uzluga.ru
добавить свой файл
1


ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 12


Документ-камера





Лабораторная работа № 12

Тема: Документ-камера

Цель: практически ознакомиться с основными возможностями документ-камеры.

Оборудование: документ-fкамеры AverVision 130,мультимедийный проектор, компьютер.

Ход работы:

  1. Ознакомьтесь с теоретическим материалом по данной теме и сделайте конспект.

  2. Ознакомьтесь с руководством по работе с документ-камерой AverVision 130.

  3. Подключите с документ-камеру AverVision 130 к мультимедийному проектору и рассмотрите функциональные возможности документ-камеры при данном подключении.

  4. Подключите с документ-камеру AverVision 130 к компьютеру и рассмотрите функциональные возможности документ-камеры при данном подключении.

Контрольные вопросы:

  1. Что такое документ-камера?

  2. Какими функциональными возможностями обладают документ-камеры?

  3. Какие существуют аксессуары к камерам?

  4. Перечислите три основных метода увеличения изображения, их достоинства и недостатки.

  5. Какова область применения документ-камера?


ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ

Документ-камера — особый класс телевизионных камер, предназначенных для передачи изображений документов (например, оригиналов на бумаге) в виде телевизионного сигнала или в какой-либо другой электронной форме. По конструкции походит на кодоскоп, но с телекамерой на месте верхнего объектива-перископа.


Инструмент на все руки

Документ-камеры являются очень гибким инструментом, позволяющим делать то, что не может никакое другое презентационное оборудование.

Очень многие люди разных профессий: учителя, юристы, врачи, - используют документ-камеры в своей работе и делают с их помощью удивительные вещи
Наверное, вы не раз отмечали, что имеющееся презентационное оборудование не всегда обладает возможностями, нужными вам в данный момент. Например, мультимедиа проекторы, идеально подходящие для слайдов PowerPoint, бесполезны при отображении бумажных документов и малых трехмерных объектов. Оверхед-проекторы хорошо работают с прозрачками, но не способны увеличивать картинки и проецировать трехмерные объекты. Если же вам потребуется отобразить с их помощью печатный документ, то придется пройти через его фотокопирование и изготовление "прозрачек". А существует ли оборудование, обладающее всеми этими возможностями одновременно? Ответ - да, и это - документ-камеры.

Документ-камеры объединяют в себе возможности оверхед-проектора, видеокамеры, сканера, микроскопа, компьютера. Объектив "на шейке" и плоская поверхность просмотра придают им внешнее сходство с оверхед-проекторами. Но вместо системы зеркал и просветного столика в документ-камерах используются видеокамеры высокой четкости. Получаемые изображения двух- и трехмерных объектов могут быть поданы непосредственно на экран компьютера и телевизора, или отображены с помощью проектора.

В известном смысле, документ-камеры являются усовершенствованными оверхед-проекторами, способными обработать любой предложенный документ или предмет. С их помощью можно осуществлять просмотр таких объектов, как только что распечатанный на принтере контракт, проявленную фотографию, или даже сходящую с конвейера деталь.

Если вы хотите представлять документы или малые объекты перед большой аудиторией, то документ-камеры - наилучшее средство для этих целей. Они способны отображать как мелкие шрифты, так и детали объектов, неразличимые невооруженным глазом. Эти великолепные возможности часто демонстрируются на торговых шоу. Там можно нередко увидеть профиль ребра монеты, увеличенный и спроецированный на экран в 2.5 м; крохотные детали сложнейших механизмов и многое другое.

Поскольку документ-камера работает в режиме прямой передачи, вы можете менять угол зрения и положение объекта в пространстве по ходу презентации. Все изменения будут отображаться в реальном времени с помощью проектора на экран или другой дисплей. Документ-камеры позволяют также записывать видео-фрагменты PowerPoint и вести двоичную передачу изображений, аналогично сканерам и цифровым камерам. Некоторые модели, такие как Canon DZ-3600U, даже поддерживают стандарт сканирования TWAIN, обеспечивающий возможность съемки кадра (из таких приложений, как, например, Adobe Photoshop). Многие модификации имеют встроенные просветные столики для подсветки 35 мм слайдов, и в этом случае камера может функционировать в качестве слайд-проектора.
Средством, позволяющим делать пометки на изображении и сохранять их, являются электронные доски. Но, к сожалению, их можно использовать только в небольших залах. В более обширных помещениях вам на помощь придут документ-камеры. Ведь необходимые пометки в этом случае можно фиксировать во время общения с аудиторией на обычном листе бумаги.

