Графічний планшет

Графічний планшет виробництва фірми Wacom

Графічний планшет (від англ. graphics tablet або graphics pad, drawing tablet, digitizing tablet, digitizer - дигитайзер, діджітайзер) - це пристрій для введення малюнків від руки безпосередньо в комп'ютер. Складається з пера і плоского планшета, чутливого до натиснення або близькості пера. Також може додаватися спеціальна миша.

Першим графічним планшетом був "телеавтограф", запатентований Еліша Греєм (Elisha Gray) в 1888 [1]. Еліша Грей більш відомий як сучасник винахідника телефону - Олександра Белла.

Перший графічний планшет, схожий на сучасні, використовувався для розпізнавання рукописного введення комп'ютером Stylator [2] в 1957. Більш відомий і часто помилково називаний першим, графічний планшет RAND Tablet [3] також відомий як "Графакон" (графічний конвертер), представлений в 1964. RAND Tablet використовував сітку провідників під поверхнею планшета, на які подавалися закодовані Троїчним кодом Грея електричні імпульси. Ємнісне пов'язане перо брало цей сигнал, який потім міг бути декодована назад в координати. [4]

Інший графічний планшет відомий як "акустичний планшет", перо якого генерувало іскри за допомогою іскрового проміжку. Щиглики тріангуліровалісь серією мікрофонів для визначення місцезнаходження пера [5]. Система була досить складною і дорогою, мікрофони були чутливі до сторонніх шумів.

Графічні планшети популяризувати у зв'язку з їх комерційним успіхом в середині 1970-х - початку 1980-х рр.. ID (Intelligent Digitizer) і BitPad випускаються Summagraphics Corp. Ці планшети використовувалися як пристрій введення для безлічі Hi-End CAD (Computer Aided Design) систем, з'єднаними з ПК і ПЗ зразок AutoCAD.

Перші планшети для споживчого ринку називалися "КоалаПед". Хоча спочатку вони були створені для комп'ютера Apple II, з часом "Коала" поширилася і на інші персональні комп'ютери. Потім інші фірми стали випускати свої моделі планшетів.


1. Принцип дії

У сучасних планшетах основною робочою частиною також є мережа з проводів (або друкованих провідників), подібна до тієї, що була в "Графаконах". Ця сітка має досить великий крок (3-6 мм), але механізм реєстрації становища пера дозволяє отримати крок зчитування інформації набагато менше кроку сітки (до 200 ліній на мм).

За принципом роботи і технології існують різні типи планшетів. У електростатичних планшетах реєструється локальна зміна електричного потенціалу сітки під пером. В електромагнітних - перо випромінює електромагнітні хвилі, а сітка служить приймачем. В обох випадках на перо має бути подано харчування.

Фірма Wacom створила технологію на основі електромагнітного резонансу, коли сітка і випромінює, і приймає сигнал. При цьому випромінюється сіткою сигнал використовується для живлення пера, яке, в свою чергу, посилає відповідний сигнал, який є не просто відображенням вихідного, а заново сформованим, який, як правило, несе додаткову інформацію, що ідентифікує конкретне перо, а також дані про сили натискання, фіксації / становищі органів управління на покажчику, про те, чи використовується робочий кінчик пера або його "ластик" (у випадку, якщо такі функції в ньому передбачені). Тому окремого живлення для такого пристрою не потрібно. Але при роботі електромагнітних планшетів можливі перешкоди від випромінюючих пристроїв, зокрема моніторів. На такому ж принципі дії засновані деякі тачпади .

Існують планшети, в комплект яких входять пір'я, здатні реєструвати силу натиснення. Як правило, в основі механізму реєстрації лежить використання конденсатора змінної ємності. Зокрема, такий тип датчика використовується в пір'ї до планшетів фірми Wacom [6]. Також реєстрація може здійснюватися за допомогою компонента зі змінним опором [7] або змінною індуктивністю. Існують реалізації, в основі яких лежить п'єзоелектричний ефект [Джерело не вказано 1099 днів] . При натисканні пера в межах робочої поверхні планшета, під якою прокладена сітка провідників, на пластині п'єзоелектрика виникає різниця потенціалів, що дозволяє визначати координати потрібної точки. Такі планшети взагалі не вимагають спеціального пера і дозволяють креслити на робочій поверхні планшета як на звичайній креслярської дошці.

