Вспомогательные технические средства интерактивного обучения

     Отличительной особенностью ПП являются высокое качество получаемого изображения и хорошая цветопередача при использовании цветных пишущих элементов.  К сожалению, скорость вывода информации в ПП невысока, несмотря на все  более быструю механику и попытки оптимизации процедуры рисования; существует и проблема подбора пары носитель - чернила.

     Карандашно-перьевые плоттеры  (КПП,  pen/pencil)  - разновидность перьевых - отличаются возможностью установки специализированного  пишущего узла  с  цанговым механизмом для использования обычных карандашных грифелей, который обеспечивает постоянное усилие нажима грифеля на бумагу и его автоподачу при стачивании. В результате не требуется постоянно следить за процессом вывода информации, как при эксплуатации ПП, в которых может засоряться канал истечения красителя.

     Дополнительные преимущества карандашной технологии:

      "Краситель" карандашных  грифелей не высыхает,  и карандаш пишет на любой скорости (при использовании жидких красителей необходимо учитывать время их вытекания из пера и время высыхания)

      Карандаш позволяет рисовать на любых бумажных носителях,  в  том числе и не очень высокого качества;  при этом изображения качественны, дают хорошие оттиски при копировании, и в то же время их можно корректировать ластиком.

      Грифели просто купить, значительно экономя на расходных материалах.

     ПП и КПП особенно привлекательны для тех,  кому  важнее  качество, нежели количество изображений, и кто имеет скромный бюджет.

     Все остальные типы плоттеров образуют изображения на носителе информации, используя различные физические процессы,  в частности прибегая к дискретному (растровому) способу его создания.

5.2.         Струйные плоттеры (СП, Ink-Jet Plotter).

     Струйная технология создания изображения известна с  70-х  годов, но истинный ее прорыв на рынке стал возможен только с разработкой фирмой Canon технологии создания реактивного пузырька (Bubblejet) - направленного распыления чернил  на бумагу при помощи сотен мельчайших форсунок одноразовой печатающей головки. Каждой форсунке соответствует свой микроскопический нагревательный элемент (терморезистор), который мгновенно (за 7-10 мкс) нагревается  под  воздействием электрического импульса. Чернила закипают, и пары создают пузырек, который выталкивает из форсунки каплю чернил. Когда импульс  кончается,  терморезистор столь же быстро остывает, а пузырек исчезает.

     Печатающие головки могут быть "цветными" и  иметь соответствующее число групп форсунок. Для создания полноценного изображения используется стандартная для полиграфии цветовая схема CMYK,  использующая четыре цвета: Cyan - голубой, Magenta - пурпурный, Yellow - желтый и Black - черный.  Сложные цвета образуются смешением  основных,  причем получение  оттенков  различных  цветов  достигается путем сгущения или разрежения точек соответствующего цвета в фрагменте изображения  (аналогичный  способ  используется  при получении различных оттенков "серого" при выводе монохромных изображений).

     Струйная технология имеет ряд достоинств.  Сюда  можно  отнести простоту реализации,  высокое разрешение, низкую потребляемую мощность и относительно высокую скорость печати.  Приемлемая цена,  высокое качество и  большие возможности делают СП серьезным конкурентом перьевых устройств. Спрос на СП со стороны работающих с настольными издательскими системами  и пользователей систем автоматизированного проектирования, выпускающих сложные чертежи формата А0,  растет, однако невысокая скорость вывода графической информации и выцветание со временем полученного цветного изображения без принятия специальных мер (использования ламинирования или специальной "самоламинирующейся" бумаги) ограничивает их применение (Косарев В.П., Сурков Е.М., Бакова И.В. Технические средства АСУ. -М.: Изд-во "Финансы и статистика", 1986).

5.3. Электростатические плоттеры (ЭП, Electrostatic Plotter).

Электростатическая технология основывается на создании скрытого электрического изображения (потенциального рельефа) на поверхности носителя – специальной электростатической бумаги, рабочая поверхность которой покрыта тонким слоем диэлектрика, а основа пропитана гидрофильными солями для обеспечения требуемых влажности и  электропроводности. Потенциальный  рельеф  формируется при осаждении на поверхность диэлектрика свободных зарядов, образующихся при возбуждении тончайших электродов записывающей головки высоковольтными импульсами напряжения. Когда бумага проходит через проявляющий узел с жидким намагниченным тонером, частицы тонера оседают на заряженных участках бумаги. Полная цветовая гамма получается за четыре цикла создания скрытого  изображения и прохода носителя через четыре проявляющих узла с соответствующими тонерами.

     Электростатические плоттеры можно было бы считать идеальными устройствами, если бы не необходимость поддержания стабильных температуры и влажности  в помещении,  необходимость тщательного обслуживания и их высокая стоимость, в связи, с чем ЭП приобретают пользователи, имеющие оправданно высокие требования к производительности и качеству. Для достижения максимальной эффективности ЭП обычно работают как сетевые устройства, для чего снабжены адаптерами сетевого интерфейса. Немаловажны также  высокая устойчивость изображения к воздействию ультрафиолетовых лучей и невысокая (на уровне стоимости высококачественной типографской) стоимость электростатической  бумаги. ЭП применяют при высокой степени автоматизации проектных работ в  солидных организациях и в геоинформационных системах (ГИС).