Документ-камеры обладают рядом дополнительных возможностей и удобств. Есть увеличение как цифровое так и оптическое, эффекты позволяющие делать изображение черно-белым или негативным, есть память - можно фотографировать и хранить изображения. У некоторых камер в комплект входят лампы для работы при слабом освещении и планшет для показа пленок и прозрачных материалов на просвет. Пульт c лазерной указкой тоже одно из удобств.

Существует 4 аксессуара к камерам (c некоторыми моделями они поставляются в комплекте).

Светящийся планше. Используют для показа прозрачных пленок, слайдов, рентгеновских снимков и так далее (как кодоскоп).

Адаптеры для микроскопа. Нужны для подключения камеры к окулярам микроскопа.

Блок подсветки с лазерными указателями. Лазеры образуют на столе область, которая является полем зрения камеры (сразу видно куда класть книгу или предмет), а лампочки необходимы, чтобы создавать контрастную картинку в условиях недостаточного освещения.

Прозрачная пленка против бликов. Глянцевые журналы и книги обычно бликуют, особенно если на них светить. Чтобы этого избежать используется антибликовая пленка.

Функция «Увеличение» в документ-камерах.


Максимальное увеличение в документ-камерах. Одна из основных характеристик документ-камеры – увеличение (англ. - zoom). Эта часто используемая функция позволяет увеличивать графики, объекты и мелкие шрифты для упрощения их просмотра и чтения.

Обычно в документ-камерах реализованы два вида увеличения: оптическое и цифровое. Использование обоих оправданно необходимостью достижения максимального увеличения. Суммарное увеличение получают перемножением оптического увеличения на цифровое. Например, подсчитаем суммарное увеличение документ-камеры AVerVision 530: = 12X оптическое увеличение x 8X цифровое увеличение = 96X суммарное увеличение.

Оптическое увеличение и цифровое увеличение имеют свои плюсы и минусы; сочетание этих двух методов в документ-камерах позволяет пользователям получить нужное качество картинки и уровень увеличения.

Как работает камера. Согласно упрощенной схеме работы камеры, изображение объекта, проходя через объектив (в простейшем случае состоящем из одной линзы), попадает на сенсор (регистрирующую матрицу из отдельных элементов - пикселей), на котором преобразуется в электрический сигнал и в таком виде передается на устройства отображения (телевизор, VGA монитор или LCD/DLP проектор).




Оптическое увеличение. При работе оптического увеличения линзы объектива камеры двигаясь назад и вперед, изменяют степень увеличения объекта. При этом качество формируемого изображения остается прежним, поскольку оптически увеличенный участок наблюдаемого предмета полностью попадает на тот же сенсор. Как показано на картинке ниже, изображение проходит через объектив и попадает на сенсор в увеличенном размере, откуда передается на устройство отображения.



Основное преимущество оптического увеличения – высокое качество изображения. Но стоимость материалов и сложность технологических процессов производства многолинзовых объективов ведет к заметному удорожанию использующих их камер. Кроме того, оптическое увеличение исключает возможность панорамирования (сканирования, перемещения по увеличенному изображению). Эти недостатки ограничивают использование оптического увеличения только в документ-камерах среднего и высшего уровня.

Цифровое увеличение. Цифровое увеличение не несет никаких дополнительных затрат при производстве - и это его основное преимущество. Поэтому его используют практически во всех документ-камерах. Принцип цифрового увеличения заключается в математической операции интерполяции двух реальных значений с соседних пикселей сенсора и «создании» между ними третьего, за счет появления которого и происходит увеличение изображения. Понятно, что при этом новой информации не добавляется, резкость изображения не увеличивается. Отсюда и размытое качество получаемого изображения. Причем при слишком большом цифровом увеличении изображение становится непригодным из-за неразличимости отдельных деталей. Соответственно наиболее рациональным считается использование 8 - 16Х цифрового увеличения. Еще одно из преимуществ цифрового увеличения – возможность панорамирования.