Крім координат пера, в сучасних графічних планшетах також можуть визначатися тиск пера на робочу поверхню, нахил, напрям повороту в площині планшета і сила стиснення пера рукою.

Також в комплекті графічних планшетів спільно з пером може поставлятися миша, яка, проте, працює не як звичайна комп'ютерна миша, а за тим же принципом, що і перо. Така миша може працювати тільки на планшеті. Оскільки дозвіл планшета набагато вище, ніж дозвіл звичайної комп'ютерної миші, то використання зв'язки миша + планшет дозволяє досягти значно більше високої точності при введенні.


2. Характеристики

2.1. Дозвіл

Дозволом планшета називається крок зчитування інформації. Дозвіл вимірюється числом ліній на дюйм ( англ. lines per inch , Lpi). Типові значення дозволу для сучасних планшетів становить кілька тисяч lpi.

2.2. Число ступенів свободи

Кількість ступенів свободи описує число квазінепреривних характеристик взаємного положення планшета і пера. Мінімальне число ступенів волі - 2 (X і Y положення проекції чуттєвого центра пера), додаткові ступені свободи можуть включати тиск, нахил пера відносно площини планшета, обертання (положення пера щодо своєї вертикальної осі).

3. Застосування

Графічні планшети застосовуються як для створення зображень на комп'ютері способом, максимально наближеним до того, як створюються зображення на папері, так і для звичайної роботи з інтерфейсами, що не вимагають відносного введення (хоча введення відносних переміщень за допомогою планшета і можливий, він часто незручний).

Крім того, їх зручно використовувати для перенесення (отрисовки) вже готових зображень в комп'ютер.

Деякі програми миттєвого обміну повідомленнями (наприклад, MSN Messenger (тепер Windows Live Messenger) і Skype) дозволяють користувачеві, що має графічний планшет, інтерактивно демонструвати рисуемую абоненту на іншому кінці.

Деякі такі додатки мають функцію спільного редагування зображень ( англ. whiteboard ) З використанням, наприклад, протоколів Jabber. Серед них - IM-клієнт Coccinella (англ.), IM клієнт Tkabber і графічний редактор Inkscape. Ведеться розробка підтримки whiteboard і в клієнті Jabber Psi.


4. Провідні виробники

Примітки

  1. Gray, Elisha (1888-07-31), "Telautograph" - rwservices.no-ip.info: 81/pens/biblio70.html # Gray1888b, United States Patent 386,815 , < http://rwservices.no-ip.info:81/pens/biblio70.html # Gray1888b - rwservices.no-ip.info: 81/pens/biblio70.html # Gray1888b>
  2. Dimond, Tom (1957-12-01), "Devices for reading handwritten characters" - rwservices.no-ip.info: 81/pens/biblio70.html # Dimond57, Proceedings of Eastern Joint Computer Conference, сс. 232-237 , < http://rwservices.no-ip.info:81/pens/biblio70.html # Dimond57 - rwservices.no-ip.info: 81/pens/biblio70.html # Dimond57> .
  3. An Historical Timeline of Computer Graphics and Animation - sophia.javeriana.edu.co / ~ ochavarr / computer_graphics_history / historia /,
  4. Батько всіх тачскрін: планшет RAND - www.computerra.ru/674529/
  5. Whetstone, A. Spark Pen - users.erols.com/rwservices/pens/biblio75.html # WhetstoneA71. Science Accessories Corporation: United States Patent 3,626,483 (7 грудня 1971). Читальний - www.webcitation.org/65EBBh67Z з першоджерела 5 лютого 2012.
  6. Wacom Generation 2 Tip Sensor - www.wacom.com/generation2/
  7. Препаруємо електричне перо Wacom - habrahabr.ru/blogs/DIY/85639 /