交互式電子白板技術原理

交互式電子白板技術原理

隨著科技的發展，以往單一的教學方式逐步被改善。多媒體教室以多渠道的教學內容呈現方式，將理論教學和直觀教學有機的結合在一起，調動學生的多種感官參與學習，提升了教學的質量、提高了教學效率、擴大了教學規模。

????目前，在多媒體教室的應用中，常用的解決方案以投影機、實物展臺、計算機等為主。這樣的解決方案能方便的將實物、計算機教學課件、視頻、音頻等教學內容呈現在學生面前，然而在絕大部分教學實踐中，傳統的“板書”依然是最常用的教學手段，因為通過板書，教師可以即興地插入教學內容，可以有效地控制教學進程。于是，多媒體教室和板書相結合的方式成為許多教師喜歡的教學模式。交互式電子白板正是在這種需求背景下進入到教師和學生中間，逐漸成為不可或缺的教學工具。

????交互式電子白板是一種先進的教育或會議輔助人機交互設備，它可以配合投影機、電腦等工具，實現無塵書寫、隨意書寫、遠程交流等功能。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、精確定位的測試技術等?，F階段的國際或國內市場上，有多種技術可以實現電子白板精確定位，具有代表性的是電磁感應、紅外線、電阻、超聲波、CCD等技術。每種技術都有不同的特點和優勢，在電子白板市場上占有一定的份額。

????本文主要從實現技術角度對目前不同的電子白板精確定位測試技術進行簡要的介紹。

一：電阻膜技術

????電阻膜技術原理是：電子白板基本結構是由多層膜組成，包括水平線電阻膜、絕緣網格、導電膜、絕緣網格、垂直電阻膜等，組合膜與使用區域大小相同。工作原理是在電阻膜上加一個固定的電壓，在沒有外力作用下，導電膜不接觸電阻膜，沒有電壓被測得，不會有定位的信息反應。當用硬物壓在電阻膜的某一點時，電流通過導電膜被測試電路讀取，就像從一個電位器中點測試到一個變動的電壓，這個電壓與觸摸點的位置有關，根據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格掃描實現方式，特點是有物體壓住膜的表面時，可以反應出物體壓住的位置。
技術的優劣勢分析：
優勢：
1、定位相對準確。
2、無需專用筆，可做觸摸操作
劣勢：
1、書寫需要一定的力度
2、無法做超大面積

主要使用廠家：
美國：Polyvison、Interactive Tech?

二：電磁感應

????電磁感應式的工作原理是：電磁波是可以通過空氣和絕緣物體進行傳播，電磁感應式是采用一支可以發射電磁波的筆，水平垂直兩個方向排列的接收線圈膜組成，膜的大小與顯示區域相同。定位原理是，發射電磁波的筆按間歇方式發射電磁波，當筆靠近接收線圈的膜時，線圈上會感應到筆發射的電磁波。離筆最近的線圈組感應到的電動勢越高，根據水平方向和垂直方向感應到的電動勢，通過計算可以獲得筆所在的X、Y坐標位置。
技術的優劣勢分析：
優勢：
1、定位相對準確
2、書寫過程中有壓感，即根據書寫的輕重不同，筆跡的粗細會不同
3、顯示區域的均勻度較好
劣勢：
1、必須使用專用筆，不能做觸摸操作。反應速度不夠快
2、難以實現超大面積的版面制作

采用此項技術的主要廠家：
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，目前市場份額相對穩定。?

三：紅外

????紅外技術的原理是：由密布在顯示區四周紅外接收和發射對管形成水平和垂直方向的掃描網格，形成一個掃描平面網，當有可以阻擋紅外光的物體阻擋住網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，實現坐標的定位。
技術的優劣勢分析
優勢：
1、定位準確、精度較高
2、無需專用筆、可用手指、教鞭等進行書寫或觸摸操作
3、使用壽命較長,反應速度較快, 造價較低
劣勢：
1、無壓感反應
2、可能受強紅外光的影響

采用此項技術的主要廠家：
美國：3M
英國：Sahara 和Luidia
日本：HITACHI
中國：鴻合

四：超聲波
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????超聲波技術的原理是：利用超聲波的傳輸速度較慢的特性，根據超聲波發射到接收時間計算出發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射器，當筆移動在屏幕的表面時，所發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。是一種測距定位模式。
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技術的優劣勢分析
優勢：
1、定位相對準確
2、適應性強，可在不同面積的設備上使用
劣勢：
1、定位精度不均勻
2、受溫度影響較大
3、需用專用筆書寫

采用此技術的主要廠家
HITACHI、IBEAM等

五：CCD光掃描

??CCD光掃描原理是：在顯示區域的一邊設置兩個固定距離的CCD線陣探測器和紅外發射器，對準顯示區域。在顯示區域的另外三邊設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。當有物體在顯示區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無反光區域，分布在兩個角的CCD分別檢測到的遮擋區域反應在線陣CCD的對應區域，根據對應的區域計算出物體在顯示區域的位置，是一種交叉點測試定位方式。

? ??此技術為較新的技術，未完全成熟，其最大的優點是可做多點同時觸摸，除少數廠家在嘗試性使用外，還為完全普及，可用資料不多。?

????綜上所述，交互式電子白板采用不同的定位方式，則會有不同的特點和性能。下表將上面的文字內容進行總結和對比，相信讀者能分清各種技術的差異，選擇適合自己的一款產品。