Файл: Устройство ввода последовательностей, текстовых и символьных команд.pdf

Какой бы крутой и совершенной ни была мышь, она не станет полноценной заменой кисти или карандаша в графическом редакторе. Сейчас художникам (и не только им) предлагаются различные варианты электронных планшетов со специальными "пишущими" ручками в комплекте.

Сам планшет играет роль чертежной доски, он сопряжен с рабочей областью на экране компьютера. Ручка, в зависимости от выбранной в графическом редакторе функции, может быть пером, кистью, карандашом, аэрографом или ластиком. В "обычных" условиях, вне специализированных программ, она заменяет мышь. Хотя комплект планшета кроме ручки может включать и мышь.

Наиболее современной технологией позиционирования курсора на доске является метод электромагнитного резонанса - с помощью слабых радиосигналов. Планшет отслеживает не только перемещения ручки по его по­верхности, но и силу ее нажатия. Кстати, мыши из комплекта резонансных планшетов не нуждаются ни в шариках, ни в светоизлучателях. Более того, проводом к компьютеру привязывается только доска. Мышь и ручка совершенно свободны, причем им не нужны батарейки - ведь по своей сути они являются отражателями радиосигналов.

Очень удобно, когда планшет оснащен прозрачной пленкой, под которую, как под кальку, можно положить оригинал - обвести необходимые детали и получить на экране монитора интересный рисунок, а потом раскрасить его средствами графического пакета.

Электронные доски могут пригодиться не только художникам. Их можно использовать в коммерческих заведениях, например, для получения образца подписи клиента и дальнейшей ее сверки с информацией в базе данных.

2.7. Сенсорный экран или тачскрин

Сенсорный экран - устройство ввода информации, представляющее одновременно и ЖК-монитор, и планшет. Рисовать можно прямо по экрану - поверхность очень прочная и не боится царапин (в разумных пределах, конечно же). Можно пальцем нажимать на кнопки, изображенные на экране, - дисплей чувствует любые касания.

Родоначальниками интерактивных ЖК-дисплеев были сенсорные полупрозрачные панели, которые крепились на обычные мониторы, как фильтры от излучений. Теперь же панель и экран слиты в единое целое, а разрешающая способность сенсора позволяет выводить на дисплее тончайшие линии.

По стоимости интерактивные мониторы - самые дорогие из всех электронных планшетов. Правда, внутри классов цена напрямую связана с форматом рабочей области - чем она больше, тем дороже. Настоящему художнику нужен большой "холст", а любителю хватит и "тетрадного листа". Причем, часто высокая цена большого планшета оправдывается не только затратами на его изготовление, но и профессиональным профилем.

2.8. Джойстик

Джойстик представляет собой подвижную рукоять (или руль) с несколькими кнопками. Это устройство ввода наиболее распространено в области компьютерных игр. Джойстики можно разделить на два вида:

Дискретные — сенсоры таких джойстиков могут принимать два значения: «0» или «1», включён/выключен и т. д. При этом каждое нажатие выдает один управляющий импульс и смещает курсор на одну позицию (длительное нажатие приводит к автоповтору команды), диапазон смещения курсора при этом неограничен и определяется только количеством нажатий. Джойстики такого типа считаются устаревшими в ПК, но широко применяются в простых игровых приставках, мобильных телефонах и прочих устройствах.

Аналоговые — у такового выходного сигнала плавно меняется от нуля до максимума в зависимости от угла отклонения рукоятки: чем больше рукоять отклонена, тем больше уровень сигнала. Диапазон перемещения курсора ограничен ходом ручки джойстика и разрешением применённых сенсоров. После калибровки, подобные джойстики можно применять для указания абсолютной позиции курсора.

2.9. Устройства основанные на захвате движения

Захват движения – это метод анимации персонажей и объектов. Существуют две основные технологии захвата движения:

Маркерная технология, где используется специальное оборудование. На человека надевается костюм с датчиками, он производит движения, данные с датчиков фиксируются камерами и поступают в компьютер, где сводятся в единую трёхмерную модель, точно воспроизводящую движения актёра, на основе которой позже (или в режиме реального времени) создаётся анимация персонажа. Также этим методом воспроизводится мимика актёра (в этом случае на его лице располагаются маркеры, позволяющие фиксировать основные мимические движения).

