Классификация и технологии производства интерактивных досок

К традиционным основаниям классификации ИД (напомним, что аббревиатура ИД означает «интерактивная доска») относятся следующие: по способу организации проекции («прямые» или «обратные»), по способу организации взаимодействия досок с компьютером («активные» или «пассивные») и по используемой технологии их производства («электромагнитные», «резистивные», «ультразвуковые», «инфракрасные», «микроточечные», «лазерные» и «оптические»).

По способу осуществления проекции ИД подразделяют на доски прямой и обратной проекции (см. рис. 3 и 4 соответственно).

При «прямой» проекции проектор находится перед доской, при «обратной» – за доской.

В настоящее время большинство ИД – доски «прямой» проекции (см. рис. 1 и 2). Это обусловлено несколькими причинами, среди которых можно выделить их относительно низкую стоимость, высокое качество изображения (зависит от проектора), а так же мобильность (зависит от способа монтажа).

Рис. 9 Стационарная доска прямой проекции с короткофокусным проектором (Http://www.foroffice.ru/upload/iblock/abc/smartboard_660i4_0920116.jpg)	Рис. 10. Передвижная доска обратной проекции (Http://grafika.stu.ru/wolchin/umm/l_kg/kg/r001/002/smart.jpg)

Существенным фактором риска для «докладчика» при использовании ИД «прямой» проекции является некорректное расположение проектора, что может привести к возникновению бликов на поверхности ИД, попаданию яркого света проектора в глаза выступающего, а также к отражению тени стоящего в луче проектора человека в рабочей области ИД. Вышесказанное особенно важно с позиции здоровьесбережения детей. Поэтому к вопросу установки проектора в аудитории следует относиться очень внимательно. Профессиональные развернутые рекомендации по выбору проектора и его правильному размещению можно найти на сайтах компаний, распространяющих ИД.

Для того чтобы луч проектора не мешал работе рекомендуется использовать короткофокусный, а ещё лучше ультракороткофокусный проектор. Такие проекторы созданы для небольших аудиторий. Они проецируют изображение с диагональю ок. 200 см с дальности ок. 40 см. За счёт того, что ультракороткофокусный проектор можно установить так близко к экрану или доске, выступающий не попадает в луч, благодаря чему тени и опасность для зрения, из-за попадания человека в слепящий проекторный луч, практически ушли в прошлое. Этот эффект достигается благодаря использованию линзово-зеркальной системы: луч проходит к экрану, предварительно отразившись от линзы особой формы и зеркала. Короткофокусные или ультракороткофокусные проекторы можно закрепить с помощью специальной «штанги» к стене или непосредственно к доске (см. рис. 3), но такой вариант дороже, а проектор, естественно, жёстко «привязан» к доске.

В досках «обратной» проекции проектор расположен за просветным интерактивным экраном в специальном корпусе (см. рис. 4). Конструкция такой доски аналогична проекционному телевизору – проектор располагается позади сенсорного экрана, и докладчик или группа докладчиков, подходя к экрану не перекрывают световой поток проектора. Кроме того, яркий свет проектора не попадает им в глаза.

Вместе с тем, доски «обратной» проекции, в среднем, дороже и занимают в аудитории больше места, чем доски «прямой» проекции, за счёт встроенного проектора за экраном (даже при использовании ультракороткофокусного проектора необходимо наличие минимум 40 см. от объектива проектора до просветного экрана, плюс габариты проектора). Так же в большинстве случаев, такие доски обладают меньшей мобильностью, что связано с их весом и габаритами. Качество изображения, особенно в ранних моделях, у досок с «обратной» проекцией, так же оставляет желать лучшего, это обусловлено особенностями просветного интерактивного экрана.

Необходимо так же обратить внимание на то, что на текущий момент наличие ИД «обратной» проекции в образовательных учреждениях крайне редко, они не входили практически ни разу в список массовых федеральных поставок, в частности для средних образовательных учреждений.

По способу взаимодействия с компьютером ИД подразделяются на активные и пассивные.

«Активные» ИД позволяют управлять компьютером напрямую, посредством своей поверхности. «Пассивные» – управляют компьютером с помощью маркера, таким образом их можно беспрепятственно перемещать из одной аудитории в другую или в пределах одной аудитории, но с учётом ограничений, накладываемых технологией связи между маркером и компьютером, например посредством Bluetooth-соединения.

