交互式電子白板技術(shù)通論

交互式電子白板技術(shù)通論交互式電子白板是一種教育或會議輔助人機(jī)交互設(shè)備，它可以配合投影機(jī)、電腦等工具，實現(xiàn)無塵書寫、隨意書寫、遠(yuǎn)程交流等功能。從硬件原理上來說，交互式電子白板融合了大屏幕投影技術(shù)、精確定位的測試技術(shù)等?，F(xiàn)階段的國際或國內(nèi)市場上，有多種技術(shù)可以實現(xiàn)電子白板精確定位，具有代表性的是電磁感應(yīng)、紅外線、電阻、超聲波、CCD光掃描等技術(shù)。每種技術(shù)都有不同的特點和優(yōu)勢，在電子白板市場上占有一定的份額。國際權(quán)威市場調(diào)查機(jī)構(gòu)的分析報告中表明，在2006年1?3季度國際市場上，電磁感應(yīng)技術(shù)占31.87%，紅外技術(shù)占17.4%，其它技術(shù)占51%。下面主要從實現(xiàn)技術(shù)角度對目前不同的電子白板精確定位測試技術(shù)進(jìn)行詳解。一、電阻膜電阻膜技術(shù)原理是：電子白板基本結(jié)構(gòu)是由多層膜組成，包括水平線電阻膜、絕緣網(wǎng)格、導(dǎo)電膜、絕緣網(wǎng)格、垂直電阻膜等，組合膜與使用區(qū)域大小相同。在電阻膜上加一個固定的電壓，在沒有外力作用下，導(dǎo)電膜不接觸電阻膜，沒有電壓被測得，不會有定位的信息反應(yīng)。當(dāng)用硬物壓在電阻膜的某一點時，電流通過導(dǎo)電膜被測試電路讀取，這個電壓與觸摸點的位置有關(guān)，根據(jù)從水平和垂直方向讀取的電壓，可以換算為觸摸點的X、Y方向位置。電阻式觸摸屏是一種網(wǎng)格掃描實現(xiàn)方式，特點是有物體壓住膜的表面時，可以反應(yīng)出物體壓住的位置。導(dǎo)電膜電阻電阻模技術(shù)原理示意圖優(yōu)勢：定位相對準(zhǔn)確；無需專用筆，可做觸摸操作。劣勢：書寫較吃力，力度不夠字跡顯示不出來；怕劃傷，一旦有劃傷，就不能使用；反應(yīng)速度較慢；無法做超大面積。主要使用廠家：美國Polyvision、InteractiveTech目前此技術(shù)的產(chǎn)品市場占有率呈快速下滑趨勢，國內(nèi)較少廠家采用此技術(shù)。二、電磁感應(yīng)其工作原理是：電磁波可以通過空氣和絕緣物體進(jìn)行傳播，電磁感應(yīng)式是采用一支可以發(fā)射電磁波的筆，水平垂直兩個方向排列的接收線圈膜組成，膜的大小與顯示區(qū)域相同。定位原理是發(fā)射電磁波的筆按間歇方式發(fā)射電磁波，當(dāng)筆靠近接收線圈的膜時，線圈上會感應(yīng)到筆發(fā)射的電磁波。離筆最近的線圈組感應(yīng)到的電動勢越高，根據(jù)水平方向和垂直方向感應(yīng)到的電動勢，通過計算可以獲得筆所在的X、Y坐標(biāo)位置。優(yōu)勢：定位相對準(zhǔn)確；書寫過程中有壓感，即根據(jù)書寫的輕重不同，筆跡的粗細(xì)會不同；顯示區(qū)域的均勻度較好。劣勢：必須使用專用筆才能書寫，不能做觸摸操作；不方便教學(xué)管理；反應(yīng)速度不夠快，即書寫的筆過去之后筆跡才出現(xiàn)；怕劃傷，一旦中間出現(xiàn)劃傷整塊板就可能不能用了；難以實現(xiàn)超大面積的版面制作。