5.4. Плоттеры прямого вывода изображения (ППВИ, Direct Imaging Plotter).

Изображение в ППВИ создается на специальной  термобумаге (бумаге, пропитанной теплочувствительным веществом) длинной (на  всю  ширину плоттера) "гребенкой" миниатюрных нагревателей.  Термобумага, которая обычно подается  с  рулона,  движется вдоль "гребенки" и меняет цвет в местах нагрева. Изображение получается высококачественным (разрешение до 800 dpi (dots per inch - точка/дюйм)), но, увы, только монохромным.

     Сейчас цены на термобумагу снизились, недостатки, когда-то присущие ей  (чувствительность  к изменениям температуры окружающей среды и низкая контрастность изображения),  устранены,  а типы  термоносителей включают в  себя  стандартную белую бумагу, кальку и даже полиэфирную пленку. Качество этих носителей удовлетворяет самым строгим архивным требованиям.

     Учитывая их высокую надежность,  производительность (может достигать 50 листов формата А0 в день) и низкие эксплуатационные затраты, плоттеры ПВИ применяют в крупных  проектных  организациях  для  вывода проверочных копий. В связи с этим в их стандартную конфигурацию входит сетевой адаптер. Технические характеристики ППВИ соответствуют требованиям прикладных задач инженерного проектирования, архитектуры, строительства, городского планирования и электросхемотехники.

5.5. Плоттеры на основе термопередачи (ПТП, Thermal Transfer Plotter).

    Отличие этих  плоттеров  от  ППВИ состоит в том,  что в них между термонагревателями и бумагой  (или  прозрачной  пленкой!)  размещается "донорный цветоноситель" - тонкая, толщиной 5-10 мкм, лента (например, лавсановая), обращенная к бумаге красящим слоем, выполненным на восковой основе с низкой (менее 100° С) температурой плавления.

     На донорной ленте последовательно нанесены области каждого из основных цветов размером, соответствующим листу используемого формата. В процессе вывода информации бумажный лист с наложенной на него донорной лентой проходит  под  печатающей  головкой,  которая  состоит из тысяч мельчайших нагревательных элементов.  Воск в местах нагрева расплавляется, и пигмент остается на листе. За один проход наносится один цвет, а изображение получается за четыре прохода. Таким образом, на каждый лист цветного  изображения затрачивается в четыре раза больше красящей ленты, чем на лист монохромного.

     Ввиду дороговизны  каждого  отпечатка эти плоттеры используются в составе средств автоматизированного проектирования для высококачественного вывода  объектов трехмерного моделирования,  в системах картографии, где требуется высокое качество воспроизведения цветов,  и рекламными агентствами  для  вывода  цветопроб плакатов  и транспарантов для красочных презентаций.

5.6. Лазерные (светодиодные) плоттеры (ЛП, Laser/Led Plotter).

Эти плоттеры базируются на электрографической технологии, в основу которой положены физические процессы внутреннего фотоэффекта в светочувствительных полупроводниковых слоях селеносодержащих материалов и силовое воздействие  электростатического поля.  Промежуточный носитель изображения (вращающийся селеновый барабан) в темноте может быть заряжен до потенциала в сотни вольт. Луч света снимает этот заряд, создавая скрытое электростатическое изображение, которое притягивает намагниченный мелкодисперсный  тонер,  переносимый затем механическим путем на бумагу. После этого бумага с нанесенным тонером проходит через нагреватель, в результате чего частицы тонера запекаются, создавая изображение.

     Некоторое время  назад  создание скрытого изображения на барабане осуществлялось исключительно при помощи лазера. Для управления перемещением лазерного  луча  служила сложная система вращающихся зеркальных многогранников или призм или линз. Вследствие этого плоттеры, использующие лазеры, боятся тряски и ударов, которые могут сбить настройку. Избежать сложностей с оптикой и сделать систему проще, легче и надежнее позволило применение линеек точечных полупроводниковых светодиодов (light-emitting diode - LED).

     Лазерные и  LED-плоттеры ввиду высокого быстродействия (лист формата А1 выводится менее чем за полминуты) удобно использовать как сетевые устройства, и они имеют в стандартной комплектации адаптер сетевого интерфейса.  Не менее важно и то, что эти плоттеры могут работать на обычной бумаги, что сокращает эксплуатационные затраты.

     LED-плоттеры становятся все более популярными,  хотя по стоимости сравнимы с монохромными электростатическими.

     Область их применения:  сложный технический дизайн,  архитектура, картография и другое,  т.е. везде, где требования к производительности и качеству результатов высоки, но наличие цвета не требуется.

