Referat Soundkarte, Drucker, Bildschirm, Plotter

Ausgabegeräte

Soundkarte

Drucker

Bildschirm

Plotter

Inhaltsverzeichnis                      

Monitor                

Bildschirm

Flüssigkristallmonitor

Unterschiede Bildschirm - Display

Flimmerfreier Bildschirm

Bildschirmschoner und Stromsparprogramme

Größe des Monitors

Soundkarte           

Allgemeine Informationen

Geschichte der Soundkarte

Drucker                 

Allgemeine Einteilung

Nadeldrucker

Tintenstrahldrucker

Thermodrucker

Thermotransferdrucker

Laserdrucker

Plotter                   

Tischplotter

Trommelplotter

Flachbandplotter

Reibungsplotter

Der Monitor

Das wichtigste Ausgabegerät für die Arbeit mit dem Computer ist der Monitor. Denn nur durch ihn kann der Benutzer sofort erkennen, was er eigentlich gerade macht.

Bei stationären Geräten, die kaum bewegt werden, verwendet man meist Monitore mit Bildschirm.

Links: Bildschirm wie er bei einem stationären Computer

verwendet wird.

Bei transportablen Geräten, wie z.B.: dem Laptop oder dem Notebook, verwendet man Liquid Cristal Displays (LCD). Diese Flüssigkristallmonitore verbrauchen weniger Strom und sind im Gegensatz zum "normalen" Monitor flach.

Rechts ein Display ]

Unterschied noch einmal bildlich festgehalten:

Alle Computer verarbeiten Daten und senden ständig Informationen über den Videocontroller an den Bildschirm. Dort werden sie in einen "Elektronenstrahl" umgesetzt, der auf dem Bildschirm bestimmte Punkte anleuchtet und andere nicht. Für ein komplettes Bild braucht man viele dieser Punkte, genannt Pixel.

Aus den 3 Grundfarben rot, blau und grün kann man dann jede beliebige Farbe bilden. Allerdings bilden sich diese Farben nicht wie im Malkasten.

Bsp.: rot+grün=gelb   rot+blau+grün=weiß

Entscheidend für die Qualität ist neben der Anzahl der Bildpunkte noch die Bildwiederholfrequenz (Vertikalfrequenz), die angibt, wie oft ein Bild in der Sekunde aufgebaut wird. Bei den modernen Monitoren liegt sie um die 120Hz. Höhere Frequenzen bedeuten weniger Flimmern, daher geringere Anstrengung für die Augen bei längerem Arbeiten.

Die Qualität bzw. Schärfe des Bildes hängt auch davon ab, ob man mit einem Display oder Monitor arbeitet.

Der Bildschirm verwendet eine Lochmaske zum Durchlassen des Elektronenstrahles, das Display eine Streifenmaske und zusätzlich noch eine getönte Frontscheibe.

Vorgang:

Der flimmerfreie Bildschirm:

Ein weiteres wichtiges Qualitätskriterium für einen Monitor ist ein ruhiges Bild. Ahnlich wie bei einem Fernseher wird das Bild mehrfach pro Sekunde neu aufgebaut. Geschieht dies allerdings zu langsam verursacht das Flimmern gesundheitliche Schäden wie z.B.: Augenbrennen und Kopfschmerzen. Damit kein Flimmern bemerkbar ist muss das Monitorbild bei mindestens 75 Hz liegen. Allerdings werden Grafikkarte und Monitor damit vor eine schwere Aufgabe gestellt. Der Elektronenstrahl baut das Bild zeilenweise auf. Die Zeilen ergeben sich aus der gewünschten Auflösung. Möchte man eine Darstellung mit 1024x768 Pixels braucht man mehr Zeilen als bei einer von 800x600 Bildpunkten. Eine generelle Angabe der Bildwiederholfrequenz ist daher nicht möglich.

Bildschirmschoner und Stromsparprogramme:

Bildschirmschoner sind Programme, die den Bildschirm leeren. Dies ist nötig da es bei längerem Nichtbenützen des laufenden Computers sonst zum sogenannten Einbrennen führt. Einige Bereiche der Leuchtschicht werden stärker belastet als andere und verlieren an Leuchtkraft.

