Документ-камеры, или лучше один раз показать?

Андрей Ряхин
Документ-камеры, или лучше один раз показать?
Статья об использовани документ камер в образовании. Взгляд технического специалиста.

 

Прогресс неумолим, новые компьютерные технологии все глубже и шире внедряются во все сферы нашей жизни, и школа при всем ее разумном консерватизме не может оставаться в стороне. Поэтому пришло время критически взглянуть на такой сравнительно новый класс оборудования как документ-камеры, понять их возможные способы применения и оценить реальное место в учебном процессе.
Что это такое? Кроме как документ-камерами их также называют видеопрезентерами и иногда даже визуализаторами. Эта разноголосица обусловлена различием исходных англоязычных определений данных устройств от разных производителей, и частично связана с различными предполагаемыми способами их использования. Однако, общая идея очень проста – это специальная видеокамера на штативе, оснащенная необходимыми выходами для передачи изображений реальных объектов (размером от нескольких миллиметров до десятка сантиметров) на большой экран (экраны). Тем самым изображение любого предмета со стола учителя, графика или рисунка, страницы книги или тетради становится доступным для просмотра одновременно всем классом.

Когда это нужно? При преподавании самых различных школьных предметов постоянно возникают ситуации, когда предназначенный для изучения и требующий внимания всего класса объект имеется в единичном экземпляре или предполагает особо бережное отношение, или сам по себе столь мал, что без оптического увеличения неразличим.
На уроках естествознания – демонстрация в динамике различных физических опытов и химических процессов.
На уроках биологии и анатомии – показ на экране увеличенных изображений препарированных объектов с микроскопа. 
На уроках истории и литературы – визуализация уникальных текстов документов, копий рисунков и гравюр.
Наконец, даже на уроках ОБЖ, труда и природоведения нередко возникают задачи детальной демонстрации по шагам выполняемых операций и получаемых результатов.

Что это дает? 
Во-первых, позволяет «оживить» процесс преподавания, сделать его более наглядным и убедительным, и, как следствие, более эффективным. Ведь возможность демонстрации в любой момент любого объекта со стола или даже с рук учителя помогает поддерживать интерес и внимание учеников к изучаемому предмету.
Во-вторых, появляется больше возможностей гибко реагировать на ситуацию, привносить в урок необходимый элементы интерактивности и диалога. В ответ на каверзный вопрос можно наскоро набросать от руки на листке бумаги схему или формулу и тут же отобразить ее на экране. Или позволить ученику показать всем своим товарищам ранее тщательно выполненную домашнюю работу или только что созданный им «шедевр». Или на уроке истории и обществоведения использовать статьи и фотографии на «злобу» дня из утренней газеты.
В-третьих, упрощает процесс подготовки к уроку. Достаточно вычертить на стандартном листе формата А4 необходимый график, скопировать иллюстрацию из редкой или наоборот только что полученной книги, позаимствовать на время интересный экземпляр – все это можно уже на следующем уроке можно использовать как учебное пособие, доступное просмотра и для изучения всем классом.
И, наконец, в четверых, ускоряет процесс «подачи» уже подготовленных материалов на аудиторию – любое письменное задание с листа одним нажатием кнопки через документ-камеру и проектор может быть спроецировано на доску или заменяющий ее экран.

Дополнение к интерактивной доске? Необходимо специально подчеркнуть целесообразность и эффективность использования документ камер совместно с этим новомодным инструментом. Последнее время интерактивные доски активно пропагандируются и даже уже реально устанавливаются в школах. С технической точки зрения эти устройства представляют собой соединенный с компьютером и подсвечиваемый специальным проектором сенсорный экран. Управление интерактивной доской, в том числе сменой отображаемых с компьютера изображений (набором текстов, показом слайдов, поиском в Интернете) выполняется простым прикосновением к экрану. Не вдаваясь в обсуждение различных аспектов использования таких досок в современной российской школе, только отметим, что они уже достаточно широко применяются во всем мире. Однако сама по себе любая интерактивная доска позволяет задействовать только заранее подготовленные на компьютере изображения. Для превращения ее в полноценное интерактивное устройство обучения, позволяющее оперативно включать в визуальный ряд реальные изображения любых объектов, необходимо включение в цепочку компьютер-доска и документ-камеры. И надо сказать, что в развитых европейских странах, где интерактивные доски можно найти в каждой школе (а в отдельных школах – почти в каждом классе), именно в такой «связке» они реально и используются.