Без маркерная технология, не требующая специальных датчиков или специального костюма. Она основана на технологии компьютерного зрения.

Компьютерное зрение— теория и технология создания машин, которые могут производить обнаружение, отслеживание и классификацию объектов. Видеоданные могут быть представлены множеством форм, таких как видеопоследовательность, изображения с различных камер или трехмерными данными, например, с устройства Kinect или медицинского сканера

На сегодняшний день существуют большое количество маркерных систем захвата движений. Различие между ними заключается в принципе передачи движений:

Оптические пассивные. На костюме, входящем в комплект такой системы, прикреплены датчики-маркеры, которые названы пассивными, потому что отражают только посланный на них свет, но сами не светятся. В таких системах свет (инфракрасный) на маркеры посылается с установленных на камерах высокочастотных стробоскопов и, отразившись от маркеров, попадает обратно в объектив камеры, сообщая тем самым позицию маркера.

Оптические активные названы так потому, что вместо светоотражающих маркеров, которые крепятся к костюму актёра, в них используются светодиоды с интегрированными процессорами и радио-синхронизацией. Каждому светодиоду назначается идентификатор, что позволяет системе не путать маркеры друг с другом, а также узнавать их, после того как они были перекрыты и снова появились в поле зрения камер. Во всём остальном принцип работы таких систем схож с пассивными системами.

Магнитные системы, в которых маркерами являются магниты, а камерами— ресиверы, система высчитывает их позиции по искажениям магнитного потока.

Механические системы напрямую следят за сгибами суставов, для этого на актёра надевается специальный механический mocap-скелет, который по­вторяет следом за ним все движения. В компьютер при этом передаются данные об углах сгибов всех суставов.

Гироскопические / инерциальные системы для сбора информации о движении используют миниатюрные гироскопы и инерциальные сенсоры, расположенные на теле актёра— также, как и маркеры или магниты в других mocap-системах. Данные с гироскопов и сенсоров передаются в компьютер, где происходит их обработка и запись. Система определяет не только положение сенсора, но также угол его наклона.

3. Устройства ввода графической информации

3.1. Сканер

Для непосредственного считывания графической информации с бумажного или иного носителя в ПК применяется оптические сканеры. Сканируемое изображение считывается и преобразуется в цифровую форму элементами специального устройства: CCD - чипами. Существует множество видов и моделей сканеров. В настоящее время выпускается и используется несколько принципиально отличающихся друг от друга классов сканеров. К наиболее важным признакам, по которым можно судить о принадлежности сканера к тому или иному классу, относятся:

1. способ монтажа и подачи оригиналов в тракт устройства;

2. метод считывания изображения (попиксельный, построчный или постраничный);

3. тип используемых источников света и светочувствительных элементов;

4. спектр поддерживаемых носителей.

На основе перечисленных признаков можно выделить несколько основных классов сканирующих устройств (список приведен с учетом степени их популярности):

1. настольные сканеры;

2. портативные или ручные сканеры;

3. планшетные сканеры;

4.барабанные;

6. слайд-сканеры.

Настольные сканеры

Существует три разновидности настольных сканеров: flatbed , sheetfed, overhead.

При работе с FLATBED сканером для сканирования изображения необходимо открыть крышку сканера, положить сканируемый лист на стеклянную пластину изображением вниз, после чего закрыть крышку сканера. Все дальнейшее управление процессом сканирования осуществляется с клавиатуры компьютера при работе одной из специальных программ, поставляемых вместе с таким сканером. Такая конструкция сканера позволяет сканировать не только отдельные листы, но и страницы журнала или книги.

В SHEETFED сканерах отдельные листы документов протягиваются через устройство, при этом и осуществляется их сканирование.

В этом случае копирование страниц книг и журналов просто невозможно.

Рассмотренные сканеры достаточно широко используются в областях, связанных с оптическим распознаванием символов (OpticalCharacterRecognition, OCR). Для удобства работы sheetfed сканеры обычно оснащаются устройствами для автоматической подачи страниц.

