光電子白板是現(xiàn)代大屏幕顯示技術(shù)、計算機(jī)數(shù)據(jù)處理技術(shù)、半導(dǎo)體新材料技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)軟件技術(shù)等快速發(fā)展的結(jié)晶,是匯聚材料科學(xué)、電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等多元技術(shù)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(shè)備,將成為未來現(xiàn)代化教學(xué)、辦公會議、遠(yuǎn)程教育及信息交流的主要輔助技術(shù)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(jì)九十年代發(fā)展起來的數(shù)字化顯示系統(tǒng),主要應(yīng)用于會議信息交流、軍事訓(xùn)練與模擬、課堂或遠(yuǎn)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(shù)的發(fā)展,從根本上改變?nèi)藗儌鹘y(tǒng)的黑板書寫和記錄演示方法,適應(yīng)信息化發(fā)展的趨勢和要求,是具有強大生命力的應(yīng)用技術(shù)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(shù)產(chǎn)品。目前,它已在全球范圍內(nèi)形成了一個快速增長、市場潛力巨大的產(chǎn)業(yè)。
光電子白板實現(xiàn)的基礎(chǔ)是基于計算機(jī)的現(xiàn)代大屏幕顯示技術(shù),這種顯示技術(shù)包括各種投影顯示的有效應(yīng)用。利用計算機(jī)的數(shù)據(jù)處理功能和互聯(lián)網(wǎng)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(yuǎn)程交互共享等功能。從功能實現(xiàn)結(jié)構(gòu)看,電子白板主要由顯示、書寫板(或屏)、書寫筆、計算機(jī)系統(tǒng)等部分組成,其中計算機(jī)系統(tǒng)與投影顯示或網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)互聯(lián)可以實現(xiàn)資源信息共享,通過計算機(jī)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(nèi)容的恢復(fù)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(jī)系統(tǒng),可實現(xiàn)海量信息的編輯、存儲與恢復(fù)。
3、根據(jù)需要,光電子白板系統(tǒng)具有通常計算機(jī)具備的操作提示和操作反饋。利用特定的定位筆代替鼠標(biāo)在電子白板的書寫板上進(jìn)行操作,可以調(diào)用任何應(yīng)用程序,可以對文件進(jìn)行編輯、注釋、保存等在計算機(jī)上利用鍵盤及鼠標(biāo)可以實現(xiàn)的任何操作。
4、其他要素。如實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)后必要的用戶權(quán)限、電子簽名等安全防護(hù),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(guān)鍵技術(shù)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(yīng)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(yīng)信號筆作為書寫白板的筆劃接收設(shè)備,工作時,根據(jù)信號筆所在位置的電磁/電容感應(yīng)信號,由編碼尋址電路確定后實現(xiàn)坐標(biāo)定位或書寫跟蹤記錄進(jìn)行筆劃捕捉,信號經(jīng)接口送入計算機(jī),計算機(jī)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(jìn)行數(shù)據(jù)處理與存儲。
使用壓感原理的觸摸式白板,相當(dāng)于計算機(jī)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(jī)互動式輸入設(shè)備;谶@種壓感定位原理的顯示憑、是在屏前設(shè)計有兩層感壓膜,當(dāng)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(qū)動控制器檢測出受壓點的坐標(biāo)值(手指或筆觸及的位置),經(jīng)RS232接口或USB接口送入計算機(jī)。
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(yīng)的顯示屏邊沿設(shè)計有兩組發(fā)光管和光電接收管陣列,當(dāng)書寫遮擋光路時,可判斷出此時遮光的坐標(biāo)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(shè)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(dá)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(zhǔn),通過測量超聲波抵達(dá)兩個傳感器的時間和延遲,可獲得書寫筆的坐標(biāo)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(jīng)經(jīng)高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)鏡偏轉(zhuǎn),在接近書寫屏的平面上掃描,當(dāng)光束掃描到書寫筆時產(chǎn)生散射或反射,被光電探測器接收,并將信號送計算機(jī),計算機(jī)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(biāo)。
