Важную роль играет применение планшета в создании на компьютере рисунков и набросков. Художник рисует на экране, но его рука водит пером по планшету. Дигитайзер можно использовать просто как аналог мыши. Особый случай - это чувствительные к нажиму дигитайзеры.
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.
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.
Характеристики дигитайзеров:
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.
Важными параметрами дигитайзера являются размер рабочей области и скорость обмена.
Размер рабочей области (Surface Sizes) устанавливает размеры чувствительной части поверхности дигитайзера. Огромное значение играет размер планшета. Планшеты выпускаются от размера А6 (формат открытки) до размера А3 (420 Х 291 мм) и более. Планшеты малого размера обычно используются для не сложных работ: обучение детей рисованию, оформление простых рисунков, введение в электронные документы подписи и т.д. Планшеты большого формата используются для полупрофессиональных и профессиональных работ там, где требуется высокая точность и удобство в работе.
Скорость обмена (Output Rate) указывает на реальную скорость передачи координат дигитайзером.
Конструктивно дигитайзеры бывают жесткие и гибкие. Гибкий графический планшет обладает такими же возможностями, что и обычный жесткий дигитайзер, но он дешевле и намного легче, и его рабочее поле выполнено из гибкого материала, похожего на прямоугольный кусок линолеума. Его можно свернуть в трубочку, что очень удобно в случае переноса и хранения. 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.
Указующее устройство.
Указующим устройством является курсор, ещё существует перо (или стило). 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.
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. 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.
Перья.
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.
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.
В настоящее время в связи с появлением программ распознавания рукописных текстов и символов, у дигитайзеров появилось новое применение, это ввод рукописных записей и ввод электронной подписи в факсы, и документы, а также для защиты конфиденциальных документов и файлов от редактирования и прочтения. Введенные образы букв преобразуются в буквы при помощи специальной программы распознавания, а размер площадки для ввода, у таких дигидайзеров меньше. Устройства перьевого ввода информации чаще используются в сверхминиатюрных компьютерах PDA (Personal Digital Assistant) или HPC (Handheld PC), в которых нет полноценной клавиатуры.
Графический планшет Genius Wizardpen 4x3 USB
WizardPen 4x3 представляет собой обыкновенную ручку, которой легко чертить, рисовать, делать эскизы, подписывать документы или делать заметки от руки в Internet, либо в любой прикладной программе. Забудьте обо всех неприятностях со шнуром, собравшейся пыли или трудностях при черчении - чувствительное к давлению перо позволит получать любые формы и любую толщину линии. Световое перо. Перо без провода с 512 уровнями чувствительности к нажиму предоставляет неограниченную свободу движений. Кроме того, WizardPen 4x3 обеспечивает разрешение 4064 линии/дюйм, имеет настраиваемую кнопку для быстрого просмотра вверх и вниз, вправо и влево в Internet и в документах Windows, а также программное обеспечение для комментариев от руки.
Тачпад.
Тачпад (TouchPad) представляет собой чувствительную контактную площадку, движение пальца по которой вызывает перемещение курсора. В подавляющем большинстве современных ноутбуков применяется именно это указательное устройство, имеющее не самое высокое разрешение, но обладающее самой высокой надежностью из-за отсутствия движущихся частей.
TouchPad поддерживает индустриальный стандарт "mouse" плюс собственные, специфические, расширенные протоколы. Поддержка "mouse" означает, что, подключив к компьютеру TouchPad, вы сразу можете использовать ее как обычную "мышку", без инсталляции ее собственного драйвера.
Дальнейшим развитием TouchPad является TouchWriter - панель TouchPad с повышенной чувствительностью, одинаково хорошо работающая как с пальцем, так и со специальной ручкой и даже с ногтем. Эта панель позволяет вводить данные привычным для человека образом - записывая их ручкой. Кроме того, ее можно использовать для создания графических изображений или для подписывания ваших документов. Для желающих писать китайскими иероглифами, можно порекомендовать установить на компьютер пакет QuickStroke, который позволит вводить иероглифы, непосредственно рисуя их на панели. Причем программа, по мере ввода, предлагает готовые варианты иероглифов.
Оба эти устройства предполагают наличие определенной тренировки для обращения с ними, однако по надежности и малогабаритности остаются вне конкуренции.
Сенсорный экран
Сенсорный экран представляет собой стеклянную конструкцию, размещаемую на поверхности дисплея, отображающего систему навигации. Выбор необходимой функции системы происходит при прикосновении к соответствующему изображению на экране. Контроллер сенсорного экрана обрабатывает координаты точки прикосновения и передает их в компьютер. Специальное программное обеспечение запускает выбранную функцию.
Основные виды:
Пятиэлектродные резистивные сенсорные экраны.
Их технология разрабатывалась для использования в условиях агрессивной окружающей среды, поэтому эти сенсорные экраны превосходят другие экраны в надежности и долговечности. Резистивные экраны обладают максимальной стойкостью к загрязнению. Эта особенность позволяет им не бояться попадания на рабочую поверхность жидкостей, конденсата, паров, и надежно работать, когда сенсорные экраны других типов выходят из строя. Экран выдерживает 35 миллионов прикосновений к одной точке.
