Как работает дигитайзер. Принцип действия. Рис. Подготовка объекта к оцифровыванию

Дигитайзеры бывают:

● электростатические;

● электромагнитные.

В электростатических дигитайзерах регистрируется локальное изменение электростатического потенциала сетки под курсором, а в электромагнитных - курсор излучает электромагнитный сигнал, воспринимаемый сеткой. Электромагнитный дигитайзер чувствителен к помехам, создаваемым внешними источниками, например мониторами.

Шаг считывания информации называется разрешением (resolution) дигитайзера. Различаются разрешение физическое и логическое. Предел физического разрешения дигитайзера определяется шагом считывания регистрирующей сетки. Логическое разрешение является переменной величиной в настройке дигитайзера и, как указывалось, может быть значительно меньшим.

Точность дигитайзера (accuracy) определяется погрешностью в определении координат курсора (хотя точность, строго говоря, величина, обратная погрешности и зависит от типа дигитайзера и его конструктивных особенностей). Точность существующих моделей колеблется в пределах от 0,005 до 0,03 дюйма, для электромагнитных дигитайзеров обычно выше, чем для электростатических. На результирующую точность ввода изображения влияет также аккуратность действий оператора, в среднем хороший оператор вносит погрешность не более 0~004 дюйма.

Размер рабочей области (surface sizes) определяется размером активной поверхности дигитайзера.

Скорость обмена (output rate) - скорость передачи координат дигитайзером. Скорость обмена дигитайзера с компьютером зависит от оператора, но обычно ограничивается техническими возможностями устройства на уровне i00 - 200 точек/с. Устройства указания дигитайзеров:

● перо - указочка, снабженная одной, двумя или тремя кнопками. Существуют перья простые и определяющие усилие, с которым наконечник пера прижимается к планшету. Последние часто используются художниками, поскольку могут воспринимать до 256 градаций нажима (от степени нажима зависит толщина линии, цвет в палитре, оттенок цвета). Для реализации таких возможностей необходимы программы Adobe PhotoShop, Aldus PhotoStyler, Autodesk Animator Pro, CorelDraw и т. д;

● курсоры - используются реже, обычно в сложных приложениях. Они бывают 4-, 8-, 12, 16-клавишными. От двух до четырех клавиш из них стандартные, остальные программируются в приложениях, например в AutoCad. Дизайн курсоров самый разный, вплоть до формы мыши. И курсоры, и перья бывают как с проводом, так и без него. Последний вариант удобнее в работе, но требует наличия батареи и, соответственно, дополнительного обслуживания. Исключение составляют. пассивные неизлучающие перья фирмы Wacom.

При выборе дигитайзера следует в первую очередь убедиться в надежности и удобстве устройства указания. Нужно также выбрать размеры рабочего поля - они колеблются от 6 х 8 до 44 х 62 дюйма, оценить необходимую точность передачи координат курсора и сопоставить ее с разрешающей способностью дигитайзера.

Наконец, убедиться в наличии всего необходимого программного обеспечения и, в частности, драйверов.

Основания дигитайзера могут быть жесткие и гибкие, последние имеют меньший вес, компактны при транспортировке и более дешевые.

Примеры дигитайзеров: CalComp DrawingFlex 333641, 334841; ОТСО Roil-up 2024R, 3036R,3648R (гибкие); CalComp DrawingBoard 3400, Summa Grid, Kurta Х1 С, ОТСО Super L22 (жесткие большого формата до 1220 х 1524 мм); CalComp DrawingBoard Ш 34180, Hitachi Puma Pro, ОТСО Ultima, Kurta XLP, Kurta XGT, SummaSketch Ш (жесткие формата АЗ). В табл. 7.15 представлены основные характеристики некоторых дигитайзеров.

Плоттеры

Плоттеры (plotter, графопостроители) - устройства вывода графической информации (чертежей, схем, рисунков, диаграмм и т. д.) из компьютера на бумажный или иной вид носителя. Плоттеры по принципу формирования изображения можно разделить на два класса:

● векторного типа, в которых пишущий узел может перемещаться относительно бумаги сразу по двум координатам, и изображение на бумаге создается непосредственно вычерчиванием нужных прямых и кривых в любых направлениях;

● растрового типа, в которых пишущий узел одновременно перемещается относительно бумаги только в одном направлении, и изображение на бумаге формируется строка за строкой из последовательно наносимых точек.

По принципу действия плоттеры бывают:

● перьевые;

●струйные;

● лазерные;

● термографические;

● электростатические.

Векторные плоттеры бывают только перьевыми, остальные типы плоттеров растровые.

Типы плоттеров

Перьевые плоттеры (pen plotter) - это электромеханические устройства векторного типа, в которых изображение создается путем вычерчивания линий при помощи пишущего элемента, обобщенно называемого пером. В качестве перьев в разных моделях плоттеров используются перья, фибровые и пластиковые стержни (фломастеры), шариковые узлы одноразового и многоразового действия, карандашные грифели и мелки.

Перьевые плоттеры могут быть:

● рулонными;

● планшетными. Рулонные плоттеры более компактны, удобны и точны в работе; они используются наиболее часто для создания крупноформатных чертежей форматов А1 и АО, причем отматывание и отрезание листа чертежа от рулонной бумаги выполняется автоматически. Планшетные плоттеры. обычно используются для создания чертежей формата А3 и меньше.

Перьевые плоттеры, расходующие чернила, обеспечивают высокое качество как однотонных, так и цветных изображений, но имеют невысокую скорость вычерчивания, так как необходимо время на вытекание красителя из пера и его высыхание. Кроме того, пишущие узлы с жидкими красителями требуют регулярного обслуживания и чистки ввиду частого забивания канала подачи красителя твердыми фракциями, в том числе и частицами засохшей краски. При использовании карандашных грифелей качество похуже, но скорость вычерчивания выше и, главное, существенно проще и дешевле обслуживание пишущего узла (просто замена грифеля, приобретаемого в магазине канцтоваров). Фломастерные и шариковые перьевые плоттеры по своим характеристикам занимают промежуточное положение между рассмотренными ранее.

Ведущие фирмы-изготовители перьевых плоттеров: CalComp (создавшая в 1959 году первый в мире плоттер - модель CalComp 565), Hewlett-Packard, Summagraphics, Mutoh (в частности, карандашная модель Mutoh XP 620). Надо сказать, что перьевые плоттеры постепенно и интенсивно вытесняются, в частности, струйными плоттерами.

Струйные плоттеры (inkjet plotter) при формировании изображения направленно распыляют капельки чернил на бумагу при помощи мельчайших сопел печатающей головки - так называемая «пузырьковая» технология струйной печати, описанная кратко при рассмотрении струйных принтеров. Качество чертежей, выполняемых струйными плоттерами, очень высокое. Существуют три разновидности струйных плоттеров:

●монохромные;

● цветные;

● с возможностью цветной печати.

Цветные струйные плоттеры имеют большее количество сопел в пишущей головке, но их разрешающая способность при этом уменьшается примерно в два раза,

Для создания цветного изображения используется обычно принятая в полиграфии цветовая схема CMYK, то есть подразумеваются четыре группы сопел, в каждую из которых поступает краситель определенного цвета: Cyan - голубой, Magenta- пурпурный, Уе11оч - желтый, blacK - черный. Цветные плоттеры часто называют полноцветными, чтобы отличать от плоттеров с возможностью цветной печати. Струйные плотптеры с возможностью цветной печати позволяют делать цветными только линии или закрашивать же в разные цвета целые области они не умеют.

Примеры струйных плоттеров: Hewlett - Packard НР 220, Summagraphics SummaJet 2М, CalComp TechJet Designer 720 (монохромные); CalComp TechJet Color, Hewlett - Packard НР 650C, Encad Novajet 3 (полноцветные). Скорость вычерчивания у струйных плоттеров также невысока, поэтому для вывода больших объемов графической информации их использовать нецелесообразно.

Электростатические плоттеры (electrostatic plotter) основываются на технологии создания с помощью записывающих головок скрытого потенциального рельефа на поверхности специальной электростатической бумаги и осаждения на этот рельеф жидкого красителя. Для получения цветного изображения процесс вычерчивания повторяется четыре раза (цветовая схема CMYK), что, конечно не очень удобно. Второй существенный недостаток - использование специальной дорогостоящей электростатической бумаги. Качество изображения и скорость рисования у этих плоттеров высокие.

Термографические плоттеры (их часто называют плоттерами прямого вывода изображения - direct imaging plotter) используют специальную термореагентную бумагу, темнеющую под воздействием тепла. Рисунок только монохромный и наносится на нее специальными миниатюрными нагревателями, выполненными в виде «гребенки». Разрешающая способность (до 800 dpi) и скорость вычерчивания (до 50 мм/с) очень высокие; термобумага не слишком дорогая, а сами аппараты простые и не требуют регулярного обслуживания. Поэтому термографические плоттеры получили широкое распространение, в частности, в проектных организациях при больших объемах чертежных работ. Примеры термографических плоттеров: CalComp DrawingMaster 600, CalComp DrawingMaster 800, ОСЕ G9050-S. Выпускаются и термографические плоттеры, использующие термореагентную копирку, при этом возможна цветная печать путем выполнения четырех проходов при копирках разного цвета, но они заметного распространения не получили.

В лазерных плоттерах (laser plotter) в качестве промежуточного носителя служит " вращающийся барабан, покрытый слоем полупроводника. Заряженные лучом " лазера области полупроводника притягивают сухой тонер, который потом пере- носится на проходящую под барабаном бумагу. После этого бумага с нанесенным тонером проходит через нагреватель, под действием тепла тонер запекается и закрепляется на бумаге (типичная электрографическая технология). Достоинства лазерных плоттеров очевидны: использование обычной бумаги, высокие качество изображения (разрешение до 800 dpi) и быстродействие (до 50 мм/с), бесшумность и полная автоматизация работы, имеется принципиальная возможность цветной печати, но при этом растет стоимость плоттера. Недавно появились лазерные плоттеры, использующие для нанесения потенциального рельефа на барабан не лазерный луч, а линейку из точечных полупроводниковых. светодиодов (Light Emitting Diode - LED), что сделало плоттер более простым и надежным (так называемые LED-плоттеры). Они также сравнительно дороги, но применяются в сложных системах довольно интенсивно.

Примеры лазерных LED-плоттеров: CalComp Solus4-АО, OCE 9555, JDL 400ОЕ. Плоттеры бывают рулонные и планшетные, многие из них имеют весьма емкую встроенную память (от 2 до 64 Мбайт), дисплей, позволяют выбирать несколько (2-7) форматов данных, имеют ряд других сервисных возможностей. Встроенная память у плоттеров используется для улучшения их функциональных показателей (быстродействие, удобство работы, автономность); в эту буферную память загружается графическая информация, которая обрабатывается процессором плоттера при создании изображения. Для перьевых плоттеров память обеспечивает лишь известную автономность их работы, а для растровых моделей она важна еще и для обеспечения быстродействия, разрешающей способности и формата изображения.

При выборе плоттера следует обратить внимание на следующие аспекты:

●набор функциональных возможностей, по которым можно оценить применимость плоттера для решения конкретных задач (размеры носителей и изображения, объемы выполняемых работ и т. д.);

● возможность формирования цветного изображения;

● качество изображения (разрешающую способность);

● производительность (скорость вычерчивания);

● надежность и удобство работы, уровень сервиса;

● возможность продолжительность автономной работы (без вмешательства оператора);

● эксплуатационные затраты, включающие стоимость носителя, расходных материалов, обслуживания устройства, потребление электроэнергии;

● цена плоттера.

