光電子白板顯示技術及應用前景解析
2010/7/30 17:46:34
光電子白板是現(xiàn)代大屏幕顯示技術、計算機數(shù)據(jù)處理技術、半導體新材料技術、網絡軟件技術等快速發(fā)展的結晶，是匯聚材料科學、電子技術、計算機技術與互聯(lián)網技術等多元技術綜合系統(tǒng)，是一種可替代傳統(tǒng)黑板功能的數(shù)字化記錄與演示設備，將成為未來現(xiàn)代化教學、辦公會議、遠程教育及信息交流的主要輔助技術手段之一。
光電子白板也稱數(shù)碼白板或電子白板，是二十世紀九十年代發(fā)展起來的數(shù)字化顯示系統(tǒng)，主要應用于會議信息交流、軍事訓練與模擬、課堂或遠程教育等需要大面積投影、書寫、記錄、顯示等場合。光電子白板技術的發(fā)展，從根本上改變人們傳統(tǒng)的黑板書寫和記錄演示方法，適應信息化發(fā)展的趨勢和要求，是具有強大生命力的應用技術系統(tǒng)，已成為今后民用光電子、信息集成系統(tǒng)的發(fā)展熱點之一。光電子白板是近十年來發(fā)展起來的一種新的光電子信息技術產品。目前，它已在全球范圍內形成了一個快速增長、市場潛力巨大的產業(yè)。
光電子白板實現(xiàn)的基礎是基于計算機的現(xiàn)代大屏幕顯示技術，這種顯示技術包括各種投影顯示的有效應用。利用計算機的數(shù)據(jù)處理功能和互聯(lián)網信息傳遞功能，電子白板實現(xiàn)了信息演示、編輯、打印、板書存儲和遠程交互共享等功能。從功能實現(xiàn)結構看，電子白板主要由顯示、書寫板(或屏)、書寫筆、計算機系統(tǒng)等部分組成，其中計算機系統(tǒng)與投影顯示或網絡相聯(lián)。
光電子白板的特點
1、基本的書寫、繪畫與信息交流平臺。光電子白板提供的平臺作用功能是傳統(tǒng)的黑板與粉筆所無法比擬的：通過網絡互聯(lián)可以實現(xiàn)資源信息共享，通過計算機強大的數(shù)據(jù)傳輸和存儲功能可以實現(xiàn)異地實時的信息交流。
2、書寫內容的恢復和更新。除了替代傳統(tǒng)板擦作用外，光電子白板通過高性能的計算機系統(tǒng)，可實現(xiàn)海量信息的編輯、存儲與恢復。
3、根據(jù)需要，光電子白板系統(tǒng)具有通常計算機具備的操作提示和操作反饋。利用特定的定位筆代替鼠標在電子白板的書寫板上進行操作，可以調用任何應用程序，可以對文件進行編輯、注釋、保存等在計算機上利用鍵盤及鼠標可以實現(xiàn)的任何操作。
4、其他要素。如實現(xiàn)網絡互聯(lián)后必要的用戶權限、電子簽名等安全防護，確保光電子白板使用時的信息安全。
光電子白板的定位方式
這是光電子白板的關鍵技術之一。目前在用的光電子白板系統(tǒng)的投影顯示方式有平板顯示、光閥投影顯示、LCD投影顯示等方式。對應不同的顯示方式，光電子白板系統(tǒng)的書寫的主要定位方式有超聲/紅外、激光掃描、壓感、電容/磁感等。
專用的電磁/電容感應信號筆作為書寫白板的筆劃接收設備，工作時，根據(jù)信號筆所在位置的電磁/電容感應信號，由編碼尋址電路確定后實現(xiàn)坐標定位或書寫跟蹤記錄進行筆劃捕捉，信號經接口送入計算機，計算機通過定位核心軟件，迅速記錄下白板上動態(tài)筆劃信息并進行數(shù)據(jù)處理與存儲。
使用壓感原理的觸摸式白板，相當于計算機的一個觸摸屏，利用手指或筆觸及屏幕上的選項來完成指定工作的人機互動式輸入設備?；谶@種壓感定位原理的顯示憑、是在屏前設計有兩層感壓膜，當屏表面某一點受到壓力時，兩層膜在這點上造成短路，定位驅動控制器檢測出受壓點的坐標值(手指或筆觸及的位置)，經RS232接口或USB接口送入計算機。
基于定位光幕定位原理的光電子白板系統(tǒng)，這種定位系統(tǒng)中，兩兩對應的顯示屏邊沿設計有兩組發(fā)光管和光電接收管陣列，當書寫遮擋光路時，可判斷出此時遮光的坐標位置。
基于超聲/紅外定位原理光電子白板系統(tǒng)，書寫筆/擦上設計有可同時發(fā)出紅外光和超聲波的電子線路，工作時，紅外信號到達位于屏兩角落的接收器的時間可以忽略，可作為超聲發(fā)射的時間基準，通過測量超聲波抵達兩個傳感器的時間和延遲，可獲得書寫筆的坐標位置。
