Файл: «Графические планшеты».pdf

ВВЕДЕНИЕ

Современные технологии бесконечно разнообразны, и чем дальше, тем более разносторонним становится это разнообразие. Сегодня рынок информационных продуктов предлагает множество сервисов и устройств, которые еще 20 лет назад казались немыслимыми. Тем не менее, технический прогресс активно процветает и приносит все новые и новые изменения, постепенно простирающиеся на большую часть современной человеческой жизни.

Так, новые технологии породили значительные изменения на профессиональном рынке – некоторые профессии исчезли совсем, некоторые претерпели изменения, а также появилось и много новых. Одной из профессий, претерпевших изменения, является профессия дизайнера. Дизайнеры, художники, иллюстраторы и многие другие схожие профессии стали использовать в своей работе новые технические аппаратные и программные средства, которые значительно облегчают их труд.

Одним из таких устройств является графический планшет, который используется представителями разных профессий, а также просто творческими людьми. Графические планшеты сегодня разнообразны и предоставляют различные возможности. Для подробного изучения вопроса необходимо достичь цели исследования – рассмотреть графические планшеты.

Для достижения данной цели необходимо выполнить следующие задачи:

• привести историю создания и развития графических планшетов;
• проанализировать устройство и принцип действия графических планшетов;
• рассмотреть основные технические характеристики графических планшетов;
• провести краткий обзор современных графических планшетов.

Объектом исследования выступают графические планшеты, а предметом – их характеристики и современные модели.

Структура работы включает: введение, первая глава – два параграфа, вторая глава – два параграфа, заключение и список использованной литературы, а также 10 изображений.

Теоретическая база работы – труды отечественных и зарубежных исследователей аппаратного обеспечения персональных компьютеров и графических планшетов, в частности, таких авторов как Авдеев В. А., Гибсон У., Киселев С. В. и др.

Глава 1. Основные понятия и принцип работы графических планшетов

---

1.1 История создания и развития графических планшетов

В настоящее время при работе с компьютерной графикой традиционным и незаменимым инструментом в арсенале любого современного компьютерного художника (иллюстратора, аниматора, дизайнера, конструктора, архитектора и др.) является графический планшет.

Графический планшет (или дигитайзер, диджитайзер) – это устройство для ввода рисунков от руки непосредственно в компьютер. Состоит из пера (стилуса, карандаша) и плоского планшета, чувствительного к нажатию или близости пера. Также может прилагаться специальная мышь. [2]

Сейчас данный гаджет является инструментом, без которого не может обойтись ни один современный художник, дизайнер или фотограф. Современный живописец делает набросок задуманного произведения, переносит его в компьютер, а затем, при помощи специальных программ, может внести изменения в свое творение.

Трудно поверить, но 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. Планшет Грея носил название «телеавтограф» (teleautograph) и предвосхищал целый ряд технологий, в том числе факс и электронную почту.

Рисунок 1 Телеавтограф

Художник в пункте отправления создавал изображение на специальном электростоле; точки соприкосновения пера и стола преобразовывались в электрические импульсы и передавались на станцию приема. Там сервомеханизмы с укрепленным 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. [3]

Первый графический планшет в современном понимании термина был разработан инженером Томом Даймондом в 1957 году и носил название Stylator (сокращение от stylus translator). В основе его работы лежала обычная прямоугольная система координат; устройство распознавало каждое новое положение стилуса относительно нулевой точки и заносило результаты в память компьютера. Практического применения Slylator не имел. [2]

Самым известным из ранних графических планшетов, положившим начало популярности этих гаджетов, стал RAND Tablet (который также известен как «Графакон»).

---

Рисунок 2 Графакон

Устройство было представлено компанией RAND в 1964 году и было достаточно дешевым и удобным для того, чтобы его могли закупать университеты, лаборатории, институты и другие обладатели компьютерной техники. Данное устройство содержало сетку тонких проволок, создающих последовательность слабых магнитных импульсов, которые улавливались пером, что позволяло определять его текущее положение. Полученные сигналы поступали в память компьютера. Это был так называемый электромагнитный планшет. RAND Tablet оказался очень успешной моделью и активно продавался вплоть до конца шестидесятых. [4]

Примерно в тоже время появилась другая технология, позволяющая фиксировать перемещения стилуса, – так называемые акустические, или искровые планшеты. Перо таких планшетов генерировало искры при помощи искрового промежутка. Щелчки триангулировались серией микрофонов для определения местонахождения пера. Система была довольно сложной и дорогой, микрофоны были чувствительны к посторонним шумам. Первый акустический планшет был запатентован в 1971 году инженерами компании Science Accessories Corporation. [3]

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 чертежников. Наиболее известной маркой был BitPad, разработанный компанией Summagraphics в 1975 году. Размеры таких планшетов порой были очень велики; по сути, BitPad и ему подобные планшеты были устройствами, обратными графопостроителям.

В 1981 году американский музыкант Тодд Радгрен придумал и запатентовал технологию, позволяющую сделать планшет цветным. Патент он продал компании Apple. Данная технология получила название Utopia Graphics Tablet System. [1]

Рисунок 3 Один из первых графических планшетов

На рубеже 1970–80–х годов компания Apple выкупила у Summagraphics Corp. последнюю версию BitPad, доработала ее и выпустила на рынок под собственной маркой Apple Graphics Tablet. Эти планшеты использовали технологию магнитострикции. Тонкие провода, расположенные под экраном, меняли свои физические параметры под воздействием намагниченного стилуса.

