Дигитайзер (Digitazer), или графический планшет , - устройство для оцифровки графических изображений, позволяющее преобразовывать в векторный формат изображение, полученное в результате движения руки оператора.

Дигитайзеры используются в системах автоматизированного проектирования (САПР) для ввода в компьютер графической информации в виде чертежей и рисунков: проектировщик водит пером-курсором по планшету, а изображение фиксируется в виде графического файла.

Дигитайзер состоит из двух элементов: основания (планшета) и устройства указания (пера или курсора), пере мещаемого по поверхности основания, как показано на рис. 6.14. При нажатии на кнопку курсора его положение на поверхности планшета фиксируется и координаты передаются в компьютер.

Рис. 6.14. Дигитайзер с планшетом и курсором.

Принцип действия дигитайзера основан на регистрации местоположения курсора с помощью встроенной в планшет сетки, состоящей из печатных проводников с шагом между соседними проводниками от 3 до 6 мм. Механизм регистрации обеспечивает получение высокого разрешения дигитайзера, определяемого шагом считывания информации, достигающим до 100 линий на миллиметр. Скорость обмена дигитайзера с компьютером зависит от оператора и достигает 100-200 точек в секунду.

Дигитайзеры подразделяются на электростатические и электромагнитные в зависимости от механизма определения местоположения устройства указания.

В электростатических дигитайзерах регистрируется локальное изменение электростатического потенциала сетки под курсором.

В электромагнитных дигитайзерах курсор является источником излучения электромагнитного сигнала, воспринимаемого сеткой, что делает дигитайзеры этого типа чувствительными к помехам, создаваемым внешними источниками, например мониторами.

Графические планшеты дигитайзеров выполняются на твердой (планшетные дигитайзеры) и гибкой основах (гибкие дигитайзеры). Дигитайзеры на гибкой основе имеют меньший вес, более компактны, удобны при транспортировке и более дешевые.

Размеры рабочего поля планшетов от (6 х 80)"до (44 х 62)". Погрешность в определении координат устройства регистрации 0,1-0,7 мм, причем в среднем погрешность электромагнитных дигитайзеров меньше, чем электростатических.

Устройства указания в дигитайзерах выполняются в виде курсора или пера.

Перо представляет собой указку, снабженную одной, двумя или тремя кнопками. Существуют перья, определяющие усилие, с которым наконечник пера прижимается к планшету, и имеющие 256 градаций степени нажима. От степени нажима зависит толщина линии, цвет в палитре и его оттенок. Для реализации художественных возможностей необходимо программное обеспечение типа Adobe Photoshop, Aldus PhotoStyler, Autodesk Animator Pro, CorelDRAW и др.

Курсоры применяются в основном проектировщиками в САПР. Они выполняются 4-, 8-, 12-, 16-клавишными. Обычно используются от двух до четырех клавишей, остальные программируются в программах-приложениях, например в Autocad. Одним из лучших считается 4-кнопочный курсор фирмы CalComp.

Признанным лидером по продажам дигитайзеров на российском рынке является фирма Wacom.

Контрольные вопросы

1. Дайте характеристику известным конструктивным вариантам цифровых камер.

2. Раскройте принципы действия камер различных конструкций.

3. Какими характеристиками обладают цифровые камеры?

4. Опишите назначение и состав дигитайзеров.

5. Дайте сравнительный анализ электростатических и электромагнитных дигитайзеров.

История

Первые планшеты работали замысловато: перо, касаясь поверхности, испускало искры , звук от которых улавливался микрофонами , расположенными вблизи. Триангуляционным методом определялось положение пера в пространстве. Такая система была сложной, дорогой и при этом ненадёжной, поскольку внешние шумы мешали точно определить положение пера.

Первые графические планшеты, подобные современным, были представлены в 1964 году под названием «графакон» (от англ. Graphic Converter ). Они содержали сетку тонких проволок, создающих последовательность слабых магнитных импульсов, которые улавливались пером, что позволяло определять текущее положение пера.

Первые планшеты для потребительского рынка назывались «КоалаПэд». Хотя изначально они были созданы для компьютера

Принцип действия

В современных планшетах основной рабочей частью также является сеть из проводов (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 100 линий на мм).

По принципу работы и технологии есть разные 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.

Фирма Wacom (англ.) создала технологию на основе электромагнитного резонанса , когда сетка и излучает, и принимает сигнал, а перо лишь отражает его. Поэтому в таком устройстве запитывать перо не нужно. Но при работе электромагнитных планшетов возможны помехи от излучающих устройств, в частности мониторов . На таком же принципе действия основаны некоторые тачпэды .