主要廠家：英國：Promethean和GTCO加拿大：SMART美國：Numonics中國：巨龍、天士博等這是一項早期電子白板常用的技術(shù)，目前市場份額相對穩(wěn)定。三、紅外紅外技術(shù)的原理是：由密布在顯示區(qū)四周紅外接收和發(fā)射對管形成水平和垂直方向的掃描網(wǎng)格，形成一個掃描平面網(wǎng)，當(dāng)有可以阻擋紅外光的物體阻擋住網(wǎng)格中的某對水平和垂直紅外掃描線時，就可以通過被阻擋的水平和垂直方向的紅外線位置確定X，Y坐標(biāo)。0O00OODDeOQCiO00O000OOQCiCiO0OO0OQOI號吾」c4-0O00OODDeOQCiO00O000OOQCiCiO0OO0OQOI號吾」c4-:h3:?HC:T—I'HCE一c4-:HJ:TsHr:_-H-TTTFT-T--zFT-H----FT-------H-T--z-T-------H----FT-H----m優(yōu)勢：定位準(zhǔn)確、精度較高；無需專用筆、可用手指、教鞭等進(jìn)行書寫或觸摸操作；不怕劃傷，即便板中有任何劃傷也不影響操作使用；使用壽命較長；反應(yīng)速度較快；造價較低。劣勢：無壓感反應(yīng)（可用軟件彌補(bǔ)）；可能受強(qiáng)紅外光的影響。主要廠家：美國：3M英國：Sahara和Luidia日本：HITACHI中國：鴻合根據(jù)國際權(quán)威市場調(diào)查機(jī)構(gòu)的分析報告，在世界市場上紅外技術(shù)的交互式電子白板技術(shù)的產(chǎn)品2005年占9%，2006年占世界市場份額的17.4%，應(yīng)用呈快速增長的勢頭。被越來越多的用戶所接受，成為教育行業(yè)喜歡的產(chǎn)品。四、超聲波超聲波技術(shù)的原理是：利用超聲波的傳輸速度較慢的特性，根據(jù)超聲波發(fā)射到接收時間計算出發(fā)射點到接收點的距離。使用在平面定位上的原理采用的是在屏幕的一邊放置兩個按固定距離分布的超聲接收裝置，用于定位的筆是一個超聲波發(fā)射器，當(dāng)筆移動在屏幕的表面時，所發(fā)射的超聲波沿屏幕表面被接收器檢測到，由收到超聲波的時間可以換算出筆與兩個接收器的距離。采用三點定位的原理，即根據(jù)三角形已知三個邊長可以確定筆所在的頂點原理，計算出筆所在的位置坐標(biāo)。超聲波技術(shù)原理示意圖優(yōu)勢：定位相對準(zhǔn)確；適應(yīng)性強(qiáng)，可在不同面積的設(shè)備上使用。劣勢：定位精度不均勻；受溫度影響較大；需用專用筆書寫。主要廠家：HITACHI、IBEAM等此技術(shù)目前市場份額呈下降趨勢。五、CCD光掃描CCD光掃描原理是:在顯示區(qū)域的一邊設(shè)置兩個固定距離的CCD線陣探測器和紅外發(fā)射器，對準(zhǔn)顯示區(qū)域。在顯示區(qū)域的另外三邊設(shè)置可以反射光線的反射膜，在沒有物體阻擋時，線陣CCD檢測到的是一條完整的光帶。當(dāng)有物體在顯示區(qū)域中擋住光線傳播路徑時，在線陣CCD檢測到的光帶中會出現(xiàn)無反光區(qū)域，分布在兩個角的CCD分別檢測到的遮擋區(qū)域反應(yīng)在線陣CCD的對應(yīng)區(qū)域，根據(jù)對應(yīng)的區(qū)域計算出物體在顯示區(qū)域的位置，是一種交叉點測試定位方式。

CCD光掃描技術(shù)原理示意圖此技術(shù)為較新的技術(shù)，未完全成熟，其最大的優(yōu)點是可