传奇ＤＬＰ数字光显技术及其在教学中的应用 |
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| 本文作者： 庹向东 2005．”中国电化教育总第226期技术与产品文章编号：10069860(2005)110105一03庹向东(西华师范大学教育技术系，四Jif南充637002)摘要：本文在简述先进的DLP数字光处理技术基础上，着重介绍了DLP数字光显背投的技术优势，并提出在教学中用交互背投黑板代替交互白板，以提高教学效果。 关键词：DLPDMDDLP数字光显背投交互背投黑板中图分类号：G434文献标识码：B随着教育改革的不断深入和信息技术的不断发展，多媒体教室的需求量日益增加。但多媒体教室的设备选择是非常重要的。 首先，需要选择技术先进、性能可靠、操作简单、运行成本低、性价比高、管理方便的设备，同时，还要求屏幕既是显示屏也是书写的黑板，以满足教师的常态教学的需要。选择计算机和视频终端显示设备更是关键。 对现有的CTR、液晶、等离子电视，以及投影机和各类背投进行综合对比分析，本人认为装备多媒体教室的最佳设备是DLP数字光显背投。 一、DLP技术概述DLP(DigitalLigh传奇文章tProcessing数字光处理)是美国德州仪器(TI)于1987年耗资20亿美元发明的新型数字信息显示技术，其核心是用半导体技术制造的高速数字反射开关阵列组成的器件DMD(D西talMicromirrorDevice数字微镜器件)。DMD由50万个非常细小的可倾斜的方型镜片构成，每小方镜片的面积为16lxmXl6斗m，每个间隔1斗m，每个微反射镜对应一个像素。通过寻址微反射镜对应的RAM单元，采用二进制脉宽调制技术，可使DMD阵列上的这些微反射镜偏转到“开”或“关”的状态，“开”对应亮的像素“关”对应暗的像素。 这些微反射镜在输入的数字信号控制下进行每秒超过5000次的上下“开”或“关”的翻转，加上图像处理存储器、光源和光学系统组成的DLP系统，再通过色轮产生的R、G、B三基色而将色彩表现出来，把彩色图像投影在屏幕上。DLP是数字技术和光学技术的最先进的组合，它彻底改变了传统的电视图像显示概念和方式，它是目前大屏幕中(包括LCD液晶、PDP等离子)最先进的显示技术。DLP数字光显背投利用了背投的外观，采用了最新的DLP数字光显示技术和投影机的成像原理，是显示技术的一次革命【”。二、DLP数字光显背投的特征和优势(一)显示技术和效果的优势1．真正的全数字化。在DMD诞生以前，我们虽然能利用数字方法实现信号的捕捉、处理、发送和接收，但显像管、液晶、等离子屏只能显示模拟信号，还必须将数字信号转成模拟信号才能显示，使数字信号有一个模拟尾巴。而且每次D／A(数字／模拟)转换环节都会向系统引入噪声，降低了整个系统的信噪比。DLP具有直接显示数字的能力，DMD的每个微小镜片只有“开”和“关”两种状态，即“1”和“O”两个数据，可使数字信号在解调后直接加到DMD系统中进行显示，从而降低了图像的噪声和附加失真。 它是目前唯一实现全数字化的显示器。2．图像更清晰。传统的彩色显像管屏幕的三基色荧光粉点受到阴罩技术的限制不能制作得很密，因而图像的清晰度不可能很高。DMD的制作工艺和半导体存储器相同，单元密度达到8兆或16兆是最起码的技术，而HDTV的1920x1080显示格式，其像素仅为2兆，目前DMD已能做成2048x1152的阵列，对于高清晰的图像显示已足够了。3．图像更稳定。传统的电视图像是靠电子束行、场扫描来完成的，由于偏转线圈的电感量和功率，以及显像管余辉等原因，图像的帧频限制在50Hz一75Hz之间，图像闪烁就成为了传统显像管电视的本质缺陷。而DLP技术依靠电子化寻址来显示图像，电子化寻址速度非常快，可以使图像帧频达180Hz--300Hz甚至更高，具有很高的刷新速度，消除了图像的闪烁现象。4．图像更细致。DLP不仅像素密度大，而且能提供“无缝连接”的更优越质量的图像，本游戏此点确实这是DMD的特别优势。无论是显像管、液晶，还是等离子电视，其每个像素单元之间都相隔一定距离，像素单元周技术与产品总第226期中国电化教育2005．11围有隔离物不能作到“无缝连接”。 