     Время от  времени предрекается появление цветных лазерных плоттеров, но пока еще это слишком дорого (Персональный компьютер: диалог и программные средства. Учебное пособие /Под ред. В.М.Матюшка -М.:Изд-во УДН, 1991).

6.      Модем

Первый модем появился в 1958 году. Американская телефонная компания AT&T ввела дейтафонное обслуживание (передача информации по телефонному каналу). Первым модемом был Bell Dataphone 103, скорость передачи которого составляла 300 бит/с. Но даже сегодня большинство модемов имеет режим работы, совместимый с Bell 103. Bell 212a предложил уже 1200 бит/с, правда был более чувствителен к шумам в телефонной линии. Менее шумочувствительный модем разработала компания Racal-Vadic. К сожалению, эти две модели модемов несовместимы. Так начиналось длительное соперничество за права и стандарты в мире модемов.

В последнее время модемы становятся неотъемлемой частью компьютера, который превратился в интеллектуальное многофункциональное устройство, предоставляющее пользователю возможность общаться с огромным миром информации со всего света. Благодаря установки модема на компьютер, последний фактически превращается в звено глобальной сети.

Модем позволяет, не выходя из дома, помимо широчайшего спектра информации и услуг, получаемых через Internet, разместить сообщение на BBS (электронной доске объявлений), скопировать с той же BBS интересующие файлы. Кроме того, воспользовавшись глобальными сетями (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 тематике.

6.1. Классификации модемов

Модемы могут быть классифицированы:

1.              по типу используемого канала

•              модемы для коммутируемых каналов - наиболее распространенные- использующиеся на коммутируемых телефонных линиях.

•              модемы для арендованных каналов - используются на выделенных линиях.

•              комбинированные - сочетающие в себе свойства двух предыдущих.

2.              по скорости передачи информации

•              низкоскоростные модемы (до 1200 бит/с) -"первая волна" модемов

•              среднескоростные ( от 1200 до 14400 бит/с) -как правило, модемы, произведенные до 1991 года.

•              высокоскоростные (>14400 бит/с) - большая часть современных модемов (за исключением специализированных, которым не требуются высокие скорости передачи данных и которыми можно пренебречь в пользу качества этой передачи).

3.              по области применения

•              для передачи данных

•              факсимильные модемы (как правило, интегрированные в факс-аппараты или отдельные устройства, обеспечивающие прием и передачу факсимильных сообщений со скоростью до 14400 бит/с)

•              комбинированные модемы (большинство модемов, использующихся в быту).

4.              по исполнению

•              внутренние.

•              внешние.

5.              по реализации дополнительных функций

•              интеллектуальные модемы - как правило, современные типы модемов с возможностями управления их работой и установки конфигурации (т.е. скорости передачи, режима работы, типа синхронизации, протокола защиты от ошибок и др.). Модемы часто имеют возможность установки типовых конфигураций и управления набором одного из хранимых в памяти телефонных номеров с помощью органов управления на лицевой панели модема.

•              голосовые модемы получили такое название за способность оперировать соответствующими сигналами, так как позволяют одновременно передавать данные и голос. В основном, в пользовательских моделях применяется метод аналоговой передачи потоков голоса и данных, разнесенных по частотам, получивший название ASVD (Analogue Simultaneous Voice/Data). Этот подход поддержали ведущие производители модемных чипсетов Rockwel Semiconductor Systems (ныне Conexant) и AT&T Paradyne (теперь независимая компания Paradyne). Другой подход - DSVD (Digital Simultaneous Voice/Data) - подразумевает оцифровку голоса и включение полученных отсчетов в общий поток данных. В отличие от предыдущего метода, где скорость передачи данных ограничена 14400 Kbps, этот позволяет ее повысить до 28800 Kbps. Правда, качество передаваемого таким образом голоса гораздо хуже. Спецификация DSVD была разработана совместно Intel, Rockwell и U.S. Robotics. Такие модемы позволяют во время передачи данных между моделями такого типа подключать к ним телефонную гарнитуру и вести разговор. Преимущество этого режима заключается в том, что разговор будет конфиденциальным: вы получите закрытый, защищенный от прослушивания канал, что само по себе немаловажно. Еще одним полезным свойством модема является возможность его применения в составе электронного офиса. Автоответчик, голосовая почта, выдача документов по требованию, факсимильный аппарат - и все это с использованием модема и персонального компьютера. Хотя, может быть, и не очень эффективно, с точки зрения экономии электроэнергии, держать персональный компьютер включенным круглосуточно. В таком случае лучше выбрать внешний модем с достаточным объемом оперативной памяти, чтобы в ней временно хранились принятые факсимильные и голосовые сообщения. Конечно, такие модели дороже, но их совокупную стоимость можно оценить, учитывая экономию в плате за свет при отключении персонального компьютера в нерабочее время. "Просто" голосовые, а также модели с одновременной передачей голоса и данных имеют в своих технических характеристиках соответствующие параметры: Voice и ASVD или DSVD.