В чем заключается принцип действия дигитайзера

В чем заключается принцип действия дигитайзера

Дигитайзер (графический планшет) — это устройство, предназначенное для оцифровки изображений, применяемое для создания на компьютере рисунков и набросков (рис 8.2). Художник создает изображение на экране, но его рука водит пером по планшету. Как правило, планшет используют профессиональные художники для более точной обработки (создания) изображений.

Рис. 8.2. Графический планшет

Кроме того, дигитайзер можно использовать просто как аналог манипулятора «мышь».

Принцип действия

Дигитайзер, или планшет, как его часто называют, состоит из двух основных элементов: основания и курсора, двигающегося по его поверхности. Принцип действия дигитайзера основан на фиксации местоположения курсора с помощью встроенной в планшет сетки. При нажатии на кнопку курсора его местоположение на поверхности планшета фиксируется, а его координаты передаются в компьютер. Сетка состоит из проволочных или печатных проводников с довольно большим расстоянием между соседними проводниками (от трех до шести мм).

Основные характеристики

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

Шаг считывания регистрирующей сетки является физическим пределом разрешения дигитайзера. Мы говорим о пределе разрешения, потому что следует различать разрешение как характеристику прибора и программно-задаваемое разрешение, что есть переменная величина в настройке дигитайзера.

Следует отметить, что в работе планшетов возможны помехи со стороны излучающих устройств, в частности мониторов. Независимо от принципа регистрации существует погрешность в определении координат курсора, именуемая точностью дигитайзера. Эта величина зависит от типа дигитайзера и от конструкции его составляющих. Точность существующих планшетов колеблется в пределах от 0.005 дюйма до 0.03 дюйма.

Важной характеристикой дигитайзера является регистрируемое число степеней нажатия электронного пера. В существующих моделях эта величина может изменяться в пределах от одного до 256-ти. Программа-обработчик использует эту величину, устанавливая в зависимости от нее, например, толщину проводимой линии (чем сильнее нажим, тем толще линия).

Фирмы-производители

Наиболее популярны модели следующих фирм: CalComp, NUMONICS, WACOM.

Источник

Дигитайзер

Графи́ческий планше́т (или дигитайзер, диджитайзер, от англ. digitizer ) — это устройство для ввода рисунков от руки непосредственно в компьютер. Состоит из пера и плоского планшета, чувствительного к нажатию или близости пера. Также может прилагаться специальная мышь.

Содержание

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

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

Некоторые такие приложения имеют функцию совместного редактирования изображений (англ. 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 трекболы.

Источник

Дигитайзер: что это такое, принцип работы, возможности

Рынок современных технологий полон различных видов гаджетов и электронного оборудования. Выбор покупателей во многом зависит от цели использования устройств. В 70-х годах прошлого века в коммерческой сфере появилось чудо техники — дигитайзер. Что это такое и для чего, увы, сегодня знают не все. Попробуем разобраться.

Об устройстве

Помимо фантастических технических терминов, дигитайзер можно определить как графический планшет, который преобразует стандартное, бумажное или векторное изображение в цифровой формат. Но не путайте его со знакомым сканером.

Дигитайзер состоит из сенсорного экрана (самого планшета) и устройства для рисования (перо, стилус, курсор и т.д.). Работать с таким устройством можно в два этапа:

В случае с анимацией вам просто необходимы профессиональные навыки стилуса.

Иная технология ввода графической информации в дигитайзеры. В связи с этим различают пять типов устройств:

Конечно, упор следует сделать на характеристику сенсорных устройств. По типу сканирования информации различают ультразвуковые, магнитные и лазерные сенсорные дигитайзеры. Первый менее точен и надежен, поскольку скорость звука здесь напрямую зависит от температуры, давления воздуха и других окружающих явлений.

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

Наконец, лазерные дигитайзеры сегодня самые точные, но дорогие. Однако у этих устройств также есть ряд ограничений. Они не могут оцифровывать объекты с отражающей, яркой или вогнутой поверхностью.

Кроме того, сегодня на рынке технологий можно найти жесткие и гибкие дигитайзеры. Последние были представлены в 1994 году. Они легче, компактнее для транспортировки. Источники питания внутри них могут быть как встроенными, так и внешними.

