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

Введение

Актуальность темы исследования заключается в том, что в сфере современной компьютерной периферийного оборудования происходит стремительное развитие разнообразных устройств, дополнений к ним, которые способствуют появлению нового более функционального устройства, в дополнении к современному компьютеру. К наиболее интересным устройствам ввода информации, считается графический планшет. На сегодняшний день, он уже является не новым инструментом для иллюстраторов, мультипликаторов или художников. Графический планшет, объединил в себе функциональные возможности джойстика, компьютерной мыши, и значительно облегчил работу пользователя с изображениями, став более естественным и адаптированным под человека инструментом.

Наряду со сканером, цифровой камерой и фотопринтером, планшет стал непременным атрибутом художника-дизайнера. Графические планшеты помогают творить на компьютере в привычном стиле, карандашом, кистью, или переносить свои старания в реальном времени в оцифрованный вид с помощью сканера или цифровой камеры. В итоге работа проходит намного быстрее и качественнее так же благодаря использованию фотопринтера.

С помощью профессиональных моделей создаются настоящие шедевры живописи и графики, совмещающие различные стили и приёмы, — благодаря симбиозу уникального набора инструментов и специализированных графических пакетов.

Таким образом, можно сделать вывод, что графические планшеты (частично) являются прекрасной альтернативой манипуляторам, которые используются для ручного ввода любой графической информации, например, фотографий, чертежей и рисунков.

Следовательно, объектом курсовой работы будет периферийные устройства ввода информации в персональный компьютер.

Предмет исследования – графический планшет.

Обозначим цель курсовой работы является изучение основных возможностей графических планшетов.

Задачи курсовой работы:

1. Рассмотреть основные понятия и историю развития графических планшетов.
2. Изучить технические характеристики и функциональные особенности.
3. Выполнить обзор и сравнение графических планшетов.

Для выполнения курсовой работы по теме «Графические планшеты», проведем изучение научных работ, статей, учебных пособий и электронных источников. В результате анализа, можно сделать вывод, что данная тема в настоящее время мало изучена и практически не раскрыта в полном объеме, а также выявлен значительный дефицит современной учебной литературы в данном направлении.

Среди изученных источников литературы, можно выделить ряд авторов, в чьих работах описаны графические планшеты, принцип работы и классификация данных устройств ввода информации в компьютер.

Например, в работе авторов Партыка Т.Л., Попов И.И. подробно описаны принцип действия, классификация, характеристики современных периферийных устройств, в том числе и графических планшетах.

В учебном пособии, авторы Гребенюк Е.И., Гребенюк Н.А. приводят информацию о современных средствах и технологиях ввода, хранения и обработки графической информации.

Максимов Н.В., Партыка Т.Л. рассмотрели основные характеристики, функции технических средств обработки и интерактивных устройств.

1 Основные понятия и история развития графических планшетов

1.1 История появления и развития графических планшетов

Свою историю планшеты ведут от дигитайзеров, которые по сегодняшний день получили широкое применение при разработке или оцифровке разнообразной конструкторской документации.

Первым создателем графического планшета в 1888 году, считается американский изобретатель Элишей Греем, который назвал свое изобретение «Телеавтограф» (рисунок 1).^[1]

Рисунок 1 – Телеавтограф

Принцип действия изобретения состоит в следующем, в пункте отправления дизайнер создает изображение на специальном электростоле, точки соприкосновения пера и стола преобразуются в электрические импульсы и передаются на станцию приёма, далее сервомеханизмы с укреплённым пером начинают воспроизводить рисунок. ^[2]

Первый патент на систему, распознающую рукописные символы, был получен в 1915 году^[3].

Первые реальные технологии на основании которых был разработан сенсорный экран, позволяющий писать от руки, появился в 1942 году.

Через десять лет, в 1952 году представлена система Styalator состоящая из специального пера для ввода в компьютер информации и сопутствующего программного обеспечения, которое обеспечивало распознавание рукописного текста в режиме реального времени. Само по себе это устройство не являлось компьютером, а лишь служило для ввода в него данных. ^[4]

Первая система, которая использовала в работе планшет и технологию распознавание рукописных символов вместо полноразмерной клавиатуры, была продемонстрирована в 1956 году^[5].

Первый планшет, внешне и по техническим характеристикам похожий на современный, является дигитайзер компьютера Staylor, разработан в 1957 году, в который встроен координатор распознания движения стилуса относительно нулевой точки и передавал его в компьютер.^{[6], [7]}

В 1961 году была разработана аналогичная система, получившая название RAND Tablet. ^[8]

В 1964 году компанией RAND (рисунок 2) разработан усовершенствованный гаджет, который получил широкое распространение среди населения благодаря доступной цене и несложному устройству.^[9]

Рисунок 2 – Планшет RAND

Цифровые значения координат пера поступали в видеосистему компьютера, которая отображала их на экране дисплея в виде точки. Высокоскоростной мультиплексор позволял подмешивать этот сигнал к видеоинформации, генерируемой программным обеспечением компьютера, размещая, таким образом, рисуемые точки на заданном фоне. Управляя задержкой отрисовки текущих и поступления новых координат, разработчикам удалось реализовать «электронные чернила» — последовательности точек, сливавшихся в одну линию. Благодаря этому решению с помощью планшета можно было работать с растровой графикой. ^[10]

Планшет RAND широко применялся в разработках корпорации, связанных с непосредственным манипулированием графическими данными на экране дисплея. ^[11]

В 1966 году в известном сериале «Star Trek» появляется планшетный компьютер PADD.

