Файл: Графические планшеты (TABLET PC: РЕВОЛЮЦИЯ ИЛИ ЭВОЛЮЦИЯ?).pdf

Предлагаются и иные конструкции градиентных планшетов, не требующие гальванического контакта зонда с поверхностью. Например, планшет в котором резистивный слой из окиси олова находится между двух стеклянных пластин. Высокочастотное питание подводится через контактные шины по краям планшета. Используются различные частоты для X и Y напряжений питания. Зонд планшета воспринимает фазы сигналов, различные для различных точек на планшете. Так как используется высокочастотный сигнал, то возможно значительное удаление зонда от поверхности - более 10 мм. Измерение амплитуды сигнала позволяет получить информацию о высоте подъема зонда.

6.3.3 Емкостные планшеты

В таких планшетах под не проводящей рабочей поверхностью генерируется электромагнитное поле с помощью взаимно перпендикулярных групп проводников (рис. 4). Проводники в каждой группе должны быть точно параллельны и находиться на одинаковых расстояниях друг от друга. Эти проводники служат передающими антеннами. На передающие антенны поочередно подается высокочастотное напряжение. Сигнал принимается емкостным датчиком зонда. Пусть датчик находится между двумя проводниками, тогда вначале будет получен сигнал от одной антенны, затем от другой. По соотношению амплитуд сигналов можно узнать точное расположение между антеннами.

Недостатком этого планшета является то, что зонд должен находиться либо непосредственно на рабочей поверхности, либо на малых расстояниях от нее (на толщину нескольких листов бумаги).

Примером такого устройства может служить планшет, разработанный в ИЯФ'е и выпускавшийся рядом организаций. Рабочее поле планшета 380×380 мм, проводники расположены на двухсторонней печатной плате с довольно большим шагом - 5мм. Частота высокочастотного генератора - 625 КГц. Время коммутации 200 мкс. Датчиком служит незамкнутая круглая проволочная петля. Встроенный в планшет микропроцессор за 7 мс рассчитывает и выдает координату с довольно высокой точностью - 0.1 мм.

6.3.4 Магнитоэлектрические планшеты

В таких планшетах катушка в зонде и проводники под рабочей поверхностью планшета могут рассматриваться как первичная и вторичная обмотки трансформатора. Если приемная катушка находится на зонде, то конструктивно этот планшет подобен емкостному планшету. Существенно большее разрешение достигается при использовании обмотки зонда как передатчика, но в этом случае катушка зонда должна иметь много витков, чтобы сгенерировать достаточно мощное поле. Большинство далее упоминаемых кодировщиков, используемых для ввода чертежей, работает на этом принципе.

6.3.5 Магнитострикционные планшеты

Магнитострикционные планшеты используют магнитострикционные проволоки как носители сигнала, которые под воздействием внешнего магнитного поля незначительно изменяют свою форму (рис. 5). Магнитное поле, вызываемое передающими катушками на краю планшета и перпендикулярное магнитострикционным проволокам, генерирует изменение их длин. Это изменение длины распространяется вдоль проволоки как волна механического напряжения со скоростью около 5000 м/с. Волна, попадая в приемную катушку, расположенную в зонде планшета, из-за изменения потока формирует в катушке импульс напряжения. Время прихода волны пропорционально расстоянию от передающей катушки на краю планшета до зонда. Так как расстояние всегда измеряется вдоль проволоки, то не требуется, чтобы проволоки были абсолютно параллельны. Не требуется располагать проволоки так часто, как это следовало бы из разрешения прибора. Более того достаточно их расположить на расстоянии в 2-3 мм все равно при этом на планшете гарантируется достаточное изменение потока. Этот принцип имеет относительно высокую точность (0.01 мм), широко используется в робототехнике и в большинстве планшетов.

Bit Pad One фирмы Summagraphics работает на магнитострикционном принципе. Размер его рабочей области 300×300 мм. На подложке под рабочей поверхностью планшета с шагом» 3 мм расположены по 96 проволок для каждой из осей. Разрешение по координате составляет 0.1 мм.

Стандартом на рынке для PC является планшет Bit Pad Two, имеющий разрешение в 0.05 мм и точность в 0.5 мм.

6.4 Современные планшеты

В современных планшетах основной рабочей частью также 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).

В электростатических и электромагнитных планшетах на перо должно быть подано питание.

Фирма Wacom создала технологию на основе электромагнитного резонанса, когда сетка и излучает, и принимает сигнал, а перо лишь отражает его. Поэтому в таком устройстве запитывать перо не нужно. Но при работе электромагнитных планшетов возможны помехи от излучающих устройств, в частности мониторов. На таком же принципе действия основаны некоторые тачпеды.

Также есть планшеты, в которых нажим пера улавливается за счёт пьезоэлектрического эффекта. При нажатии пера в пределах рабочей поверхности планшета, под которой проложена сетка из тончайших проводников, на пластине пьезоэлектрика возникает разность потенциалов, что позволяет определять координаты нужной точки. Такие планшеты вообще не требуют специального пера и позволяют чертить на рабочей поверхности планшета как на обычной чертёжной доске.

Кроме координат пера в современных графических планшетах также могут определяться давление пера на рабочую поверхность, наклон, направление и сила сжатия пера рукой.

Также в комплекте графических планшетов совместно с пером может поставляться мышь, которая, однако, работает не как обычная компьютерная мышь, а как особый вид пера. Такая мышь может работать только на планшете. Поскольку разрешение планшета гораздо выше, чем разрешение обычной компьютерной мыши, то использование связки мышь+планшет позволяет достичь значительно более высокой точности при вводе.