Выбор

при выборе дигитайзера важно помнить, что это настолько серьезное и дорогое устройство, что оно должно сразу соответствовать индивидуальным потребностям пользователя. Внешняя надежность должна соответствовать внутренним характеристикам. Качественные драйверы, поддержка необходимого программного обеспечения и удобное указывающее устройство — вот три кита, на которых должен основываться выбор покупателя. Genius — ведущая компания по оцифровке на рынке технологий. Hitachi, CalComp, Wacom. Они создают графические планшеты с разными интерфейсами, операционными системами и диагональю.

Отдельно стоит сказать об указывающих устройствах.

Курсоры

Сегодня указывающие (или рисовальные) устройства представлены двумя типами: курсорами и перьями. Первые особенно популярны. В зависимости от модели они могут иметь 4, 8, 12 или 16 кнопок. Однако некоторые производители (например, One Graphics) добавляют еще одну кнопку: «самая важная». Но, как показывает практика, чем проще устройство, тем удобнее, надежнее и популярнее у пользователей. Поэтому устройства с четырьмя кнопками более успешны, чем их прогрессивные аналоги. Эти шаблоны принадлежат CalComp.

По мнению специалистов, выбор курсора должен быть связан не только с удобством управления и количеством кнопок, но и с используемыми программами. В этом случае уместно поговорить об AutoCAD.

Перья

Эти устройства считаются более удобными и чувствительными. Они имеют только одну, две или три кнопки и реагируют на давление руки. Перья — идеальное средство рисования для художников и аниматоров. Степень давления на перо проявляется в изменении толщины линии, цвета, тени. Освоив этот трюк, пользователь может имитировать живопись акварелью, масляными красками или гуашью. Однако для воплощения таких шедевров нужны специальные программы.

Выбор перьев субъективен. Некоторым пользователям нравятся устройства, предлагаемые графическим планшетом Wacom. Они относительно тонкие и легкие. Другим нравятся перья Курта, тяжелые и уравновешенные по подписи.

Все указывающие устройства могут быть проводными или беспроводными. Последние требуют питания от батареи и поэтому тяжелее. Модели с внешним источником питания были успешной попыткой исправить этот недостаток.

Однако не забывайте о пассивных наконечниках Wacom, которые являются принимающим элементом, а не отправляющим элементом. Правда, эти устройства менее чувствительны к давлению.

Вопросы потребителей

Оценить диапазон возможностей дигитайзера несложно. Что это такое и для чего: основные вопросы потребителей. Его основное предназначение — профессиональная графическая работа, где требуется преобразование движений руки оператора в цифровую графику. Поэтому определить аудиторию вопроса довольно просто. Это дизайнеры, компьютерные художники, аниматоры, архитекторы, которым нужен компьютерный дизайн. Однако даже в прошлом веке планшетный дигитайзер широко использовался в коммерческих целях. Сегодня это может быть недвижимость, транспорт и т.д.

Покупатели также часто задают себе вопросы: «Что делают плоттеры и дигитайзеры, и почему их часто покупают вместе?» Здесь можно провести аналогию со сканером и принтером. Если дигитайзер принимает и оцифровывает информацию, после чего пользователь может с помощью определенных программ вносить изменения в изображение на компьютере, плоттеры — это своего рода принтер. Они переносят информацию из цифрового формата на готовую бумагу. Эти устройства также различаются по типам, характеристикам и т.д.

Резюме

Легкое, понятное и доступное для всех управление — это, пожалуй, самая важная особенность дигитайзера. Мы узнали, что это такое и для чего. Понятно, что аналогов таким устройствам пока нет. Конечно, можно использовать обычные сканеры. Однако дигитайзеры остаются наиболее идеальными для профессионального 3D-дизайна.

Источник

Статья: 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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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:

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

Инженерное проектирование, создание прототипов и обратный инжениринг

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.

Рис. Дигитайзер MicroScribe-3D.

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.

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

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.

Источник

• ← финлепсин к какой группе препаратов относится
• хоккей шведы россия какой счет →