В табл. 7.16 представлены основные характеристики некоторых плоттеров.

Современный технический рынок изобилует разными видами гаджетов и электронного оборудования. Выбор покупателей, главным образом, зависит от цели использования устройств. Еще в 70-е годы прошлого столетия в коммерческой сфере появилось чудо техники - дигитайзер. Что это такое и для чего он нужен, сегодня знает, увы, далеко не каждый. Попробуем разобраться.

Об устройстве

Отбросив вычурные технические термины, дигитайзер можно определить как преобразующий готовое, бумажное или в цифровой формат. Но не стоит путать его с привычным сканером.

Дигитайзер состоит из сенсорного экрана (собственно планшета) и рисующего прибора (пера, стилуса, курсора и пр.). Работу на таком устройстве можно уместить в два действия:

• размещение изображения на экране;
• фиксация координат пера или курсора по планшету.

В случае с анимацией, необходимо лишь профессиональное владение стилусом.

Типы

Технология ввода в дигитайзерах различна. В этой связи выделяют пять типов устройств:

1. Акустические. Это одни из первых графических планшетов. Рисующее перо генерировало так называемые звуковые искры, которые улавливали микрофоны экрана. Таким образом, устройство определяло координаты информации. Существенным недостатком работы с планшетом было то, что ввод информации необходимо было делать в абсолютной тишине, так как акустические помехи могли испортить картинку. Данный тип дигитайзеров известен производством ряда устройств под общим названием Spark Tablet.
2. Электромагнитные. Устройство таких планшетов было немного проще и производительнее предшествующих моделей. Под поверхностью экрана проходила проволочная сетка, излучающая слабые электромагнитные сигналы. Перо улавливало их, и так происходила фиксация его местоположения. К этой категории устройств относятся RAND Tablet, появившиеся еще в 1964 году.
3. Пассивный курсор. Использовался все тот же принцип электромагнитной индукции, только в этих устройствах проволочная сетка и передавала сигналы, и принимала их. Ввод информации происходил при нажиме пера и бесконтактным путем. Рисующий прибор не требовал питания. Это был технический прорыв. Примером такого устройства может быть графический планшет Wacom.
4. Активный курсор. В этом устройстве перемещен в перо. Соответственно, ему необходимо питание. Электрические сигналы давали более четкое изображение, чем электромагнитные. Данную категорию устройств представляла компания FinePoint Innovations.
5. Сенсорный дигитайзер - это современные устройства. Под поверхностью экрана в них находятся координатные провода. Они разделены тонким изолятором. Под давлением на стилус меняется проводимость. Чувствительный экран восприимчив и к координатам, и к силе нажима рисующего прибора. Некоторые системы позволяют отцифровывать трехмерные объекты.

Разумеется, акцент необходимо сделать на характеристике сенсорных устройств. По типу сканирования информации различают ультразвуковой, магнитный и лазерный сенсорный экран-дигитайзер. Первый является менее точным и надежным, так как скорость звука здесь напрямую зависит от температуры, давления воздуха и прочих окружающих явлений.

Магнитные дигитайзеры более точны, но чувствительны к металлическим предметам, находящимся рядом (стульям, компьютерам, различному оборудованию). Такие помехи могут вызвать искажение картинки.

И, наконец, лазерные дигитайзеры являются самыми точными, но дорогими сегодня. Однако и эти устройства имеют ряд ограничений. На них невозможна оцифровка предметов с отражающей, яркой или вогнутой поверхностью.

Кроме того, сегодня на техническом рынке можно встретить жесткие и гибкие дигитайзеры. Последние были презентованы еще в 1994 году. Они более легкие, компактные при транспортировке. Блоки питания в них могут быть как встроенными, так и внешними.

Выбор

Важно помнить, выбирая такое серьезное и недешевое устройство, которое сразу должно соответствовать индивидуальным требованиям пользователя. Необходимо, чтобы внешняя надежность соответствовала внутренним характеристикам. Качественные драйвера, поддержка необходимого программного обеспечения и удобный указующий прибор - вот те три кита, на которых должен базироваться выбор покупателя. Современными компаниями-лидерами по производству дигитайзеров на техническом рынке являются Genius. Hitachi, CalComp, Wacom. Они создают графические планшеты с различным интерфейсом, операционной системой, диагональю.

Отдельно стоит поговорить об указующих приборах.

Курсоры

Сегодня указующие (или рисующие) приборы представлены двумя видами: курсорами и перьями. Первые пользуются особой популярностью. В зависимости от модели, они могут иметь 4, 8, 12 или 16 кнопок. Однако некоторые производители (например, One Graphics) добавляют еще одну кнопку - «самую главную». Но, как показывает практика, чем проще устройство, тем оно удобнее, надежнее и популярнее среди пользователей. Поэтому приборы с четырьмя кнопками имеют больший успех по сравнению со своими прогрессивными собратьями. Такие модели принадлежат компании CalComp.

Как утверждают специалисты, выбор курсора должен быть связан не только с легкостью управления и количеством кнопок, но и соотноситься с используемыми программами. В данном случае уместно говорить о AutoCAD.

Перья

Эти приборы считаются более удобными и чувствительными. Они предусматривают всего одну, две или три кнопки и реагируют на нажим руки. Перья - идеальные рисующие средства для художников и аниматоров. Степень давления на перо проявляется в изменении толщины линии, цвета, оттенка. Освоив такую хитрость, пользователь может имитировать рисование акварелью, масляными красками или темперой. Однако для реализации таких шедевров необходимы специальные программы.

Выбор перьев определяется субъективно. Некоторым пользователям по душе приборы, которые предлагает графический планшет Wacom. Они относительно тонкие и легкие. Другим же по вкусу тяжелые и сбалансированные фирменные перья Kurta.

Все указующие приборы могут быть проводными и беспроводными. Последние требуют питания от батареек, а потому являются более тяжелыми. Успешной попыткой исправить этот недостаток стали модели с внешним питанием.

Однако не стоит забывать о пассивных перьях от производителя Wacom, которые являются принимающим, а не отдающим элементом. Правда, эти приборы менее чувствительны к нажиму.

Вопросы потребителей

Нетрудно оценить спектр возможностей, которыми обладает дигитайзер. Что это такое и для чего он нужен - основные вопросы потребителей. Его основным предназначением являются профессиональные графические работы там, где требуется преобразование движений руки оператора в цифровую графику. Поэтому весьма просто определить аудиторию спроса. Это дизайнеры, компьютерные художники, аниматоры, архитекторы, которым необходимо автоматизированное проектирование. Однако еще в прошлом веке планшет-дигитайзер широко использовали в коммерции. Сегодня эта сфера может касаться недвижимости, транспорта и т. п.

Есть еще вопросы, которые часто задают покупатели: "Что позволяют делать плоттеры и дигитайзеры и почему очень часто их приобретают вместе?" Здесь можно провести аналогию со сканером и принтером. Если дигитайзер принимает и оцифровывает информацию, после чего пользователь может с помощью определенных программ внести коррективы в изображение на компьютере, то плоттеры являются своего рода принтерами. Они выводят информацию из цифрового формата в готовый, бумажный. Эти устройства также различаются по типам, характеристикам и пр.

Резюме

Легкое, понятное и доступное каждому управление - пожалуй, самая важная черта, которой обладает дигитайзер. Что это такое и для чего нужен, мы узнали. Ясно, что аналогов таким устройствам пока не найти. Конечно, можно использовать обычные сканеры. Однако для профессионального трехмерного проектирования самыми идеальными остаются дигитайзеры.

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Международная Бизнес Академия

Бизнес колледж

Кафедра «Информационных технологий»

КУРСОВАЯ РАБОТА

На тему: «Дигитайзеры»

Выполнил: учащийся группы кВМ-08
Клоков С.Д.

Принял: ст.преподаватель кафедры ИТ
Краснов А.М.

Караганда 2011 г.

1. История разватия дигитайзеров. 6

2. Дигитайзер. 9

2.1. Принцип действия. 13

2.2. Выбор дигитайзера. 15

2.3. Драйверы. 16

2.4. Указующее устройство. 16

2.5. ???????. 1Ошибка: источник перекрестной ссылки не найден

3. Научная визуализация. 20

3.1. 3D Дигитайзер. 20

3.2. Координатно-измерительные машины. Ошибка: источник перекрестной ссылки не найден

3.3. Система боди-сканирования. Ошибка: источник перекрестной ссылки не найден

3.4. ???????? ???? ???????????? ?? ???????? ??????. 25

3.4.1. Ультразвуковые. 25

3.4.2. Электромагнитные. 26

3.4.3. Лазерные. 26

3.4.4. Механические. 27

4. Сравнительные характеристики дигитайзеров. 27

4.1. Графический планшет Aiptek Hyper Pen 6000 28

4.2. Графический планшет Wizard Pen 5x4 30

4.3. Графический планшет Genius ePen 31

4.4. Графический планшет Intuos2 A5 33

4.5. Вывод 35

Заключение 37

Введение

На сегодняшний день широко используются различные устройства полуавтоматического ввода графической информации. Среди них наиболее распространены графические планшеты (или дигитайзеры).

Дигитайзер представляет собой специальное устройство, предназначенное для преобразования различных технических схем, карт и чертежей в цифровой формат. Вторым названием данного оборудования является графический планшет. Он оснащен так называемым световым пером (указателем). Это перо в первую очередь больше всего напоминает лупу, в центре которой располагается черный крестик. Помимо указателя в составе дигитайзера можно обнаружить электронный планшет. На нем обычно располагается чертеж для дальнейшей оцифровки. Кроме того, данный электронный планшет имеет еще один контролер. Сам электронный планшет при необходимости посылает импульсы по сетке проводников. Эта сетка проходит под общей площадью планшета. Импульсы, проходя под черным крестиком, преобразуются в сигналы, которые отправляются к контроллеру. Если под крестом одновременно проходят два сигнала (горизонтальный и вертикальный), то они обязательно преобразуются в координаты. Данные координаты отправляются на монитор компьютера.

Помимо обычного создания рисунков при помощи планшета, дигитайзер можно использовать в качестве всем известного манипулятора "мышь". Принцип отображения на экране необходимых координат заключается в том, что внутри электронного планшета находится специальная сетка. Она представляет собой переплетение различных проволочных и печатных проводников. Расстояние между всеми проводниками может колебаться от 3 до 6 мм. Чтобы оградить свое устройство от различных помех, необходимо расположить его таким образом, чтобы оно не могло иметь никаких контактов с другими излучающими устройствами, такими как, монитор.

В настоящее время современный рынок электронных товаров предоставляет вниманию покупателей два вида дигитайзеров. Первый тип – электростатические дигитайзеры отличается тем, что происходит регистрация локального изменения электрического потенциала непосредственно под курсором. В это время электромагнитный дигитайзер имеет курсор, который излучает электромагнитные волны, а вышеописанная сетка выступает в качестве приемника.

Стоит также рассмотреть некоторые технические характеристики графического планшета.

Одним из основных свойств дигитайзера можно назвать разрешение. Эта характеристика определяет шаг считывания в сетке.

Точность дигитайзера представляет собой показатель, указывающий погрешность определения координат. Данная характеристика может иметь значение от 0.005 до 0.03 дюймов.

Размер рабочей области указывает масштаб рабочей области.

Скорость обмена – показатель, представляющий скорость передачи информации, а именно: координат.

Стоит отметить, что дигитайзеры могут быть жесткими и гибкими, при этом их работоспособность не отличается. Единственными отличиями являются цена и вес. Гибкий дигитайзер легче и дешевле. Это возможно за счет использования при производстве рабочего поля более дешевого и гибкого материала, который можно даже сложить.