6.5 Характеристики планшетов

6.5.1 Рабочая площадь

Рабочая площадь обычно приравнивается к одному из стандартных бумажных форматов стандарта ISO (А7-А3). А4 — лист размером 210 х 297 мм. А5 — это половина А4. А3 получится, если соединить два листа А4 длинными сторонами.

6.5.2 Разрешение

Разрешением планшета называется шаг считывания информации. Разрешение измеряется числом точек на дюйм (dpi - dots per inch). Типичные значения разрешения для современных планшетов составляет несколько тысяч dpi.

6.5.3 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.

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, он зачастую неудобен).

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

Некоторые программы мгновенного обмена сообщениями (например, MSM 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 — whiteboard - 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.

Некоторые пользователи предпочитают небольшие графические планшеты компьютерной мыши за меньшую нагрузку на руку, как, например, и трекболы.

Перья в виде ручки производятся с одной, двумя и тремя кнопками. Кроме того, есть простые перья и перья, чувствительные к нажиму и наклону. Последние могут воспринимать до 1024 градаций усилия нажима. Степени нажима ставят в соответствие или толщину линии, или цвет в палитре, или его оттенок. В результате можно имитировать на компьютере процесс рисования масляными красками, темперой или акварелью на специально подобранной "фактуре". Угол наклона пера может быть до 60 градусов (по отношению к вертикали), а чувствительность к наклону составляет ±2 градуса (в пределах 0…40 градусов). Максимальная скорость считывания – 200 точек в секунду.

Для исправления ошибок при рисовании перо имеет встроенный чувствительный к нажиму "ластик", для работы с которым достаточно перевернуть его другим концом и использовать специальную кнопку.

Если применять в работе несколько курсоров, то планшет позволяет распознавать уникальный номер каждого устройства ввода. Эта возможность прекрасно реализуется, если одним планшетом пользуются несколько человек. Каждый имеет своё персональное перо, настроенное необходимым ему образом. Достаточно только поднести своё перо к планшету и будут активизированы его персональные установки.

Можно не только персонализировать каждый инструмент планшета, но также можно создавать наборы установок (установки для планшета, устройств ввода, программируемые меню и т.д.) для каждой программы индивидуально. В этом случае, драйвер планшета автоматически выбирает нужные настройки при переходе от одной программы к другой.

Несколько перьев можно настроить различные режимы работы (тонкая кисть, карандаш или, например, кисти разных цветов и толщины), что позволит максимально эффективно заниматься процессом рисования, не перенастраивая инструменты. Модели планшетов серии Intuos (фирмы Wacom) размером 9x12 дюймов (А4) и больше поддерживают технологию QuickPoint. Она позволяет разбить рабочую область вашего планшета на две, одну (меньшего размера), для быстрого перемещения по изображению, другую, для более детальной работы с ним.

Планшеты поставляются с драйверами для подключения к компьютеру и с различными графическими программами – Corel Painter Classic, Adobe PhotoShop, Aldus PhotoStyler, Fractal Design Painter, CorelDraw и др.

Подключение к компьютеру осуществляется через COM-порт или, чаще всего, через универсальную шину USB.

Мировой лидер по производству графических планшетов японская компания Wacom выпускает устройство PL 500, которое по функциональным возможностям представляет собой «гибрид» прозрачного графического планшета и ЖК-дисплея, где цветная активная матрица устройства одновременно является его рабочей поверхностью, чувствительной к силе нажатия (256 уровней) и наклону специального пера UltraPen, входящего в комплект поставки.

Длина диагонали ЖК-дисплея составляет 15,1 дюйма, максимальное поддерживаемое разрешение – 1024х768 точек, количество отображаемых цветов – 16 777 216. Предусмотрена возможность регулировки яркости, контрастности и других параметров вывода изображения.

Устройство оборудовано USB-интерфейсом, обеспечивающим достаточно высокую скорость передачи данных.

Приняв сигнал, планшет вычисляет (по его амплитуде и фазе) местоположение курсора и считывает дополнительные данные (нажатие кнопок, сила нажатия и т.д.). Чувствительность к изменениям поля, которые происходят от внесенного в него указателя, определяет разрешающую способность планшета, которая может составлять 2540 dpi и более.

6.5.4 Системные требования

Планшет не использует много ресурсов системы, поэтому будет хорошо работать и на довольно слабых компьютерах. Драйвера для планшетов пишутся в основном для ОС Windows и Mac OS, пользователям Linux подобных систем придется покопаться, чтобы настроить планшет, следовательно, рациональнее использовать планшет в среде Windows и Mac OS.

6.5.5 Как выбрать себе планшет

При выборе планшета стоит смотреть, естественно, на его характеристики, так же, как и при покупке компьютера. Профессиональные дизайнеры и художники часто пользуются планшетами формата А4. Однако это не значит, что меньшие устройства сильно ограничат возможность реализации творческого потенциала. К примеру, картина «Always in my heart» (рис. 6) нарисована на планшете размером А6. Стоимость приблизительно пропорциональна площади планшета.

Планшет – устройство компактное. В зависимости оттого, что вы собираетесь делать, используя планшет, можно выбрать наиболее удобный по размеру экземпляр:

• 3" x 4",
• 4" x 5.5",
• 5" x 6",
• 6" x 8",
• 9" x 12".

В данном случае указаны размеры рабочей поверхности, физические же размеры соответственно больше и варьируются в пределах от 17,4 х 18,5 х 2,3 см до 30,4 x 27,5 x 1,33 см (г x ш x в).