. При этом
визуальный контроль процесса настройки можно осуществлять по формируемому
изображению в ТВ-окне VGA-монитора.
Частота
оцифровки видеосигнала определяет получаемое горизонтальное (строчное) разрешение.
В теории цифровых стандартов кодирования за базовую частоту принимается 3.375
Мгц, а частоты оцифровки составляющих определяются умножением базовой частоты
на соответствующую цифру. Так, запись 4:1:1 означает, что результирующая
частота оцифровки яркостного сигнала составляет 13.5 МГц, а сигналов цветности
— в четыре раза ниже. При этом сам декодер, осуществляющий разложение входного
электрического сигнала на составляющие YUV уже после оцифровки, должен
осуществлять
выборку в два
раза чаще — на 27 Мгц. К сожалению, получаемый при этом элемент изображения —
пиксел — был неквадратным. Дело в том, что в телевидении в качестве стандарта
принято отношение ширины телевизионного изображения к его высоте как 4:3. При
576 активных (видимых) телевизионных строках это предполагает выделение 768
элементов в каждой строке. В противном случае геометрические пропорции будут
нарушены — квадрат станет прямоугольником. При частоте 13.5 Мгц,
соответствующей рекомендации MKKP (CCIR) 601, будет получено всего 720
элементов, а для 768 частота должна быть увеличена до 14.75 МГц. Еще одной
важной характеристикой декодера является глубина оцифровки, задаваемая числом
бит на отсчет. Здесь 7 бит эквивалентны 2 млн. цветовых оттенков, в то время
как для получения полноценного изображения считается необходимым 16 млн. (так
называемый режим True Color — реальные цвета), что требует уже 8 бит. Таким
образом, качественный декодер должен принимать с возможностью регулировки как
композитный, так и S-Video сигналы стандартов PAL/SECAM/NTSC и
осуществлять их 8-битную оцифровку 4:2:2 на частоте 14.75 Мгц. Все это
обеспечивают, например, Philips SAA7110 или Brooktree Bt819A.
Видеоконтроллер
выполняет роль интеллектуального диспетчера передаваемых потоков цифровых
данных. В первую очередь он ответственен за организацию их хранения в буфере
памяти видеоплаты. Данные могут храниться как в RGB, так и в YUV представлении.
Более эффективной является YUV кодировка, при которой двух. байт на
пиксел (4:2:2) достаточно для полноценного хранения. В то же время во многих
устройствах используется RGB представление, при котором для сохранения
режима True Color необходимо уже 3 байта на пиксел — по 8 бит на каждую
составляющую. Обычно такое хранение отображают записью RGB 8:8:8. Если же, как
и ранее, ограничиваются 2 байтами на пиксел, то используют кодировку 5:6:5,
соответствующую 64 тыс. цветовых оттенков — режим Hi-Color. Безусловно, при
этом о 'И качественных цветах изображения говорить не приходится. Хранение пикселов изображения организовано в виде матрицы,
стороны которой должны быть равны степени 2. Типичные варианты — 512х512,
1024х512 или 1024х1024. Напомним, что в такой записи первое число означает
допустимое число элементов в строке, а второе — возможное число строк. В
результате в зависимости от конкретного способа размер буфера памяти может
меняться от 256 Кб до 2 Мб, и в то же время при одном и том же размере
эффективность хранения может быть. различной. Таким образом, даже если декодер
и обеспечивает полноценную оцифровку входного видеосигнала, а объем памяти
недостаточен, то результирующее изображение окажется некачественным (размытые
детали, цветовые пятна). Обратное также. верно. Например, если память
организована как 1024х512 и допускает 768 телевизионных элементов строки, но
частота оцифровки кодера соответствует 13.5 Мгц, то результирующий размер
изображения не может быть более 720х512. Впрочем, качество видеосигнала многих
бытовых видеокамер столь невысоко, что возлагать вину за погрешности
захваченного изображения только на видеоплату будет несправедливым..
Видеоконтроллер,
принимая оцифрованный сигнал от декодера, прежде всего осуществляет
преобразование его кодировки, например, YUV 4:2:2 в RGB 5:6:5, т.е.
переход от 16 млн. цветов к 64 тыс. При этом с целью некоторого уменьшения
неизбежных ошибок подобного огрубления он может использовать специальный
механизм «true-color dithering» выбора конкретных значений цвета пикселов,
учитывающий набегающие цветовые ошибки на окружающих пикселах (утверждается,
что при этом визуальное качество приближается к true color). Далее контроллер
позиционирует и вырезает из массива цифруемых данных участок, который реально
может быть размещен в памяти, например, 512х512 из 768х576. При этом либо
лишние строки и. столбцы выбрасываются, либо полное изображение путем
интерполяции масштабируется до размера, теряя в обоих случаях информацию.
Данные операции
контроллер выполняет с каждым кадром, т.е. каждые 40 мс, осуществляя
соответствующее обновление содержимого памяти. Режим обновления (фиксация
изображения) прекращается только по специальной команде, выдаваемой управляющим
ПО. Одновременно с этим контроллер осуществляет постоянное считывание данных из
буфера с целью их передачи в RGB представлении на ЦАП для формирования
ТВ-окна с «живым» видео.
