Файл: Графические планшеты (История развития графических планшетов).pdf

Одним из наиболее популярных устройств ввода графической информации в компьютер является графический планшет (кодирующий планшет, дигитайзер), основная задача которого приблизить работу на компьютере к рисованию вживую. Поэтому графический планшет был выбран объектом исследования в настоящей работе.

Предметом изучения являются возможности и технические характеристики графических планшетов и исследование области их применения.

Графический планшет интересен в первую очередь людям, которые много работают с графикой: цифровым художникам, дизайнерам, фотографам, инженерам-проектировщикам, архитекторам. Некоторые пользователи предпочитают графический планшет обычной компьютерной мыши из-за меньшей нагрузки на руку и большей точности входящей информации.

Графический планшет и все производные данного продукта уже более четверти века существуют на рынке компьютерных аксессуаров. Меняется время, и из узкоспециализированного девайса планшет эволюционирует в товар массового потребления. Многие продвинутые пользователи находят в электронном пере достойную альтернативу компьютерной мыши, бизнесмены открывают для себя эффективный инструмент оптимизации рабочего процесса, специалисты компьютерной графики все больше подстраивают инструмент под свой индивидуальный стиль работы. С развитием сети Интернет и популяризацией электронных подписей, а так же с новыми возможностями таких программ, как PhotoShop, Corel Draw, AutoCAD и других, у профессиональных пользователей возникает необходимость использовать графический планшет из-за больших возможностей, чем у компьютерной мыши.

Современный компьютерный рынок предлагает большое количество графических планшетов разных ценовых категорий, производителей, размеров, принципов работы, скорости передачи, комплекта поставки и множеством других отличительных черт, делающих каждый планшет уникальным и конкурентоспособным. Из-за такого разнообразия на рынке компьютерных аксессуаров часто возникает проблема выбора хорошего графического планшета.

Данная работа посвящена изучению различных классификаций планшетов и выделению основных классов по техническим и ценовым характеристикам. Ее целью является анализ экономической целесообразности приобретения планшета с данным набором характеристик для определенного применения.

В процессе написания данной работы были поставлены следующие задачи:

1) дать понятие графического планшета;

2) определить область использования планшетов;

3) сделать обзор технических характеристик дигитайзеров;

4) дать конкретный пример выбора планшета из двух вариантов планшетов со средними техническими возможностями и средней ценовой категорией.

Теоретическая значимость данной работы заключается в обобщении сведений о классификации планшетов, полученных из разных источников. В ходе работы было выделено 5 основных типов планшетов.

С практической точки зрения значимость работы заключается в том, что сделан обзор планшетов, позволяющий выбрать планшет с нужным набором характеристик для определенной цели. На конкретном примере показан принцип выбора планшета с нужными характеристиками.

Структурно данная работа делится на 3 части, логично следующие друг за другом:

целостный обзор графических планшетов, их принцип работы,

история появления и развития на компьютерном рынке;

анализ современного рынка компьютерных аксессуаров,

подробное изучение характеристик последних моделей графических планшетов.

сравнительная техническая характеристика двух наиболее

популярных непрофессиональных моделей планшетов разных производителей.

Глава 1. Графический планшет: основные понятия и принцип действия

1.1 История развития графических планшетов

«Прообразом современного графического планшета является телеавтограф, запатентованный в 1888 году Элишей Греем». Первый похожий на современный дигитайзер был разработан специально для компьютера Stylator в 1957 году, его предназначением было распознавание рукописного ввода. Однако этот планшет был мало известен, поэтому ошибочно полагается, что первым дигитайзером, похожим на современный, был RAND Tablet, представленный широкой публике в 1964 году. Его конструкция предполагала наличие проводниковой сетки под всей поверхностью рабочего поля. При помощи сетки вертикальная и горизонтальная координаты кодировались в слабый электромагнитный сигнал, который принимался пером и снова декодировался в координаты.

Графические планшеты стали пользоваться большим спросом на коммерческом рынке в середине 1970-х начале 1980-х годов. Наибольшей популярности тогда достигли модели Intelligent Digitizer и BitPad, которые производила фирма Summagraphics Corp. Эти планшеты использовались как устройство ввода для различных CAD систем самого высокого уровня – high-end (по типу современного AutoCAD). Другие известные планшеты «KoalaPad», которые выпускались в 80-х годах прошлого столетия, были созданы для компьютера Apple II. Их особенность заключалась в отсутствии специальных указующих устройств – вся информация вводилась при помощи пальцев. Со временем «KoalaPad» были адаптированы для работы с другими персональными компьютерами.

Современный рынок компьютерных аксессуаров предлагает широкий спектр дигитайзеров. Основные фирмы, производящие графические планшеты: A4Tech, Genius, GTCO CalComp, Hitachi, MediaForte, SONY, Wacom, WinTime. Наибольшей популярностью уже несколько десятилетий пользуется фирма Wacom, предлагающая качественную продукцию. Именно данной фирме принадлежит большинство инновационных идей в области разработки технологий графических планшетов, такие как беспроводные курсоры, работающие на батарейках, которые появились уже в 1989 году; беспроводные курсоры без батареек, отличающиеся своим небольшим весом и удобством в долговременном использовании; новые технологии в принципе действия графических планшетов (основанные на электро-магнитном резонансе) и так далее.

1.2. Устройство и принцип действия графического планшета

Кодирующий (или графический) планшет состоит из двух основных элементов: основания и пера, перемещаемого по его поверхности. Также в комплекте графических планшетов совместно с пером может поставляться мышь, которая работает по принципу пера и действует только на поверхности планшета. Высокое разрешение планшета в сравнении с разрешением обычной компьютерной мыши дает возможность достичь намного большей точности ввода при использовании планшетной мыши.