Первым графическим планшетом был "Телеавтограф", запатентованный Элишей Греем (Elisha Gray) в 1888. Элиша Грей более известен как современник изобретателя телефона - Александра Белла.

Первый графический планшет, похожий на современные, использовался для распознавания рукописного ввода компьютером Stylator в 1957. Более известный и часто ошибочно именуемый первым, графический планшет RAND Tablet также известен как "Графакон" (ГРАФический КОНвертер), представленный в 1964. RAND Tablet использовал сетку проводников под поверхностью планшета, которые кодировали горизонтальную и вертикальную координату в слабый магнитный сигнал. Перо принимало этот сигнал, который затем мог быть декодирован обратно в координаты.

Как правило, дигитайзеры или «планшеты» как их еще называют, чаще всего используют художники и инженеры. К примеру, художник не сможет компьютерной мышью нарисовать картину, «планшет» заменяет ему холст, а графический редактор служит полным набором инструментов.

По мимо обычных «планшетов» существуют и другие виды дигитайзеров. 3D дигитайзеры с помощью которых в ЭВМ можно занести трехмерные данные какого либо объекта. А так же сканеры (не путать со сканером бумаги) подобно трехмерному, лучами лазера сканирует объект, занося данные в ЭВМ. Часто используется в кинофильмах и компьютерных играх, где требуется точная модель людей или какого либо объекта.

1. История развития дигитайзеров

Первый графический планшет был "Телеавтограф" (рис. 1), запатентованный Элишей Грей (Elisha Gray) в 1888 году. Элиша Грей более известен как современник изобретателя телефона - Александра Белла.

Рис. 1 «Телеавтограф» Элиша Грея.

Краткая биографическая справка

Gray, Elisha (1835-1901), американский изобретатель. Родился 2 августа 1835 в Барнсвилле (шт. Огайо). Получил образование в Оберлинском колледже, зарабатывая на жизнь и учебу плотницким ремеслом. По окончании колледжа занялся экспериментами в области электричества, в частности телеграфии. В 1867 запатентовал телеграфное реле с автоматической регулировкой, затем изобрел телеграфный коммутатор, оповестительное устройство для отелей, телеграфный повторитель, буквопечатающий аппарат для частных телеграфных линий. 14 февраля 1876 Грей одновременно с А.Беллом подал заявку на изобретение телефона. Когда Беллу 7 марта 1876 был выдан патент, Грей начал многолетнее судебное разбирательство. В 1893 Верховный суд США вынес решение по этому делу в пользу Белла. Среди работ Грея наиболее известны Электрические исследования в области тональной телеграфии и телефонии (Electrical Researches in Electro-Harmonic Telegraphy and Telephony, 1878) и Чудеса природы (Nature"s Miracles, 1899-1900). Умер Грей в Ньютонвилле (шт. Массачусетс) 21 января 1901.

Первый графический планшет, похожий на современные, использовался для распознавания рукописного ввода компьютером Stylator в 1957 году. Более известный и часто ошибочно именуемый первым, графический планшет RAND Tablet (рис. 2) также известен как "Графакон" (ГРАФический КОНвертер), представленный в 1964 году. RAND Tablet использовал сетку проводников под поверхностью планшета, которые кодировали горизонтальную и вертикальную координату в слабый магнитный сигнал. Перо принимало этот сигнал, который затем мог быть декодирован обратно в координаты.(RAND Tablet был ещ одним важных шагов, совершенных в начале 60-х годов. Он не имел графического пользовательского интерфейса, но это была "первая двухкоординатная поверхность для письма, позволявшая человеку непосредственно общаться с компьютером с помощью символов, печатаемых на планшете", как пишет RAND Research.)

Рис. 2 RAND Tablet.

Другой графический планшет известен как "акустический планшет", перо которого 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.

Графические планшеты популяризовались коммерческим успехом в середине 70х начале 90х ID (Intelligent Digitizer) и BitPad выпускаемых Summagraphics Corp. Эти планшеты использовались как устройство ввода для множества high-end CAD (Computer Aided Design) систем, соединенными с ПК и ПО вроде AutoCAD.

Первые планшеты для потребительского рынка назывались «КоалаПэд» (рис. 3). Хотя изначально они были созданы для компьютера Apple II, со временем «Коала» распространилась и на другие персональные компьютеры. Потом другие фирмы стали выпускать свои модели планшетов.

Рис. 3 KoalaPad.

2. Дигитайзер

В современных планшетах основной рабочей частью также является сеть из проводов (рис. 4) (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 200 линий на мм).

Рис. 4 Сеть из проводов.

По принципу работы и технологии существуют различные типы планшетов. В электростатических планшетах регистрируется локальное изменение электрического потенциала сетки под пером. В электромагнитных - перо излучает электромагнитные волны, а сетка служит приёмником. В обоих случаях на перо должно быть подано питание.

Создана технология на основе электромагнитного резонанса, когда сетка и излучает, и принимает сигнал. При этом излучаемый сеткой сигнал используется для питания пера, которое, в свою очередь, посылает ответный сигнал, являющийся не просто отражением исходного, а заново сформированным, который, как правило, несёт дополнительную информацию, идентифицирующую конкретное перо, а также данные о силе нажатия, фиксации/положении органов управления на указателе, о том, используется ли рабочий кончик пера или его «ластик» (в случае, если такие функции в нём предусмотрены). Поэтому отдельного питания для такого устройства не требуется. Но при работе электромагнитных планшетов возможны помехи от излучающих устройств, в частности мониторов. На таком же принципе действия основаны некоторые тачпэды. (рис. 5) (Тачпэд (англ. touchpad - сенсорная площадка), сенсорная панель - указательное устройство ввода, применяемое, чаще всего, в ноутбуках. Тачпэд используется для управления «указателем», перемещением пальца по поверхности устройства. Работа тачпэдов основана на измерении ёмкости пальца или измерении ёмкости между сенсорами. Ёмкостные сенсоры расположены вдоль вертикальной и горизонтальной осей тачпэда, что позволяет определить положение пальца с нужной точностью. Поскольку работа устройства основана на измерении ёмкости, тачпэд не будет работать, если водить по нему каким-либо непроводящим предметом, например, основанием карандаша. Располагаться тачпэд должен строго по центру основной клавиатуры ноутбука – это нужно для того, чтобы при наборе текста вы случайно не касались тачпэда, когда будете проверять клавиатуру обратите и на этот момент внимание.)

Рис. 5 Тачпэд

Существуют планшеты, в комплект которых входят перья, способные регистрировать силу нажатия. Как правило, в основе механизма регистрации лежит использование конденсатора переменной ёмкости. Также регистрация может осуществляться с помощью компонента с переменным сопротивлением или переменной индуктивностью. Существуют реализации, в основе которых лежит пьезоэлектрический эффект. При нажатии пера в пределах рабочей поверхности планшета, под которой проложена сетка проводников, на пластине пьезоэлектрика возникает разность потенциалов, что позволяет определять координаты нужной точки.(пьезоэлектрический эффект - возникновение электрической поляризации в веществе в отсутствие электрического поля при упругих деформациях (прямой пьезоэлектрический эффект) и появление механических деформаций под действием электрического поля (обратный пьезоэлектрический эффект). Первое исследование пьезоэлектрического эффекта осуществлено П. Кюри (1880) на кристалле кварца.) 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 (рис. 6) на рабочую поверхность, наклон, направление поворота в плоскости планшета и сила сжатия пера рукой.

Рис. 6 Пьезоэлектрический датчик давления

Также в комплекте графических планшетов совместно с пером может поставляться мышь, которая, однако, работает не как обычная компьютерная мышь, а по тому же принципу, что и перо. 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.

Дигитайзер, или планшет, как его еще называют, состоит из двух основных элементов: основания и курсора, перемещаемого по его поверхности. Это устройство изначально предназначалось для оцифровки изображений. При нажатии на кнопку курсора его местоположение на поверхности планшета фиксируется, а координаты передаются в компьютер.

Часто с дигитайзерфом связывают управлением командами в AutoCAD"е и аналогичных системах при помощи накладных меню. Команды меню расположены в разных местах на поверхности дигитайзера. При выборе курсором одной из них специальный программный драйвер интерпретирует координаты указанного места, посылая соответствующую команду на выполнение.

Не последнюю роль играет применение планшета в создании на компьютере рисунков и набросков. Художник рисует на экране, но его рука водит пером по планшету. Наконец, дигитайзер можно использовать просто как аналог мыши. Особый случай - это чувствительные к нажиму дигитайзеры.

2.1. Принцип действия

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). Но механизм регистрации положения курсора позволяет получить шаг считывания информации намного меньше шага сетки (до 100 линий на мм). Шаг считывания информации называется разрешением дигитайзера.

По технологии изготовления дигитайзеры делятся на два типа: электростатические (ЭС) и электромагнитные (ЭМ). В первом случае регистрируется локальное изменение электрического потенциала сетки под курсором. Во втором - курсор излучает электромагнитные волны, а сетка служит приемником. Фирма Wacom создала технологию на основе электромагнитного резонанса, когда сетка излучает, а курсор отражает сигнал. Но в обоих случаях приемником является сетка. Следует отметить, что при работе ЭМ-планшетов возможны помехи со стороны излучающих устройств, в частности мониторов.

Независимо от принципа регистрации существует погрешность в определении координат курсора, называемая точностью дигитайзера. Эта величина зависит от типа дигитайзера и от конструкции его компонент. На нее влияет неидеальность регистрирующей сетки планшета, способность воспроизводить координаты неподвижного курсора (повторяемость), устойчивость к разным температурным условиям (стабильность), качество курсора, помехозащищенность и прочие факторы. Точность существующих планшетов колеблется в пределах от 0.005 до 0.03 дюйма. В среднем точность электромагнитных дигитайзеров выше, чем у электростатических.

Шаг считывания регистрирующей сетки является физическим пределом разрешения дигитайзера. Мы говорим о пределе разрешения, потому что следует различать разрешение как характеристику прибора и как программно-задаваемое разрешение, а это переменная величина в настройке дигитайзера. В спецификации на изделие всегда указываются обе характеристики - и предел разрешения, и точность.

На результат работы также влияет точность действий оператора. В среднем хороший оператор вносит погрешность не более 0.004 дюйма. Требования к нему достаточно высокие. Технологии чувствительных к нажиму дигитайзеров В настоящее время есть две технологии, применяемые в чувствительных к нажиму дигитайзерах: первая - это электромагнитный резонанс, на основе которого работают дигитайзеры фирмы Wacom, позволяющий применять пассивное стило, а вторая - метод активного курсора.

При использовании электромагнитного резонанса излучающим (активным) устройством является сам дигитайзер. Перо отражает волны, а дигитайзер анализирует это отражение, для того чтобы установить координаты пера в данный момент. Поэтому перо или курсор не имеют ни батарей, ни шнура, подающего напряжение на микросхемы внутри курсора, их там просто нет. При использовании же активного курсора именно он излучает волны, сообщая таким образом дигитайзеру о своем местоположении. В этом случае либо батареи, либо провод являются его неотъемлемым атрибутом. Но, независимо от системы, в обоих случаях информация о положении курсора относительно сетки, встроенной в поверхность дигитайзера, преобразуется в компьютере так, что мы получаем данные о точном положении курсора.

Для подключения планшета обычно используется последовательный порт. Распространенными параметрами являются разрешение порядка 2400 dpi и высокая чувствительность к уровням нажатия (256 уровней). Эта особенность позволяет моделировать нажатие на кисть или перо при работе с соответствующими графическими программами. Графические планшеты и дигитайзеры производят компании CalComp, Mutoh, Wacom и другие.

