Принцип действия дигитайзера (электронных планшетов)

Принцип действия дигитайзера (электронных планшетов)

Дигитайзер или планшет, как его тоже называют, состоит из двух основных элементов: основания (планшета)  и курсора (электронного пера), двигающегося по его поверхности. Это устройство, изначально предназначенное для оцифровки изображений. При нажатии на кнопку курсора его местоположение на поверхности планшета фиксируется, а его координаты передаются в компьютер. Сейчас дигитайзер также часто ассоциируют с управлением командами в Автокаде и аналогичных системах при помощи накладных меню. Команды в меню расположены на разных местах на поверхности дигитайзера. При выборе курсором одной из команд специальный программный драйвер интерпретирует координаты указанного места, посылая соответствующую команду на выполнение. Не последнее место занимает применение планшетов для создания на компьютере рисунков и набросков. Художник создает изображение на экране, но его рука водит пером по планшету. Наконец, дигитайзер можно использовать просто как аналог манипулятора "мышь". Особый случай - это чувствительные к нажиму дигитайзеры.

Указующие устройства

В качестве указующего устройства существует курсор и перо (или стило). Курсоры больше популярны в среде пользователей САПР.  Перья 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

Курсоры бывают четырех-, восьми-, двенадцати- и шестнадцатикнопочные. Желая выделиться, некоторые фирмы стараются быть исключением из правила. Так, Oce Graphics добавляет на большом курсоре семнадцатую "самую главную кнопку". Для многих пользователей Автокада "чем больше, тем лучше", потому что дополнительным кнопкам можно назначить одношаговые функции в автокадовском MNU-файле. Форма курсора, легкость нажатия и расположение кнопок на нем есть предмет отличия и доблести производителей. Во всем мире одними из лучших признаны четырехкнопочные курсоры фирмы CalComp. Их чаще прочих фотографируют и помещают в журналах. На них вторая и третья кнопки расположены рядом, а первая и четвертая L-образной формы обрамляют средние по краям. Традиционным же считается ромбовидное расположение кнопок, которому продолжают следовать другие известные производители. Однако для двенадцати- и шестнадцатикнопочных курсоров канон один - "табличное" расположение кнопок, как на телефонном аппарате. В курсоре немаловажно качество изготовления визира.

При выборе курсора надо принимать во внимание, кроме удобства его использования, еще и количество клавиш на нем. Кто работал в AutoCAD'е для DOS знают, что чем больше на нем клавиш, тем лучше. Для AutoCAD for Windows это не совсем так. Дело в том, что использование дополнительных, числом более трех, клавиш при работе в "mole"- режиме является непростой задачей. Чтобы избежать проблем, лучше использовать специальные программы управления дигитайзером, которые часто входят в поставку с ним в комплекте, но проще отказаться от курсора с большим количеством кнопок в пользу четырехкнопочного, и использовать только три его кнопки.

Перья

Перья производятся с одной, двумя и тремя кнопками. Кроме того, есть простые перья и перья, чувствительные к нажиму. Последние особенно интересны для художников и аниматоров. Перо может иметь до 256 градаций нажима. Степени нажима сопоставляется или толщина линии, или цвет в палитре, или оттенок цвета. В результате можно эмулировать на компьютере процесс рисования масляными красками, темперой или акварелью на специально подобранной "фактуре". Для реализации этих возможностей необходимо иметь специальное программное обеспечение. Среди подобных программ для ПК можно указать следующие: Adobe PhotoShop, Aldus PhotoStyler, Fauve Matisse, Fractal Design Painter, Autodesk Animator Pro, CorelDraw последних версий. Чувствительные к нажиму перья могут пригодиться и пользователям Автокада для последующей трехмерной визуализации спроектированных объектов. Данный вид указывающих устройств можно применять только с ЭМ дигитайзерами. Удобство пера в использовании - характеристика сугубо субъективная, как и при выборе персональной авторучки. Некоторым нравятся легкие перья фирмы Wacom, в то время как многие предпочитают более весомые, хорошо сбалансированные перья корпорации Kurta.

