Современные технические средства обучения

Компакт-диски (CD) имеют ряд разновидностей, в которых пользователям бывает затруднительно ориентироваться. Ниже перечислены некоторые из форматов CD-дисков, отличающихся друг от друга преимущественно качеством и длительностью записи:

– Audio-CD – стандартный диск с музыкальной программой;

– МР-3 – аудиодиск  с применением метода 10-кратного сжатия объёма данных при записи. Заметного  ухудшения качества звука при  воспроизведении этих дисков не наблюдается;

– SACD (Super-Audio-CD)– диск с шестиканальным объёмным звуком;

– VCD (Video-CD) – видеодиск с качеством изображения, близким к качеству записей в формате VHS. Хорошо воспроизводит неподвижные изображения, но искажает передачу быстрых движений. Длительность записи около 70 мин;

– SVCD (Super-Video-CD) – видеодиск с более высоким качеством изображения, однако длительность записи у него вдвое короче, чем у диска VCD – 35 мин;

– HQVCD – видеодиск по качеству записанного изображения находящийся между VCD и SVCD;

– диски CD-DVD, DVD-Photo (JPEG) и mini-DVD имеют самое лучшее качество изображения, но продолжительность записи у них меньше, чем у перечисленных выше форматов CD-дисков – 20 мин.

Компакт-диски, предназначенные для самостоятельной  записи потребителем, имеют следующие  обозначения:

– CD-R – чистый диск, предназначенный для однократной записи;

– CD-RW – диск для многократной записи информации;

–CD-ROM – компакт-диск для записи информации в виде компьютерных файлов. Так же обозначается устройство (дисковод) для считывания информации с компакт-дисков.

Цифровые  универсальные видеодиски (DVD) предназначены исключительно для записи видео, звуковой и программной информации в цифровой форме. Стандартизованный ассортимент цифровых универсальных дисков в настоящее время включает в себя следующие наименования:

 

Диски диаметром 8 см		Диски диаметром 12 см
Наименование	Емкость, Гбайт	Наименование	Емкость, Гбайт
DVD-1	1,46	DVD-5	4,7
DVD-2	2,66	DVD-9	8,54
DVD-3	2,92	DVD-10	9,4
DVD-4	4,12	DVD-14	13,24
DVD-6	5,32	DVD-18	17,08

 

П р и м е ч  а н и я:

1. Номер в наименовании DVD соответствует приблизительной емкости диска, выраженной в Гбайтах.

2. Китайские производители  разработали собственный стандарт DVD-технологии и налаживают производство альтернативных оптических дисков с наименованием AVD. Диски AVD имеют плотность записи на 20–25 % выше, чем у соответствующих вариантов современных DVD дисков. Кроме того, ими разрабатывается еще один вариант диска – улучшенный универсальный диск (ЕVD).

3. Ведущими производителями  дисков освоена технология производства  однослойных односторонних дисков Blu-Rau DVD диаметром 12 см с плотностью записи 27 Гбайт (на основе применения синего лазера). Ведётся интенсивная подготовка к выпуску односторонних двухслойных дисков ёмкостью около 50 Гбайт. Кроме того, появилась информация о разработке одной из японских фирм способа создания дешевых оптических дисков ёмкостью до 100 Гбайт [12], а с применением голографических  методов  записи  цифровой  информации – дисков  ёмкостью  свыше 1 Тбайт [13].

 

Поступающие в  продажу DVD-диски ориентированы обычно на определенную сферу применения: DVD-Video – запись фильмов; DVD-Audio – музыкальные программы; DVD-ROM – запись компьютерных файлов.

Цифровые диски, предназначенные для самостоятельной  записи потребителем, имеют ёмкость 4,7 Гбайт и выпускаются в нескольких разновидностях:

– DVD-R и DVD+R – диски для однократной записи;

– DVD-RW – перезаписываемый диск в стандарте фирмы Pioneer;

– DVD+RW – перезаписываемый диск в стандарте фирмы Philips;

– DVD-RAM – перезаписываемый диск в стандарте фирмы Panasonic.

П р и м е ч а н и я:

1. Наличие нескольких  форматов перезаписываемых дисков  объясняется коммерческими интересами  фирм-производителей продукции и  отсутствием единого стандарта  записи информации для этих  дисков. Многие из специалистов  считают более перспективными диски, формируемые в стандарте DVD-RAM. Данный формат позволяет записать на диск больший объём информации, обеспечивает произвольный доступ к файлам, экономичен. Достоинства DVD-RAM обуславливают широкую область применения этих дисков – от бытового и мультимедийного до радиовещания, звукозаписи, телевидения и архивирования всех видов информации. Дополнительно следует отметить, что компания Toshiba объявила недавно о завершении ею разработки перезаписываемого одностороннего оптического диска с высокой плотностью записи ёмкостью 30 Гбайт, диаметром 12 см и форматом записи DVD-RAM.

