Файл: Графические планшеты (Основная информация о графических планшетах).pdf

В современном мире графический планшет уже давно занял место мыши в работе графических дизайнеров, предоставляя намного больше контроля и точности действий. За счет чувствительного к нажиму пера становится удобнее писать, рисовать, управлять 3D камерой в более натуральной и привычной форме. Данные метод ввода информации часто является более интуитивно-понятным чем другие виды интерфейсов. В связи с этим, графические планшеты сейчас являются востребованными устройствами в профессиональной среде.

Сказанное выше обуславливает актуальность данной работы, которая посвящена графическим планшетам.

Целью данной работы является обзор графических планшетов.

Объектом исследования является устройства ввода информации в компьютер.

Предметом исследования является графический планшет.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

Дать определение и описать основную информацию о графических планшетах.

Описать краткую историю графических планшетов

Описать основные характеристики графических планшетов

Классифицировать графические планшеты

Описать применение графических планшетов

Рассмотреть несколько современных графических планшетов, обозначить из достоинства и недостатки

Разработать задания по теме работы

Разработать вопросы по теме работы

1 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ О ГРАФИЧЕСКИХ ПЛАНШЕТАХ

1.1 Основная информация о графических планшетах

Графический планшет (также известный как дигитайзер , цифровой планшет , или цифровая арт-доска) - это компьютерное устройство ввода, которое позволяет пользователю рисовать изображения, анимацию и графику с помощью специального подобного карандашу стилуса, подобно тому, как человек рисует изображения карандашом и бумагой. Эти планшеты также могут использоваться для захвата данных или рукописных подписей. Его также можно использовать для прослеживания изображения с листа бумаги, который наклеен на пленку или иным образом закреплен на поверхности планшета. Захват данных таким образом, путем отслеживания или ввода углов, линий или фигур, называется оцифровкой . [1]

Устройство состоит из плоской поверхности, на которой пользователь может «нарисовать» или проследить изображение с помощью прикрепленного стилуса , ручного устройства для рисования. Изображение отображается на мониторе компьютера, хотя некоторые графические планшеты теперь также включают ЖК-экран для более реалистичного восприятия и удобства использования. Пример современного графического планшета приведен на рисунке 1.

Рисунок 1 ‑ Графический планшет Wacom Bamboo Capture со стилусом

Некоторые планшеты предназначены для замены компьютерной мыши как основного навигационного устройства для настольных компьютеров. Графические планшеты применяются как для создания изображений на компьютере способом, максимально приближённым к тому, как создаются изображения на бумаге, так и для обычной работы с интерфейсами, не требующими относительного ввода (хотя ввод относительных перемещений с помощью планшета и возможен, но зачастую неудобен).

Кроме того, их удобно использовать для переноса (отрисовки) уже готовых изображений в компьютер.

Некоторые программы мгновенного обмена сообщениями (например, MSN Messenger (теперь Windows Live Messenger) и Skype ) позволяют пользователю, имеющему графический планшет, интерактивно демонстрировать рисуемое абоненту на другом конце.

Некоторые такие приложения имеют функцию совместного редактирования изображений с использованием, например, протоколов Jabber. Среди них — IM‑клиент Coccinella, IM клиент Tkabber и графический редактор Inkscape. Ведётся разработка поддержки whiteboard и в клиенте Jabber Psi.

1.2 История графических планшетов

Первым электронным почерковым устройством был Телеавтограф , запатентованный Элишей Грей в 1888 году [2] (рисунок 2).

Рисунок 2 ‑ Телеавторгаф

Телеавтограф, аналоговый предшественник современного факсимильного аппарата, передает электрические импульсы, записанные потенциометрами на отправляющей станции, на сервомеханизмы, прикрепленные к пером на приемной станции, таким образом воспроизводя на принимающей станции чертеж или подпись, сделанные отправителем. Это было первое такое устройство для передачи рисунков на стационарный лист бумаги; предыдущие изобретения в Европе использовали вращающиеся барабаны для изготовления таких передач.

Первым графическим планшетом, напоминающим современные планшеты и используемым для распознавания рукописного текста компьютером, был Stylator в 1957 году. [3] Более известным устройством являлся RAND Tablet [4], также известный как Grafacon [5] ], введенный в эксплуатацию 1964 году (рисунок 3).

Рисунок 3 ‑ RAND Tablet

В RAND Tablet использовалась сетка проводов под поверхностью пэда, которая кодировала горизонтальные и вертикальные координаты в малом магнитном сигнале. Стилус получит магнитный сигнал, который затем может быть декодирован обратно в качестве информации о координатах.

Акустический планшет или искровой планшет использовали стилус, который генерировал клики с помощью свечи зажигания. Затем клики были триангулированы рядом микрофонов, чтобы найти перо в пространстве. [6] Система была довольно сложной и дорогостоящей, и датчики были восприимчивы к помехам от внешнего шума.

Дигитайзеры были популяризированы в середине 1970-х и начале 1980-х годов коммерческим успехом устройств ID (Intelligent Digitizer) и BitPad, выпускаемых компанией Summagraphics Corp. [7] . Дигитайзеры Summagraphics были проданы под названием компании, но также были помечены как для HP, Textronix, Evans и Sutherland и ряд других производителей графических систем. Модель ID была первым графическим планшетом, который использовал то, что было в то время, новой микропроцессорной технологией Intel . Эта встроенная вычислительная мощность позволила идентификационным моделям иметь в два раза больше точности предыдущих моделей, все еще используя одну и ту же базовую технологию. Ключом к этому повышению точности были два американских патента, выпущенных Стивену Домяну, Роберту Дэвису и Эдварду Снайдеру. Модель Bit Pad стала первой попыткой создания недорогого графического планшета с начальной продажной ценой 555 долларов, когда другие графические планшеты продавались в ценовом диапазоне от 2000 до 3000 долларов. Эта низкая стоимость открыла возможности для предпринимателей, которые смоли писать графическое программное обеспечение для множества новых приложений. Эти дигитайзеры использовались в качестве устройства ввода для многих высокопроизводительных систем CAD (Computer Aided Design), а также в комплекте с ПК и программным обеспечением САПР на базе ПК, таким как AutoCAD .