И курсоры, и перья бывают как с проводом, так и без него. Беспроводной указатель удобнее, но он должен иметь батарейку, что, соответственно, потребует дополнительного обслуживания. Исключение составляют пассивные неизлучающие перья Wacom, которые, впрочем, имеют вдвое меньше градаций по нажиму. Недавно на рынке дигитайзеров появились предложения модифицируемых курсоров, которые могут работать и с проводом, и с батарейкой. Время покажет, насколько удачным является данное изобретение.

Электрическое питание для дигитайзера подается при помощи встроенного или выносного трансформатора, а для отдельных моделей - по последовательному порту.

Конструктивно планшеты бывают жесткие и гибкие. Гибкие дигитайзеры появились на нашем рынке весной 1994г. Они имеют более низкую цену, низкий вес (7 кг в упаковке), компактность при транспортировке, что выгодно отличает их от традиционных жестких.

Принцип действия дигитайзера основан на фиксации местоположения курсора с помощью встроенной в планшет сетки. Сетка состоит из проволочных или печатных проводников с довольно большим расстоянием между соседними проводниками (от 3 до 6мм). Механизм регистрации позволяет получить шаг считывания информации намного меньше шага сетки (до 100 линий на мм). Шаг считывания информации называется разрешением дигитайзера. По технологии изготовления дигитайзеры делятся на два типа: электростатические (ЭС) и электромагнитные (ЭМ). В первом типе регистрируется локальное изменение электрического потенциала сетки под курсором.

Во втором типе курсор излучает электромагнитные волны, а сетка служит приемником. Фирма Wacom создала технологию на основе электромагнитного резонанса, когда сетка излучает, а курсор отражает сигнал. Но в обоих случаях приемником является сетка. Следует отметить, что в работе ЭМ планшетов возможны помехи со стороны излучающих устройств, в частности мониторов. Независимо от принципа регистрации существует погрешность в определении координат курсора, именуемая точностью дигитайзера. Эта величина зависит от типа дигитайзера и от конструкции его составляющих. На нее влияет неидеальность регистрирующей сетки планшета, способность воспроизводить координаты неподвижного курсора (повторяемость), устойчивость к разным температурным условиям (стабильность), качество курсора, помехозащищенность и проч. Точность существующих планшетов колеблется в пределах от 0.005 дюйма до 0.03 дюйма. В среднем точность электромагнитных дигитайзеров выше по сравнению с электростатическими.

Шаг считывания регистрирующей сетки является физическим пределом разрешения дигитайзера. Мы говорим о пределе разрешения, потому что следует различать разрешение как характеристику прибора и программно-задаваемое разрешение, что есть переменная величина в настройке дигитайзера.

В спецификации на изделие всегда указываются обе характеристики - и предел разрешения, и точность.

На результат работы также влияет точность действий оператора. В среднем хороший оператор вносит погрешность не более 0.004 дюйма. Требования к природным качествам такого человека очень высокие.

Чувствительные к нажиму дигитайзеры

Чувствительные к нажиму дигитайзеры используют художники, когда хотят получить изображение, которое выглядело бы точно также, как если бы его нарисовали маслом, темперой или акварелью на холсте или бумаге, а не в электронной форме с помощью программных средств. Можно даже использовать специальные эффекты, например, "мокрую кисть", чтобы смазать, сделать расплывчатым изображение или отдельные цвета. Чувствительные к нажатию дигитайзеры сочетают в себе точность ввода координат при работе в AutoCAD'е с возможностью передачи данных о надавливании на "кисть", когда вы ретушируете картинку. Кисть художника заменяется на похожий на шариковую ручку курсор или, как его чаще называют, стило с наконечником, чувствительным к усилию, с которым его прижимают к поверхности дигитайзера.

Критерии выбора дигитайзер

Область применения влияет на форма дигитайзеров. Размер рабочего поля планшета бывает от 6 на 8 дюймов до 44 на 62 дюйма.

Изготовители гибких дигитайзеров по новой технологии утверждают, что могут "вырезать" дигитайзер любого формата. Часто пользователи называют формат по аналогии с бумажными листами, но размер 305x305 мм трудно соотнести с каким-то условным форматом.

От рода решаемых задач зависит и требуемая точность устройства.

Рекомендуем ознакомиться с параметрами дигитайзеров и с результатами сравнения некоторых из них.

Сравнение дигитайзеров

Таблица сравнения гибких дигитайзеров