Какие еще возможности? До сих пор мы рассматривали документ-камеру в основном как простой визуализатор, как весьма полезное, а порой даже необходимое дополнение к уже имеющемуся проектору или интерактивной доске. Но она представляет собой более сложное и самостоятельное устройство. 
Например, обладая встроенной памятью, она позволяет запоминать изображения объектов и отображать их позднее, по мере необходимости, когда сам объект уже отсутствует. Более того, некоторые модели камер оснащены встроенным устройством записи-чтения на сменные флеш-карты памяти. Таким образом, захваченные с камеры изображения можно записать на карту и сохранить в архиве или перенести на другое устройство. Или, наоборот, ранее полученное изображение (например, снятое цифровым фотоаппаратом) может быть считано с карты и через документ камеру отображено через проектор. 
Наконец, камера может быть напрямую соединена с компьютером через USB интерфейс. В этом режиме она выполняет функции компьютерного сканера (с возможностью получения изображений объемных предметов) или даже интернет-камеры, позволяя передавать «живое» видео в удаленные аудитории. Тем самым она становится эффективным инструментом для дистанционных методов интернет-обучения. 
Среди прочего здесь важно отметить, что при всем многообразии функций документ-камера может быть использована не только в стационарных условиях, но и как мобильное устройство. Существующие портативные модели весом в два-три килограмма в сложенном состоянии легко могут быть упакованы в специальную сумку и доставлены в любое место. При наличии всех необходимых выходов: как телевизионных, так и компьютерных - они легко соединяются с имеющимися в «чужой» аудитории устройствами отображения. Это позволяет их использовать для выездных уроков, лекций и семинаров, в том числе по обмену опытом. 
Одним словом, современная документ-камера в руках подготовленного учителя является многофункциональным инструментом, возможности которого далеко не ограничиваются простой визуализацией различных документов и объектов реального мира.

Таковы общие черты данного класса устройств. Однако сразу необходимо предостеречь от одной ошибки. Из вышеописанного вовсе не следует, что любая документ камера обладает всеми этими свойствами. На рынке предлагается к продаже несколько десятков различных моделей от шести-семи мировых производителей. Здесь и такие гранды как Canon и JVC, так и менее известные, но более специализированные WolfVision, Elmo и AVerMedia. Полезно отметить, что последняя уделяет особое внимание именно образовательному рынку, предлагая семейство наиболее доступных по цене документ-камер линейки AVerVision (www.avervision.ru).