激光掃描定位方法是根據(jù)三角測量原理實現(xiàn)平面定位。
在屏的底邊兩端各放置一個激光掃描單元，兩掃描單元的中心位置之間的距離已知，工作時，各單元激光束經經高速旋轉的轉鏡偏轉，在接近書寫屏的平面上掃描，當光束掃描到書寫筆時產生散射或反射，被光電探測器接收，并將信號送計算機，計算機根據(jù)時序信號特點，可計算出書寫筆相對于兩個掃描中心點的角度坐標。
還有一種定位方法是基于平面光學成像的定位方式，這種方式結構簡單，但適時跟蹤特性受數(shù)據(jù)處理速度的限制。該定位方法使用了一個位于書寫屏的前方或后方的高分辨率攝像頭，對書寫筆發(fā)出的光斑直接成像，通過圖象處理后確定書寫筆的位置并實施跟蹤。
交互式光電子白板的功能
通過與計算機、投影儀組成交互式控制環(huán)境，專用的光電子書寫筆取代鼠標。計算機的各種操作可在電子白板上實現(xiàn)并同步顯示，電子白板上的各種操作也可在計算機上同步顯示，并可存儲；利用有源或無源書寫筆在電子白板上書寫或擦除，對有些光電子白板系統(tǒng)還可通過書寫筆的功能鍵調整筆跡的粗細和顏色；應用軟件具有強大的庫功能，常用的背景庫、注釋庫、頁庫、鏈接庫等等，內容非常豐富，涉及領域非常廣，其內容可根據(jù)需求添加或刪除；通過選擇不同的軟件，計算機可自動識別手寫體的英文字母和中文字符，實現(xiàn)編輯功能；
電子白板的應用
近年來基于網絡化、自動化的教學設備的研究與應用引起了國際上的廣泛重視。電子白板技術就是在這樣的背景產生的。它能夠準確地將白板上書寫過的文字、繪畫的彩色圖形甚至主講者的話音實時保存在計算機中，可以實現(xiàn)書寫內容的計算機屏幕顯示、編輯、打印，及書寫內容和話音內容的保存與回放。也可以通過投影儀、互聯(lián)網與更多的人分享。
一個電子白板系統(tǒng)實際構成了一個靈活的多功能電子講臺(參考圖7)。它具備電子書寫板和觸控功能的大型觸摸屏，與計算機和投影機可組成佳的會議、培訓、教學、演示、簡報系統(tǒng)，是會議室中改進商討方法的理想工具。
光電子白板系統(tǒng)與ISDN、LAN/WAN等網絡或普通電話線組成實時、交互、高效的會議系統(tǒng)，在電化教學、遠程在線教育、培訓和各種會議領域，發(fā)揮著越來越重要的作用。
通過網絡連接PC、投影儀，這時光電子白板就成為一個投影屏，將電腦上的應用程序或文件投影到白板上，使用電子筆即可作為鼠標操作應用程序，或記錄會議內容，然后通過RS-232電纜傳送至電腦PC上，發(fā)送至遠程會議的各個終端。
彩色電子筆,使用各種定位技術,準確定位電子筆在白板上的位置，并可將白板上書寫的記錄存儲在電腦上，文件格式可存為為BITMAP/TIFF/JPEG格式。
電子講臺功能模板?；脽羝⒑诎?、白板功能，通過投影機，計算機顯示屏上書寫的內容通過投影系統(tǒng)的實現(xiàn)大屏幕顯示。多種書寫工具如鋼筆、毛筆、熒光筆并配以多種色彩選擇。所有這些簡單易用功能大大增強多媒體教學的交互性，更好地將教學內容融入多媒體教學中。
光電子白板發(fā)展趨勢
電子講臺(E-BoardI),配合計算機和投影機，即可構成一套先進而又簡單易用的電子授課系統(tǒng)。電子講臺是將大屏幕顯示器技術與先進的數(shù)字定位技術合二為一的產品，利用專用的書寫筆，可以在顯示屏幕或投影屏面上隨意書寫，不僅可以完成電腦的操作，還可以隨時在顯示界面上實時標注，所有的實時注解連同界面上的內容都可以被存儲以備打印或分發(fā)。從而大大增強了多媒體教學的交互性，更好地將教師豐富的教學經驗融入多媒體教學中。
電子白板系統(tǒng)在教育、辦公、會議等領域得到廣泛應用，該系統(tǒng)主要由專用的書寫筆/擦、屏、投影系統(tǒng)和計算機等部分組成，其中，確定并跟蹤書寫筆/擦的平面定位技術是為核心技術之一，是保證時間分辨率和空間分辨率的基礎，目前已有的定位技術原理有以下幾種：觸摸式、無線定位、掃描式和成像定位幾類方法，今后會不斷研究出新的定位方法和書寫筆，其中書寫筆的設計多樣化，結合壓力、角度、時間等傳感/感應技術，可能實現(xiàn)仿書法寫作、繪畫，使得光電子白板的功能更加人性化，發(fā)展空間也將更寬闊。
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