Auch wenn der Bildschirm schwarz ist verbraucht der Monitor gleich viel Strom wie zuvor. Mit Hilfe einer Stromsparfunktion (engl. Power-Managment) kann man den Computer so wie den Fernseher auf Bereitschaftsmodus umschalten. Bei der am Weitest verbreiteten Technik sendet die Grafikkarte dem Monitor ein Signal, dass er in den Stromsparmodus umschalten soll.

Stromsparfunktion                                Bildschirmschoner (Beispiel)

(Standbymodus)          (Linien bewegen sich, wechseln Farbe, damit es nicht zum Einbrennen kommt)

Die Größe des Monitors:

Die Bildschirmgröße wird in Zoll angegeben und bezieht sich wie beim Fernseher auf die Diagonale. Derzeit sind 17"-21" Monitore gängig. 1 Zoll = 2cm. Ein 15 Zoll Monitor wiegt ca. 15kg, ein 17 Zoll Monitor ca. 30-40 kg.

Die Soundkarte

Erst durch die Soundkarte ist es möglich mit dem Computer Töne in jeglicher Art zu verwenden. Kein Computerspiel kommt ohne Ton oder Musik Untermalung auf den Markt.

Allgemeine Informationen:

Ein akustisches Signal kann vom Computer nur verarbeitet werden, wenn es vorher digitalisiert wird. Zu diesem Zweck haben Soundkarten einen sogenannten Analog-Digital-Wandler (ADW). Töne werden mittels eines Mikrofons von akustischen Schwingungen in elektrische umgewandelt. Diese wiederum können nun durch ADW "gesampelt", also abgetastet werden. Die charakteristischen Eigenschaften der Schwingungen werden in bestimmten Zeitabschnitten gemessen und als Zahlenwert aufgezeichnet. Die Folge der aufgezeichneten Werte stellt den Ton dar. Je geringer der zeitliche Abstand zwischen zwei Messungen ist, desto besser die Aufzeichnungsqualität, da auch kleinste Veränderungen der Schwingung erfasst werden.

Ein weiteres Maß für die Soundkarte ist die Genauigkeit mit der das Sampling vorgenommen wird. Beispielsweise kann bei einer 16-bit Abtastung zwischen 65536 verschiedenen Zuständen unterschieden werden, während bei einer 8-bit Abtastung lediglich 256 Werte differenziert werden.

Die 2. wesentliche Fähigkeit einer Soundkarte besteht darin, elektronische Töne in den unterschiedlichsten Tönen direkt zu erzeugen. Dies wird mit Hilfe eines Synthesizers erreicht. Dieser kann Instrumente und ganze Orchester zwar schon sehr gut nachahmen, ersetzten wird er sie aber wahrscheinlich nicht so bald können.

Die Geschichte der Soundkarte:

Die erste Soundkarte wurde von der Kanadischen Firma Adlib entwickelt. Zu einem weiteren Standard wurde die von der Firma Creative Labs entwickelte Soundlaster-Karte, die nicht nur die Wiedergabe, sondern auch die Aufnahme von Tönen ermöglichte. Inzwischen wurde die Qualität der Karten deutlich verbessert. Durch Verwendung von 16 statt nur 8 Bit können die Töne in bester CD-Qualität und auch Stereo wiedergegeben werden. Damit war allerdings der Erfindungsreichtum der Soundkarten-Entwickler noch lange nicht erschöpft. Nach der Verbesserung der digitalen Tonwiedergabe machte man sich an die Weiterentwicklung der Midi-Klangerzeugung. Die neuesten Entwicklungsschritte gehen nun in die Richtung, räumlichen Klang auf dem PC zu ermöglichen. Damit ist nicht das normale Stereo-Signal gemeint, sondern richtiger 3D-Sound, womit z.B.: beim Spielen ein Raumschiff scheinbar von hinten am Spieler vorbeirauscht. Solche Techniken sind im Kino schon seit längerem etabliert.

Überblick über die verschieden Druckertypen:

(Unterscheidung durch die Art der Zeichendarstellung)

Punktmatrix-Drucker

Matrixdrucker zählen heute zur verbreitetsten Druckart. Bei diesen Geräten werden Schriftzeichen und Grafiken aus kleinen Punkten, schwarzweiß oder farbig, dargestellt. Je mehr Punkte in der Matrix vorhanden sind, desto besser ist die Qualität.