2. В последние годы  существенно возрастает ёмкость  магнитных дисков форматов 2,5" и 3,5". В 2002 году емкость 3,5" дисков достигала 20–40 Гбайт. Каждые полтора года плотность записи на диски удваивается. Для продольной магнитной записи уже существуют образцы с плотностью записи до 100 Гбайт/дюйм². Успешные опыты с перпендикулярной записью показали плотность 500–1000 Гбайт/дюйм². Через 6–7 лет следует ожидать появления дисков диаметром 3,5" емкостью 1 Тбайт [14].

 

DVD-видеодиски обладают следующими возможностями для записи профессиональных высококачественных фильмов и программ:

– наличием изображения, сравнимого с качеством спутникового и кабельного телевидения;

– нормальным (4:3) и широкоэкранным (16:9) форматами изображения;

– возможностью записи одних и тех же сцен с  различных углов зрения (до 9 позиций). При просмотре пользователь сам  может выбрать с помощью пульта управления наиболее подходящий ему  угол зрения;

– возможностью для пользователя осуществлять быстрые переходы от одних важных частей фильма к другим;

– наличием до 8 языков сопровождения фильма (по выбору пользователя);

– высококачественным 6-канальным объёмным звуком;

– субтитрами до 32 языков;

– защитой от копирования и другими функциями.

 

Жесткие диски – встроенные и съёмные – обеспечивают прямой доступ к содержащемуся на диске материалу, что позволяет записывать и воспроизводить графические и видеофайлы в режиме произвольного доступа. Внедрение жестких дисков в видеокамерах и магнитофонах позволяет полностью отказаться от сложного и недостаточно надёжного лентопротяжного механизма, устранить разнобой, вызванный наличием многообразных форматов ленточной видеозаписи; существенно повысить оперативность переноса видео- и аудиоинформации на другие носители и к другим потребителям, а также её преобразования.

В Киотском университете (Япония) разработана перезаписываемая память гигантской ёмкости с объёмной плотностью записи 37 Тбайт на см³. Такая ёмкость соответствует ёмкости тысячи цифровых дисков. Для запоминающего устройства используется специальное стекло с присадкой редкоземельного элемента самария [15].

Дисковые камеры и диск-рекордеры (магнитофоны) получают всё большее  признание и распространение. Постепенно видеотехника на базе цуифровых DVD и жестких дисков начинает вытеснять устаревшую аналоговую аппаратуру, которая в настоящее время занимает монопольное положение среди техники массового спроса. Хорошо подходят DVD и жесткие диски для архивирования и хранения медиаданных, в том числе видеоматериалов. Создаваемые массивы данных гарантируют быстрый доступ к записанной информации, а также её сохранность в течение 100 и более лет.

 

Модули флэш-памяти (flash memory – флэш-память) стали применяться в последнее время в некоторых моделях видеокамер и цифровых фотоаппаратов, в ноутбуках и сотовых телефонах, аудиоплейерах и других устройствах в качестве малогабаритного запоминающего устройства. Технология данного вида носителя информации разработана японской компанией Toshibа. Ввод информации во флэш-память и последующие её изменения производятся с помощью специальных электрических разрядов. Информация в памяти способна сохраняться даже после отключения питания. Преимущества модулей флэш-памяти особенно хорошо проявляются при использовании их в разнообразных мобильных устройствах. К достоинствам модулей относятся:

– высокая компактность;

– большая ёмкость при  малых физических размерах;

– высокое быстродействие по сравнению с другими видами памяти;

– точность считывания информации;

– отсутствие подвижных частей и бесшумность работы;

– надёжность и оперативность  замены;

– удобство транспортирования  и малое потребление энергии;

– возможность  непосредственного использования  в различных устройствах совместимого оборудования.