По способу монтажа ИД подразделяются на стационарные, полустационарные и передвижные (см. рис. 1, 3, 4 и 5).

Некоторые варианты ИД (как «прямой», так и «обратной» проекции) не имеют специальных средств для передвижения (мобильной стойки с колёсами) в стандартной комплектации. В этом случае мобильную стойку следует приобрести отдельно. На рис. 5 представлена мобильная стойка с помощью которой можно не только перемещать ИД в пространстве, но и изменять высоту её расположения в рамках некоторого диапазона (это зависит от особенностей конкретной мобильной стойки). Передвижение может быть и полустационарным – доска может менять положение по высоте, перемещаясь по специальным «рельсам», жёстко зафиксированным на стене.

Рис. 5. Мобильная стойка для передвижной ИД прямой проекции

(Http://kub1.ru/images/Projector/IPBJL-9000-101_1.jpg)

По универсальности использования ИД подразделяются на универсальные и компьютерные.

Универсальные доски способны работать в двух режимах – во включённом режиме они работают как ИД, а в выключенном – как обычная доска, на которой можно писать простым маркером. В то время как компьютерные позволяют работать только в режиме ИД.

По количеству одновременно работающих пользователей ИД подразделяются на однопользовательские и многопользовательские (т.н. multi-touch доски).

Однопользовательские интерактивные доски дают возможность работать только одному человеку в каждый момент времени. Даже если производитель в комплекте поставки предоставляет несколько маркеров, всё равно работа возможна только последовательно, а не параллельно (исключение может быть только в случае использования инструмента MicrosoftMouseMischief [4], установка которого добавляет в MS PowerPoint 2007 или 2010[15] возможность одновременной работы двух пользователей, но исключительно в рамках этого продукта).

Многопользовательскими называются доски, которые поддерживают одновременную работу сразу нескольких пользователей. При этом многопользовательские доски разных производителей в значительной степени отличаются друг от друга.

В некоторых моделях многопользовательский режим нужно включать отдельно от однопользовательского режима. Обычно, это может занять какое-то время, а записи, сделанные в однопользовательском режиме, могут быть потеряны. В других моделях многопользовательский режим организован через разделение поверхности доски на несколько участков: каждый – для своего пользователя. Так же возможен вариант, когда с доской поставляется несколько маркеров, но у каждого своя функциональность, например один маркер – для учителя, другой – для ученика.

Начиная с 2010 г. в Россию поставляется новая ИД фирмы Pаnasonic – Elite Panaboard UB-T880, в которой многопользовательский режим является обычным режимом и поверхность работы пользователей общая. В настоящее время на рынке многопользовательских (multi-touch) ИД так же представлены доски Hitachi FX-TRIO (с диагональю 77 и 88 дюймов) и Promethean ActivBoard 587/595 Pro (с диагональю 87 и 95 дюймов соответственно). Исторически дюйм – это ширина большого пальца взрослого мужчины, сегодня под дюймом чаще всего понимают английский дюйм, равный 2,54 см.

В качестве оснований для классификации ИД, кроме вышеперечисленных, могут быть так же использованы и следующие признаки:

– наличие/отсутствие встроенной акустической системы (звук/микрофон);

– размер диагонали в дюймах (например, 58, 64, 77, 78, 81, 87, 88, 95 и др.);

– производитель (Classic Solution, Clasus, Clever Board, Hitachi, Interwrite, IPBoard, IQBoard, Legamaster, Panasonic, PolyVision, Promethean, Qomo, Sahara, ScreenMedia, SmartBoard, TRACEboard, TRIUMPH BOARD, Vtron и др.);

– кроссплатформенность (т.е. способность работать на более чем одной аппаратной и/или программной платформе. Например ИД SmartBoard SB885ix2 (компании SMART Technologies Inc.) способна работать в Windows и в MacOS, а доска Hitachi StarBoard может работать в Windows, MacOS и Linux). Кроссплатформенные/межплатформенные или зависимые;

– используемое программное обеспечение (у каждого производителя ИД есть своё собственное, оригинальное программное обеспечение, например, SmartNotebook, поставляемая с досками SmartBoard имеет свой собственный формат сохранения файлов (*.notebook), а StarBoard Software – доски Hitachi StarBoard (*.yar) и для того, чтобы продемонстрировать интерактивную презентацию, созданную в SmartNotebook или StarBoard Software необходимо, чтобы соответствующая программа была установлена на компьютере, это относится и к другим ИД;

– совместимость программного обеспечения ИД с другими программными продуктами или технологиями: adobe flash, Microsoft PowerPoint и пр., например, программа StarBoard Software, поставляемая с досками Hitachi StarBoard позволяет импортировать файлы в формата Microsoft PowerPoint, а SmartNotebook (доски SmartBoard, компании SMART Technologies Inc.) – нет;

–прочность материалов поверхности (зависит от технологии производства ИД, этот параметр важен при выборе доски для детей с особенностями психофизического развития);

– расположение поверхности доски: вертикальное или горизонтальное, в настоящее время начали получать распространение интерактивные столы, витрины, полы и пр.