Также есть планшеты, в которых нажим пера улавливается за счёт пьезоэлектрического эффекта . При нажатии пера в пределах рабочей поверхности планшета, под которой проложена сетка из тончайших проводников, на пластине пьезоэлектрика возникает разность потенциалов, что позволяет определять координаты нужной точки. 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 на рабочую поверхность, наклон, направление и сила сжатия пера рукой.

Также в комплекте графических планшетов совместно с пером может поставляться мышь, которая, однако, работает не как обычная компьютерная мышь , а как особый вид пера. 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.

Характеристики

Рабочая площадь

Рабочая площадь обычно привязывается к стандартному формату бумажного листа (А7-А3). Стоимость приблизительно пропорциональна площади планшета.

Разрешение

Разрешением планшета называется шаг считывания информации. Разрешение измеряется числом точек на дюйм (англ. dots per inch , dpi). Типичные значения разрешения для современных планшетов составляет несколько тысяч dpi.

Число степеней свободы

Количество степеней свободы описывает число квазинепрерывных характеристик взаимного положения планшета и пера. Минимальное число степеней свободы - 2 (X и Y положения проекции чувствительного центра пера), дополнительные степени свободы могут включать давление , наклон пера относительно плоскости планшета, вращение (положение пера относительно своей вертикальной оси).

Применение

Графические планшеты применяются как для создания изображений на компьютере способом, максимально приближённым к тому, как создаются изображения на бумаге, так и для обычной работы с интерфейсами, не требующими относительного ввода (хотя ввод относительных перемещений с помощью планшета и возможен, он зачастую неудобен).

Кроме того, их удобно использовать для переноса (отрисовки) уже готовых изображений в компьютер.

Некоторые программы мгновенного обмена сообщениями (например, MSN Messenger (теперь Windows Live Messenger) и whiteboard ) с использованием, например, протоколов Tkabber и графический редактор Psi.

Некоторые пользователи предпочитают небольшие графические планшеты компьютерной мыши за меньшую нагрузку на руку, как, например, и

Дигитайзер (со световым пером) является профессиональным стандартным устройством для графических работ, так как он позволяет с помощью соответствующих программ преобразовать в векторный формат изображение, полученное в результате передвижения руки оператора.

Первоначально дигитайзер был разработан только для систем автоматизированного проектирования (CAD) требующие задание точного значения координат большого количества точек. Выполнить это требование при использовании обычных устройств ввода (клавиатуры) трудно, а при помощи мыши практически невозможно.

Состав:

Графический планшет;

Устройство указания (курсор или световое перо).

Принцип действия: - основан на регистрации местоположения устройства указания с помощью интегрированной в планшет сетки, состоящий из проводников. Расстояние между соседними проводниками может быть 3-6 мм.

В зависимости от механизма определения местоположения устройства указания, дигитайзеры подразделяются: - электростатические и электромагнитные.

В первом случае: – определение местоположения устройства осуществляется путем регистрации локального изменения электрического потенциала сетки под курсором.

Во втором случае: - курсор является передатчиком, а сетка – приемником.

Характеристики дигитайзера:

разрешение – характеризует шаг считывания информации в ячейке сетки и измеряется количеством линий на 1мм. (линий/мм).

Погрешность в определении координат, которая возникает вследствие погрешностей регистрирующей сетки, влияние температуры, помех и т.д. И составляет 0,1 – 0,7мм.

В среднем погрешность электромагнитных дигитайзеров меньше чем электростатических.

Графический планшет

Графический планшет бывает на твердой (планшетный дигитайзер) или гибкой (гибкий дигитайзер) основе. Размер рабочего поля дигитайзера как формат бумаги (например, А4, А3).

Курсор, перо

В качестве устройства указания в дигитайзерах может использоваться курсор или перо.

Среди пользователей приложений САПР (CAD) наиболее популярен курсор. Он может быть: 4-, 8-, 12- или 16 кнопочный. Одним из лучших признан 4-кнопочный курсор. Перья имеют одну, две или три кнопки. Существуют перья, чувствительные к нажатию, имеющие до 256 градаций степени нажима. От нажатия зависит либо толщина линии, либо оттенок цвета. Перо имитирует кисть при рисовании акварелью, масляными красками, и т.д.

Для реализации возможностей дигитайзера необходимо специальное программное обеспечение (AdobePhotoShopFractalDesigner).

Питание дигитайзера

Питание для дигитайзера подается со встроенного или внешнего блока питания. Для некоторых моделей - от последовательного порта.

1. Сканеры, типы сканеров и их технические характеристики. Назначение, состав и принцип работы Назначение и классификация сканеров

Сканером называется устройство, позволяющее вводить в компьютер в графическом виде текст, рисунки, слайды, фотографии и др. Сканеры можно классифицировать по следующим признакам:

по способу форматированию (кодированию) изображения;

по типу кинематического механизма (способу перемещения преобразователя свет-сигнал и оригинала относительно друг друга);

по типу вводимого изображения;

степени прозрачности оригинала;

особенностям аппаратного и программного обеспечения.

