Графический планшет
Графический планшет (также известный как дигитайзер , цифровой графический планшет , перьевой планшет , планшет для рисования , внешний блокнот для рисования или цифровая доска для рисования ) — это компьютерное устройство ввода , которое позволяет пользователю рисовать изображения, анимацию и графику вручную с помощью специального , похожий на ручку стилус , похожий на то, как человек рисует изображения карандашом и бумагой.
Графические планшеты также можно использовать для сбора данных или рукописных подписей. Их также можно использовать для отслеживания изображения с листа бумаги, который приклеен скотчем или иным образом прикреплен к поверхности планшета. Сбор данных таким способом путем отслеживания или ввода углов линейных полилиний или фигур называется оцифровкой . [1]
Устройство состоит из шероховатой поверхности, на которой пользователь может «рисовать» или обводить изображение с помощью прикрепленного стилуса , устройства для рисования, напоминающего ручку. Изображение отображается на мониторе компьютера , хотя некоторые графические планшеты теперь также оснащены ЖК-экраном для более реалистичного или естественного восприятия и удобства использования.
Некоторые планшеты предназначены для замены компьютерной мыши в качестве основного указательно-навигационного устройства для настольных компьютеров.
История
[ редактировать ]Первым электронным устройством для рукописного ввода стал телавтограф , запатентованный Элишой Греем в 1888 году. [2]
Первым графическим планшетом, напоминающим современные планшеты и использовавшимся для распознавания рукописного текста компьютером, был Stylator, вышедший в 1957 году. [3] Более известен (и часто ошибочно считается первым планшетом-дигитайзером) планшет RAND . [4] также известный как Графакон [5] (от графического преобразователя), представленный в 1964 году. В планшете RAND использовалась сетка проводов под поверхностью планшета, которая кодировала горизонтальные и вертикальные координаты в небольшом электростатическом сигнале. Стилус получал сигнал посредством емкостной связи, который затем можно было декодировать обратно как информацию о координатах.
В акустическом планшете , или искровом планшете , использовался стилус, который производил щелчки свечой зажигания . Затем щелчки триангулировались с помощью ряда микрофонов, чтобы определить местонахождение ручки в пространстве. [6] Система была довольно сложной и дорогой, а датчики были чувствительны к внешним помехам.
Дигитайзеры были популяризированы в середине 1970-х и начале 1980-х годов благодаря коммерческому успеху ID (Intelligent Digitizer) и BitPad, производимых Summagraphics Corp. [7] Дигитайзеры Summagraphics продавались под названием компании, но также имели частные торговые марки HP , Tektronix , Apple , [8] Эванс и Сазерленд и несколько других производителей графических систем. Модель ID была первым графическим планшетом, в котором использовалась новая на тот момент технология Intel микропроцессорная . Эта встроенная вычислительная мощность позволила моделям ID иметь вдвое большую точность, чем предыдущие модели, при этом используя ту же базовую технологию. Ключом к этому повышению точности стали два патента США, выданные Стивену Домьяну, Роберту Дэвису и Эдварду Снайдеру. Модель Bit Pad была первой попыткой создать недорогой графический планшет с начальной ценой продажи 555 долларов, тогда как другие графические планшеты продавались в ценовом диапазоне от 2000 до 3000 долларов. Эта более низкая стоимость открыла перед предпринимателями возможность писать графическое программное обеспечение для множества новых приложений. Эти дигитайзеры использовались в качестве устройств ввода для многих высокопроизводительных систем САПР (компьютерного проектирования), а также в комплекте с ПК и программным обеспечением САПР на базе ПК, таким как AutoCAD . В этих таблетках использовалась технология магнитострикции , в которой использовались провода, изготовленные из специального материала. сплав, натянутый на твердую подложку, чтобы точно расположить кончик стилуса или центр курсора дигитайзера на поверхности планшета. Эта технология также позволяла измерять близость или ось Z. [9]
В 1981 году музыкант Тодд Рандгрен создал первое программное обеспечение для цветных графических планшетов для персональных компьютеров, которое было лицензировано Apple как Utopia Graphic Tablet System. [10]
В 1981 году Quantel Paintbox была выпущена цветная графическая рабочая станция ; Эта модель была оснащена первым планшетом, чувствительным к давлению. [11]
Первым для домашнего компьютера графическим планшетом был KoalaPad изначально был разработан для Apple II , выпущенный в 1983 году. Хотя Koala , со временем его применимость расширилась и на другие домашние компьютеры, включая цветной компьютер TRS-80 , Commodore 64 и 8-битные компьютеры Atari .