На что обратить внимание? Выбирая под себя конкретную модель из множества предлагаемых документ-камер, необходимо учитывать множество факторов. Кроме цены, стоит обратить внимание на следующие основные технические параметры.
Видеовыходы. Условно их можно разделить на 2 класса – телевизионные и компьютерные. Первые предполагают отображение на телевизионном мониторе (или даже просто телевизоре) и обычно включают в себя Composite (иногда его еще называют VHS) и S-Video (S-VHS) сигналы. Вторые - это компьютерный VGA сигнал и его современная версия DVI. Именно по VGA передается картинка более высокого разрешения, именно по VGA рекомендуется подключение к видеопроекторам. По сравнению с VGA цифровой DVI интерфейс обеспечивает несколько более качественную передачу формируемого видеосигнала. Ограничение доступных выходов только телевизионными было характерно для дешевых моделей. Однако, отсутствие телевизионных сигналов на выходе несколько сужает возможную область применения камеры, делает ее менее универсальной. 
Видеовходы. Как правило, имеется в виду наличие VGA входа для трансляции видеосигнала от компьютера на проектор или интерактивную доску. При этом возникает возможность подключения видеопроектора к компьютеру через документ-камеру и передача через нее в фоновом режиме компьютерного изображения без каких-либо искажений. При необходимости переключение с компьютерного изображения на изображение, формируемое камерой, осуществляется нажатием одной кнопки на пульте управления камеры. В данном варианте обеспечивается простота соединений, а также гибкость демонстрации – удается сочетать ранее подготовленные на компьютере иллюстрации/схемы/таблицы с «живыми» изображениями реальных объектов. 
Разрешение. Имеется ввиду разрешение регистрирующей матрицы камеры. Поскольку телевизионный сигнал ограничивает максимальное разрешение передаваемого изображения как 720х576, то для морально устаревших документ камер только с телевизионными выходами было достаточно использование матриц с эффективным числом элементов около 400 тысяч. В то же время типичное VGA разрешение современных видеопроекторов составляет 1024х768, так что необходимое число элементов регистрирующей матрицы должно быть не меньше 790 тысяч. Если же оно заметно больше указанного значения, то это позволяет повысить резкость формируемого изображения и реализовать более качественный цифровой зум (увеличение на экране фрагмента уже сформированного изображения - желательно, без потери его четкости).
Оптическое увеличение. Способность плавного увеличения формируемого изображения, эквивалентная приближению камерной головки с регистрирующей матрицей к объекту/документу. При этом в поле зрения камеры попадает фрагмент меньшего размера, что повышает детализацию его изображения. Весьма полезная функция, но обычно заметно увеличивающая стоимость изделия. Однако необходима при визуализации мелких объектов и микротекстов.
USB интерфейс. Необходим для передачи изображений с камеры на компьютер и обратно. Его наличие позволяет использовать камеру в качестве компьютерного сканера объемных предметов, сохраняя их цифровые изображения (в различных ракурсах и увеличениях) в архиве для последующего использования в прочих приложениях. 
Встроенная память. Позволяет сохранять от нескольких штук до нескольких десятков изображений снимаемых предметов. Эти изображения могут быть впоследствии использованы в процессе демонстрации. Данная функция актуальна при многократном просмотре одних и тех же изображений, когда необходим, например, их сравнительный анализ. 
Встроенное чтение карт памяти. Позволяет сохранять формируемые изображения на таких популярных картах памяти как CF, SD и другие. Полезно при создании собственного архива изображений, а также при регулярном использовании документ-камеры в качестве 3D сканера и переносе сохраненных изображений к удаленным компьютерам. Также может быть использовано, например, для чтения кадров, полученных с помощью цифрового фотоаппарата, и их использования на уроке совместно с другими изображениями. 
Штатив. Он должен быть поворотным и раздвижным. Это позволяет простейшим механическим способом регулировать изменять расстояние до объекта и тем самым регулировать «увеличение» его изображения.
Камерная головка. Также должна быть поворотной. Эта функция используется при наведении на предметы, расположенные сбоку от камеры.
Адаптеры для микроскопа. Набор специальных переходников для подключения камеры непосредственно к микроскопу и визуализации увеличенных изображений микрообъектов. В стандартный комплект поставки обычно не входит, так как на практике используется не часто. Однако актуален для оснащения кабинетов биологии, и поставляется опциально.
Встроенная подсветка. Наличие ламп подсветки документов и объектов в предметной плоскости позволяет использовать камеру при затемненном помещении.
Световой планшет. Предназначен для просвечивания полупрозрачных материалов (пленок, слайдов, рентгенограмм). В стационарных камерах планшет уже встроен, к портативным моделям обычно предлагается как дополнение (опция).
Световые указатели. Удобная функция, предназначенная для выделения световыми точками в предметной плоскости поля зрения камеры.

Понятно, что только самые дорогие модели обладают всеми описанными функциями. Однако, в зависимости от решаемой задачи многие из них оказываются излишними, а переплачивать за неиспользуемые возможности неразумно. С этой точки зрения гибок подход компании AVerMedia Technologies, предлагающей 4 функционально различных модели документ-камер: AVerVision 130/300p/330/530 (в ценовом диапазоне от 16 до 55 тысяч рублей) - и набор необходимых аксессуаров к ним. При этом наиболее популярной является базовая модель AVerVision 130, предлагающая необходимый и достаточный для большинства школьных приложений набор функций. Более подробному рассмотрению этих камер и примеров их использования будет посвящена следующая статья.