Для устройств рукописного ввода информации характерна такая же схема работы, только введенные образы букв дополнительно преобразуются в буквы при помощи специальной программы распознавания, а размер площадки для ввода меньше. Устройства перьевого ввода информации чаще используются в сверхминиатюрных компьютерах PDA (Personal Digital Assistant) или HPC (Handheld PC) (см. Классификация портативных компьютеров), в которых нет полноценной клавиатуры.

2.2. Выбор дигитайзера

В первую очередь, выбирая дигитайзер, следует принимать во внимание надежность его драйверов и удобство указующего устройства (это может быть стило или курсор). Не стоит забывать и об эргономике.

Так же не стоит забывать, для каких целей дигитайзер будет выбран. Будет ли он использоваться для рисования или создания чертежей. Если дигитайзер не выбрать должным образом у пользователя будут возникать проблемы с его использованием.

Конструктивно планшеты бывают жесткими и гибкими. Гибкие дигитайзеры появились на нашем рынке весной 1994 года. Низкая цена, небольшой вес (7 кг в упаковке), компактность при транспортировке выгодно отличают их от традиционных жестких. От того, для каких работ вы выбираете дигитайзер, зависит его формат. Размер рабочего поля обычно от 6 х 8 дюймов до 44 х 62 дюйма. Изготовители гибких планшетов по новой технологии утверждают, что могут "вырезать" их любого формата. Часто пользователи называют формат по аналогии с бумажными листами, но размер 305 x 305мм трудно соотнести с каким-то стандартным форматом. От рода решаемых задач зависит и точность устройства. Рекомендую ознакомиться с параметрами дигитайзеров и с результатами сравнения некоторых из них. Электрическое питание для дигитайзера подается при помощи встроенного или выносного блока питания, а в отдельных моделях - по последовательному порту.

2.3. Драйверы

При работе, драйверы дигитайзеров могут работать тремя способами: эмулируя мышь, то есть работая в режиме относительного задания координат; как стандартный драйвер планшета ADI независимо от того, какое устройство является системным, как драйвер WinTab. Известно, что в стандартную поставку Windows входят драйверы для различных мышей, но не для дигитайзеров.

2.4. Указующее устройство

До этого момента при упоминании указующего устройства мы называли его курсором, хотя существует еще и перо (или стило, кому как нравится). Курсоры больше популярны в среде пользователей САПР. Перья в виде ручки производятся с одной, двумя и тремя кнопками. Кроме того, есть простые перья и перья, чувствительные к нажиму. Последние особенно интересны для художников и аниматоров.

Выбирайте указующее устройство тщательно. Если курсор неудобен, то связанные с его использованием затраты составят гораздо большую сумму, чем разница в стоимости дорогих и дешевых дигитайзеров.

2.5. Курсоры

Курсоры бывают четырех-, восьми-, двенадцати- и шестнадцатикнопочными. Желая выделиться, некоторые фирмы стараются стать исключением из правила. Так, Oce Graphics добавляет на большом курсоре семнадцатую, "самую главную" кнопку. Форма курсора, легкость нажатия и расположение кнопок - вот в чем отличия. Во всем мире одними из лучших признаны четырехкнопочные курсоры фирмы CalComp (рис. 7). Их чаще прочих фотографируют и помещают в журналах. На них вторая и третья кнопки расположены рядом, а первая и четвертая L-образной формы обрамляют средние. Традиционным же считается ромбовидное расположение кнопок, которому продолжают следовать другие известные производители. Однако для двенадцати- и шестнадцатикнопочных курсоров канон один - "табличное" расположение кнопок, как на телефонном аппарате.

Рис. 7 Планшет фирмы CalComp с 4 кнопочным курсором

При выборе курсора надо принимать во внимание, кроме удобства пользования, еще и количество клавиш на нем. Тот, кто работал в AutoCAD"е для DOS, знает, что чем больше на курсоре клавиш, тем лучше, потому что дополнительным кнопкам можно назначить одношаговые функции в AutoCAD"овском MNU-файле.

А вот для AutoCAD for Windows это не совсем так. Дело в том, что использование дополнительных, числом более трех, клавиш при работе в mole-режиме - непростая задача. Чтобы избежать проблем, лучше использовать специальные программы управления дигитайзером, которые часто входят в его комплект поставки. Но проще отказаться от курсора с большим количеством кнопок в пользу четырехкнопочного и задействовать только три его кнопки. В курсоре немаловажно также качество изготовления визира.

Как уже говорилось, перья производятся с одной, двумя и тремя кнопками. Кроме того, есть среди них чувствительные к нажиму, особенно привлекательные для компьютерных художников и аниматоров. Такое перо может воспринимать до 256 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". Для реализации этих возможностей необходимо иметь специальное программное обеспечение. Среди подобных программ для персональных компьютеров можно упомянуть Adobe PhotoShop, Aldus PhotoStyler, Fauve Matisse, Fractal Design Painter, Autodesk Animator Pro, CorelDraw. Чувствительные к нажиму перья могут пригодиться и пользователям AutoCAD"а для последующей трехмерной визуализации спроектированных объектов. Данный вид указывающих устройств применяют только с ЭМ-дигитайзерами.

Удобство пера - характеристика сугубо субъективная, как и при выборе авторучки. Некоторым нравятся легкие перья фирмы Wacom, в то время как другие предпочитают более тяжелые, но хорошо сбалансированные перья от Kurta. И курсоры, и перья бывают как с проводом, так и без него. Беспроводной указатель удобнее, но он должен иметь батарейку, что утяжелит его и потребует дополнительного обслуживания.

Исключение составляют пассивные неизлучающие перья Wacom, которые, впрочем, воспринимают вдвое меньше градаций нажима. Не так давно на рынке дигитайзеров появились предложения с модифицируемыми курсорами, которые могут работать и с проводом, и с батарейкой. Время покажет, насколько удачным является данное решение.

Дигитайзер (digitizer) - это кодирующее устройство, обеспечивающее ввод двумерного (в том числе и полутонового) или трехмерного (3D дигитайзеры) изображения в компьютер в виде растровой таблицы. является типичным внешним специализированными устройства графического ввода.

Задача получения 3D-моделей реальных объектов стоит перед промышленными дизайнерами, инженерами, художниками, аниматорами, разработчиками игровых приложений. Измерение геометрии сложных пространственных форм является основныме требованием для современных производителей технологической оснастки.

Основные области применения дигитайзеры:

Мультипликация

Оцифровывание географических карт для работы с географическими информационными системами (ГИС)

Инженерное проектирование, создание прототипов и обратный инжиниринг.

3. Научная визуализация

Примечание: Обычно процесс обработки изображения дигитайзеров называют сканированием (Не путать со сканером).

Простейшим дигитайзером является графический планшет.

В состав устройства входит специальный указатель с датчиком, называемый пером. Собственный контроллер посылает импульсы по ортогональной сетке проводников, расположенной под плоскостью планшета. Получив два таких сигнала, контроллер преобразует их в координаты, передаваемые в ПК. Компьютер переводит эту информацию в координаты точки на экране монитора, соответствующие положению указателя на планшете. С помощью пера Вы рисуете на планшете, при этом графические редакторы могут воспринимать его как кисть, карандаш, мелок и т.д. Перевернув перо, Вы можете стереть изображение. Дигитайзеры, как следует из названия, являются инструментом оцифровки трехмерных объектов. Для дальнейшей обработки и редактирования результатов сканирования существует множество различных программ.

3.1. 3D дигитайзер

Одним из примеров полнофункционального решения для оцифровки объектов любой формы служит недорогой дигитайзер из модельного ряда MicroScribe-G2 (рис. 8) производства компании Immersion Corporation. На несимметричной основе прикреплен трехшарнирный рычаг, оканчивающийся пером-датчиком. Шарниры с низким уровнем трения обеспечивают практически абсолютную свободу перемещения стального пера. Дигитайзер MicroScribe может оцифровывать предметы, находящиеся в

Рис. 8 3D-Digitizer Immersion MicroScribe G2

радиусе до 840 мм. Рычаг устройств - жесткий, наличие шарниров позволяет провести дугу с максимальным углом в 330°. Наконечник «руки» может иметь разную форму: в виде шарика или острой иголочки - для снятия более точных показаний. В комплекте со сканером поставляются также ножные педали, которые играют роль правой и левой кнопок мыши.

Перед каждой оцифровкой дигитайзер должен быть откалиброван. Пользователь выбирает три реперные точки (переднюю правую, переднюю левую и заднюю правую) и вводит их координаты в компьютер с помощью ножных педалей. После этого можно приступать непосредственно к оцифровке. Механические дигитайзеры обладают достаточно высокой точностью - до 0,2 мм. Модели из серии MicroScribe-3D могут снимать координаты со скоростью 1000 точек в секунду и передают информацию со скоростью 38 Кбит/с. Перед сканированием многие дизайнеры расчерчивают объект, вырисовывают линии, по которым пройдет перо.

Оцифровывать можно в полуавтоматическом и ручном режимах. Контактный щуп, установленный на складной арматуре с шарнирными соединениями, считывает информацию о том, в каком месте находится головка, и транслирует эту информацию в координаты X, Y и Z в трехмерном пространстве. Оцифрованные данные в дальнейшем обрабатываются с помощью специальных прикладных программ (AutoCad, Autodesk, Maya, Rhinoceros и др.).

На подготовку к сканированию и саму оцифровку сложного объекта может уйти несколько часов, но с накоплением опыта работы с дигитайзером это время значительно сокращается В процессе сканирования объекта, по мере того как координаты точек попадают в компьютер, на мониторе вырисовывается пространственная модель. Для построения 3D-образов можно использовать программы от Immersion Corporation (набор Digitizing Software Application), которые позволяют представлять отсканированные объекты различными способами, например в виде точек, линий, проволочного каркаса, сплайнов, NURBS (неоднородных рациональных B-сплайнов), а также редактировать и сохранять 3D-образы в файлах форматов dxf, IGES, obj, txt, 3ds для последующего импортирования в другие приложения.

3.2. Координатно-измерительные машины

Специалисты по заказным моделям для оцифровки моделей с телевизионным качеством используют более дорогие дигитайзеры для оцифровки своих объектов. Например, используют мобильные координатно-измерительные машины (КИМ) FaroArm (Рис. 9) производства фирмы FARO Technologies (США). КИМ FARO состоит из опорной плиты, которая крепится к любому подходящему месту и нескольких, соединенных между собой шарнирами, колен. Конструкция очень похожа на строение человеческой руки. У КИМ FARO так же есть своеобразные кистевой, локтевой и плечевой суставы. В каждом шарнире есть датчик контроля угловых перемещений, который в режиме реального времени следит за углом поворота колена, в результате чего программное обеспечение просчитывает координаты откалиброванного щупа - своеобразного пальца. В зависимости от числа колен имеются машины с 6-ю или 7-ю степенями свободы.

Рис. 9 Мобильная координатно-измерительная машина FaroArm

По сути, это контактный щуп, который при помощи нескольких потенциометров, установленных на складной арматуре с шарнирными соединениями, считывает информацию о том, в каком месте находится головка, и преобразует эту информацию в координаты X, Y и Z в трехмерном пространстве. Достаточно сделать необходимое количество замеров, и сетка готова. В сканере применена система противовесов; он автоматически учитывает изменения температуры и компенсирует соответствующие расширения и сжатия материалов. Это портативное устройство может работать с объектами вписывающимися в сферу диаметром до 3,65 м и имеет точность до 0,3 мм.