Dazu gehören:

a)    Nadeldrucker

b)   Tintenstrahldrucker

c)    Thermodrucker

d)   Thermotransferdrucker

e)    Laserdrucker

Vollzeichendrucker

Kugelkopfdrucker

Typenraddrucker

Sie gehören eher der Vergangenheit an und werden nur noch in Einzelfällen eingesetzt. Im Gegensatz zu Matrixdruckern sind sie recht langsam und relativ laut. Sie verfügen über einen eingeschränkten Zeichensatz, der nur durch Auswechseln des Kugelkopfes bzw. des Typenrades verändert werden kann.

Matrix-Drucker

a)  Nadeldrucker

Prinzip des Nadeldruckers:

Unter den Matrixdruckern ist der Nadeldrucker das erfolgreichste Modell. Er hat sich sowohl im Heim- als auch im Bürobereich durchgesetzt.

Funktionsweise: Im Druckkopf sind mehrere extrem dünne Nadeln senkrecht übereinander angeordnet. Kleine Elektromagneten schieben die Nadeln nach vorne, die das Farbband auf das Papier drücken. Er ermöglicht den Ausdruck mit Durchschlägen und ist nicht an einen festen Zeichenvorrat gebunden. Unterschiedliche Schriftarten und Grafiken sind möglich. Die Druckgeschwindigkeit beträgt je nach Qualität des Druckers und der gewählten Schriftart zwischen 150 bis 500 Zeichen pro Sekunde.

Durch die Verwendung eines Farbbandes mit mehreren Farbspuren können viele Nadeldrucker farbige Grafiken und Texte zu Papier bringen.

Das Spektrum reicht von den bereits veralteten 7-, 8- und 9- Nadeldrucker über 18-, 24- und 28- bis hin zum neuesten Epson, der bereits mit 48 Nadeln arbeitet.

Beispiele für das Druckergebnis von verschiedenen Modellen

(MMM mit verschiedenen Nadel-Matrix Druckern)

Der größte Nachteil der Nadeldrucker ist, dass sie während des Druckvorgangs ziemlich viel Lärm erzeugen. Die Ursache dafür ist, dass die Nadeln mit einem enormen Druck (vergleichbar mit dem Gewicht von 3000 übereinandergetürmten Elefanten) hämmern.

b) Tintenstrahldrucker

Tintenstrahldrucker, auch Inkjet - Drucker genannt, arbeiten nach dem gleichen Matrixprinzip wie Nadeldrucker. Bei ihnen wird ein Zeichen jedoch mit flüssiger Tinte durch feine Drüsen auf das Papier gespritzt. Der Vorteil gegenüber denen die mit Nadeln arbeiteten ist der geringe Lärm, den die Tintenstrahldrucker erzeugen. Jedoch ist es notwendig die Papierwahl sehr sorgfältig zu treffen um die bestmöglichen Ergebnisse zu erzielen. Ein weiterer Nachteil ist, dass die Erzeugung von Durchschlägen prinzipiell nicht möglich ist. Die Qualität eines Tintenstrahldruckers ist von der Anzahl der Düsen abhängig. Die am Markt befindlichen Geräte besitzen in der Regel zwischen 9 und 64 Stück. Viele Druckerhersteller bieten ihre Tintenstrahldrucker auch in farbiger Ausführung an.

Links: Tintenstrahldrucker

a)    Thermodrucker

Der Thermodrucker arbeitet mit einem Spezialpapier, das mit einer Schicht überzogen ist, die sich bei genügend hohen Temperaturen verfärbt.

Diese Art der Druckerzeugung wird vorwiegend für farbige Ausdrücke verwendet. Die einzelnen Farbwerte werden in die vier Farben rot, gelb, blau und schwarz zerlegt und übereinander gedruckt.

Solche Ausdrücke sind nicht dokumentecht und im Laufe der Zeit tritt eine Verfärbung auf.

d) Thermotransferdrucker

Eine Weiterentwicklung der Thermodrucker sind die Thermotransferdrucker.

Sie sind hauptsächlich für Spezialanwendungen geeignet. Werden intensive Farben benötigt, gibt es keine Alternative für diese Geräte.

Wegen der hohen Verbrauchskosten und dem meist sehr hohen Anschaffungspreis ist die Verbreitung dieses Druckertyps sehr beschränkt.

e)  Laserdrucker

Laserdrucker geben die bedruckten Blätter nur seitenweise aus. Ihr Druckprinzip stammt aus der Kopiertechnologie. Mittels einer Walze bzw. Trommel wird der Toner (schwarzes Pulver) aufgebracht und durch einen Laser in das Papier eingebrannt.

