- •А. Н. Сергеев, а. В. Сергеева Аудиовизуальные технологии обучения курс лекций
- •Лекция 1. Научно-педагогические основы использования аудиовизуальных технологий обучения
- •Введение
- •Рекомендуемая литература
- •1.1. Аудиовизуальная информация
- •1.1.1. Классификация информации и ее функции
- •1.1.2. Преобразователи и носители аудиовизуальной информации
- •1.2. Классификация технических и аудиовизуальных средств обучения
- •1.2.1. Технические средства передачи информации
- •1.2.2. Технические средства контроля знаний
- •1.2.3. Тренажерные технические средства
- •1.2.4. Вспомогательные технические средства
- •1.2.5. Комбинированные технические средства
- •1.3. Аудиовизуальная культура
- •1.3.1. История становления и развития аудиовизуальной культуры
- •1.3.1.1. Фотография
- •1.3.1.2. Аппаратура статической проекции
- •1.3.1.3. Кинематограф
- •1.3.1.4. Звукозапись
- •1.3.1.5. Радио и телевидение
- •1.3.1.6. Видеозапись
- •1.3.1.7. Мультимедиа
- •1.3.2. Концепции аудиовизуальной культуры
- •1.4. Психофизиологические основы восприятия аудиовизуальной информации человеком
- •1.4.1. Слуховой анализатор человека
- •1.4.2. Зрительный анализатор человека
- •1.4.3. Особенности восприятия аудиовизуальной информации человеком
- •1.4.4. Психологические особенности восприятие цвета
- •Символика цвета
- •Психофизиологические воздействие цвета на человека
- •Сочетаемость цветов
- •Цветовая гармония
- •Разрозненные комментарии и советы
- •1.4.5. Психофизиологические особенности восприятия динамического изображения
- •Заключение
- •1.5. Задания к самостоятельной работе студентов
- •1.6. Контрольные вопросы по материалам лекции
- •Лекция 3 аудиовизуальные технологии
- •2.3. Задания к самостоятельной работе студентов.
- •2.4. Контрольные вопросы по материалам лекции.
- •2.1. Оптическая проекция
- •2.1.1. Статическая проекция
- •2.1.1.1. Диаскопическая проекция
- •2.1.2. Динамическая проекция
- •2.1.3. Общие требования к проекционным экранам и расположению проектора в помещении
- •2.2. Фотография и фотографирование
- •2.2.1. Основы фотографии
- •2.2.2. Устройство пленочного (аналогового) фотоаппарата
- •2.2.3. Устройство цифрового фотоаппарата
- •Заключение
- •2.3. Задания к самостоятельной работе студентов
- •2.4. Контрольные вопросы по материалам лекции
- •Лекция 3 аудиовизуальные технологии
- •Аудиовизуальные технологии обучения
- •3.8. Задания к самостоятельной работе студентов.
- •3.9. Контрольные вопросы по материалам лекции.
- •3.1. Звукозапись аналоговая и цифровая
- •3.1.1. Основы записи-воспроизведения звука
- •Основные характеристики звука
- •Характеристика оценки звука по уровню интенсивности относительно порога слухового восприятия
- •Спектр звука
- •Амплитудно-частотная характеристика
- •3.1.2. Аппаратура для преобразования и усиления звука
- •3.1.2.1. Микрофоны
- •3.1.2.3. Громкоговорители
- •3.1.3. Аналоговый способ записи-воспроизведения звука (на примере магнитной записи)
- •3.1.4. Цифровой способ записи-воспроизведения звука (на примере системы «Компакт-диск»)
- •Структура записываемого сигнала и система защиты от ошибок
- •Защита от копирования
- •3.2. Основы телевидения и видеотехника
- •3.2.1. Основы телевидения
- •3.2.1.2. Эфирное телевидение
- •3.2.1.3. Кабельное телевидение
- •3.2.1.4. Спутниковое телевидение
- •3.2.1.5. Сотовое телевидение
- •3.2.1.5. Интерактивное телевидение
- •3.2.2. Системы и стандарты телевидения
- •3.2.2.1. Аналоговые системы цветного телевидения
- •3.2.2.2. Цифровое телевидение
- •Основные форматы цифрового телевизионного изображения*
- •Стандарты цифрового телевидения