3.3. Система боди-сканирования

Трехмерные дигитайзеры используются в качестве систем трехмерного боди-сканирования (Рис. 10) (3D body scan, т.е. «трехмерное сканирование человеческого тела»). Разработка этих систем была связана с требованиями быстрого обмера большого количества человек (армия), получения точного компьютерного изображения (киноиндустрия) и индивидуального пошива. Трехмерное боди-сканирование применяется также в медицине, мультипликации и при создании систем виртуальной реальности (VRML).

Рис. 10 Система боди-сканирования WB4

Примеры систем боди-сканирования Cyberware Whole Body Color 3D Scanner (производитель Cyberwear). Сейчас существуют две модели полномасштабных боди-сканеров: WB4 и WBX (WB=Whole Body, т.е. «тело целиком»).

Symcad (Французская компания TELMAT Industrie)

В геоинформатике, компьютерной графике, системах автоматического проектирования (САПР), картографии и научной обработке результатов измерения дигитайзер используют в качестве устройства для ручного цифрования графической и картографической информации в виде множества или последовательности точек, положение которых описывается прямоугольными декартовыми координатами плоскости дигитайзера.

3.4. Основные типы дигитайзеров по принципу работы

Основные принципы работы дигитайзеров делятся на 4 типа. Каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки.

3.4.1. Ультразвуковые

Из всех систем по оцифровке 3D-объектов ультразвуковые (или сонарные) - наименее точные и надежные, но при этом самые чувствительные к изменениям в окружающем пространстве. Ультразвуковые дигитайзеры представляют собой систему передатчиков, жестко закрепленных на стенах и потолке. Смотрятся они весьма не эстетично. Передатчики излучают звуковые волны, на основании информации об отражении которых вычисляются координаты точек поверхности 3D-модели. Так как скорость звука зависит от атмосферного давления, температуры и других условий (например, влажности), то результаты оцифровки одного и того же объекта являются функцией состояния воздуха. Помимо этого данные системы очень восприимчивы к шуму, производимому различным оборудованием (компьютерами, кондиционерами), даже жужжание флуоресцентных ламп влияет на оцифровку. К тому же ультразвуковые системы издают странные «кликающие» звуки, раздражающие оператора и всех находящихся в помещении. В идеальных условиях абсолютная погрешность полученных результатов составляет 1,4 мм. Подобные сканеры применяются в основном в медицине и при оцифровке скульптур.

3.4.2. Электромагнитные

Принцип работы электромагнитных 3D-дигитайзеров такой же, как у ультразвуковых систем (принцип радара), только для построения пространственной модели вместо звуковых волн используются электромагнитные. Результат работы этих сканеров не зависит от погодных условий, но находящиеся поблизости металлические предметы или источники магнитного поля снижают точность измерений. Естественно, что подобные системы не могут оцифровывать металлические объекты. Даже в специальных помещениях, не содержащих ничего металлического, погрешность магнитных систем составляет не менее 0,7 мм.

3.4.3. Лазерные

Прежде всего следует отметить, что цена этих так называемых бесконтактных (оператор не обводит объект щупом) систем очень высока и нередки случаи, когда она выражается числом с пятью нулями (в американских долларах). Лазерные дигитайзеры обладают самой высокой точностью, но область их применения также имеет значительные ограничения. Большие трудности вызывает сканирование объектов с зеркальными, прозрачными и полупрозрачными поверхностями, а также предметов большого размера либо имеющих впадины или выступы, препятствующие прямому прохождению лазерного пучка. Лазерные дигитайзеры - полностью автоматизированные системы. Невозможность участия художника в процессе оцифровки не позволяет расставить акценты, например более подробно отобразить определенную часть объекта, или, наоборот, приводит к получению детализированных моделей, занимающих слишком много места и требующих значительных мощностей для их обработки. Сама оцифровка происходит достаточно быстро, но последующий процесс перевода автоматически полученных данных в конечное изображение может занять много времени (особенно это касается систем с точечной проекцией).

3.4.4. Механические

Эти устройства являются золотой серединой среди всех классов дигитайзеров. Высокая точность и относительно низкая стоимость сделали эти устройства самыми популярными. Принцип их работы заключается в следующем: контуры оцифровываемого объекта обводятся прецизионным щупом, положение которого замеряется механическими датчиками. Затем, используя массив трехмерных координат, специальная программа строит каркасную модель объекта. Большим плюсом механических сканеров является то, что получаемые с их помощью результаты не зависят от погодных условий, уровня шума, наличия электромагнитных полей. Тип поверхности также не имеет значения. Поскольку механические дигитайзеры являются ручными устройствами, их использование требует четкой координации движений и внимательности.

4. Сравнительные характеристики дигитайзеров

На сегодняшний день компьютерный рынок предоставляет большой выбор дигитайзеров. На данный момент ведущими производителями планшетов являются Acecad, Adesso, Aiptek, Genius, GTCO, CalComp, Hitachi, Trust, Wacom. Я провел анализ и сделал вывод, что наиболее популярные планшеты в Казахстане от производителя Genius и Wacom. Для сравнения я выбрал 4 графических планшета фирмы Aiptek, Genius, Wacom

4.1. Графический планшет Aiptek Hyper Pen 6000

Характеристики графического планшета Aiptek Hyper Pen 6000:

Рабочая область: 4,5"х6" (114 х 152 мм).

Разрешающая способность: 3048 линий/дюйм, 120 линий/мм.

Точность: 0,42 мм.

Интерфейс: USB.

Размеры: 201 х 176 х 5,8 мм.

Вес: 0,41 кг.

Цена: 7500 тг.

Особенности: вытянутая передняя часть планшета, сходящая на нет. Перо сигарообразной формы, довольно толстое. При установке в него батареек центр тяжести смещается к верхнему торцу, нарушая привычное ощущение сбалансированности. Хорошо чувствуется пружинистость пера, что создает для руки иллюзию «настоящего» рисования и нажима.

Дизайн, похоже, рассчитан на подростков: в частности, цветовая гамма, в которой сделаны надписи и маркировка на планшете, а также перо, - пестровата. Мышь небольшая, с удлиненными, доходящими почти до середины корпуса кнопками. В комплект поставки входит Dabbler - программа для начинающих и юных рисовальщиков.

Драйверы устанавливаются легко, без конфликтов. Разнообразные прикладные утилиты, входящие в комплект, имеют одинаковый интерфейс в виде плавающей инструментальной панели (которая, как ее ни убирай, при перезагрузке появляется вновь). Самая непривычная особенность - это способ стыковки с компьютером: надо перекоммутировать и клавиатурный, и мышиный разъемы, используя при необходимости прилагающийся переходник. Всё это подключается к единому многоразъемному шнуру, идущему от планшета. В целом планшет и прилагающиеся инструменты выполнены добротно, с их помощью можно делать вполне качественные работы. Линии получаются ровные и чистые, рисуется всё без задержек. Учитывая низкую цену, можно сделать вывод: эффективный инструмент для молодых, но разборчивых пользователей.

4.2. Графический планшет Genius Wizard Pen 5x4

Характеристики графического планшета Genius Wizard Pen 5x4:

Рабочая область: 5.5" х 4" (13.97 х 10.1 см).

Перо: Чувствительное к нажатию, две программируемые кнопки.

Разрешающая способность: 4064 линии/дюйм.

Точность: 0,32 мм.

Интерфейс: USB.

Размеры: 224 х 222 х 25 мм.

Вес: 0.6 кг.

Цена: 6750 тг.

Эффективная система снижения энергопотребления, которая, хоть и требует периодически «будить» планшет, существенно удлиняет срок службы батарейки пера. Незначительная толщина планшета, который к тому же по всем краям сходит на нет. Это было бы вообще замечательно, если б не довольно массивная несъемная бульба - подставка для пера. Перо выполнено в виде обычной ручки с зажимом для ношения в кармане и несколько укорочено по сравнению с большинством других моделей. Материал корпуса пера очень гладкий, не слишком удобный для руки и вдобавок обладающий феноменальной способностью электростатически собирать пыль. По краям прозрачной пленки нанесен геометрический узор - ничего не добавляющий функционально, но придающий изделию псевдонаучный вид. Пленку (как, кстати, и во всех планшетах этой фирмы) очень трудно подцепить и приподнять, поскольку она окружена бортиком самого корпуса, а эргономических углублений для пальца не предусмотрено. При таких размерах вполне можно было бы разместить на планшете панели-кнопки.

В целом устройство производит благоприятное впечатление: хорошее разрешение и качество реакции на нажим дает возможность заниматься рисованием, а прилагаемые утилиты расширяют круг применения до вполне серьезных пользовательских задач.

4.3. Графический планшет Genius ePen

Характеристики графического планшета Genius ePen:

Рабочая область: 3" x 2" (76 х 51 мм).

Перо: проводное, нечувствительное к нажатию, с одной программируемой кнопкой.

Разрешающая способность: 1000 линии/дюйм.

Точность: 0,25 мм.

Интерфейс: RS-232 (COM-порт).

Размеры: 140 х 115 х 8 мм.

Вес: 0.4 кг.

Цена: 3000 тг.

Милая и «практически бесплатная» игрушка, незатейливый, «леденцового» дизайна, сверхкомпактный прибор. О сколько-нибудь серьезном рисовании при размерах рабочего поля всего-навсего 2х3 дюйма говорить не приходится, но представление о том, что такое планшет и как выглядят градации силы нажима, получить можно. Ощущение «веселости» прибора усиливает прозрачная пленка для копирования рисунков, под которую (учитывая, что она совпадает с размером рабочего поля и к тому же утоплена в пластиковый корпус) можно подложить, немного потрудившись, разве что фантик от конфеты.

Инструкции по установке и пользованию планшетом вместе со схемой умещаются на одной странице. Драйвер устанавливается моментально, и работает все очень устойчиво, без всяких программных настроек и вариаций. Системные требования весьма демократичны.

Провод, идущий от пера к планшету, к счастью, достаточно длинный и потому не слишком мешается (впрочем, при таких размерах рабочей области хватило бы и более короткого провода). Никаких приспособлений для хранения пера, никаких панелей-кнопок на планшете.

Словом, для удовлетворения первого любопытства и для ряда простейших прикладных задач - замечательное (и, надо заметить, безальтернативное на нынешнем рынке планшетов) приспособление, причем сделанное весьма добросовестно. Трудно судить о долговечности этого планшета, но даже если любопытный ребенок его разберет или сломает - это пойдет ему только на пользу.

4.4. Графический планшет Wacom Intuos2 A5

Характеристики графического планшета Wacom Intuos2 A5:

Рабочая область: 8" x 6" (152 x 203 мм).

Перо: Чувствительно к нажатию и степени наклона, в комплекте имеется мышь.

Разрешающая способность: 2540 линии/дюйм.

Точность: 0,01 мм.

Интерфейс: USB.

Размеры: 334. x 258 x 14 мм.

Вес: 1.75 кг.

Цена: 12000 тг.

Особенности: узнаваемое, характерное для профессиональных моделей этой фирмы пространственное решение планшета и пера. Прилагается валик-подставка. Отличное качество рабочей поверхности: с одной стороны, перо движется легко и плавно, независимо от наклона и направления движения; с другой - материал рабочей поверхности создает сопротивление, необходимое для правильного ощущения движения. Форма мыши имеет легкий намек на эргономику, кнопки сделаны из более шероховатого материала, нежели корпус. Подчеркнутая функциональность и лаконизм во всем. Трудно сказать, действительно ли существует связь между профессионализмом компьютерного художника и длиной провода, соединяющего планшет с компьютером. Однако в изделиях Wacom такая тенденция прослеживается четко: чем дороже и больше по площади планшет - тем длиннее провод. Что и подтверждает Intuos2 A5.