Альтернативное решение – AVerZoom™. Запатентованная компанией AVerMedia функция AVerZoom™ - это квази-оптоэлектронная технология, реализованная в отдельных моделях документ-камер AVerVision. Она позволяет получать качество изображения сравнимое с тем, что обеспечивается при использовании оптического увеличения. При этом значительно снижается стоимость за счет отказа от использования дорогих увеличивающих многолинзовых объективов. Как показано на рисунке ниже, вместо того, чтобы увеличивать изображение при помощи интерполяции и имитировать 2Х увеличение, AVerZoom™ сужает область просматриваемой площадки на сенсоре, но при этом пропорционально увеличивает эффективное количество задействованных пикселей. Это возможно благодаря использованию сенсоров с избыточным количеством пикселей (3,2 МПикс), многократно превышающим выходное разрешение документ-камеры (1024х768 требует примерно 0,8 МПикс). При использовании такого метода увеличения качество изображения не ухудшается, как это происходит при цифровом увеличении. Но при этом сохраняется возможность панорамирования объекта, что невозможно при оптическом увеличении.



Функция AVerZoom™ пока используется только в документ-камерах AVerVision 300AF и AVerVision SPC300, но в дальнейшем будет реализована и новых моделях. В обеих моделях доступно двукратное увеличение AVerZoom™. Связи с тем, что данная функция крайне полезна на практике и проста в реализации, в дальнейшем ожидается ее развитие, и степень увеличения будет расти.

Заключение. Три основных метода увеличения изображения имеют свои достоинства и недостатки и могут использоваться в различных вариантах для достижения оптимального результата. Тем не менее, для производителей нерационально комбинирование всех трех методов в одном устройстве. В силу особенностей использования документ-камер (настольных вариантов) пользователям за редким исключением нужно более чем 10Х увеличение. Основная задача документ-камеры выдавать четкое и яркое изображение для аудитории. Поэтому имеет смысл использовать документ-камеры, которые дают разумный
уровень увеличения и качественное изображение.

Примечание. Оптическое увеличение и цифровое увеличение являются наиболее часто упоминаемыми методами, когда мы говорим об увеличении изображения. Тем не менее, не следует забывать про возможность простоподнести камеру ближе к рассматриваемому объекту, что также позволит увидеть его мельчайшие детали без потери качества изображения. Некоторые называют это механическим увеличением. Возможность такого механического увеличения также реализована в документ-камерах AVerVision. Например, в модели AVerVision 130 (в которой присутствует только 4Х цифровое увеличение) в качестве штатива для камерной головки используется гнущаяся трубка, которую можно легко вращать и сгибать во всех направлениях.

Область применения

Обучение и воспитание

Одно из самых важных направлений использования документ-камер - образование. Ведь очень часто возникает необходимость демонстрировать перед большой аудиторией разнообразные мелкие объекты, химические, биологические эксперименты и проч.

Школы и университеты очень нуждаются в презентационном оборудовании, способном эффективно показывать документы, картинки и 3-х-мерные объекты в лекционных залах, рассчитанных на 10 и более человек. Изображение пространственных предметов является просто необходимым в инженерных и медицинских учебных заведениях. Поскольку конспекты лекций могут включать документы формата А4 и даже меньше, напечатанные малым шрифтом, детали чертежей и карт, фрагменты книг и 3-х мерные образы, и кое-что из вышеперечисленного может быть неразличимо непосредственно невооруженным глазом, то это оборудование должно обладать мощным увеличением. И наилучшим решением являются, конечно же, документ-камеры!

Нередко в медицине требуются проекционная техника высочайшего качества. Рентгеновские снимки, например, имеют высокую контрастность, и для работы с ними требуется система очень большой четкости. В инженерном деле электрические схемы и платы также могут иметь весьма тонкие детали.
Поскольку документ-камеры работают и с PowerPoint, преподаватели могут включать в свои лекции презентационные материалы, созданные ими ранее. С документ-камерой можно изменить процесс преподавания и сделать его соответствующим новому, цифровому веку. Уменьшается наша зависимость от слайд-проекторов, прозрачек и затрат на избыточное копирование. Кроме того, поскольку отображение идет в режиме прямой передачи, камеры хорошо подходят для видеоконференций и программ удаленного обучения.

Документ-камера, благодаря ее гибкости, может быть легко приспособлена практически к любому типу презентаций.

Запуск презентаций с карманных компьютеров

Другое полезное применение документ-камер - демонстрация возможностей новой техники на больших экранах торговых выставок. Согласно данным компании WolfVision (Gotzis, Австрия), многие производители оборудования и программ используют документ-камеры для отображения на большой экран презентаций, запускаемых с карманных компьютеров (Palm, PDA). Поскольку сверхмалые компьютеры обычно оснащены LCD-мониторами и часто не имеют возможности подавать изображение на проектор или телеэкран, документ-камеры являются единственным средством для проведения презентаций в больших аудиториях.