Доски так же различаются и технологией производства.

По способу осуществления проекции интерактивные доски подразделяют на доски прямой и обратной проекции (см. рис. 3 и 4).

Рис. 3 Стационарная доска прямой проекции (с ультракороткофокусным проектором)	Рис. 4. Передвижная доска обратной проекции

При прямой проекции проектор находится перед доской, при обратной – за доской.

В настоящее время большинство интерактивных досок – доски прямой проекции (см. рис. 1 и 2). Это обусловлено несколькими причинами, среди которых можно выделить их относительно низкую стоимость, высокое качество изображения (зависит от проектора), а так же мобильность (зависит от способа монтажа).

Существенным фактором риска при использовании интерактивных досок (далее ИД) прямой проекции является некорректное расположение проектора, что может привести к возникновению бликов на поверхности ИД, попаданию яркого света проектора в глаза выступающего, а также к отражению тени стоящего в луче проектора человека в рабочей области ИД. Это особенно важно с позиции здоровьесбережения детей. Для того чтобы луч проектора не мешал работе рекомендуется использовать короткофокусный, а ещё лучше ультракороткофокусный проектор[16], который можно закрепить с помощью специальной штанги к стене или непосредственно к доске (см. рис. 2), но такой вариант дороже, а проектор, естественно, жестко «привязан» к доске.

В досках обратной проекции проектор расположен за просветным интерактивным экраном в специальном корпусе (см. рис. 3). Конструкция такой доски аналогична проекционному телевизору – проектор располагается позади сенсорного экрана, и докладчик или группа докладчиков, подходя к экрану не перекрывают световой поток проектора. Кроме того, яркий свет проектора не попадает им в глаза.

Доски обратной проекции, в среднем, дороже и занимают в аудитории больше места, чем доски прямой проекции, за счет встроенного проектора за экраном. Так же в большинстве случаев, такие доски обладают меньшей мобильностью. Качество изображения, особенно в ранних моделях, у досок с обратной проекцией, так же оставляло желать лучшего.

По способу взаимодействия с компьютером ИД подразделяются на активные и пассивные.

Активные ИД позволяют управлять компьютером напрямую, посредством своей поверхности. Пассивные – управляют компьютером с помощью маркера, таким образом их можно беспрепятственно перемещать из одной аудитории в другую или в пределах одной аудитории, но с учётом ограничений, накладываемых технологией связи между маркером и компьютером, например посредством Bluetooth-соединения.

По способу монтажа ИД подразделяются на стационарные, полустационарные и передвижные (см. рис. 1, 2, 3 и 4).

Некоторые варианты ИД (как прямой, так и обратной проекции) не имеют специальных средств для передвижения (мобильной стойки с колёсами) в стандартной комплектации. В этом случае мобильную стойку следует приобрести отдельно. На рис. 4 представлена мобильная стойка с помощью которой можно не только перемещать ИД в пространстве, но и изменять высоту её расположения в рамках некоторого диапазона (это зависит от особенностей конкретной мобильной стойки). Передвижение может быть и полустационарным – доска может менять положение по высоте, перемещаясь по специальным «рельсам», жёстко зафиксированным на стене.

Рис. 4. Мобильная стойка для передвижной ИД прямой проекции

По универсальности использования ИД подразделяются на универсальные и компьютерные.

Универсальные доски способны работать в двух режимах – во включенном режиме они работают как ИД, а в выключенном – как обычная доска, на которой можно писать простым маркером. В то время как компьютерные позволяют работать только в режиме ИД.

По количеству одновременно работающих пользователей ИД подразделяются на однопользовательские и многопользовательские (multi-touch).

Однопользовательские интерактивные доски дают возможность работать только одному человеку в каждый момент времени. Даже если производитель в комплекте поставки предоставляет несколько маркеров, всё равно работа возможна только последовательно, а не параллельно (MicrosoftMouseMischief).