В 1980-х годах некоторые производители графических планшетов начали включать дополнительные функции, такие как распознавание рукописного ввода и встроенные меню. [12] [13]
Характеристики
[ редактировать ]Обычно планшеты характеризуются размером устройства, областью рисования, размером его разрешения («активная область», измеряемая в lpi ), чувствительностью к давлению (уровень изменения размера штрихов при нажатии), [14] количество кнопок и типы и количество интерфейсов: Bluetooth , USB ; и т. д. [15] Фактическая точность рисования ограничена размером кончика пера. [16]
Типы
[ редактировать ]Было много попыток классифицировать технологии, которые использовались для графических планшетов:
- Пассивные таблетки
- В пассивных планшетах используется технология электромагнитной индукции , при которой горизонтальные и вертикальные провода планшета действуют как передающая и приемная катушки (в отличие от проводов планшета RAND, которые только передают). Планшет генерирует электромагнитный сигнал, который принимается LC-цепью в стилусе. Затем провода планшета переходят в режим приема и считывают сигнал, генерируемый стилусом. Современные устройства также обеспечивают чувствительность к давлению и одну или несколько кнопок, а электроника для этой информации присутствует в стилусе. На старых планшетах изменение давления на наконечник стилуса или нажатие кнопки изменяло свойства LC-цепи, влияя на сигнал, генерируемый пером, который современные часто кодируют в сигнал в виде потока цифровых данных. Используя электромагнитные сигналы, планшет может определять положение стилуса, при этом ему даже не приходится касаться поверхности, а питание пера этим сигналом означает, что устройствам, используемым с планшетом, никогда не нужны батареи. Activslate 50, модель, используемая с Promethean также используют гибрид этой технологии. Доски [17]
- Активные таблетки
- Активные планшеты отличаются тем, что используемый стилус содержит электронику с автономным питанием, которая генерирует и передает сигнал на планшет. Питание этих стилусов осуществляется от внутренней батареи, а не от планшета, в результате чего стилус становится более громоздким. Устранение необходимости подачи питания на перо означает, что такие планшеты могут постоянно прослушивать сигналы пера, поскольку им не нужно переключаться между режимами передачи и приема, что может привести к меньшему джиттеру.
- Оптические планшеты
- Оптические планшеты работают с помощью очень маленькой цифровой камеры в стилусе, а затем выполняют сопоставление изображений с изображением на бумаге. Самый успешный [ нужна ссылка ] Примером может служить технология, разработанная Anoto .
- Акустические планшеты
- Ранние модели описывались как искровые планшеты: в стилусе был установлен небольшой звуковой генератор, а акустический сигнал улавливался двумя микрофонами, расположенными рядом с поверхностью для письма. Некоторые современные конструкции способны считывать позиции в трех измерениях. [18] [19]
- Емкостные таблетки
- Эти планшеты также были разработаны для использования электростатического или емкостного сигнала. Разработки Scriptel являются одним из примеров высокопроизводительного планшета, обнаруживающего электростатический сигнал. В отличие от емкостного дизайна, используемого для сенсорных экранов , дизайн Scriptel способен определять положение пера, когда оно находится рядом с планшетом или парит над ним. Многие планшеты с поддержкой мультитач используют емкостные сенсоры. [20] [21]
Для всех этих технологий планшет может использовать полученный сигнал, чтобы также определять расстояние стилуса от поверхности планшета, наклон (угол от вертикали) стилуса и другую информацию в дополнение к горизонтальному и вертикальному положениям. например, нажатие кнопок стилуса или вращение стилуса.
По сравнению с сенсорными экранами графический планшет обычно обеспечивает гораздо более высокую точность, возможность отслеживать объект, который не касается планшета, и может собирать гораздо больше информации о стилусе, но, как правило, он более дорогой и может использоваться только со специальным стилусом. стилус или другие аксессуары.