При использовании установок драйвера по умолчанию (прямая арифметическая зависимость) надобность в 1024 градациях нажатия не кажется очевидной. Но если установить зависимость логарифмическую, нелинейную, сдвинув область более тонкого распознавания в сторону слабого нажима на перо, эффект налицо.

Высокопрофессиональный инструмент для самого широкого круга применений. И дорогой, как любое специализированное изделие. Необходимость в планшете большей площади может быть продиктована только какими-то очень специальными причинами.

И так подведём итог, какой же планшет из четырёх представленных выше является оптимальным вариантом для покупки.

Как можно видеть из (таблицы 2) самым бюджетным вариантом является Genius ePen, однако для ознакомления с планшетом он подходит как нельзя кстати. Минус его заключается в том, что у него стоит проводное перо, так же очень маленькая рабочая поверхность. О серьезном рисование и применение не может быть и речи.

Из своего личного опыта планшет Genius Wizard Pen 5x4 является наиболее актуальным для начинающих компьютерных художников, неплохая точность, беспроводное перо, однако с батарейкой, что нарушает центр тяжести. Рабочая поверхность шершавая, что позволяет имитировать трение. Относительно не дрогой. Можно купить планшет Aiptek Hyper Pen 6000 немного дороже, но более надежный.

Для профессиональных художников, идеально подойдет планшет Wacom Intuos2 A5. Считается, что фирма Wacom выпускает самые лучшие графический планшеты. У него самая большая рабочая поверхность. По мимо датчика давления, на пере имеет чувствительность к наклону. Самая высокая точность. Но и конечно самый дорогой.

Модель планшета	Рабочая область	Разрешающая способность	Точность	Интерфейс
Aiptek Hyper Pen 6000	4,5"х6" (114 х 152 мм)	3048 линий/дюйм			201 х 176 х 5,8 мм
Genius Wizard Pen 5x4	5.5" х 4" (13.97 х 10.1 см)	4064 линии/дюйм			224 х 222 х 25 мм
	3" x 2" (76 х 51 мм)	1000 линии/дюйм		RS-232 (COM-порт)	140 х 115 х 8 мм
Wacom Intuos2 A5	8" x 6" (152 x 203 мм)	2540 линии/дюйм			334. x 258 x 14 мм

Таблица 1. Сравнительные характеристики планшетов

Таким образом можно сделать вывод, что наиболее актуальным планшетом является Genius Wizard Pen 5x4 или Aiptek Hyper Pen 6000. Относительно недорогие и качественные. Для ознакомления с графическими планшетами можно приобрести Genius ePen.

Заключение

В данной курсовой работе я предоставил данные о зарождение дигитайзеров. Были рассмотрены технические характеристики и принцип работы дигитайзеров. Был произведен анализ современных графических планшетов наиболее известных фирм, и выбраны наилучшие продукты.

В век развития компьютерных технологий художникам, инженерам рано или поздно придется отложить свои карандаши и ручки и пересесть за компьютерные программы. Планшеты призваны именно для того чтобы помочь им выполнять свою работу. Однако не стоит забывать для каких целей планшет будет нужен. Будет ли он использоваться для создание компьютерной графики или для создания чертежей. Если планшет не будет выбран должным образом, у пользователя возникнет множество проблем с его эксплуатацией. Кто-то делает упор на разрешение планшета, кто-то на его внешний вид, кто-то на цену. Для того что бы все таки в будущем не пожалеть о своей покупке нужно четко уяснить для каких целей вы будете приобретать планшет. Многие люди покупают их, но в итоге они стоят в сторонке и просто собирают пыль. Зачем покупать вещь, если она вам не нужна?. Определившись для чего вам будет нужен графический планшет, проанализировав компьютерный рынок вам будет гораздо легче сделать выбор с ту или иную сторону, и вы уже будете знать, что вы хотите от планшета и для чего он вам нужен.

Список литературы

КопьютерраOnline – Про компьютеры, железо, новые технологии, информационные технологии.

Wikipedia – свободная энциклопедия

Demiart.ru – Photoshop форум

Компьютерный журнал «Домашний компьютер»

“HARD "n" SOFT “ (компьютерный журнал для широкого круга пользователей)

BYTE Россия (Компьютерный журнал информационных технологий)

Дигитайзер - это устройство для преобразования готовых (бумажных) изображений в цифровую форму.

Дигитайзер состоит из:

Планшета, к которому крепится изображение;

Пера, или курсора, с помощью которого указывается позиция на планшете.

При перемещении курсора по планшету дигитайзер передает в компьютер координаты точек.

К системе «JULIVI» можно подключить дигитайзер. С помощью дигитайзера можно вводить готовые лекала в базу системы.

Архивация лекал в системе «JULIVI» довольно проста, и предусматривает работу с различными типами лекал и разводок.

Подключение дигитайзера

Дигитайзер подключается к компьютеру, на котором будет производиться ввод лекал в систему.

Дигитайзер подключается к COM порту комьютера. Для надежной работы необходимо в компьютер установить дополнительно контроллер PCI с портами СОМ (RS232).

Подключение кабеля от дигитайзера к COM порту компьютера производить только при отключенных от электросети как компьютера, так и дигитайзера. Несоблюдение этого условия, как правило приводит к выведению из строя COM порта.

Настройка дигитайзера

Для правильной работы дигитайзера в системе необходимо произвести его настройку.

Как правило настройка производится после первого подключения дигитайзера в ситему.

Если ранее была произведена настройка дигитайзера, то при перестановках системы достаточно в каталог C:\Julivi\Constr\ скопировать ранее сохраненный файл confarj.ini, в котором сохранены все настройки работы дигитайзера.

Настройка производиться в следующей последовательности:

• Включить питание дигитайзера.

На экран будет выведено окно Архивация лекала.

• В этом окне, в параметрах лекала ввести материал, группу имен, имя лекала и выбрать размер в шкале размеров (можно задать любые значения). Нажать кнопку ДА. На экран будет выведено окно работы с дигитайзером.

Для входа в режим настройки дигитайзера необходимо:

• Одновременно нажать кнопки Ctrl + Alt+F1. При этом в верхней части окна будет выведена красная надпись Режим настройки и окно Настройка дигитайзера.

Порядок работы с окном настройки

1. В списке Тип дигитайзера выбрать тип дигитайзера. На экране показан один из вариантов.

2. В блоке Параметры обмена установить параметры:

Скорость – на какой дигитайзер выдает информацию

Стоп. Бит – количество стоповых бит в посылке от дигитайзера

Инф. Бит – количество информационных бит впосылке от дигитайзера

Контроль – используемый контроль паритетавпосылке от дигитайзера

Эти параметры как правило указываются в документации дигитайзера, либо берутся из настроек дигитайзера, при наличии на дигитайзере панели настроек.

На экране показан один из вариантов.

3. В блоке ComPort – выбрать тот порт, к которому физически подключен дигитайзер.

4. Нажать кнопку Готово. Окно Настройка дигитайзера будет закрыто.

5. Для считывания измененных параметров нажать кнопку Выход на текстовой панели. Панель может размещаться вне поля экрана, однако край панели все равно будет заметен. Чтобы нажать кнопку Выход, надо будет указать на нижнюю часть видимого края текстовой панели и кликнуть левой кнопкой мыши, либо выйти из программы с помощью комбинации клавиш на клавиатуре «Alt+F4».

6. Затем в выведенном на экран предупреждении Ошибка / Буфер пуст, нажать кнопку ОК.

7. В окне Архивация лекал повторно нажать кнопку ДА.

8. Снова войти в режим настройки (Ctrl + Alt+F1).

9. Нажать кнопку Померять габариты матрицы. Затем установить курсор дигитайзера на поверхность дигитайзера и нажать любую кнопку на курсоре. При этом над окном Настройка дигитайзера будет выведено четыре группы цифр.

• Плавно перемещая курсор к левой границе стола дигитайзера периодически нажимать любую кнопку на курсоре. При этом значение первой группы цифр будет уменьшаться. Добиться наименьшего значения (возможно 0).

• Плавно перемещая курсор к правой границе стола дигитайзера периодически нажимать любую кнопку на курсоре. При этом значение второй группы цифр будет увеличиваться. Добиться наибольшего значения.

• Плавно перемещая курсор к нижней границе стола дигитайзера периодически нажимать любую кнопку на курсоре. При этом значение третьей группы цифр будет уменьшаться. Добиться наименьшего значения (возможно 0).

• Плавно перемещая курсор к верхней границе стола дигитайзера периодически нажимать любую кнопку на курсоре. При этом значение четвертой группы цифр будет увеличиваться. Добиться наибольшего значения.

• Нажать кнопку Окончить измерения и в запросе Сохранить размер матрицы нажать кнопку Yes.

10. Для считывания измененных параметров нажать кнопку Выход. Затем в выведенном на экран предупреждении Ошибка / Буфер пуст, нажать кнопку ОК.

11. Для тарировки дигитайзера на столе дигитайзера карандашом нарисовать четыре точки на расстоянии 500 мм по длине и 500 мм по ширине. Можно и на расстояниях больших чем 500 мм. Чем больше расстояние при тарировке, тем точнее настроится дигитайзер. Так для формата дигитайзера А0 можно установить точки по длине на расстоянии 900 мм, а по ширине 700 мм. Точки необходимо устанавливать с максимально возможной точностью и с помощью точных измерительных устройств.

12. Повторно нажать кнопку ДА.

13. Снова войти в режим настройки (Ctrl + Alt+F1).

14. В окне Настройка дигитайзера в области Тарировка, в строке Длина ввести размер между точками по длине начерченными на дигитайзере, а в строке Ширина между точками по ширине начерченными на дигитайзере.

15. Нажать кнопку Тарировка.

• При этом над окном Настройка дигитайзера будет выведена красная надпись Левая тарировочная точка. Затем установить перекрестие курсора дигитайзера на точку 1 и нажать любую из кнопок на курсоре.

• При этом над окном Настройка дигитайзера будет выведена красная надпись Правая тарировочная точка. Затем установить перекрестие курсора дигитайзера на точку 3 и нажать любую из кнопок на курсоре.

• При этом над окном Настройка дигитайзера будет выведена красная надпись Верхняя тарировочная точка. Затем установить перекрестие курсора дигитайзера на точку 2 и нажать любую из кнопок на курсоре.

• При этом над окном Настройка дигитайзера будет выведена красная надпись Нижняя тарировочная точка. Затем установить перекрестие курсора дигитайзера на точку 4 и нажать любую из кнопок на курсоре.

• Нажать кнопку Готово в окне Настройка дигитайзера и взапросе Сохранить результаты тарировки нажать кнопку Yes.

16. Для считывания измененных параметров нажать кнопку Выход. Затем в выведенном на экран предупреждении Ошибка / Буфер пуст, нажать кнопку ОК.

17. Повторно нажать кнопку Архивировать.

18. Снова войти в режим настройки (Ctrl + Alt+F1).

19. Нажать кнопку Задать коды кнопок.

• При этом над окном Настройка дигитайзера будет выведена красная надписьКнопка долевой и размножаемой. На курсоре дигитайзера надо нажать кнопку, которой в дальнейшем будут задаваться точки долевой. Например, 5.

• При этом над окном Настройка дигитайзера будет выведена следующая красная надпись Кнопка промежуточной точки. На курсоре надо нажать кнопку, которой в дальнейшем будут задаваться промежуточные точки. Например, 1.