Многопользовательскими называются доски, которые поддерживают одновременную работу сразу нескольких пользователей. При этом многопользовательские доски разных производителей в значительной степени отличаются друг от друга.

В некоторых моделях многопользовательский режим нужно включать отдельно от однопользовательского режима. Обычно, это может занять какое-то время, а записи, сделанные в однопользовательском режиме, могут быть потеряны. В других моделях многопользовательский режим организован через разделение поверхности доски на несколько участков: каждый – для своего пользователя. Так же возможен вариант, когда с доской поставляется несколько маркеров, но у каждого своя функциональность, например один маркер – для учителя, другой – для ученика.

Начиная с 2010 г. в Россию поставляется новая ИД фирмы Pаnasonic – Elite Panaboard UB-T880, в которой многопользовательский режим является обычным режимом и поверхность работы пользователей общая. В настоящее время на рынке многопользовательских (multi-touch) ИД так же представлены доски Hitachi FX-TRIO (с диагональю 77 и 88 дюймов[17]) и Promethean ActivBoard 587/595 Pro (с диагональю 87 и 95 дюймов соответственно).

В качестве оснований для классификации ИД, кроме вышеперечисленных, могут быть так же использованы и следующие признаки:

–наличие/отсутствие встроенной акустической системы (звук/микрофон);

–размер диагонали в дюймах (например, 58, 64, 77, 78, 81, 87, 88, 95 и др.);

–производитель (Classic Solution, Clasus, Clever Board, Hitachi, Interwrite, IPBoard, IQBoard, Legamaster, Panasonic, PolyVision, Promethean, Qomo, Sahara, ScreenMedia, SmartBoard, TRACEboard, TRIUMPH BOARD, Vtron и др.).

–кроссплатформенность[18] (кроссплатформенные/межплатформенные или зависимые);

–используемое программное обеспечение (у каждого производителя ИД есть своё собственное, оригинальное программное обеспечение, например, SmartNotebook, поставляемая с досками SmartBoard имеет свой собственный формат сохранения файлов (*.notebook), а Starboard Software – досоки Hitachi StarBoard (*.yar) и для того, чтобы продемонстрировать интерактивную презентацию, созданную в SmartNotebook или Starboard Software необходимо, чтобы соответствующая программа была установлена на компьютере, это относится и к другим ИД);

–совместимость программного обеспечения ИД с другими программными продуктами или технологиями flash, ppt (*.yar); технологии(а программа Starboard Software, поставляемая с досками Hitachi StarBoard позволяет сохранять файлы в формате Microsoft PowerPoint

–возможность организации сетевого взаимодействия/облачных технологий (см. конф. при старте смарта);

–прочность материалов поверхности (зависит от технологии производства ИД, этот параметр важен при выборе доски для детей с особенностями психофизического развития);

–вертикальные и горизонтальные (microsoft)

И, наконец[19], доски отличаются технологией производства.

3. Технологии производства интерактивных досок

Условно все технологии производства ИД можно разделить на две основные группы – доски которыми можно управлять пальцами или доски, для которых нужен специальный маркер.

Каждая из технологий имеет свои преимущества. Основными для одной, являются быстрота и легкость управления, а для другой – простота реализации всех операций, связанных с точностью определения прикосновений.

В настоящее время существуют следующие технологии производства ИД:

– сенсорная резистивная (активная), которая применяется в ИД, поверхность которых, состоит из двух слоев, между которыми расположены датчики. При нажатии любым предметом (или пальцем) на верхний слой рабочей поверхности доски датчики, определяют место касания и передают информацию в компьютер.

– оптическая (пассивная), которая также позволяет работать с ИД любым предметом. Инфракрасные датчики «видят» предмет, который подносится достаточно близко к поверхности доски, определяют его координаты и передают в компьютер.

– инфракрасная и ультразвуковая (пассивная), которые позволяют работать с доской только с помощью специального маркера. При касании поверхности маркер издает ультразвуковой и инфракрасный сигнал, который фиксируется датчиками в рамке доски.

– электромагнитная (активная), которая также подразумевает использование с ИД специального маркера. Его положение определяется датчиками в поверхности доски. Эта же технология используется в беспроводных планшетах, а также в интерактивных панелях, заменяющих монитор компьютера.