Третья разновидность сканеров OVERHEAD сканеры, которые больше всего напоминают несколько своеобразный overhead проектор.

Портативные или ручные сканеры

Портативные или ручные сканеры (Handyscanner) обеспечивают недорогой способ преобразования изображения в цифровую форму и их ввод в компьютер. По сравнению с настольными сканерами они обладают значительно более скромными возможностями. Например, они непригодны для использования в настольных издательских системах, к тому же малейшая вибрация, допущенная в процессе ручного сканирования» приводит к обесцениванию проделанной работы. Но стоят такие сканеры значительно дешевле. Их вполне можно использовать там, где не требуется высокое качество изображения. Комплект поставки сканера включает в себя программное обеспечение, которое предоставляет возможности редактирования, записи на диск и вывода на печать изображения.

Ручные сканеры - самые простые и дешевые. Основной недостаток в том, что человек сам перемещает сканер по объекту, и качество полученного изображения зависит от умения и твердости руки. По мере продвижения сканера по оригиналу можно наблюдать за тем, что получается. Большинство портативных сканеров имеет небольшое окошко для просмотра, через которое виден обрабатываемый оригинал. Некоторые аппараты обеспечивают воспроизведение получаемого в процессе работы изображения на экране персонального компьютера. Большинство сканеров обеспечивают возможность выбирать разрешение сканирования (до 400 dpi). Максимальная ширина сканируемого оригинала обычно составляет 2,5 дюйма (6,4 см) и ограничивается размером рабочей поверхности аппарата. Длина оригинала зависит от памяти компьютера. Если оригинал превышает ширину сканера, то можно обрабатывать его отдельными частями, а затем с помощью программы объединять эти части в одно изображение.

Планшетные сканеры

Оригинал располагается на прозрачном неподвижном стекле, вдоль которого передвигается сканирующая каретка с источником света (если сканируется прозрачный оригинал, используется так называемый слайд-модуль - крышка, в которой параллельно сканирующей каретке сканера перемещается вторая лампа).

Барабанные сканеры применяются в профессиональной типографической деятельности. Принцип заключается в том, что оригинал на барабане освещается источником света, а фото сенсоры переводят отраженное излучение в цифровое значение.

Планшетные сканеры. Это самый распространенный сейчас вид для профессиональных работ. Сканируемый объект помещается на стеклянный лист, изображение построчно с равномерной скоростью считывается головкой чтения с CCD - сенсорами, расположенной снизу. Планшетный сканер может быть оборудован специальным устройством слайд-приставкой для сканирования диапозитивов и негативов. (Рис. 1.3)

Проекционные сканеры. Относительно новое направление. Цветной проекционный сканер является мощным многофункциональным средством для ввода в компьютер любых цветных изображений, включая трехмерные. Он вполне может заменить фотоаппарат.

Оптическая система сканера (состоит из объектива и зеркал или призмы) проецирует световой поток от сканируемого оригинала на приёмный элемент, осуществляющий разделение информации о цветах - три параллельных линейки из равного числа отдельных светочувствительных элементов, принимающие информацию о содержании "своих" цветов. В трёхпроходных сканерах используются лампы разных цветов или же меняющиеся светофильтры на лампе или приёмном элементе. Приёмный элемент преобразует уровень освещенности в уровень напряжения. Далее, после возможной коррекции и обработки, аналоговый сигнал поступает на аналого-цифровой преобразователь (АЦП). С АЦП информация выходит уже в "знакомом" компьютеру двоичном виде и, после обработки в контроллере сканера, через интерфейс с компьютером поступает в драйвер сканера - обычно это так называемый TWAIN-модуль, с которым уже взаимодействуют прикладные программы.

Источник света

В старых разработках – это обычная флуоресцентная лампа (родственна обычным лампам дневного света). Её недостаток - слабая стабильность характеристик освещения и ограниченный срок службы. В современных моделях - лампа с холодным катодом, имеющая лучшие параметры и значительно больший срок службы. Как лампа влияет на результат сканирования? Достаточно очевидно - при изменении характеристик источника освещения оригинала изменяется падающий на принимающую матрицу световой поток, несущий информацию о сканируемом оригинале, что приводит к изменению цветопередачи сканера.