Модули флэш-памяти (или называемые иначе – карты памяти) выпускаются в различных форматах, отличающихся друг от друга конструктивным исполнением и ёмкостью:

– CF (Compact Flash) имеют размер 36,4 х 42,8 х 3,3 мм, вес 11,4 г;

– SM (Smart Media) самые тонкие карты памяти – 0,76 мм;

– MMC (Multi Media Card) имеют размер с почтовую марку и вес менее 2 г;

– SD (Secure Digital) размером 32 х 24 х 2,1 мм;

– mini SD имеют размер 21,5 x 20 x 1,4 мм, вес 1 г;

– MS (Memory Stick) и MS Pro имеют размер 50 х 21,5 х 2,8 мм;

– xD-Picture Card – размером 20 х 25 х 1,7 мм.

Многообразие  форматов модулей (карт) флэш-памяти объясняется  стремлением различных фирм привязать  потребителя к собственной продукции. Емкость флэш-памяти, применяемой  в различных портативных устройствах  радиоэлектроники, составляет в большинстве случаев от 8 до 512 Мбайт, в ближайшей перспективе ожидается увеличение ёмкости модулей памяти до 16 Гбайт и более. Вместе с тем следует отметить, что ёмкость модулей флэш-памяти меньше, чем у жёстких дисков, а стоимость 1 часа видеозаписи с применением флэш-памяти существенно выше, чем с применением цифровых видеокассет или жёстких дисков.

 

Оптимальные условия хранения дисков и модулей  памяти: температура +10...25 ºС, относительная влажность воздуха 20...50 %. Особое внимание следует уделять защите дисков от пыли и механических повреждений. Диски требуется защищать также от воздействия ультрафиолетовых лучей, а магнитооптические диски и модули памяти от воздействия магнитных полей.

Ожидаемая долговечность  дисков и модулей памяти 80–100 лет, поэтому они вполне пригодны для архивного хранения информации.

 

 

 

 

3.4. Видеокамеры  (камкордеры)

 

 

Видеокамеры в  системе технических средств  обучения находят применение для  разнообразных видов съёмки: демонстрации натурных объектов природной среды, показа организации процессов производства, работы технических агрегатов и систем, фрагментов производственной практики учащихся, важных научно-технических конференций и семинаров, психологических тренингов, общественно значимых мероприятий, отдельных эпизодов по сценариям готовящихся видеофильмов и т. д.

 

 

3.4.1. Основные элементы видеокамер

 

Видеокамера представляет собой аналог телевизионной камеры, конструктивно соединённый с  видеомагнитофоном. Такое объединение  называется камкордером. Функциональные возможности видеокамер в существенной степени расширились благодаря успехам микроэлектроники. Бытовые видеокамеры быстро вытеснили 8-мм любительское кино. В настоящее время производством видеокамер различных форматов и классов качества занято большое количество фирм различных стран.

Внешне видеокамера  напоминает кинокамеру и имеет с  нею функциональное сходство: в обоих случаях объект съёмки с помощью объектива проектируется на плоскость изображения внутри камеры. Но в видеокамере на данном месте находится не кинопленка, а оптоэлектронный преобразователь – прибор с зарядовой связью (ПЗС), а в студийных телевизионных камерах – передающая телевизионная трубка. В ближайшие годы ожидается вытеснение ПЗС и передающих трубок в съёмочной аппаратуре матрицами с КМОП-кристаллами, дающими более высокое качество изображения, снижающими стоимость камер и более надёжными в работе.

Цветное видеоизображение получают путём сложения трёх основных цветов: красного, зелёного и синего. Исходные сигналы для этого вырабатываются в видеокамере путём разделения светового потока с помощью цветоделительной системы оптоэлектронного преобразователя на три цветовых электрических сигнала. Кроме того, видеокамера осуществляет горизонтальную и вертикальную развёртку изображения.

Преобразование звука в электрические сигналы производится с помощью одного или двух микрофонов. Затем электрические аудио- и видеосигналы переносятся (записываются) на магнитную ленту, которая подаётся из кассеты с помощью лентопротяжного механизма (ЛПМ). В последнее время начали производиться видеокамеры, в которых запись изображения и звука производится не на магнитную ленту, а на диск оптоэлектронным или магнитным способом. В таких камерах ЛПМ отсутствует.

Несмотря на значительную сложность и большое  разнообразие видеокамер в их конструкции можно выделить ряд элементов одинакового целевого назначения. Основными элементами видеокамер являются:

– оптическая часть, сопряженная с трансфокатором, предназначенным  для изменения фокусного расстояния; кольцо ручной фокусировки объектива; окно датчика балансировки белого цвета;

– кнопка включения-выключения видеозаписи; ручка (или кнопки) управления трансфокатором камеры, служащая для  увеличения или уменьшения видимого размера снимаемого объекта (говоря на профессиональном жаргоне: для выполнения «наезда» или «отъезда»);