Способ форматирования изображения

Линейный

Матричный

Кинематический механизм

• Настольный

  Комбинированный

Тип сканируемого изображения

Черно-белый

Полутоновый

Прозрачность оригинала

Отражающий

Прозрачный

Аппаратный интерфейс

Специализированный

Стандартный

Программный интерфейс

Специализированный

TWAIN- совместимый

Способ формирования изображения

Технология считывания данных в современных устройствах оцифровывания изображений реализуется на основе использования светочувствительных датчиков двух типов: приборов с зарядовой связью (ПЗС) илифотоэлектронных умножителей (ФЭУ).

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.

Дигитайзер

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.

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.

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.

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. Рекомендуем 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.

Драйверы

При работе с 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.

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.

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. 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.

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.

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. 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 инжениринг

Научная визуализация

Примечание: Обычно процесс обработки изображения дигитайзеров называют сканированием (Не путать сосканером!).

Простейшим дигитайзером является графический планшет.

Рис. 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.

3D дигитайзер

Рис. 3D дигитайзер

Одним из примеров полнофункционального решения для оцифровки объектов любой формы служит недорогой дигитайзер из модельного ряда MicroScribe-3D 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 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.

Рис. Дигитайзер MicroScribe-3D.

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.

Рис. Подготовка объекта к оцифровыванию

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 обработываются 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.

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 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.

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.

Рис. Мобильные координатно-измерительные машины Faro Arm

Трехмерные дигитайзеры используются в качестве систем трехмерного боди-сканирования (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. 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.

Основные типы дигитайзеров по принципу работы

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 неэстетично. 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.

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.

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).

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.

Подобные документы

Преобразование в цифровой формат изображения, полученного в результате передвижения руки оператора, дигитайзером. Посылка координат положения пера в компьютер. Методика работы на дигитайзере. Его технические характеристики. Перья, реагирующие на силу.

презентация , добавлен 13.12.2013


Принцип работы и пользовательские характеристики клавиатуры. Взаимосвязь размера экрана, размера зерна и разрешения экрана. Основные виды видеокарт. Принцип работы мыши. Программная поддержка сканеров. Назначение джойстика, светового пера и дигитайзера.

реферат , добавлен 18.10.2009


Сферы применения персонального компьютера (ПК). Основные блоки ПК, способы компьютерной обработки информации. Устройства ввода и вывода, хранения информации: системный блок, клавиатура, монитор, мышь, сканер, дигитайзер, принтер, дисковый накопитель.

презентация , добавлен 25.02.2011


Устройство, которое используется для ввода букв, символов и других данных в компьютер. Определение "клавиатура" и виды клавиатур. Ввод данных в электронное устройство. Алфавитно-цифровые, компьютерные, цифровые, проводные и беспроводные клавиатуры.

презентация , добавлен 22.12.2012


Изучение устройств ввода информации как приборов, осуществляющих перевод языка человека на машинный язык для занесения информации в компьютер. Функциональные возможности устройств ввода: клавиатура, мышь, джойстик, сканер, камера и графический планшет.

презентация , добавлен 02.05.2011


Основные виды входных компьютерных устройств. Указательные (координатные) устройства (джойстик, мышь, тачпад, трекбол). Устройства ввода графической информации (сканер, цифровые камеры, световое перо, дигитайзер). Устройства ввода звуковой информации.

реферат , добавлен 28.02.2016


Устройство и принцип работы. Сканером называется устройство, позволяющее вводить компьютер образы изображений, представленных в виде текста, рисунков, слайдов, фотографий и другой графической информации.

реферат , добавлен 11.05.2003


Ввод в компьютер информации от пользователя. Набор на клавиатуре. Структура и принцип действия клавиатуры. Алфавитно-цифровые, стандартные управляющие и функциональные клавиши. Малая цифровая клавиатура, управление курсором, световые индикаторы функций.

презентация , добавлен 23.02.2015


Устройства вывода данных, преобразующие ASCII-коды. Ввод данных непосредственно с бумажного документа. Принцип действия принтера, плоттера (графопостроителя), пенмауса, сканера, графического планшета, моноблока, наушников, колонок, микрофона, web-камеры.

презентация , добавлен 16.10.2012


Программа построения двумерного и трехмерного изображения детали. Обоснование выбора средства параметрического моделирования. Графическая система Компас-3D, язык программирования AutoLisp в среде AutoCAD. Определение базовых размеров и контрольных точек.