显像管三基色荧光点周围有石墨隔离带等离子屏的每个荧光小室周围有塑料隔栅液晶显示板每个像素单元不仅有隔离条，而且TFT薄膜晶体管占有较大面积，这些结构使得像素的发光面积占像素总面积的比例即“填充因子”较小，图像出现栅格状的网纹(纱门现象)，使图像不够细致平滑，影响了放大倍率。而DMD的微镜面积为16斗m×16斗m，每个微镜单元间隔只有1斗m，像素的填充因子大于90％，有90％像素面积可以有效地反射光面形成无间隔的平滑细腻的投影图像，这是其它类型的投影机不可比拟的。5．图像更明亮，超高的精灰度等级。显像管和等离子屏的图像亮度是靠荧光粉主动发光，其亮度受了荧光粉的限制，一般不会太亮液晶显示器依赖背光灯被动发光，其亮度取决于灯泡的功率，虽比前者亮，但它的对比度是依靠偏振光技术，有50％的光被偏振片滤掉了，只有50％的光通过液晶片，而且液晶体不能受热，灯泡的功率就不可能很大。DLP投影是依靠DMD的镜面反射，光路无吸收，背投的光路只有十几厘米，效率高，且像素填充因子大，DMD不怕热，可以增加灯泡的功率，最高可达6500流明。 DLP每个图像由数字产生，图像最亮的部位由灯泡功率决定，最暗的部位微镜处于“0”无光线反射，因而对比度很高，可以达到3000：1。6．图像更逼真。DMD能以每秒5000次去网游中的速度开关，利用数字信号来控制微镜开关的次数，就可控制反射光的强弱，可使每个像素达到810位二进制的灰度等级，使图像产生256级灰度，由于DLP在图像的像素位置寻址，无论是亮度、对比度和彩色控制都直接使用数字方法，因而图像显示无论是灰度还是色彩都是精确而优质的。 (二)可靠性和使用寿命上的优势DMD不仅通过所有标准半导体资格测试，而且在模拟操作环境中，它的生命周期超过10万个小时。测试证明，DMD可以进行超过1．7万亿次循环无故障运行，这相当于普通投影机实际使用1995年以上。DLP背投光学系统结构简单可靠性好，可提供30年以上的可靠运行期。(三)环境要求和安全环保上的优势1．超宽视角，不受外来光干扰。彻底突破传统背投电视的视角限制，实现了近180度的超宽视角。 封闭式光学引擎设计保证屏幕不受外界光线干扰，可以白天在无窗帘的教室内进行教学。2．环保健康。DLP背投内无真空部件相关，无高压无x射线，因而比较安全，对人体无伤害。与等离子屏相比，无气体放电的火花干扰。可见，DLP数字光显背投的优势很多，应在教育教学中大力推广使用。三、在教学中的运用(一)提高教学效果用DLP光显背投直接作为教室里的计算机和视频的终端显示器，它的上述优势显然能极大的提高教学效果。可根据教室面积的大小选择相应尺寸屏幕的光显背投，120200平方米的选择77英寸左右的，60120平方米的选择62英寸左右的，60以下平方米的选择53英寸左右的。还可根据需要选择4：3或16：9屏幕的背投。 (二)代替电子交互白板通过外置和内置“电子白板”，使DLP背投成为具有“电子交互白板”功能的一体化背投，教学中用它来代替“电子交互白板”。1．“电子交互白板”在使用中存在的缺陷和问题。目前，“电子交互白板”其硬件系统是“电子白板+投影机”模式曰，它在使用中存在下列的缺陷和问题。(1)教师在白板前上课时，投影机正投的光线照在教师的脸部、身体部位，遮挡了一部分影像，在白板上留下阴影并且教师的脸上有影像(花脸现象)，不仅影响了整体的教学效果，而且影响教师的形象。教师在投影机强光下讲课，易损坏教师的视力。(2)由于自板的位置固定不变，书写只能是定位点内的部分而不是满屏，给教师书写、批注等带来限制。 (3)交互白板同时使用电子白板和投影机，投影机的灯泡寿命较短(一般2000小时左右)、价格较贵，增加了投资和运行成本。(4)投影机正投到白板有一定光路，为保持亮度和对比度必然要降低整个教室的照度。 学生(特别是中、小学生)长期在光线较暗的环境下学习，必然影响学生的身心健康j特别是视力。 2．外置式和内置式交互背投黑板。 由于光显背投未使用时屏幕是黑的，为了区别本人称它为“交互背投黑板”。利用DLP光显背投制作的“交互背投黑板”不仅具有“交互白板”功能，还能克服上述缺陷展现DLP技术的优势。应让交互背投黑板广泛地走进多媒体教室和普通教室，成为课堂教学的主流设备。(1)外置式交互背投黑板外置式交互背投黑板的制作原理简单。首先，只需把交互白板中的投影机换成DLP光显背投，然后把一个和背投屏幕面积相等的、透明的电子书写平板紧密地粘在屏幕上成为一体，再加上电子白板系统软件和计算机，一个一体化的交互背投黑板就产生了。