Рисунок 4 Apple Graphics Tablet

В 1984 году появился первый графический планшет, свободно продававшийся пользователям–любителям и не предназначенный для сугубо рабочих целей. Устройство KoalaPad работало в сцепке с восьмибитными персональными компьютерами. Планшет комплектовался специальной программой Graphics Exhibitor, которая позволяла делать на экране слайд–шоу из сохраненных рисунков. За следующие несколько лет целый ряд компаний выпустили свои версии устройства. Интересно, что для передвижения по пунктам меню KoalaPad не нужен был стилус – можно было пользоваться пальцами. Таким образом, планшет стал предтечей современных тачскринов.

---

С конца 1980–х годов лидирующие позиции в производстве графических планшетов постепенно заняла японская компания Wacom. Ее первая модель WT–460M была выпущена в 1986 году. 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, введенная Wacom, основана на явлении электромагнитного резонанса – в этом случае сетка способна не только принимать сигнал, переводя изображение на монитор, но и передавать его. Таким образом, инженеры обеспечили питание стилуса непосредственно от экрана – это стало значительным шагом вперед в плане удобства.

Следующей инновацией, введенной инженерами Wacom, стали перья, способные регистрировать силу нажатия. Для этого в стилус встроен элемент с переменными – в зависимости от силы сдавливания – индуктивностью или сопротивлением. 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.

Рисунок 5 Графический планшет фирмы Wacom

Сегодня планшеты используются в самых разных сферах. В частности, последней моделью для профессионалов – для работы с дизайном, иллюстрацией, архитектурой, чертежами, видео – стал Wacom Intuos5. Этот планшет оснащен функцией сенсорного ввода multi–touch, которая поддерживает пользовательские клавиатурные сочетания и жесты пальцев, а также режимом ExpressView, выводящим настройки непосредственно на экран. Особую роль в подобных моделях играют продуманная эргономика, высокая чувствительность пера, индивидуальная настройка клавиш.

Другим направлением в развитии планшетов стало создание любительских моделей – для тех, кто сейчас хочет творить в «цифре» или вносить в цифровые документы рукописные правки. К представителям этого направления можно отнести планшет Wacom Bamboo – легкий, ультратонкий, беспроводной (опционально), удобный для подключения к любому устройству. Bamboo обладает и элементами профессионального планшета: перо и ластик чувствительны к давлению, имеется функция настраиваемых мультитач–жестов.

Последнее слово в разработке графических планшетов – линейка Wacom Cintiq. По сути это переходный этап от настольного планшета к интерактивному дисплею, «электронному мольберту». В отличие от классических планшетов, Cintiq одновременно является и дисплеем – таким образом, художник рисует непосредственно на экране, что значительно улучшает эргономику и открывает целый ряд новых профессиональных возможностей.

---

Рисунок 6 Графический планшет фирмы Wacom с интерактивным дисплеем

Последняя модель линейки, Cintiq 24HD touch, обладает широкоформатным дисплеем высокого разрешения и богатыми настройками; на подобных планшетах работают голливудские художники и мультипликаторы, а также художники российских анимационных студий и кинокомпаний. [3]

1.2 Устройство и принцип действия графических планшетов

Рассмотрим устройство и принцип действия стандартного графического планшета. Перо взаимодействует с планшетом, когда расположено близко от его поверхности. Резонируя, перо генерирует собственную частоту. Настроенный на неё планшет улавливает сигналы пера и фиксирует его текущие координаты с абсолютной точностью. Далее обработанная информация передаётся на компьютер, извлекающий данные из сигнала (включая распознавание характера контакта – было ли применено перо или стирающее устройство/ластик) и формирующий изображение на мониторе [14].

Во время работы планшет использует принцип электромагнитного резонанса. Как видно из рисунка, в корпусе стилуса расположены собственно перо, контактирующее с планшетом, индуктивно–ёмкостной резонансный контур, модулятор, микрочип и программируемые кнопки–переключатели. В полном согласии с теорией, каждые 20 мкс особая координатная сетка, расположенная под экраном планшета, формирует электромагнитный импульс заданной частоты.

Пакеты этих импульсов инициируют колебания в резонансном контуре стилуса – наконечнике пера, который, являясь приёмопередатчиком, возвращает модулятору информацию о собственных текущих координатах. От модулятора сигнал поступает на специализированный набор микросхем (ASIC–чип), анализирующий информацию от чувствительного элемента пера и бокового переключателя (координаты, усилие прижима, наклон пера и пр.), после чего она через модулятор отсылается на резонансный контур.

В результате, обработанный сигнал вновь попадает на планшет, который через связующий его с компьютером интерфейс формирует соответствующее графическое изображение на экране монитора и готовит данные для следующего цикла приёма–передачи. Мощности резонансного контура вполне достаточно, чтобы без потерь передавать сигнал от координатной сетки планшета к перу и обратно, а потому нет необходимости использовать сторонний источник питания

---