В течение 70-х годов прошлого века компьютерная техника показывает стремительное развитие. К началу 80-х достаточно большое количество население (в основном, в США) уже имеют компьютеры в домашнем использовании, кроме этого они стали привычными инструментами в компаниях.^[12]

Первые графические планшеты для массового употребления начали производить в Японии. Они позволяли упростить ввод иероглифов, которые с их помощью можно было просто рисовать пером.

Клавиатура для ввода текстов иероглифическим письмом довольно неудобна, так как иероглифы слишком многочисленны: даже базовые элементы письма нельзя разместить на привычном для нас количестве клавиш^[13].

В начале 1980-х годов разработка технологии Multi-touch началась по всему миру практически одновременно. Мультитач — технология, которая способна одновременно обнаруживать и определять координаты минимум 3 точек касания. Например, сближая пальцы рук, можно уменьшить картинку на дисплее, а раздвигая — увеличить. Кроме того, мультитач-экраны позволяют работать с устройством одновременно нескольким пользователям. Он часто используется для описания других, более ограниченных реализации, таких как одиночный (англ. Single), двойной (англ. Dual) или квази-мультитач^[14].

В 1981 году американский музыкант мультиинструменталист Тодд Радгрен придумал и запатентовал технологию, позволяющую сделать планшет цветным. Патент он продал компании Apple и технология приобрела название Utopia Graphics Tablet System.^[15]

В 1986 году компания Wacom выпустила свой первый планшет WT-460M. Через некоторое время инженеры компании обеспечили стилус питание от экрана.

1.2 Понятие «графический планшет»

К графической информации относятся: принципиальные электрические схемы, архитектурные чертежи, графики и т.д. Для ввода графической информации в персональный компьютер необходимо выполнить поиск элементов изображения с помощью различного рода датчиков, а затем осуществить преобразование полученных координат в двоичные сигналы. ^[16]

Рассмотрим более подробно понятие «Графический планшет».

Графический планшет (или Digitizer) - это кодирующее устройство, позволяющее вводить в компьютер двумерное, в том числе и многоцветное, изображение в виде растрового образа. ^[17]

Графический планшет (или дигитайзер, диджитайзер, от англ. digitizer) – это устройство для ввода рисунков от руки непосредственно в компьютер. ^[18]

Графический планшет – это устройство, с помощью которого можно производить ввод данных от руки, как в память данного устройства, так и непосредственно в компьютер или ноутбук. С помощью графического планшета вы сможете ввести свою личную роспись в компьютер в электронном виде, а также вводить рисунки, сделанные от руки и т.п.^[19]

Следовательно, можно обобщить понятие графического планшета - это устройство, которое предназначено для ввода графической информации.

Основной задачей планшетов является облегчение ввода графики и упрощение процесса обработки. Данное устройство работает как с растровыми изображениями, так и облегчают работу с чертежами в векторной графике.

Дигитайзеры используются в системах автоматизированного проектирования (САПР) и легкостью способны заменить компьютерную мышь или работать параллельно с ней, так как для рисования или создания чертежей удобнее использовать планшет, а для ввода текстовой информации – мышь и клавиатуру. ^[20]

1.3 Принцип действия графического планшета

Современный графический планшет, он же дигитайзер, другими словами основание, представляет собой полимерную пластину, внутри которой располагается сетка из печатных проводников, чутко реагирующих на некоторое воздействие (физическое или электромагнитное). Планшет подсоединяется к последовательному порту компьютера, чувствительного к нажатию или близости пера, и устройства указания (перо, указатель), соединенного с планшетом проводным или беспроводным методом. ^[21]Также может прилагаться специальная мышь (рисунок 3). При нажатии на кнопку курсора или пера, положение фиксируется относительно поверхности планшета и координаты передаются в компьютер.^[22]

Рисунок 3 – Графический планшет

В планшетах основной рабочей областью является сеть из проводов (или печатных проводников), подобная той, что была в «Графаконах». Эта сетка имеет достаточно большой шаг (3–6 мм), но механизм регистрации положения пера позволяет получить шаг считывания информации намного меньше шага сетки (до 100 линий на мм). ^[23]

Активная (рабочая) область соответствует экрану компьютера. Создаваемое изображение будет сразу же появляться на дисплее монитора — на самом планшете никаких видимых изменений происходить не должно. Перо может выполнять функции обычной мыши и использоваться для управления курсором. Клик мыши имитируется нажатием кнопок на боковой стороне пера или легким ударом (надавливанием) его кончиком по рабочей области планшета.^[24]

Планшет работает по принципу прямоугольной системы координат для позиционирования пера, определяющего абсолютное положение курсора на экране. Следовательно, принцип действия дигитайзера основан на фиксации местоположения курсора с помощью встроенной в планшет сетки, состоящей из проволочных или печатных проводников с довольно большим расстоянием между ними (от 3 до 6 мм). Однако механизм регистрации положения пера позволяет получить точность шага считывания до 200 линий на миллиметр. Шаг считывания информации называется разрешением дигитайзера. ^[25]