- •3.2.2.3. Телевидение высокой четкости
- •3.2.3. Видеотехника
- •3.2.3.1. Телевизоры
- •Основные характеристики телевизоров
- •Характеристики видеопроекторов
- •Технология «Телетекст»
- •Технология «100 Герц»
- •Технология «Кадр в кадре»
- •Кинескопы
- •Плазменные панели
- •Жидкокристаллические панели
- •Проекционные телевизоры и видеопроекторы
- •Выбор телевизора
- •Оптимальные расстояния просмотра для различных размеров экранов телевизора
- •3.2.3.2. Видеомагнитофоны и видеоплееры
- •Видеомагнитофон и видеоплеер
- •3.2.3.3. Видеокамеры
- •3.2.3.3.1. Аналоговые видеокамеры
- •Сравнительные характеристики аналоговых форматов видеозаписи
- •3.2.3.3.2. Цифровые видеокамеры
- •Видеокамеры с жестким диском и флеш-камеры
- •3.2.3.4. Оборудование для приема спутникового телевидения
- •Сервисные возможности проигрывателей dvd
- •Подключение dvd-проигрывателей и другой видеоаппаратуры к телевизору
- •Системы домашнего кинотеатра (Home Cinema)
- •3.2.3.6. Системы многоканального звука
- •3.3. Компьютеры и мультимедийные средства
- •Устройство современного компьютера
- •3.4. Типология аудиовизуальных учебных пособий и компьютерных материалов
- •3.5. Банк аудио-, видео и компьютерных материалов
- •3.6. Дидактические принципы построения аудио-, видео- и компьютерных учебных пособий
- •3.7. Интерактивные технологии обучения
- •Заключение
- •3.8. Задания к самостоятельной работе студентов
- •3.9. Контрольные вопросы по материалам лекции
Плазменные панели
Плазменная, или газоразрядная, панель в простейшем случае представляет собой два расположенных на небольшом расстоянии друг от друга плоскопараллельных стекла. Объем между ними заполнен инертным газом. Используется свойство электрического разряда в толще инертного газа превращаться в плазму. Возникающее при этом ультрафиолетовое излучение, воздействуя на люминофоры первичных цветов, вызывает их свечение (рис. 180). Подобный принцип используется в люминесцентных лампах. Если создать панель, на которой расположено достаточно много упорядоченных газоразрядных ячеек, каждой из которых можно управлять отдельно, мы получим аналог телевизионного экрана. Видеосистемы с применением плазменных панелей с диагональю 21–42" широко используются как информационные и рекламные табло, а также в качестве телевизоров высокого класса, компонентов домашнего кинотеатра.
Рис. 180. Технология плазменной панели
По заключению специалистов, уровни вредных излучений плазменных панелей значительно меньше, чем у кинескопов и ЖК-панелей. Единственным препятствием для широкого распространения телевизоров на плазменных панелях остается их сравнительно высокая стоимость.
Жидкокристаллические панели
Жидкими кристаллами (ЖК) называются вещества, одновременно обладающие некоторыми свойствами жидкостей, например текучестью, и в то же время имеющие упорядоченную структуру расположения молекул, подобную кристаллическим решеткам. Жидкие кристаллы обладают способностью изменять свои оптические свойства под воздействием электрического поля.
Различные устройства отображения информации, использующие в своей основе жидкие кристаллы, получили название ЖК-панелей или ЖК-матриц. Различают два типа ЖК-панелей – пассивные, или отражательные, и активные, или просветные. Пассивные панели переотражают свет от внешнего источника. Панели подобного типа используются, например, в карманных электронных играх и электронных часах. В активных панелях за ЖК панелью находится люминесцентная лампа, а сама панель работает на просвет – принцип диапроекции. В последнее время бурно развиваются технологии их использования в телевизионных приемниках.