• При этом над окном Настройка дигитайзера будет выведена следующая красная надпись Кнопка конечной контрольной точки. На курсоре надо нажать кнопку, которой в дальнейшем будут задаваться конечные контрольные точки. Например 2.

• При этом над окном Настройка дигитайзера будет выведена следующая красная надпись Кнопка промежуточной контрольной точки. На курсоре надо нажать кнопку, которой в дальнейшем будут задаваться промежуточные контрольные точки. Например 3.

• Нажать кнопку Готово в окне Настройка дигитайзера и взапросе Сохранить коды кнопок нажать кнопку Yes.

20. Для считывания измененных параметров нажать кнопку Выход. Затем в выведенном на экран предупреждении Ошибка / Буфер пуст, нажать кнопку ОК.

21. Повторно нажать кнопку Архивировать.

22. Снова войти в режим настройки (Ctrl + Alt+F1).

23. Нажать кнопку Задать расположение панели. При этом над окном Настройка дигитайзера будет выведена красная надпись Левый верхний панели. Затем установить перекрестие курсора дигитайзера на левый верхний угол текстовой панели команд и нажать любую из заданных кнопок.

24. При этом над окном Настройка дигитайзера будет выведена красная надпись Правый нижний панели. Затем установить перекрестие курсора дигитайзера на правый нижний угол текстовой панели команд и нажать любую из заданных кнопок.

25. Нажать кнопку Готово в окне Настройка дигитайзера.

26. Для считывания измененных параметров нажать кнопку Выход. Затем в выведенном на экран предупреждении Ошибка / Буфер пуст, нажать кнопку ОК.

Настройка дигитайзера завершена.

Для проверки правильности настроек надо произвести архивацию любого существующего лекала. Затем, сохранив это лекало, в программе Конструктор измерить расстояние между точками в лекале по высоте и ширине, или по диагоналям. Сравнить полученные результаты измерений с измерениями между теми же точками на существующем лекале. При отклонении результатов измерения больше 0,5 мм произвести повторную тарировку.

Модели дигитайзеров

Существуют разные модели дигитайзеров. Ниже приведены некоторые из них.

УВГИ -1

Тип дигитайзера - УВГИ-16М

Скорость – 9600

Стоп. Бит – 1

Инф. Бит – 8

Контроль – По нечетности

CD9XXX

Для подключения дигитайзера этого типа в настройках необходимо указать:

Типдигитайзера - GTCO-BIN

Скорость – 9600

Стоп. Бит – 1

Инф. Бит – 8

Контроль – Без Контроля

Настройка дигитайзера через встроенную панель управления.

Схема внутренней настройки дигитайзера

Проверка внутренних настроек дигитайзера

• Подключить дигитайзер к компьютеру, подключить его к сети, и включить питание дигитайзера. Кнопка питания находится с обратной стороны дигитайзера в левом нижнем углу. После включения прозвучат три коротких и два длинных звуковых сигнала.

Красный индикатор на курсоре светится в двух случаях:

1. В рабочем режиме при наводке курсора на рабочую область дигитайзера.

2. В режиме внутренней настройки, при наводке курсора на значки и при выборе активных строк в настроечных панелях.

• Последовательно наводить курсор на строки настроечной панели, сверяя их со схемой.

• Красный индикатор на курсоре должен светиться в строках, соответствующих строкам, обозначенным красными точками на схеме.

• Приступить к настройкам дигитайзера из программы Конструктор.

Возможные неполадки

Красный индикатор не светится при наведении курсора на рабочую область дигитайзера.

Выполнить рестарт.

• Выключить питание дигитайзера.

• Выключить дигитайзер.

• Положить курсор на поле дигитайзера, при этом на курсоре должен засветиться красный индикатор.

• Настройка окончена.

2. После рестарта курсор не реагирует при наведении его на рабочее поле.

Выполнить точную настройку

• Выключить питание дигитайзера

• Удерживая желтую кнопку на блоке питания с обратной стороны рабочего поля, включить дигитайзер.

• Последовательно наводить курсор на строки настроечной панели, сверяя их со схемой. Красный индикатор на курсоре должен светиться в строках, соответствующих строкам, обозначенным красными точками на схеме.

• При несовпадении настроек на панели со схемой, выполнить настройку вручную.

• Наводя последовательно курсор на строки в панелях, нажатием любой кнопки активировать строки, соответствующие схеме, и снять выделение с остальных. . При выделении строки, на курсоре загорается красный индикатор и звучит короткий звуковой сигнал. При снятии выделения, индикатор гаснет.

• Навести курсор на левую настроечную панель, и в блоке SAVE, выбрав строку 1, нажать любую кнопку. Прозвучат три коротких два длинных звуковых сигнала и красный индикатор погаснет.

• Выключить дигитайзер.

• Включить дигитайзер. После включения прозвучат три коротких и два длинных звуковых сигнала.

• Положить курсор на поле дигитайзера, при этом на курсоре должен засветиться индикатор огонек.

• Настройка окончена.

E-LINK

Для подключения дигитайзера этого типа в настройках необходимо указать:

Типдигитайзера - E-LINK

Скорость – 9600

Стоп. Бит – 1

Инф. Бит – 8

Контроль – Без Контроля

Если дигитайзер работал в другом режиме до подключения к системе «JULIVI», выдает другой протокол, то для настройки дигитайзера необходимо произвести его инициализацию:

1. Зайти в режим настройки программы работы с дигитайзером.

2. Отключить питание дигитайзера.

3. Курсор положить на поле дигитайзера и удерживая кнопку «1», включить питание дигитайзера. Должно прозвучать три коротких звуковых сигнала.

4. Отпустить кнопку «1».

5. Нажать кнопку Инициализация в программе, прозвучит один звуковой сигнал.

6. Нажать кнопку Готово. Окно Настройка дигитайзера будет закрыто.

7. Выключить дигитайзер.

После включения дигитайзер будет сконфигурирован для работы с системой «JULIVI».

CALCOMP

Дигитайзеры Calcomp серий DrawingBoard III -V в стандартной поставке, как правило имеют настройку по умолчанию «GTCO BIN».

Кофигурационное меню на дигитайзере при этом соответствует данным в таблице

	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
A	1	1				1	1	1			1	1		1	1	1	1	1
B			1							1								1
C			1

1 – Лампочка горит, при наведении курсора на кнопку меню.

При такой настройке дигитайзера в настройках программы необходимо указать:

Тип дигитайзера - GTCO-BIN

Скорость – 9600

Стоп. Бит – 1

Инф. Бит – 8

Контроль – По нечетности

Оптический, пленочный дигитайзер

Настройка этого типа дигитайзера отличается от остальных меньшим количеством настроек.

Дигитайзер Logitech состоит из прозрачной пленки с рядом кнопок параметров точки по периметру, текстовой панелью в левом верхнем углу, ручки со считывающим устройством и установочного диска драйверов.

Внимание! Данный тип дигитайзера не работает при включенной антивирусной программе Касперского, и при установленном Framework 2 версии.

• Перед установкой отключить Касперского.

• В окне Антивирус Касперского выбрать кнопку Настройка.

• В окне Настройка: Антивирус Касперского выбрать каталог Сервис.

• Далее в блоке Автозагрузка снять выделение в строке Запускать приложение при включении компьютера.

• Перегрузить компьютер

• Если установлен Framework2, его требуется удалить и перезагрузить компьютер.

• Установить Framework 1 из файла dotnetfx.exe

• Вставить установочный диск Logitech или Nokia.

• Выбрать язык установки.

• На запрос инсталляции драйвера нажать ДА.

4. Настроить параметры, как показано на картинке. Нажать Apply.

5. Скопировать из папки arj в папку c/Julivi/constr4х файлы:

Особенности настройки

• Ни тарировать, ни настраивать дигитайзер не надо, все настройки выполнены.

Касперского отключить, Framework2 удалить и установить dotnetfx.exe

• Если при нажатии ручкой горит красная лампа и вибрирует корпус - поменять угол наклона пера,не отрывая его от пленки

• Время обработки большое - от установки карандаша на базу до появления лекала на экране - до 30 сек.

• При архивации следует быть очень внимательным, т. к. лекало появится на экране только после того, как ручка будет установлена на базу.

Графические планшеты (дигитайзеры)

Графический планшет (graphics tablet) - устройство ввода векторной графической информации в ЭВМ. Устройство «планшет» (digitizer, дигитайзер или диджитайзер) состоит из собственно планшета (участок плоской поверхности) и рисующего прибора (курсора, стила, пера, «наводчика» - puck). При нажатии на кнопку курсора его местоположение на поверхности планшета фиксируется, а координаты передаются в компьютер.

Дигитайзер - абсолютное устройство. Для задания некоторой позиции на экране необходимо указателем дигитайзера выбрать соответствующую точку на планшете (табл. 4.4).

За каждой кнопкой как наводчика, так и пера можно закрепить определенные действия (copy, save и др.) Гибкость выполнения такого назначения зависит от программируемости драйвера устройства.

Часто с дигитайзером связывают управлением командами в AutoCAD и аналогичных системах с помощью накладных меню. Команды меню расположены в разных местах на поверхности дигитайзера. При выборе курсором одной из них специальный программный драйвер интерпретирует координаты указанного места, посылая соответствующую команду на выполнение.

Для устройств рукописного ввода информации характерна такая же схема работы, однако введенные образы букв дополнительно преобразуются в коды с помощью программы распознавания, а размер площадки для ввода меньше. Устройства перьевого ввода информации часто используются в карманных компьютерах, в которых нет полноценной клавиатуры.

Таблица 4.4. Типы дигитайзеров

Принцип работы	Описание	Примеры устройств
Акустический	Первые устройства, в которых позиция пера, оборудованного источником звука (микроис- кровой разрядник), определяется путем сопоставления запаздывания звуковых сигналов, воспринимаемых микрофонами, расположенными на планшете. Подвержены акустическим помехам	Общее наименование - spark tablet (искровые планшеты)
Электромагнитный	Проволочная сетка, проложенная под поверхностью планшета, производит слабое электромагнитные излучение, которое принимается пером и определяет его координаты	RAND Tablet, известный как Grafacon (Graphic Converter), 1964 г.
Пассивный курсор	Используется принцип электромагнитной индукции. Проволочная сетка образует совокупность «антенн», передающих и принимающих сигналы (RAND Tablet только передает). Есть образцы, воспринимающие силу нажима на перо (изменение встроенной в кончик пера емкости). Возможен бесконтактный съем координат. Ручка может не требовать питания	Технологии фирмы Wacom
Активный курсор	Ручка содержит генератор сигналов, воспринимаемых планшетом, поэтому она требует питания скорее, чем сам планшет. Это дает также более четкий электросигнал, чем в случае электромагнитной индукции	FinePoint Innovations
Технология «резистивного сенсорного экрана» (см. рис. 5.28)	Пересекающиеся координатные провода разделены тонким слоем изолятора, проводимость которого изменяется под нажимом пера. Не требует питания пера, воспринимает как координаты, так и силу давления пера

Использование

• приложения компьютерной графики (особенно двумерной). Много графических пакетов (например Corel Painter, Inkscape, Photoshop, Pixel image editor, Studio Artist, The GIMP) способны интерпретировать давление пера (в некоторых случаях - наклон), изменяя такие признаки как размер кисти, прозрачность и окраска изображения, основываясь на данных, полученных от графического планшета;
• в Восточной Азии дигитайзеры, или планшеты для письма (pen tablets), как они там именуются, используются в сочетании с программным обеспечением наподобие IMES (Input Method Editor Software), чтобы вводить рукописные китайские, японские, корейские иероглифы (CJK). Технология популярна и недорога, и компании типа Twinbridge Software снабжают пользователей программами, которые не дороже 100 долл. США;
• техническое черчение (technical drawings) и системы автоматизированного проектирования - САПР (Computer Aided Design - CAD);
• наконец, это выигрышная альтернатива такому популярному указующему устройству, как мышь (computer mouse).