电子书写平板可以是电磁感应类的硬板，也可2005．11中国电化教育总第226期技术与产品文章编号：10069860(2005)110107一02数字化语言实验室及其在外语教学中的应用门斌1，迟德发2(1．天津外国语学院现代教育技术中心，天津3002012．天津师范大学外语学院，天津300074)摘要：本文从实践的角度阐述如何充分利用数字化语言实验室上好听、说、读、写等课程，说明了数字化语言实验室等现代化教育技术和载体与深化外语教学改革的相互依赖关系，加快栽体建设是深化外语教学改革的必然趋势。关键词：数字化语言实验室外语教学延时中图分类号：G434文献标识码：B进入21世纪以来，随着科学技术的进步，现代教育手段的研究发展与应用外语教学使用的媒传奇文章体变化很快，我国的外语教学设备与环境都有了很大的改观。特别是数字化语言实验室在外语教学中的应用发展很快，为外语教学创造了一个良好的软、硬件平台。选好用好数字化语言实验室为外语教学服务，这是深化外语教学改革的必然趋势。一、数字化语言实验室是外语教学改革和发展的需要随着数字化时代的到来，数字化语言实验室集合了传统(模拟)语言实验室的功能和网络教室的功能。该系统与传统(模拟)语言室相比，它功能强大，音质较好，学生终端配有u盘或录音机接口，系统故障率极低、性价比较好且便于管理。数字化语言实验室为外语教学提供了简洁、方便的操作系统与界面。它强大、丰富的资源库为学生进行AOD(音频点播)与VOD(视频点播)自主学习提供了“因人而宜”的学习空间。 上网功能为学生拓宽视野走出课堂了解社会和与外界进行交流或“对话”提供了空间。数字化语言学习系统具有很强的交互性，使学生能积极参与、主动学习，在师生间构建起一个双向互动的通道，使学生处于积极的学习状态之中。系统体现了多媒体技术的三个最基本的特征集成性、交互性和控制性，并能方便地实现计算机辅助教学与计算机管理教学，提高外语教学效率及效果。二、数字化语言实验室的系统组成1．数字化语言实验室系统主要由教师部分、网络部分、学生部分三个部分组成(1)教师部分由教师主机兼服务器及语音卡组成，其中教师主机兼服务器是具有计算机功能与网络服务器功能的计算机。它不但能完成教师对语言教学各种功能的操作，而且可与校园网、互联网相连，并实现信息资源的存储与传输。 语音卡是200路以上大容量、高速、低成本的语音处理卡。(2)网络部分主要由主交换机、分交换机、网络·+一+一+一+“+-+-+-+-+-+-+一+-+-+-+-+一+-+-+-+一+一+一+-+-+一+-+-+-+-+-+-+-+-+--’一-+--卜-+-+-+-+-+-+-+-+-+·以是压力感应类的软板，但应是透明的。计算机的内容通过背投显示出来，当书写笔(或感应笔)在屏幕上书写或操作时，数字信息通过书写板与计算机间的电缆传送给了计算机并由背投呈现出来。书写笔不仅可用作书写也是计算机的鼠标，从而可完成和交互白板相同的各种功能。(2)内传奇文章置式交互背投黑板创维集团“DLP旗舰电教王”、长城集团“电子白板式DLP高清背投电视”等DLP光显背投，内置了“电子白板”软件，利用红外、超声波技术直接可在屏幕上书写、批注，也能记录回访，直接在屏幕上操作计算机等功能，对于学校的课堂教学是首选的设备。(3)交互背投黑板特点：具有交互白板相同的功能，例如交互模式、书写模式、管理模式、远程交互模式等由于采用了背投方式(屏幕自身发光)，教师在屏幕前讲授时屏幕上不会产生阴影，避免了花脸现象，提升了讲课的效果书写板紧贴在屏幕上(外置式)，定位准确不容易改变可全屏幕使用具有DLP的一切优势，还能接收高清数字广播电视信号背投的机箱整体封闭防尘设计，不需要清尘、除尘，一般也不需要后期维护，运行成本低。 参考文献：【1】1虎永存．PDP的竞争对手DLP背投电视机o】．实用影音技术，2003，(3)：5359．【2】丁兴富，李敬东．从黑板到交互白板的历史进程对信息技术与课程整合前景的展望Ⅱ]．中国电化教育，2005，(2)：30～34．回收稿日期：2005年8月18日责任编辑：刘德亮。 本文《ＤＬＰ数字光显技术及其在教学中的应用》 --- 作者： 庹向东 |
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