Добавлен: 22.04.2023
Просмотров: 246
Скачиваний: 2
Введение
Общеизвестно, что основой современного общества является полная, достоверная и своевременно полученная информация. Не зря, еще в XIX веке династия Ротшильдов увековечила за собой фразу, которую мы слышим и по сей день: «Кто владеет информацией, тот владеет миром».
Под информацией понимаются любые сведения, которые дают представление о той или иной стороне материального мира, а также процессах, происходящих в нем.
Согласно данным ЮНЕСКО на сегодняшний день более 50% работающего населения стран занято в процессе производства и распространения тем или иным образом различной информации.
На сегодняшний день наиболее часто при работе с информацией используют персональный компьютер. Для ввода информации в компьютер используют различные устройства ввода – периферийные устройства.
Особое распространение в последнее время получили различные устройства полуавтоматического ввода графической информации. Среди них наиболее распространены графические планшеты.
Первые модели графических планшетов были ориентированы на профессиональное применение в компьютерной графике и системах автоматизированного проектирования. Однако с конца 90-х годов ситуация начала заметно меняться: появились модели, рассчитанные на непрофессиональный рынок и предназначенные главным образом для пользователей домашних ПК. Сегодня приобрести недорогой графический планшет может практически любой обладатель домашнего компьютера. В связи с тем, что данные устройства набирают достаточно большую популярность, рассмотрение данной темы считается актуальным.
Несмотря на то, что прообраз графического планшета появился в 1888 году, в литературе данный вопрос изучен не полностью. Во время анализа литературных источников не было найдено книги, в которой бы полностью рассматривался данный вопрос, в связи с чем было решено рассмотреть данную тему и в полном объеме рассмотреть данный вопрос.
Предметом исследования является графический планшет.
Целью данной работы ставится рассмотреть назначение и особенности современных графических планшетов.
Для достижения поставленной цели работы необходимо решить следующие задачи:
– рассмотреть историю появления графического планшета;
– рассмотреть принцип действия графического планшета;
– выделить основные характеристики графических планшетов;
– рассмотреть отличительные особенности графических планшетов;
– проанализировать наиболее популярные на рынке графические планшеты;
– выделить преимущества и недостатки выбранных моделей графических планшетов.
Работа состоит из введения, двух глав, заключения и списка литературы.
Основное внимание в данной работе уделялось следующим литературным источникам:
1. Авдеев В. А. Периферийные устройства: интерфейсы, схемотехника, программирование. – М.: ДМК Пресс, 2012. – 848 с.: ил.
2. Бройдо В. Л., Ильина О. П. Вычислительны системы, сети и телекоммуникации: учебник для вузов. 4-е изд. – Спб.: Питер, 2011. – 560 с.: ил.
3. Грошев А. С. Информатика: Учебник для вузов / А. С. Грошев. – Архангельск, Арханг. гос. техн. ун-т, 2010. – 470 с.
4. Симонович С. В. Информатика. Базовый курс: Учебник для вузов. 3-е изд. Стандарт третьего поколения. – СПб.: Питер, 2011. – 640 с.: ил.
5. Шнейдеров В. С. Рисунок на компьютере: самоучитель. – Спб.: Питер, 2004. – 282 с.: ил.
6. Шпаков П. С. Основы компьютерной графики: учеб. пособие / П. С, Шпаков, Ю. Л. Юнаков, М. В. Шпакова. – Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2014. – 398 с.
Приведенная литература является надежными источниками информации в связи с тем, что она утверждена для использования в ВУЗах.
В данной работе указанная литература послужила основным источником материала, так как содержит наиболее полное описание информации по теме исследования, материал авторами подается конкретно по теме.
1. Понятие графического планшета
1.1 История появления графического планшета
Прообраз современного графического планшета появился задолго до компьютерной эры – его в 1888 году запатентовал знаменитый американский изобретатель и промышленник Элайша Грей. Сегодня Грей больше всего известен тем, что создал первый телефон раньше Александра Белла, но не успел его вовремя запатентовать [4]. Планшет Грея носил название «телеавтограф» (teleautograph) и предвосхищал целый ряд технологий, в том числе факс и электронную почту (рисунок 1). Художник в пункте отправления создавал изображение на специальном электростоле; точки соприкосновения пера и стола преобразовывались в электрические импульсы и передавались на станцию приёма[1]. Там сервомеханизмы с укреплённым пером воспроизводили рисунок. В первую очередь система предназначалась для подписи важных документов на расстоянии, посредством телеграфа. Телеавтографы использовались в США для оформления документов вплоть до 1960-х годов.
Первый графический планшет в современном понимании термина был разработан инженером Томом Даймондом в 1957 году и носил название Stylator. В основе его работы лежала обычная прямоугольная система координат; устройство распознавало каждое новое положение стилуса относительно нулевой точки и заносило результаты в память компьютера[2]. Практического применения Slylator не имел [10].
Сегодня сочетание «графический планшет» – устоявшееся выражение, которое характеризует конкретный класс устройств. Но ещё десять лет назад подобные гаджеты назывались в различных источниках по-разному. Распространённым обозначением было слово «дигитайзер», или «диджитайзер» (калька с английского digitizer, от digitize — «оцифровывать»).