Laserdrucker sind heutzutage die qualitativhochwertigsten und schnellsten Drucker am Markt. In den letzten Jahren haben sich auch die Anschaffungs- und Betriebskosten deutlich gesenkt, so dass der Laserdrucker inzwischen weite Verbreitung findet.

Weitere Drucker die mit ähnlicher Technik arbeiten sind der GDI - Drucker, der eine preiswerte Alternative darstellt, der LED - und der LCS - Drucker, welche sich nur in der Belichtungsweise der Trommel unterscheiden.

Das Einsatzfeld von Plottern ist auf technische Bereiche beschränkt. Für Architekten und Ingenieure sind Plotter das wichtigste Ausgabemedium, da sie besonders schnell Diagramme, Karten, Baupläne, Konstruktionszeichnungen, Skizzen und anderes detailliert wiedergeben können. Moderne Hochleistungsplotter zeichnen schnell und dabei äußerst genau. Sie können kontinuierliche Linien zeichnen und verhindern so die "Treppenstufen" - Effekte. Für reine Schriftdarstellungen eignen sie sich daher eher weniger. Zum Zeichnen dienen Faserschreiber, teilweise auch Stifte mit speziellen Stahlkugelspitzen oder Gasdruckminen.

Grundsätzlich unterscheidet man vier Arten von Stiftplottern:

Tischplotter

Trommelplotter

Flachbandplotter

Reibungsplotter

Tischplotter

Plotter werden in unterschiedlichen Bauarten angeboten. Die wohl älteste Bauweise ist der Tischplotter. Hier wird der Zeichnungsträger auf einer waagerechten Fläche festgehalten und der Zeichenstift durch voneinander unabhängige Antriebsmotoren bewegt. Bei Tischmodellen in DIN A4- oder DIN A3-Format wird der Zeichnungsträger mit Tesafilm, mit dünnen magnetischen Haftstreifen oder einer elektrostatischen Papierhalterung fixiert.

Trommelplotter

Bei Trommelplottern wird in einer Achse der Zeichenkopf und in der anderen das Papier über eine Trommel bewegt. Das Gerät hat dadurch relativ kleine Abmessungen. Die ersten Trommelplotter waren wegen der fehlenden Mess- und Steuerungsmöglichkeiten ziemlich ungenau. Die moderne Elektronik und verbesserte Fertigungsverfahren haben dies deutlich verbessert.

Der besondere Vorteil der Trommelplotter liegt in der Möglichkeit, sehr lange Zeichnungen mit einem sehr kompakten Gerät zu erstellen. Die Länge der Zeichnung ist dabei von der Papier- oder Folienbahn abhängig und kann bis zu 50 m betragen. Werden Zeichnungen dieser Länge nicht verlangt, besteht ein weiterer Vorteil darin, dass mehrere Zeichnungen vollautomatisch und ohne Eingriff des Bedieners nacheinander erstellt werden können. So lassen sich umfangreiche Zeichnungsarbeiten beispielsweise über Nacht durchführen.

Flachbandplotter

Eine Abwandlung des klassischen Trommelplotters ist der Flachbandplotter. Der Zeichnungsträger wird also auf einem Band aus Kunststoff zwischen einer Führungstrommel und einer tiefer gelegenen Walze bewegt. Flachbandplotter benötigen aufgrund ihrer Bauweise wenig Platz. Sie ermöglichen die freie Wahl des Formates wobei als Zeichnungsträger nur Einzelblätter Verwendung finden. Der Zeichnungsträger ist auf dem Band mittels selbstklebender Streifen beliebig positionierbar. In der Regel können bis zu vier Stifte gleichzeitig eingesetzt werden.

Reibungsplotter

Reibungsplotter stellen eine relativ neuartige Antriebsart dar. Kernstücke der neuen Stiftplottertechnologie ist der »microgrip« Antrieb, der aus zwei rotierenden, quarzsandbeschichteten Antriebswalzen besteht.

Beim Bewegen der Antriebsrollen drücken Quarzsandpartikel eine Spur in das Papier oder Folienmaterial. Diese mit dem bloßen Auge nicht sichtbare Spur sorgt während des gesamten Plotvorgangs für eine ausgesprochen exakte Führung.