Принципы действия

Действие дигитайзера основан на фиксации местоположения курсора обычно 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 курсора позволяет получить точность считывания информации, намного меньшую шага сетки (до 100 линий на мм). Шаг считывания информации называется разрешением дигитайзера.

По физическим принципам дигитайзеры делятся на три типа:

• электростатические (ЭС);
• электромагнитные (ЭМ);
• пьезоэлектрические (ПЭ).

В первом случае регистрируется локальное изменение электрического потенциала сетки под курсором. Во втором - курсор излучает электромагнитные волны, а сетка служит приемником. Следует отметить, что при работе ЭМ-планшетов возможны помехи со стороны излучающих устройств, в частности мониторов. При нажатии пером в пределах рабочей поверхности ПЭ-план- шета, под которой проложена сетка из тончайших проводников, на пластине пьезоэлектрика возникает разность потенциалов, что позволяет определять координаты точки. Такие планшеты вообще могут не требовать специального пера и позволяют чертить на рабочей поверхности планшета как на обычной чертежной доске.

Независимо от принципа регистрации существует погрешность в определении координат курсора, называемая точностью дигитайзера. Эта величина зависит от типа дигитайзера и от конструкции его компонент. На нее влияет нестабильность геометрии регистрирующей сетки планшета, способность воспроизводить координаты неподвижного курсора (повторяемость), устойчивость к разным температурным условиям (стабильность), качество курсора, помехозащищенность и прочие факторы. Точность существующих планшетов колеблется в пределах от 0,005 до 0,03 дюйма. В среднем точность электромагнитных дигитайзеров выше, чем у электростатических.

Шаг считывания регистрирующей сетки является физическим пределом разрешения дигитайзера. Мы говорим о пределе разрешения, потому что следует различать разрешение как характеристику прибора и как программно-задаваемое разрешение, а это переменная величина в настройке дигитайзера. В спецификации на изделие всегда указываются обе характеристики - предел разрешения, и точность (табл. 4.5).

Таблица 4.5. Характеристики дигитайзеров

Английский	Русский термин	Комментарий
	Размер рабочей поверхности	Устанавливает размеры чувствительной части поверхности дигитайзера
Degrees of freedom	Количество степеней свободы	Описывает число характеристик взаимного положения планшета и пера. Минимальное число степеней свободы - 2 (координаты X и У положения проекции чувствительного центра пера), дополнительные степени свободы могут включать давление, наклон пера относительно плоскости планшета и пр.
	Разрешение	Обозначает шаг считывания дигитайзера (физическая характеристика, она гораздо лучше, чем реально достижимая точность снятия координат указующего устройства)
	Точность	Указывает на погрешность снятия координат
	Скорость обмена	Указывает на реальную скорость передачи координат дигитайзером
	Технология	Описывает физический принцип получения координат

Окончание табл. 4.5

Английский	Русский термин	Комментарий
	Пользовательские настройки	Наличие и количество сохраняемых с возможностью последующего вызова настроек параметров дигитайзера
	Форматы данных	Обычно указывается количество различных форматов данных, на которые можно настроить интерфейс дигитайзера
	Аппаратное меню	Количество и вид аппаратно-реализованных меню на поверхности дигитайзера
	Индикаторы	Наличие или отсутствие индикаторов, сообщающих о состоянии дигитайзера
	Программное обеспечение	Разнообразие программного обеспечения, входящего в состав стандартной поставки дигитайзера. Обычно его разнообразие ни о чем не говорит. Важно удобство работы с программой установки и настройки параметров, а также наличие качественных драйверов для тех программ, с которыми вы собираетесь работать
	ориентация	Возможность переключать направление осей дигитайзера
	Гарантия	Срок стандартного гарантийного обслуживания
		перо. К характеристикам относятся число кнопок, вид чувствительности наконечника пера (нечувствительный; выключатель, реагирующий на силу нажима, и т. д.), наличие или отсутствие провода
		Характеристики указующего устройства типа курсор : число кнопок, наличие или отсутствие провода
	Покрытие	Наличие дополнительного покрытия поверхности дигитайзера

На результат работы также влияет точность действий оператора. В среднем хороший оператор вносит погрешность не более 0,004 дюйма. Требования к нему достаточно высокие.

Указующее устройство

До этого момента при упоминании указующего устройства мы называли его курсором, хотя существует еще и перо (или стило). Перья в виде ручки снабжаются одной, двумя или тремя кнопками. Кроме того, есть простые перья и перья, чувствительные к нажиму.

Курсор. Курсоры бывают четырех-, восьми-, двенадцати- и шестнадцатикнопочными. Продукты некоторых производителей являются исключением из правила, например, Осе Graphics добавляет на большом курсоре семнадцатую, «самую главную» кнопку. Одними из наиболее популярных являются четырехкнопочные курсоры фирмы CalComp - их чаще прочих фотографируют и помещают в журналах. Здесь вторая и третья кнопки расположены рядом, а первая и четвертая L-образной формы обрамляют средние. Традиционным считается ромбовидное расположение кнопок, которому продолжают следовать другие известные производители. Однако для двенадцати- и шестнадцатикнопочных курсоров стандартом является «табличное» расположение кнопок (как на телефонном аппарате).

Перо. Перья производятся с одной, двумя и тремя кнопками. Есть перья, чувствительные к нажиму, особенно привлекательные для компьютерных художников и аниматоров. Степени нажима ставят в соответствие толщину линии, цвет в палитре или его оттенок. В результате можно имитировать на компьютере процесс рисования масляными красками, темперой или акварелью на специально подобранной фактуре. Для реализации этих возможностей необходимо иметь специальное программное обеспечение.

Удобство пера - характеристика сугубо субъективная, как и при выборе авторучки. Некоторым нравятся легкие перья фирмы Wacom, в то время как другие предпочитают более тяжелые, но хорошо сбалансированные перья Kurta. Как курсоры, так и перья бывают как с проводом, так и без. Беспроводной указатель удобнее, но он должен иметь батарею питания, что утяжеляет его и требует дополнительного обслуживания.

Исключение составляют пассивные неизлучающие перья Wacom однако они воспринимают вдвое меньше градаций нажима. Появились модели с модифицируемыми курсорами, которые могут работать как с внешним, так и со встроенным питанием.

Мышь. В качестве аксессуаров к некоторым планшетам существуют специальные мыши, при использовании которых планшет выступает в роли коврика. Поскольку разрешение планшета обычно выше, чем разрешение обычной компьютерной мыши, использование связки «мышь-планшет» позволяет достичь более высокой точности при вводе.

Большинство беспроводных планшетных манипуляторов выполняют функции традиционной мыши и имеют две-три кнопки (как правило, программируемые) и колесо прокрутки, которое может быть подпружинено, иметь ограниченный угол поворота и программную настройку.

Привязка к координатам планшета - свойство, присущее всем без исключения планшетным мышам. В отличие от обычных манипуляторов того же рода, у которых «верх» и «низ» условны и зависят от поворота руки, планшетные мыши строго привязаны к пространственным ориентирам. Их можно вращать вокруг оси как угодно, но «верх» для них - это всегда верх планшета, а не их собственный.

В табл. 4.6 приведены характеристики некоторых образцов дигитайзеров.

Таблица 4.6. Некоторые модели дигитайзеров

	Характеристики	Общий вид изделия
Genius G-Pen 340	Интерфейс и питание: USB. ОС: MS Windows 98SE/ME/2000/XP. Планшет: рабочая область 3" х 4"; разрешение 2000 линий/дюйм. Перо: количество кнопок - 2, чувствительность нажатия -1024 уровней, беспроводное. Имеет программируемую «Hot-KEY» зону. Кнопки пера могут работать как кнопки обычной мыши, а также могут быть запрограммированы соответственно правой и левой кнопкам мыши
Genius G-Pen 560	Интерфейс - USB. ОС - ХР/2000, MacOS 10.2.5. Планшет: рабочая область 4,5" х 6"; разрешение 2000 Ipi. Перо: две программируемые кнопки, чувствительность нажатия -1024 уровней, сменные насадки, питание - батарейка ААА
Genius G-Note 5000 A5, 32 Mb	Интерфейс: USB. ОС: ХР/2000. Планшет: рабочая поверхность А5 (8" х 6"), питание - 4 батарейки ААА, 32 Мбайт встроенной памяти позволяют сохранить более 500 исписанных страниц. Перо: сменные насадки

Продолжение табл. 4.6

	Характеристики	Общий вид изделия
Wacom Graphire4, А6,128 х 93 мм	Интерфейс: USB. ОС: Windows 98SE/ME/2000/XP, Apple MacOS X 10.2.8. Планшет: рабочая область A6 (128 x 93 мм рабочая область), разрешение 2032 строк/дюйм. Перо: количество кнопок - 2, чувствительность нажатия - 512 уровней, беспроводное
Hitachi Т-15XL ЕМ Panel, А4+, 304 х 228 мм, TFT, 15", VGA, USB, аудио	В планшет (рабочая область А4, 304 х 228 мм) вмонтирован монитор - 15" LCD TFT. Размер шага - 0,297 мм, максимальное разрешение -1024 х 768, цветовая палитра- 18-бит (262 144 цветов), яркость - 250 кд/м 2 , контрастность - 400:1, угол просмотра слева/справа - 60760°; угол просмотра снизу/свер- ху - 60740°. Интерфейсы - VGA, HD-15F, USB Тип Б. Аудиовход - мини 3,5 мм стерео, аудиовыход - мини 3,5 мм стерео. Адаптер питания - 220 В (перемен, ток), 50/60 Гц, 30 Вт
Hitachi StarBoard ВТ-1	Интерфейс: USB, Bluetooth. ОС: Windows ХР. Планшет: рабочая область 4,5" х 6", разрешение 500 dpi. Перо: количество кнопок - 1
Wacom Graphire4 Classic	Интерфейс: USB. ОС: Windows 98SE/ME/2000/XP, Apple MacOS 9.0, Apple MacOS X 10.1.5. Планшет: рабочая область А6 (128 х 93 мм), разрешение 2000 dpi. Перо: количество кнопок - 2, чувствительность нажатия - 512 уровней, беспроводное. Максимальное рабочее расстояние 5 мм. Мышь: Wacom ЕС-140, оптическая, беспроводная, 2 кнопки, кнопка/коле- со прокрутки

Окончание табл. 4.6

Контрольные вопросы

• 1. Каков принцип функционирования струйного принтера с термическим приводом?
• 2. Каков принцип функционирования струйного принтера с пьезоприводом?
• 3. Каковы разновидности устройств подачи бумаги принтеров?
• 4. Опишите внутреннее устройство лазерного принтера.
• 5. Каков принцип функционирования термопринтеров?
• 6. Опишите устройство и принципы функционирования сканеров.
• 7. Какими параметрами характеризуются сканеры?
• 8. Какие разновидности сканеров вы знаете?
• 9. Каков принцип функционирования перьевых плоттеров?
• 10. Какими параметрами характеризуются плоттеры?
• 11. Каков принцип функционирования лазерных плоттеров?
• 12. Каков принцип функционирования электростатических дигитайзеров?
• 13. Каков принцип функционирования электромагнитных дигитайзеров?
• 14. Какими параметрами характеризуются дигитайзеры?