Рисунок 1. Телеавтограф
Самым известным из ранних графических планшетов, положившим начало популярности этих гаджетов, стал так называемый RAND Tablet (или Grafacon, graphic converter). Устройство было представлено компанией RAND в 1964 году и было достаточно дешёвым и удобным для того, чтобы его могли закупать университеты, лаборатории, институты и другие обладатели компьютерной техники[3]. Под экраном этого «предпланшета» располагалась плотная сеть проводов (проволочек), между ними и стилусом возникало магнитное взаимодействие, и полученные сигналы поступали в память компьютера [12]. Это был так называемый электромагнитный планшет. RAND Tablet оказался очень успешной моделью и активно продавался вплоть до конца шестидесятых (рисунок 2).
Рисунок 2. Электромагнитный планшет
Примерно в то же время появилась другая технология, позволяющая фиксировать перемещения стилуса, – так называемые акустические, или искровые планшеты [17]. Под экраном такого устройства располагается сеть микрофонов, а стилус издаёт неслышный человеческому уху постоянный звук[4]. Возбуждение определённых микрофонов и «рисует» картинку на экране. Первый акустический планшет был запатентован в 1971 году инженерами компании Science Accessories Corporation.
В 1970-80-е годы устройства для переноса рисунка непосредственно в память компьютера стали по-настоящему популярны, особенно в комплексе с CAD-программами для архитекторов, инженеров и чертёжников[5]. Наиболее известной маркой был BitPad, разработанный компанией Summagraphics в 1975 году (рисунок 3). Размеры таких планшетов порой были очень велики; по сути, BitPad и ему подобные планшеты были устройствами, обратными графопостроителям. Последние распечатывали начерченное «в цифре», а первые позволяли оцифровать начерченное «в реале».
Рисунок 3. BitPad
В 1981 году американский музыкант мульти инструменталист Тодд Радгрен придумал и запатентовал технологию, позволяющую сделать планшет цветным [18]. Патент он продал компании Apple – под «яблочной» маркой технология получила название Utopia Graphics Tablet System.
На рубеже 1970-80-х годов Apple активно подключилась к «планшетной гонке», правда, косвенным путём. «Яблочники» просто выкупили у Summagraphics последнюю версию BitPad, доработали её и выпустили на рынок под собственной маркой Apple Graphics Tablet (рисунок 4). Эти планшеты использовали технологию магнитострикции.
Тонкие провода, расположенные под экраном, меняли свои физические параметры под воздействием намагниченного стилуса [23]. В принципе, к этому времени инженеры уже поняли, что технологий, которые можно использовать для считывания движений стилуса, десятки, если не сотни[6]. Вопрос был лишь в том, чтобы найти и запатентовать новую, упущенную конкурентами.
Рисунок 4. Apple Graphics Tablet
В 1984 году появился первый графический планшет, свободно продававшийся пользователям-любителям и не предназначенный для сугубо рабочих целей[7]. Устройство KoalaPad работало в сцепке с восьмибитными персональными компьютерами [19]. Планшет комплектовался специальной программой Graphics Exhibitor, которая позволяла делать на экране слайд-шоу из сохранённых рисунков. За следующие несколько лет целый ряд компаний, в том числе небезызвестная Atari, выпустили свои версии устройства. Интересно, что для передвижения по пунктам меню KoalaPad не нужен был стилус – можно было пользоваться пальцами (рисунок 5). Таким образом, планшет стал предтечей современных тачскринов.
Рисунок 5. KoalaPad
С конца 1980-х годов лидирующие позиции в производстве графических планшетов постепенно заняла японская компания Wacom. Её первая модель WT-460M была выпущена в 1986 году[8]. Ранее все планшеты – электромагнитные или электростатические (где под действием пера меняется электрический потенциал подэкранной сетки) – обязательно требовали подачи питания как на экран, так и на перо. Технология, введённая Wacom, основана на явлении электромагнитного резонанса – в этом случае сетка способна не только принимать сигнал, переводя изображение на монитор, но и передавать его[9]. Таким образом, инженеры обеспечили питание стилуса непосредственно от экрана – это стало значительным шагом вперёд в плане удобства.
Следующей инновацией, опять же введённой инженерами Wacom, стали перья, способные регистрировать силу нажатия (рисунок 6). Для этого в стилус встроен элемент с переменными – в зависимости от силы сдавливания – индуктивностью или сопротивлением.
Рисунок 6. Перья
Таким образом, по реалистичности работа на подобном планшете приблизилась к обычному рисованию на бумаге практически вплотную. К тому же профессиональные планшеты Wacom распознают наклон пера относительно поверхности.
Сегодня графический планшет – устройство для ввода созданной от руки информации непосредственно в компьютер, в состав которого входит перо и плоский планшет, чувствительный к нажатию или близости пера[10]. Иногда прилагается специальная мышь.
1.2 Принцип действия
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 [2].
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.
Фирмой Wacom была создана технология, в основу которой положен электромагнитный резонанс (сетка излучает и принимает сигнал) [15]. Этот сигнал используется для подпитки пера, посылающего ответный сигнал, который является заново сформированным, несущим дополнительную информацию, которая идентифицирует конкретное перо, данные о силе нажатия, фиксации/положении органов управления на указателе[11]. Т.е. отдельное питание для такого устройства ненужно [14]. Недостатком таких планшетов являются помехи от излучающих устройств, например, монитора[12]. Некоторые тачпады основаны на таком же принципе действия.
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 [9]. 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 [16].