還有一種定位方法是基于平面光學(xué)成像的定位方式,這種方式結(jié)構(gòu)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(jī)、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(biāo)。計算機(jī)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(jī)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(diào)整筆跡的粗細(xì)和顏色;應(yīng)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(nèi)容非常豐富,涉及領(lǐng)域非常廣,其內(nèi)容可根據(jù)需求添加或刪除;通過選擇不同的軟件,計算機(jī)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;
可以捕捉任何軟件、任意文件的全部或局部畫面,并且可照到當(dāng)前工作簿、新的工作簿、鏈接、圖庫、剪貼板,還可隨時調(diào)用;可以將書寫內(nèi)容轉(zhuǎn)換成HTML、PPT等文件格式,根據(jù)需要運行;互動式多功能電子白板具有工作簿,工作簿的頁可以任意翻頁或選取其中任意一頁,工作簿與計算機(jī)桌面,也可以隨時、任意相互轉(zhuǎn)換。
此外,還具有具有放大(縮。、聚光、拉屏(上下、左右拉)等功能;上網(wǎng)、通訊功能,直接上網(wǎng)與異地直接通訊等特殊功能。
光電子白板的應(yīng)用
近年來基于網(wǎng)絡(luò)化、自動化的教學(xué)設(shè)備的研究與應(yīng)用引起了國際上的廣泛重視。電子白板技術(shù)就是在這樣的背景產(chǎn)生的。它能夠準(zhǔn)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(jī)中,可以實現(xiàn)書寫內(nèi)容的計算機(jī)屏幕顯示、編輯、打印,及書寫內(nèi)容和話音內(nèi)容的保存與回放。也可以通過投影儀、互聯(lián)網(wǎng)與更多的人分享。
一個電子白板系統(tǒng)實際構(gòu)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(jī)和投影機(jī)可組成最佳的會議、培訓(xùn)、教學(xué)、演示、簡報系統(tǒng),是會議室中改進(jìn)商討方法的理想工具。
光電子白板系統(tǒng)與 ISDN、LAN/WAN 等網(wǎng)絡(luò)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(xué)、遠(yuǎn)程在線教育、培訓(xùn)和各種會議領(lǐng)域,發(fā)揮著越來越重要的作用。
通過網(wǎng)絡(luò)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(yīng)用程序或文件投影到白板上,使用電子筆即可作為鼠標(biāo)操作應(yīng)用程序,或記錄會議內(nèi)容,然后通過RS-232電纜傳送至電腦PC上,發(fā)送至遠(yuǎn)程會議的各個終端。
彩色電子筆,使用各種定位技術(shù),準(zhǔn)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、黑板、白板功能,通過投影機(jī),計算機(jī)顯示屏上書寫的內(nèi)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(xué)的交互性,更好地將教學(xué)內(nèi)容融入多媒體教學(xué)中。
光電子白板發(fā)展趨勢
電子講臺(E-Board I),配合計算機(jī)和投影機(jī),即可構(gòu)成一套先進(jìn)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(shù)與先進(jìn)的數(shù)字定位技術(shù)合二為一的產(chǎn)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(biāo)注,所有的實時注解連同界面上的內(nèi)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(xué)的交互性,更好地將教師豐富的教學(xué)經(jīng)驗融入多媒體教學(xué)中。
2007年數(shù)據(jù)分析
圖片來源:北京華經(jīng)縱橫經(jīng)濟(jì)信息中心
電子白板系統(tǒng)在教育、辦公、會議等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)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(jī)等部分組成,其中,確定并跟蹤書寫筆/擦的平面定位技術(shù)是最為核心技術(shù)之一,是保證時間分辨率和空間分辨率的基礎(chǔ),目前已有的定位技術(shù)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(shè)計多樣化,結(jié)合壓力、角度、時間等傳感/感應(yīng)技術(shù),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。