ИД, созданные с применением электромагнитной и резистивной технологий должны подключаться к компьютеру и источнику питания проводами.

На досках, созданных с использованием электромагнитной и лазерной технологий можно работать только специальным электронным маркером.

Доски на основе резистивной, ультразвуковой и инфракрасной технологий поддерживают работу как специальным маркером, так и любым другим предметом, например пальцем. Инфракрасную и ультразвуковую технологии часто комбинируют.

Доски, произведенные на основе микроточечной технологии, в подключении к сети или компьютеру не нуждаются. Основным рабочим инструментом в конструкции таких досок является стилус, который передает все данные на компьютер с помощью вмонтированного в него Bluetooth-передатчика.

Аналого-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.

Разрешение аналого-резистивной интерактивной доски измеряется тысячами точек по горизонтали и вертикали. Например, разрешение широко распространенных интерактивных досок SMARTboard канадской компании SMART Technologies 4000x4000, а Webster американской фирмы PolyVision — 8000x8000. Учитывая разрешение типового проектора (1024x768), этого вполне достаточно.

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

Для работы с сенсорной аналого-резистивной доской не обязательно иметь специальные маркеры. 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.

При использовании электромагнитной технологии интерактивная доска имеет твердую поверхность. Внутри слоистой структуры находятся регулярные решетки из часто расположенных вертикальных и горизонтальных координатных проводников. Электронное перо (маркер) с катушкой индуктивности на кончике, которое может быть активным или пассивным, наводит электромагнитные сигналы на координатных проводниках, номера которых определяют местоположение кончика пера. Активное перо питается от батарей или получает энергию по проводу, которым привязано к доске, пассивное работает от наводимого в катушке напряжения. Перо в некоторых моделях способно различать градации силы нажатия, что удобно для применения в программах рисования. Кончик пера может располагаться на некотором удалении от поверхности (не более 10 мм), благодаря чему на доски можно навешивать плакаты и работать поверх них. Помимо маркеров изготовитель может предлагать электронный ластик.

Электромагнитные доски обычно откликаются на действия пользователя несколько быстрее, чем аналого-резистивные. Скорость выдачи информации у них 100—120 пар координат в секунду, а следовательно, время реакции системы ограничивается только производительностью компьютера. Технология изначально разрабатывалась для дигитайзеров (графических планшетов), а потому внутренняя разрешающая способность системы (1000—2000 линий на дюйм и выше) избыточна для решаемых доской задач. В рекламных целях производители указывают в проспектах именно внутреннюю разрешающую способность, хотя в компьютер доска передает "загрубленную" информацию с разрешением не более 200 линий на дюйм. Электромагнитные доски не чувствительны к нажатию рукой и другими предметами, а маркеры для них обычно имеют кнопки мыши.

Электромагнитные интерактивные доски выпускают компании GTCO CalComp, Promethean, ReturnStar, Sahara Interactive.

Лазерная технология интерактивных досок потребовала для своей разработки немалого искусства. В систему входят два инфракрасных (ИК) лазерных угломера, которые обычно располагаются сверху по углам доски. Угломер работает довольно просто: вращающееся с постоянной угловой скоростью зеркало направляет ИК-луч так, чтобы он, подобно антенне радара, из одной точки сканировал всю поверхность доски. Лучи ИК-лазеров отражаются от "воротничка" маркера и регистрируются фотодатчиками. Система запоминает угол поворота зеркала в момент фиксации отраженного блика. Затем на основании расстояния между угломерами и значений углов встроенный микропроцессор вычисляет координаты кончика пера. Работать пальцем или обычным маркером с лазерной интерактивной доской не получится: нужен специальный маркер, который для уменьшения ошибок позиционирования желательно держать перпендикулярно поверхности доски. Информация о нажатии на кнопки посылается в систему посредством ультразвука (для этого электронный маркер оснащается батарейкой) или сигнала какого-либо другого вида. Маркеры разного цвета и электронный ластик система различает по оптическим свойствам отражающего "воротничка".

Основное достоинство технологии заключается в том, что сама доска может быть сделана из любого материала, даже из стального листа. Принципиальный недостаток лазерной технологии — докладчик может случайно перекрыть луч лазера, в результате чего процесс измерения координат нарушается. На лазерную доску можно вешать плакаты и работать поверх них.

Лазерные интерактивные доски самые дорогие в производстве. Их выпускает, насколько нам известно, только компания PolyVision.

Дата добавления: 2015-07-10