Современный графический планшет относится полуавтоматическим устройствам ввода графической информации со свободно перемещаемым указателем координат. Планшет обычно изготавливается из пластмассы, он похож на толстый коврик для мышки. Перо выглядит как авторучка, только вместо чернильного стержня используется полимерный наконечник. Иногда для большего сходства с настоящей ручкой на кончик пера приклеивается специальная небольшая пружинка. Когда пользователь пишет на поверхности планшета, положение курсора, соприкасающегося с его поверхностью, преобразуется в абсолютное значение координат формата экрана. «Самые хорошие планшеты обеспечивают преобразование положения пишущего устройства в координату с точностью 99,9%», однако такие устройства изготавливаются для профессионалов и стоят не меньше 60 тысяч рублей». Использование планшетов исключает необходимость наличия движущегося курсора на экране, так как изображение может воспроизводиться непосредственно в процессе рисования.

«Принцип действия графического планшета основан на регистрации положения курсора при помощи встроенной в планшет сетки, которая состоит из проволочных или печатных проводников с довольно большим (от 3 до 6 мм) расстоянием между ними». Однако определение положения курсора позволяет получить шаг считывания информации – разрешение дигитайзера – намного меньше шага сетки: до 100 линий на мм. После получения двух сигналов, контроллер преобразует их в координаты, передаваемые в ПК. Компьютер переводит эту информацию в координаты точки на экране монитора, соответствующие положению указателя на планшете.

По принципу работы и технологии изготовления можно выделить пять типов планшетов: акустические, электростатические, электромагнитные, основанные на магнитном резонансе и пьезоэлектрические.

По акустическому принципу работали самые первые планшеты. В них положение пера, которое было оборудовано источником звука (микроискровой разрядник), определялось путем сопоставления запаздывания звуковых сигналов, воспринимаемых микрофонами, расположенными на планшете. Минус состоял в том, что они были подвержены акустическим помехам, которые могли исходить монитора, если расстояние между ним и планшетом было не достаточно велико; это вызывало большие неудобства.

Электростатические регистрируют локальное изменение электрического потенциала сетки под пером. В электромагнитных, наоборот, сетка принимает электромагнитные волны, излучаемые пером. В любом случае на перо должно быть подано питание.

Принципиально новую технологию, основанную на электромагнитном резонансе, создала фирма Wacom. Она основана на том, что сетка не только принимает, но и излучает сигнал, причем питание пера происходит за счет данного сигнала – вследствие чего в пере не требуется батарейка и оно становится легким и удобным в использовании. Ответный сигнал является не просто отражением исходного – он заново сформирован и, обычно, несет дополнительную информацию: данные о положении кнопок на пере, силе нажатия (определяется за счет конденсатора переменной емкости, компонента с переменным сопротивлением или с переменной индуктивностью), наклон, сила сжатия рукой и так далее. Минус таких планшетов заключается в том, что при работе могут возникнуть помехи от излучающих устройств, например, мониторов.

Пьезоэлектрические планшеты реагируют на нажатия не только пером, но и любым другим предметом. Часто в комплект такого планшета входит специальный зажим для бумаги – на них можно рисовать карандашом или ручкой, что позволяет пользователю, создавая изображение на листе, параллельно кодировать его в цифровой формат. То есть, работая на таком планшете, пользователю не обязательно смотреть именно на монитор компьютера, чтобы увидеть результат – своего рода аналог дорогих планшетов, рабочая поверхность которых представлена экраном, на котором пользователь так же видит результат своей работы.

Однако во всех типах планшетов существует погрешность определения координат курсора, которая называется точностью дигитайзера. Она зависит от множества факторов, таких как: погрешность конструкции регистрирующей сетки планшета, температурные условия и устойчивость к их изменению, качество курсора, помехозащищенность и так далее. Как было сказано выше, минимальная погрешность планшета может быть 0,01%. В среднем точность электромагнитных дигитайзеров выше, чем у электростатических.

В комплекте вместе с планшетом и пером поставляются драйвера, которые позволяют работать с такими графическими редакторами, как Corel Painter Classic, Adobe PhotoShop, Aldus PhotoStyler, Fractal Design Painter, CorelDraw и др.

Подключение к ПК производится посредством COM-порта или универсальной шины USB.

1.3 Необходимые аксессуары для графического планшета

Существует два указующих устройства для графического планшета – курсор и перо (стило). «Курсоры больше популярны в среде пользователей САПР». Перья в виде ручки производятся с одной, двумя и тремя кнопками. Кроме того, есть простые перья и перья, чувствительные к нажиму. Последние особенно интересны для художников и аниматоров.

Курсоры бывают с четырьмя, восьмью, двенадцатью и шестнадцатью кнопками. Хотя встречаются и исключения из этого правила. Например, фирма Oce Graphics, желая выделиться, помимо 16 стандартных сделала еще одну, семнадцатую, самую главную, кнопку.

Курсоры отличаются друг от друга своей формой, легкостью нажатия и положением кнопок. «Самыми популярными во всем мире признаны курсоры CalComp».

При выборе курсора следует обратить внимание на удобство формы и количество кнопок. Для пользователя, работающего в среде AutoCAD для DOS удобно, когда на курсоре максимально много клавиш. А для пользователей, работающих в среде AutoCAD для Windows неудобно, когда клавиш много – их функции проще и удобнее реализовать при помощи специальных программ управления планшетом, которых входят в комплект поставки. Оптимальные курсоры для таких пользователей – четырехкнопочные.

Перья производятся с одной, двумя и тремя кнопками. Помимо обычных перьев существуют чувствительные к нажиму и наклону – очень важная и удобная функция для компьютерных художников и аниматоров. Они могут быть полезными и пользователям AutoCAD'а для трехмерной визуализации спроектированных объектов.