Кроме
цифрового сигнала от контроллера ЦАП принимает аналоговый RGB-сигнал с
выхода VGA-адаптера и осуществляет переключение между ними в
соответствии со значением (0 или 1) специального силуэтного key-сигнала
(жаргонный термин — ключевой сигнал). Именно силуэтный сигнал определяет
положение живого окна. Он формируется видеоконтроллером в соответствии с
командами управляющего ПО и результатами порогового анализа значений VGA- сигнала
в пределах окна. Последнее необходимо, например, для того, чтобы «пропускать»
указатель мыши в область окна. В предыдущих моделях видеоплат для этого анализа
видеоплата должна была получать цифровые VGA-значения по специальному 26
контактному кабелю— feature-коннектору. К сожалению, у многих дешевых
VGA-адаптеров подобный разъем отсутствует. В современных видеоплатах
подобный анализ VGA-сигнала производится уже в аналоговой форме, что
снимает требование на наличие feature-коннектора. В большинстве случаев
размер
выделяемого на VGA окна заметно меньше необходимого для полного отображения в
нем ТВ-кадра, что требует от контроллера соответствующего масштабирования.
Наконец, контроллер
осуществляет
передачу оцифрованных данных на шину компьютера.
Данная
операция, выходящая за пределы видеоплаты, выполняется под управлением
центрального процессора и требует выделения в его адресном пространстве
соответствующего участка памяти для буфера видеоплаты. Ранее это приводило к
резервированию 1 Мб из первых 16 Мб и таким образом к ограничению размера ОЗУ
компьютера пределом в 15 Мб. В современных видеоплатах это ограничение
снимается путем использования иного режима адресации.
В
завершении отметим, что вышеописанные различные режимы функционирования
элементов видеоплат являются принципиально возможными, но их практическая
реализация во многом зависит от эффективности и корректности управляющего
программного обеспечения. ПО, например, определяет точность цветовой калибровки
оцифрованных данных для различных ТВ-стандартов, поддерживаемые VGA-режимы
Windows и графические форматы сохраняемых файлов. Нередко это приводит к
существенным отличиям реальных характеристик подобных видеоплат различных
производителей. В то же время за счет программных «ухищрений» можно достигать
иллюзии более качественных характеристик, чем это реально обеспечивается. Так
многие видеоплаты, обладая только 512 Кб памяти и не обеспечивая захвата
полноразмерного телевизионного изображения, программным масштабированием при
сохранении растягивают изображение вплоть до 800х600.
Резюмируя
вышеизложенное, при выборе устройства ТВ-ввода в первую очередь следует
обращать внимание на следующие параметры:
число поддерживаемых ТВ-систем
(рекомендуется РАL/SECAM, 1 вход композитный, 1 S-Video);
точность оцифровки входного сигнала
(рекомендуется YUV 4:2:2);
физическое разрешение изображения
(рекомендуется 768х576х16 млн. цветов), размер буфера памяти и ее организация
(не хуже 1 Мб при YUV 4:2:2, 1.5 Мб при RGB 8:8:8);
возможность подстройки входного сигнала;
наличие ограничений на размер ОЗУ
компьютера, способ связи с VGA (требование feature-коннектора);
поддерживаемые режимы Windows
(рекомендуется не хуже 800х600х64 тыс.);
визуальное качество оцифрованного
изображения (точность цветопередачи, разрешение мелких деталей — лучше
оценивать по тестовым таблицам).
Далее
необходимо отметить новый класс сравнительно дешевых устройств для компьютеров
класса Pentium (Fly Video), активно использующих возможности PCI-шины по
передаче потока данных до 10-50 Мб/сек. Это позволяет отказаться от буфера
собственной памяти, ~о использовать ОЗУ компьютера. При этом для организации
живого окна оцифрованное изображение по шине пересылается прямо в память
VGA-адаптера. Фактически такие платы используют только декодер и контроллер.
Существенной особенностью данного подхода является достаточно высокая
производительность компьютера, в том числе и поддержка режима Direct Draw VGA
адаптером. Поэтому на среднем Pentium-компьютере реально достижимое разрешение
захвата может оказаться посредственным.
Несомненный
интерес для владельцев ноутбуков представляют внешние устройства, общающиеся с
PC через параллельный порт. Несложно понять, что о живом окне при этом говорить
не приходится, хотя просмотр на VGA все же обеспечивается — в режиме preview —
6-8 кадров в секунду. В качестве примера здесь можно было бы привести SNAP
Magic британской фирмы Quantum. Отметим также цифровую камеру COMPRO,
объединяющую в себе ПЗС матрицу, АЦП формируемого видеосигнала и буфер памяти.
При таком «прямом» решении задачи ввода изображения удается существенно упростить
весь тракт, обеспечивая при этом
достаточно высокое качество при доступной цене. Появление подобных решений
весьма актуально с точки зрения создания недорогих систем видеоконференций,
основанных на передаче данных через модемы по обычным телефонным линиям.