Summagraphics также сделала OEM- версию своего BitPad, которая была продана Apple Computer в качестве аксессуара Apple Graphic Tablet для Apple II (рисунок 4). В этих планшетах использовалась технология магнитострикции, в которой использовались провода из специального сплава, натянутые на твердую подложку, для точного нахождения наконечника стилуса или центра курсора дигитайзера на поверхности планшета. Эта технология также позволила измерять ось приближения или «Z». [8]

Рисунок 4 ‑ Apple Graphic Tablet

Первым графическим планшетом для домашнего компьютера был KoalaPad (рисунок 5) . Первоначально разработанный для Apple II , Koala в конечном итоге расширил свою применимость практически на всех домашних компьютерах с графической поддержкой, примеры которых включают 8-разрядное семейство TRS-80 Color Computer , Commodore 64 и Atari.

Рисунок 5 ‑ КoalaPad

В 1981 году музыкант Тодд Рундгрен создал первое цветное графическое планшетное программное обеспечение для персональных компьютеров, которое было лицензировано Apple как графическая планшетная система Utopia. [9]

В 1980-х годах несколько продавцов графических планшетов начали включать дополнительные функции, такие как распознавание рукописного ввода и меню на планшете. [5]

1.3 Характеристики графических планшетов

Разрешение

Разрешением планшета называется шаг считывания информации. Разрешение измеряется числом линий на дюйм. Типичные значения разрешения для современных планшетов составляет несколько тысяч lpi.

Число степеней свободы

Количество степеней свободы описывает число квазинепрерывных характеристик взаимного положения планшета и пера. Минимальное число степеней свободы — 2 (X и Y положения проекции чувствительного центра пера), дополнительные степени свободы могут включать давление, наклон пера относительно плоскости планшета, вращение (положение пера относительно своей вертикальной оси).

1.4 Типы графических планшетов

Было много попыток классифицировать технологии, которые использовались для графических планшетов:

Пассивные планшеты

Пассивные планшеты [10], в первую очередь изготовленные Wacom и Parblo , например, используют технологию электромагнитной индукции , где горизонтальные и вертикальные провода планшета работают как как передающие, так и принимающие катушки (в отличие от проводов RAND Tablet, который только передает).Планшет генерирует электромагнитный сигнал, который принимается схемой LC в стилусе. Затем провода в планшете переходят в режим приема и считывают сигнал, генерируемый стилусом. Современные устройства также обеспечивают чувствительность к давлению и одну или несколько кнопок, с электроникой для этой информации, присутствующей в стилусе. На старых планшетах изменение давления на пером или нажатие кнопки изменяло свойства схемы LC, что влияло на сигнал, генерируемый пером, который современные устройства часто кодируют в сигнал в виде цифрового потока данных. Используя электромагнитные сигналы, планшет способен воспринимать положение стилуса, даже если стилус не касается поверхности, и устройства, используемые с планшетом, никогда не нуждаются в батареях. Activslate 50 (рисунок 6), модель, используемая с белыми досками Promethean , также использует гибрид этой технологии. [11]

Рисунок 6 ‑ Activslate 50

Активные планшеты

Активные планшеты отличаются тем, что используемый стилус содержит автономную электронику, которая генерирует и передает сигнал на планшет. Эти стилусы полагаются на внутреннюю батарею, а не на планшет для их питания, что приводит к более громоздкому стилусу. Устранение необходимости включения пера означает, что такие планшеты могут постоянно прослушивать сигналы пера, так как они не должны чередоваться между режимами передачи и приема, что может привести к меньшему меньшей задержке.

Оптические планшеты

Оптические планшеты работают с очень маленькой цифровой камерой в стилусе, а затем выполняют сопоставление образцов на изображении бумаги. Самым успешным примером является технология, разработанная Anoto .

Акустические планшеты

Ранние модели были описаны как искровые планшеты - в перо был установлен небольшой звуковой генератор, а акустический сигнал принимался двумя микрофонами, расположенными около поверхности устройства. Некоторые современные конструкции могут читать позиции в трех измерениях. [10-12]

Емкостные планшеты

Эти планшеты также были разработаны для использования электростатического или емкостного сигнала. Конструкции Scriptel - один из примеров высокопроизводительного планшета, обнаруживающей электростатический сигнал.

Рисунок 7 ‑ Планшет Scriptel

В отличие от типа емкостной конструкции, используемой для сенсорных экранов, дизайн Scriptel способен обнаруживать положение пера, когда он находится рядом с планшетом или находится над ним. Многие планшеты с несколькими касаниями используют емкостное восприятие. [13]

Для всех этих технологий планшет может использовать принятый сигнал, чтобы также определять расстояние стилуса от поверхности планшета, угол наклона (по вертикали) стилуса и другую информацию в дополнение к горизонтальному и вертикальному положениям, таких как нажатие кнопок стилуса или вращение стилуса.

По сравнению с сенсорными экранами графический планшет, как правило, обеспечивает гораздо более высокую точность, возможность отслеживать объект, который не касается планшета, и может собирать гораздо больше информации о стилусе, но, как правило, дороже и может использоваться только со специальным стилусом или другими аксессуарами.

Некоторые планшеты, особенно недорогие, предназначенные для маленьких детей, снабжены шнуром для стилуса, используя технологию, похожую на старые планшеты RAND.