Некоторые планшеты, особенно недорогие, предназначенные для маленьких детей, поставляются со проводным стилусом, в котором используется технология, аналогичная старым планшетам RAND .
Шайбы
[ редактировать ]
После стилусов шайбы являются наиболее часто используемым аксессуаром для планшета. Шайба — это устройство, похожее на мышь, которое может определять ее абсолютное положение и вращение. Это противоположность мыши , которая может определять только свою относительную скорость на поверхности (большинство драйверов планшетов позволяют шайбе имитировать работу мыши, и многие шайбы продаются как «мыши»).
Шайбы различаются по размеру и форме; некоторые внешне неотличимы от мыши, а другие представляют собой достаточно крупные устройства с десятками кнопок и элементов управления. Профессиональные шайбы часто имеют сетку или лупу , которая позволяет пользователю видеть точную точку на поверхности планшета, на которую направлена шайба, для детального отслеживания и работы в системе автоматизированного проектирования (САПР).
Шайбы используются в линейке Microsoft Surface и недавно использовались в Dell Canvas. Однако большинство производителей отказались от них в пользу физических горячих клавиш и циферблатов.
Планшеты со встроенным ЖК-дисплеем
[ редактировать ]
Некоторые графические планшеты имеют встроенный ЖК-дисплей , что позволяет пользователю рисовать прямо на экране.
Гибриды графического планшета и экрана предлагают преимущества как перед стандартными сенсорными экранами ПК , так и над обычными графическими планшетами. В отличие от сенсорных экранов, они обладают чувствительностью к давлению, а их разрешение ввода обычно выше. [ нужна ссылка ] Хотя их чувствительность к нажатию и разрешение обычно не лучше, чем у обычных планшетов, они предлагают дополнительное преимущество, заключающееся в том, что они напрямую видят расположение физического перьевого устройства относительно изображения на экране. Это часто позволяет повысить точность и создать более тактильные, «реальные» ощущения от использования устройства.
Производитель графических планшетов Wacom владеет множеством патентов на ключевые технологии для графических планшетов. [22] что вынуждает конкурентов использовать другие технологии или лицензировать патенты Wacom. Дисплеи часто продаются за тысячи долларов. Например, стоимость серии Wacom Cintiq варьируется от чуть менее 1000 до более 2000 долларов США .
Некоторые коммерчески доступные гибриды графического планшета и экрана включают:
- Monoprice 19-дюймовый интерактивный дисплей
- Cintiq от Wacom
- Камвас (например, Kamvas Studio 22) из Хуиона
- XP-PEN
- ГАОМОН
- я говорю
- Слушать
- Ксенлабс
- БОЛЬНОЙ
Также были реализованы «сделай сам» проекты , в которых обычные бывшие в употреблении ЖК-мониторы и графические планшеты были преобразованы в гибрид графического планшета и экрана. [23]
Использование
[ редактировать ]Графические планшеты, благодаря своему интерфейсу на основе стилуса и способности обнаруживать некоторые или все нажатия, наклон и другие атрибуты стилуса и его взаимодействия с планшетом, широко считаются очень естественным способом создания компьютерной графики , особенно двумерная компьютерная графика. Действительно, многие графические пакеты могут использовать информацию о давлении (а иногда и наклоне или вращении стилуса), генерируемую планшетом, путем изменения размера кисти, формы, непрозрачности , цвета или других атрибутов на основе данных, полученных от графического планшета. .
В Восточной Азии графические планшеты, известные как «перьевые планшеты», широко используются в сочетании с программным обеспечением для редактирования методов ввода ( IME ) для написания китайских , японских и корейских символов ( CJK ). Эта технология популярна и недорога и предлагает более естественный способ взаимодействия с компьютером, чем набор текста на клавиатуре, при этом перьевой планшет заменяет роль компьютерной мыши. Распознавание рукописного текста среди пользователей, использующих алфавитные сценарии, происходит медленнее.
Графические планшеты широко используются в художественном мире. Использование стилуса в форме пера на графическом планшете в сочетании с программой графического редактирования, такой как Illustrator , Photoshop от Adobe Systems , Corelpainter или Krita, дает художникам большую точность при создании цифровых рисунков или произведений искусства. Фотографы также могут обнаружить, что работа с графическим планшетом во время постобработки может действительно ускорить такие задачи, как создание подробной маски слоя или осветление и затемнение.
