隨著(zhù)科技的發(fā)展，以往單一的教學(xué)方式逐步被改善。多媒體教室以多渠道的教學(xué)內容呈現方式，將理論教學(xué)和直觀(guān)教學(xué)有機的結合在一起，調動(dòng)學(xué)生的多種感官參與學(xué)習，提升了教學(xué)的質(zhì)量、提高了教學(xué)效率、擴大了教學(xué)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(shí)物展臺、計算機等為主。這樣的解決方案能方便的將實(shí)物、計算機教學(xué)課件、視頻、音頻等教學(xué)內容呈現在學(xué)生面前，然而在絕大部分教學(xué)實(shí)踐中，傳統的“板書(shū)”依然是最常用的教學(xué)手段，因為通過(guò)板書(shū)，教師可以即興地插入教學(xué)內容，可以有效地控制教學(xué)進(jìn)程。于是，多媒體教室和板書(shū)相結合的方式成為許多教師喜歡的教學(xué)模式。交互式電子白板正是在這種需求背景下進(jìn)入到教師和學(xué)生中間，逐漸成為不可或缺的教學(xué)工具。
交互式電子白板是一種先進(jìn)的教育或會(huì )議輔助人機交互設備，它可以配合投影機、電腦等工具，實(shí)現無(wú)塵書(shū)寫(xiě)、隨意書(shū)寫(xiě)、遠程交流等功能。從硬件原理上來(lái)說(shuō)，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階段的國際或國內市場(chǎng)上，有多種技術(shù)可以實(shí)現電子白板精確定位，具有代表性的是電磁感應、紅外線(xiàn)、電阻、超聲波、CCD等技術(shù)。每種技術(shù)都有不同的特點(diǎn)和優(yōu)勢，在電子白板市場(chǎng)上占有一定的份額。
本文主要從實(shí)現技術(shù)角度對目前不同的電子白板精確定位測試技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)要的介紹。
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電阻膜技術(shù)原理是：電子白板基本結構是由多層膜組成，包括水平線(xiàn)電阻膜、絕緣網(wǎng)格、導電膜、絕緣網(wǎng)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(gè)固定的電壓，在沒(méi)有外力作用下，導電膜不接觸電阻膜，沒(méi)有電壓被測得，不會(huì )有定位的信息反應。當用硬物壓在電阻膜的某一點(diǎn)時(shí)，電流通過(guò)導電膜被測試電路讀取，就像從一個(gè)電位器中點(diǎn)測試到一個(gè)變動(dòng)的電壓，這個(gè)電壓與觸摸點(diǎn)的位置有關(guān)，根據從水平和垂直方向讀取的電壓，可以換算為觸摸點(diǎn)的X，Y方向位置。電阻式觸摸屏是一種網(wǎng)格掃描實(shí)現方式，特點(diǎn)是有物體壓住膜的表面時(shí)，可以反應出物體壓住的位置。
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技術(shù)的優(yōu)劣勢分析：
優(yōu)勢：
1、定位相對準確。
2、無(wú)需專(zhuān)用筆，可做觸摸操作
劣勢：
1、書(shū)寫(xiě)需要一定的力度
2、無(wú)法做超大面積
主要使用廠(chǎng)家：
美國：Polyvison、Interactive Tech | | | |
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電磁感應式的工作原理是：電磁波是可以通過(guò)空氣和絕緣物體進(jìn)行傳播，電磁感應式是采用一支可以發(fā)射電磁波的筆，水平垂直兩個(gè)方向排列的接收線(xiàn)圈膜組成，膜的大小與顯示區域相同。定位原理是，發(fā)射電磁波的筆按間歇方式發(fā)射電磁波，當筆靠近接收線(xiàn)圈的膜時(shí)，線(xiàn)圈上會(huì )感應到筆發(fā)射的電磁波。離筆最近的線(xiàn)圈組感應到的電動(dòng)勢越高，根據水平方向和垂直方向感應到的電動(dòng)勢，通過(guò)計算可以獲得筆所在的X、Y坐標位置。
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技術(shù)的優(yōu)劣勢分析：
優(yōu)勢：
1、定位相對準確
2、書(shū)寫(xiě)過(guò)程中有壓感，即根據書(shū)寫(xiě)的輕重不同，筆跡的粗細會(huì )不同
3、顯示區域的均勻度較好
劣勢：
1、必須使用專(zhuān)用筆，不能做觸摸操作。反應速度不夠快
2、難以實(shí)現超大面積的版面制作
采用此項技術(shù)的主要廠(chǎng)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(chǎng)份額相對穩定。 | | | |