Устройство резистивного сенсорного экрана
Выполненный в соответствии с геометрией монитора, сенсорный экран AccuTouch состоит из стеклянной панели, покрытой слоем пластика. Пространство между стеклом и пластиком отделено микро-изоляторами, которые равномерно распределены по активной области экрана и надежно изолируют проводящие поверхности. При легком прикосновении поверхности соприкасаются. Контроллер регистрирует изменение сопротивления, преобразует его в координаты прикосновения (X и Y) и передает их на системную шину компьютера.
Как контроллер определяет координаты касания
Когда контроллер ожидает нажатия, резистивное покрытие сенсорного экрана находится под напряжением +5В, а подложка заземлена, за счет микроизоляторов между этими поверхностями сохраняется высокое сопротивление. Когда ничто не касается сенсорного экрана, напряжение на подложке равно нулю. Уровень напряжения подложки постоянно преобразовывется аналогово-цифровым преобразователем (ADC) и отслеживается микропроцессором контроллера.
Когда к экрану прикоснулись, микропроцессор улавливает изменение напряжения подложки и начинает вычислять координаты касания следующим образом:
A. Микропроцессор определяет напряжение по оси Х путем подачи напряжения +5В на контакты H и X и заземляет контакт Y и L. Значение напряжения, пропорциональное Х координате касания появляется на подложке и фиксируется на контакте S разъема сенсорного экрана. Это напряжение оцифровывается через ADC согласно алгоритму усреднения и потом временно сохраняется для передачи на порт (хост).
B. После этого контроллер проделывает ту же самую операцию для оси Y. Соответственно, путем подачи напряжения на контакты H и Y и заземления контактов X и L, полученное на контакте S напряжение также оцифровывается, выравнивается и сохраняется для последующей передачи в порт.
Почему алгоритм выравнивания так важен
Алгоритм выравнивания компенсирует колебания, возникающие во время создания и разрыва контакта с сенсорным экраном, осуществляет проверку значений осей X и Y в пределах допустимых. Если одно или несколько значений выходит за пределы допустимых, значение обнуляется и процесс повторяется. Это продолжатся до тех пор, пока несколько значений X (потом Y) не попадут в допустимый диапазон. Среднее значение используется как X (Y) координата соответственно.
Как только независимые значения X и Y попадут в допустимый диапазон, пары координат используются как шаблон для выравнивания и компенсирования помех. Если шаблон не попадает во внутреннюю область, все координаты обнуляются и измерения начинаются сначала. При получении приемлемых значений среднее значение передается в компьютер.
На стеклянной панели сенсорного экрана, соответствующей форме матрицы монитора, по углам в нерабочей части расположены пьезопреобразователи (ПЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ, преобразователи механических и акустических колебаний в электрические и обратно, основанные на пьезоэлектрическом эффекте. Используются в качестве мощных источников ультразвука, излучателей и приемников звука, микрофонов и гидрофонов, звуковых резонаторов, фильтров, датчиков механических напряжений. Применяются в акустоэлектронике и сейсмических исследованиях). Контроллер посылает электрический сигнал на преобразователи, которые превращают сигнал в акустическую волну. Акустическая волна проходит по поверхности стеклянной панели и отражается массивом датчиков по периметру. Приемные датчики собирают отраженную волну и направляют ее обратно на пьезоэлементы. Волна преобразуется в электрический сигнал, который анализируется контроллером.
При прикосновении к экрану часть поверхностной волны поглощается. Полученный сигнал сравнивается с эталоном, определяются изменения, вычисляются координаты. Этот процесс осуществляется независимо по двум осям - X и Y. Особенностью является возможность определять силу прикосновения - координату Z. Координаты передаются в компьютер.
Сенсорные экраны на инфракрасном излучении.
Как работает
Технология основывается на прерывании сетки из невидимых инфракрасных лучей на повехности сенсорного экрана. Рама оптической матрицы содержит ряд инфракрасных светодиодов и фото-транзисторов, установленных на противополжных сторонах и создающих сетку из инфракрасных лучей.
Вся конструкция в сборе состоит из печатной платы с установленными на ней опто-парами и скрыта за прозрачной для инфракрасных лучей панелью. Контроллер сенсорного экрана последовательно включает светодиоды для создания сетки инфракрасных лучей. Когда перо или палец касается экрана, он попадает в сетку и прерывает лучи. Один или более фото-транзисторов обнаруживают отсутствие света и передают в контроллер сигнал, по которому в дальнейшем устанавливаются координаты точки, в которой произошло касание.
Список источников:
1. В.А. Извозчиков "Информатика в понятиях и терминах" М.: Просвещение, 1991 г.
2. А.М.Ларионов “Периферийные устройства в вычислительных системах” М.: Высшая школа,1991г.
3. http://friends.pomorsu.ru/Alest/CompHistory/index.htm
4.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5