Неприятностью при таком использовании документ-камер, могут стать блики от защитного стекла мини-компьютера, нередко отражающего свет, исходящий из камеры. Многие модели, однако, обладают возможностью регулировки светового луча, которая позволяет освещать объект под углом с целью минимизации бликов.

Медицинская диагностика

Очень часто врачи устраивают консилиум, чтобы найти лучший метод лечения для своих больных. В странах Европы документ-камера WolfVision VZ-37 хорошо зарекомендовала себя в качестве инструмента медицинской диагностики и коммуникации. Врачебное сообщество Европы использует модели компании WolfVision для набирающего силу метода диагностики - телепатологии.
Телепатология, как следует из ее названия, основывается на общении врачей разных частей мира и обмене опытом между ними. С помощью документ-камеры, лечащий доктор может показать образец ткани пациента специалисту, находящемуся на другом конце мира. Увеличенный объект будет передан с помощью телевизионных технологий и, посмотрев на него, специалист, вероятно, попросит передать вид образца под микроскопом. Затем специалист тем же методом получит микроскопический снимок ткани и уже сможет провести всесторонний анализ и поставить диагноз. Таким образом, при помощи документ-камер один специалист может лечить значительно большее число больных.

В компании WolfVision утверждают, что их камеры имеют широкую глубину поля и защищенную от тени подсветку, что помогает медикам достигать высокого качества передачи. Эти камеры имеют синхронизированное световое поле, позволяющее отображать на экран лишь части документов или предметов. Например, при проекции листа бумаги в нормальном масштабе, можно видеть световой прямоугольник на поверхности столика камеры, представляющий всю отображаемую область. При увеличении масштаба, этот прямоугольник уменьшается в размерах, обозначая теперь только ту часть листа, которая высвечивается на экране в данный момент.

Передача столь подробной информации раньше просто не представлялась возможной. Сейчас, по мере освоения их возможностей медиками, можно сказать, что документ-камеры служат спасению жизней.

Еще одно применение

Документ-камеры применяются также и в юриспруденции. По словам представителей компании Data Display, расположенной в Хьюстоне и занимающейся арендой документ-камер, одна из камер была использована на судебном процессе по делу медицинской халатности для представления главного доказательства вины. Адвокат потерпевшего продемонстрировал судьям повреждения ноги его клиента, вызванные, по предположению, небрежностью врача. Для показа и разъяснения ошибок хирурга во время процесса, юрист предложил клиенту поставить ступню на поверхность камеры Barco и получил видеоизображения, отображенные затем на экран с помощью LCD-проектора.
Документ-камера была единственно возможным средством, позволяющим отображать поврежденную часть тела клиента и изучать ее в режиме реального времени. Хотя на этом процессе можно было использовать слайды или сканированные снимки в формате PowerPoint, это были бы всего лишь статические картинки. Но возможность исследовать и обсуждать поврежденную ступню непосредственно в зале суда сыграла существенную роль в этом процессе.

Конференц-залы

Когда одной крупной компании, занимающейся информационными технологиями и услугами по размещению информации в Интернете, потребовалось проводить показы для всех 125 менеджеров одновременно, то оказалось, что единственным подходящим для нее средством являются документ-камеры. Компания стремилась сделать свой конференц-зал (38 м x 12 м), где регулярно встречались ее менеджеры, как можно более эффективным и удобным. Для изображения диаграмм, печатных документов и надписанных комментариев к ним использовалась камера Barco PreCa 1280, а полученное видеоизображение передавалось на четыре проектора. Проекторы же, в свою очередь, отображали картинку на четыре больших (2.74 х 3.65 м) экрана, расположенных на фронтальной стене зала. Все зрители сидели на достаточно близком расстоянии от экранов (не более 1.5 м) и четко могли видеть одно из четырех изображений, которое было наименее удалено. С помощью документ-камеры компания смогла записать свои презентации. Ведь PreCa, как и любая другая модель, позволяет производить видеозапись в режиме реального времени.

Почему же компания остановила свой выбор именно на документ-камере? Все просто - электронная доска не была бы видна одинаково хорошо всем участникам собраний, а оверхед-проектор не позволяет отображать документ на несколько экранов одновременно. Документ-камера не занимает много места и, в отличие от электронных досок, с ее помощью можно отображать печатные копии и делать правки, не поворачиваясь спиной к аудитории.