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紅外技術(shù)的原理是：由密布在顯示區四周紅外接收和發(fā)射對管形成水平和垂直方向的掃描網(wǎng)格，形成一個(gè)掃描平面網(wǎng)，當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(xiàn)時(shí)，就可以通過(guò)被阻擋的水平和垂直方向的紅外線(xiàn)位置確定X，Y坐標，實(shí)現坐標的定位。
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技術(shù)的優(yōu)劣勢分析
優(yōu)勢：
1、定位準確、精度較高
2、無(wú)需專(zhuān)用筆、可用手指、教鞭等進(jìn)行書(shū)寫(xiě)或觸摸操作
3、使用壽命較長(cháng),反應速度較快, 造價(jià)較低
劣勢：
1、無(wú)壓感反應
2、可能受強紅外光的影響
采用此項技術(shù)的主要廠(chǎng)家：
美國：3M
英國：Sahara 和Luidia
日本：HITACHI
中國：鴻合 | | | |
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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，根據超聲波發(fā)射到接收時(shí)間計算出發(fā)射點(diǎn)到接收點(diǎn)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(gè)按固定距離分布的超聲接收裝置，用于定位的筆是一個(gè)超聲波發(fā)射器，當筆移動(dòng)在屏幕的表面時(shí)，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(shí)間可以換算出筆與兩個(gè)接收器的距離。采用三點(diǎn)定位的原理，即根據三角形已知三個(gè)邊長(cháng)可以確定筆所在的頂點(diǎn)原理，計算出筆所在的位置坐標。是一種測距定位模式。
技術(shù)的優(yōu)劣勢分析
優(yōu)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(zhuān)用筆書(shū)寫(xiě)
采用此技術(shù)的主要廠(chǎng)家
HITACHI、IBEAM等 | | | |
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CCD光掃描原理是：在顯示區域的一邊設置兩個(gè)固定距離的CCD線(xiàn)陣探測器和紅外發(fā)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(xiàn)的反射膜，在沒(méi)有物體阻擋時(shí)，線(xiàn)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(xiàn)傳播路徑時(shí)，在線(xiàn)陣CCD檢測到的光帶中會(huì )出現無(wú)反光區域，分布在兩個(gè)角的CCD分別檢測到的遮擋區域反應在線(xiàn)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(diǎn)測試定位方式。
此技術(shù)為較新的技術(shù)，未完全成熟，其最大的優(yōu)點(diǎn)是可做多點(diǎn)同時(shí)觸摸，除少數廠(chǎng)家在嘗試性使用外，還為完全普及，可用資料不多。 | | |
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綜上所述，交互式電子白板采用不同的定位方式，則會(huì )有不同的特點(diǎn)和性能。下表將上面的文字內容進(jìn)行總結和對比，相信讀者能分清各種技術(shù)的差異，選擇適合自己的一款產(chǎn)品。
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| 技術(shù)方式 | 電阻 | 電磁感應 | 紅外 | 超聲波 | CCD掃描 | | 基本傳感方式 | 面 | 面 | 線(xiàn) | 點(diǎn) | 點(diǎn) | | 觸摸操作 | O | X | O | X | O | | 專(zhuān)用筆 | X | O | X | O | X | | 手勢識別 | O | X | O | X | O | | 矩陣掃描方式 | O | O | O | X | X | | 表面覆膜 | O | O | X | X | X | | 使用耗材 | X | 電池 | X | 電池 | X | | 多級壓感 | O | O | X | X | X | | 主材料 | 電阻膜 | 帶線(xiàn)圈的膜 | 紅外發(fā)射接收LED | 超聲檢測器 | 光檢測器 | | 教鞭操作 | O | X | O | X | O | | 定位算法依據 | X，Y | X，Y | X，Y | 距離 | 角度 | | 定位精度算法 | 模擬電壓計算 | 插值計算 | 插值計算 | 距離換算 | 角度換算 | | 顯示區域均勻度 | 一致 | 一致 | 一致 | 近優(yōu)遠差 | 近優(yōu)遠差 | | 背投影模式 | 差 | X | 好 | 好 | 好 | | 同類(lèi)技術(shù) | 觸摸屏 | 數字化板 | 觸摸屏 | 測距儀 | 掃描裝置 | |