В простейшем случае телевизионная ЖК-панель представляет собой две плоскопараллельные стеклянные пластины, на которые нанесены прозрачные электроды, соответствующие единичным элементам изображения (рис. 181). Расстояние между пластинами составляет микроны. В этом просвете находится жидкость, обладающая свойствами жидкого кристалла. С наружной стороны на каждую из пластин наложены поляроиды, плоскости поляризации которых повернуты на 90о одна относительно другой. Поляроидами называются прозрачные пленки, превращающие неполяризованный свет в линейно поляризованный. При подаче напряжения на электроды меняются оптические свойства ЖК-вещества, что приводит к изменению угла поляризации проходящего через него света. Внешне это проявляется в изменении прозрачности ЖК-панели при изменении подаваемого на нее напряжения. При снятии напряжения через некоторое время прозрачность ЖК-панели восстанавливается. Изменяя величину напряжения, подаваемого на каждую ячейку, можно изменять степень ее прозрачности и таким образом получать общее изменяющееся изображение. Для получения цветного изображения элементарные ячейки вдоль строки покрываются чередующимися светофильтрами трех основных цветов. Каждая ячейка управляется сигналом цветовой составляющей, соответствующей покрывающему ее светофильтру. Для зрителя, находящегося на достаточном от панели расстоянии, соседние ячейки, излучающие свет трех основных цветов, воспринимаются как общий источник света определенной окраски.
Рис. 181. Технология ЖК-дисплея. В зависимости от ориентации жидких кристаллов белый поляризованный свет источника света либо пропускается ими, либо нет. Светофильтр отвечает за окрашивание изображения
ЖК-панели широко применяются в миниатюрных и проекционных телевизорах, а также в качестве компьютерных мониторов. К недостаткам ЖК-панелей можно отнести ограниченный угол обзора и конечную скорость изменения состояния жидкокристаллического вещества, в результате чего отображение быстро меняющихся изображений происходит с заметной задержкой. Уровень вредных излучений и потребляемая мощность ЖК-панели гораздо меньше, чем у кинескопов.
OLED-технология (Organic Light Emitting Diode) – органический светоизлучающий диод, являет собой эволюционное развитие технологии использования неорганических светодиодов (LED). В новых дисплеях используется эффект свечения некоторых материалов при протекании через них электрического тока. Простейший OLED-дисплей состоит из слоя электролюминесцентного материала, располагающегося между двумя электродами. При подаче на электроды напряжения заряженные частицы движутся через органический слой до тех пор, пока они могут рекомбинироваться в экситоны (пары «электрон – дырка» – в полупроводниковых приборах). При этом избыток энергии излучается в виде светового импульса. Чтобы видеть излучаемый свет, один из электродов должен быть прозрачным (рис. 182).
Рис. 182. Технология OLED-дисплея. OLED сам является источником света: в активном слое при приложении к нему электрического напряжения (в зависимости от применяемого материала) возникает свечение нужного цвета
Экситон (от лат. excito – «возбуждаю») – квазичастица, соответствующая электронному возбуждению, мигрирующему по кристаллу, но не связанному с переносом заряда и массы. Экситон может быть в виде связанного состояния электрона проводимости и «дырки», расположенных или в одном узле кристаллической решетки (экситон Френкеля), или на расстояниях, значительно больших междуатомных (экситон Ванье – Мотта). Понятие экситона используется при объяснении оптических и других свойств полупроводников и диэлектриков (Большой энциклопедический словарь).
Цвет излучаемого света зависит от используемого материала (могут использоваться как соединения окиси алюминия, так и бикомпонентные полимеры – активные материалы, состоящие из длинных полимерных цепочек). Они хорошо растворимы и могут наноситься слоями на подложку.
Потоки электронов и «дыр», как правило, не находятся в равновесии. Это значит, что доминирующий вид носителей зарядов пронизывает всю толщу материала, не находя частицы с противоположным зарядом. Следствием этого является высокое энергопотребление и низкая эффективность работы дисплея. Лучший результат достигается в том случае, когда вместо одного органического слоя используются два различных слоя: в то время, как граничащий с анодом слой поставляет «дыры», слой, прилегающий к катоду, оптимизирован на создание и транспортировку электронов. На границе слоев частицы как бы тормозятся и поджидают, пока не прибудет частица с противоположным зарядом. За счет этого существенно повышается КПД всей системы. Процесс рекомбинации в тонком пограничном слое вызывает свечение мельчайших точек. Еще большая эффективность достигается при использовании трехслойного материала, когда два слоя, как и прежде, оптимизированы для переноса «дыр» и электронов, а третий, расположенный между ними, отвечает за качество люминесценции.
Принципиальное отличие от жидкокристаллического дисплея состоит в том, что OLED-экран сам является источником света. Дисплеи на органических светоизлучающих диодах лишены всех недостатков, присущих технологии ЖК-панелей.