Интерактивные доски: аналого-резистивная технология

Пользователей вместо самих компьютеров все больше начинает интересовать их продуктивное использование, что предполагает грамотный выбор и эффективное применение самых разнообразных периферийных устройств. Наш журнал уделяет этому много внимания, но некоторые виды устройств тем не менее остаются за кадром. Стремясь восполнить пробелы, в статьях раздела «Сумма технологий» мы рассказываем о принципах работы различных устройств. В этот раз речь пойдет об интерактивных досках. Интерактивной доске прочат роль чудо-прибора, который вместе с проектором и специальным ПО должен вывести наше образование из затяжного кризиса. Идея в том, чтобы с помощью информационных технологий сделать работу преподавателей творческой и увлекательной, увеличить эффективность обучения школьников и студентов, повысить производительность труда преподавателей и, как следствие, повысить оплату их труда. Но образованием дело не ограничивается: интерактивные доски весьма эффективны и в бизнесе. Интерактивная доска — это основной элемент интерактивной системы, состоящей из проектора, компьютера, драйвера интерактивной доски и специализированного ПО. Весь комплекс предназначен для работы с материалом, представленным в цифровом виде.

В работе доски обычно используются два режима: мыши и аннотаций. В первом случае доска лишь налаживает взаимодействие пользователя с ОС, заменяя мышь, во втором маркер используется по прямому назначению, т. е. для письма и рисования. Заметим, что графический редактор для этого не обязателен: программа рисует прямо на том фоне, который есть на экране, будь то картинка «обоев», слайды PowerPoint, окна прикладных программ и т. д.

Срок службы интерактивной доски превышает пять, а то и десять лет. Конструкция обычно чрезвычайно надежная и вандалоустойчивая. С компьютером устройство соединяется посредством COMили USB-порта, реже через беспроводной интерфейс. Питание поступает от сетевого блока питания или непосредственно от компьютера по USB-кабелю.

Большинство интерактивных досок после монтажа проектора требует калибровки. Калибровка выполняется с помощью специальной утилиты, которая выводит перекрестья по углам и в центре экрана, после чего просит пользователя нажать маркером в этих точках. Весь процесс обычно не превышает 5 мин. Если взаимное расположение доски и проектора не изменилось, повторная калибровка не потребуется.

Интерактивные доски делятся на два класса в зависимости от расположения проектора: с фронтальной и обратной проекцией. Доски с фронтальной проекцией распространены наиболее широко, хотя и обладают очевидным недостатком: докладчик может загораживать собой часть изображения. Чтобы этого не было, проектор подвешивают под потолком как можно ближе к доске, объектив наклоняют вниз, а возникающие трапециевидные искажения компенсируют с помощью системы цифровой коррекции. Доски с обратной проекцией, где проектор находится позади экрана, существенно дороже и занимают в аудитории больше места, чем доски с прямой проекцией. Поскольку экран работает на просвет, возможны проблемы с видимостью изображения под большими углами.

В последнее время на рынке появились специальные модели проекторов с короткофокусным объективом, предназначаемые для работы с интерактивными досками. Изготовители досок все чаще предлагают готовые комплексы, в состав которых входят доски и прикрепленные к ним сверху на штанге короткофокусные проекторы.

Используемые в интерактивных досках технологии подразделяются на четыре основных типа.

Аналогово-резистивная доска — многослойный «пирог», покрытый износостойким полиэфирным пластиком с матовой поверхностью и широким углом рассеяния света. Поверхность достаточно мягкая для того, чтобы немного прогибаться при нажатии. Внутри пирога размещены два листа из гибкого резистивного материала, разделенные воздушной прослойкой. Эта прослойка образуется благодаря тому, что поверхность одного резистивного листа покрыта большим количеством миниатюрных изолирующих выступов. В случае досок обратной проекции резистивные слои выполняются из прозрачного материала — оксида индия и олова.

По сторонам к резистивным листам подключены полосные электроды: у одного листа по бокам, у другого — снизу и сверху. При нажатии поверхность доски прогибается, резистивные листы соприкасаются в точке нажатия. Встроенные электронные коммутаторы подключают электроды A и B к источнику постоянного напряжения, замыкают электроды C и D между собой и подключают их к входу аналого-цифрового преобразователя (АЦП). На его выходе появляется код, определяющий вертикальную координату. Затем схемы перекоммутируются так, чтобы напряжение подавалось на электроды C и D, а снималось с электродов A и B. В этот момент АЦП регистрирует код, соответствующий горизонтальной координате.

Описанная технология получила название четырехпроводной. Помимо нее существуют пятии восьмипроводная аналого-резистивные технологии, позволяющие устранить зависимость точности измерения координат от состояния верхних гибких слоев структуры и увеличивать долговечность сенсорной системы.

Разрешение аналого-резистивной интерактивной доски измеряется тысячами точек по горизонтали и вертикали. Например, разрешение широко распространенных интерактивных досок SMARTboard канадской компании SMART Technologies 4000×4000, а Webster американской фирмы PolyVision — 8000×8000. Учитывая разрешение типового проектора (1024×768) этого вполне достаточно.

Электронные схемы аналого-резистивной доски обычно выдают около 80 пар координат в секунду. Правда, скорость реакции интерактивной системы в целом ограничена не только этим показателем, но и механическими свойствами (вязкостью) используемого в доске гибкого пластика, быстродействием ее электронных схем и производительностью компьютера. Практика показывает, что в целом реакция системы достаточно оперативная для большинства образовательных задач.

Для работы с сенсорной аналого-резистивной доской не обязательно иметь специальные маркеры и, хотя в комплекте поставки могут быть разноцветные маркеры и ластик, можно пользоваться пальцем или указкой. Именно это обусловило самое важное преимущество досок данного типа для сферы образования — невозможность сорвать занятие, спрятав маркер или питающую его батарейку. При использовании сухих маркеров аналого-резистивная доска позволяет переводить в электронную форму материал урока, проводимого традиционным образом.

Несмотря на применение мягкой многослойной структуры, аналого-резистивные доски работают в течение многих лет, не теряя качества и надежности. Основная угроза для поверхности — случайное применение фломастеров, после которого пластик бывает трудно отмыть. Кроме того, преподаватель и ученики у доски должны быть внимательными, чтобы не прислоняться и не нажимать на поверхность плечом, локтем, запястьем и т. д.

Интерактивные доски, использующие аналого-резистивную технологию, выпускают компании Egan TeamBoard, Interactive Technologies, PolyVision, SMART Technologies.