Преподаватели используют планшеты в классах для проецирования рукописных заметок или уроков и позволяют учащимся делать то же самое, а также предоставляют отзывы о работах учащихся, представленных в электронном виде. Онлайн-преподаватели также могут использовать планшет для оценки работы учащихся или для живых занятий или уроков, особенно там, где сложная визуальная информация или математические уравнения требуется . Студенты также все чаще используют их в качестве устройств для заметок , особенно во время университетских лекций , следуя за лектором . Они облегчают процесс онлайн-обучения и широко используются вместе с фейс-камерой для имитации занятий в классе.
Планшеты также популярны для создания технических чертежей и САПР , поскольку на них обычно можно положить лист бумаги, не мешая их работе.
Наконец, планшеты набирают популярность как замена компьютерной мыши в качестве указывающего устройства. [ когда? ] Некоторым пользователям они могут показаться более интуитивными, чем мышь, поскольку положение пера на планшете обычно соответствует положению указателя в графическом интерфейсе, отображаемом на экране компьютера. Художники, использующие ручку для графических работ, могут для удобства использовать планшет и ручку для стандартных компьютерных операций, вместо того, чтобы откладывать ручку и искать мышь. Популярная ритм-игра osu! позволяет использовать планшет как способ игры. [24]
Графические планшеты доступны в различных размерах и ценовых диапазонах; Планшеты формата А6 относительно недороги, а планшеты формата А3 гораздо дороже. Современные планшеты обычно подключаются к компьютеру через интерфейс USB или HDMI .
Похожие устройства
[ редактировать ]Интерактивные доски представляют собой графические планшеты размером с стену с высоким разрешением и диагональю до 95 дюймов (241,3 см), а также возможности нажатия и множественного ввода. Они становятся обычным явлением в школах и конференц-залах по всему миру. [25]
Более ранние с резистивным сенсорным экраном устройства (такие как КПК , ранние смартфоны , планшетные ПК и Nintendo DS ) обычно оснащались стилусами, но точность ввода стилусом была очень ограничена.
Более современные емкостные сенсорные экраны, такие как те, что установлены на некоторых настольных компьютерах , планшетных компьютерах и ноутбуках, работают аналогичным образом, но вместо них обычно используются либо оптические сетки, либо чувствительная к давлению пленка, поэтому не требуется специальное указательное устройство. Некоторые из последних моделей с емкостным вводом могут быть оснащены специализированными стилусами, и тогда эти устройства ввода можно будет использовать аналогично полнофункциональному графическому планшету. [26] [27] [28]
Графический планшет также используется для продуктов Audio- Haptic , где слепые или слабовидящие люди прикасаются к выпуклой графике на графическом планшете и получают от этого звуковую обратную связь. [29] Продукт, использующий эту технологию, называется Tactile Talking Tablet или T3.
См. также
[ редактировать ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Что такое оцифровывающий планшет? Определение в вебпедии» . www.webopedia.com . Сентябрь 1996 года.
- ^ Грей, Элиша (31 июля 1888 г.), Телаавтограф , патент США № 386815.
- ^ Даймонд, Том (1957-12-01), «Устройства для чтения рукописных символов» , Доклады и дискуссии, представленные на Восточной объединенной компьютерной конференции 9-13 декабря 1957 г.: Компьютеры, сроки которых должны быть уложены в XX - IRE-ACM-AIEE '57 (Восточный) , IRE-ACM-AIEE '57 (Восточный), Труды Восточной объединенной компьютерной конференции, стр. 232–237, doi : 10.1145/1457720.1457765 , ISBN 9781450378628 , S2CID 17961928 , получено 23 августа 2008 г.
- ^ «Историческая хронология компьютерной графики и анимации» . Архивировано из оригинала 29 июня 2007 г. Проверено 19 сентября 2007 г.
- ^ Энгельбарт, Дуглас К. (март 1967 г.), Методы выбора отображения для манипулирования текстом , Транзакции IEEE о человеческом факторе в электронике , стр. 5–15 , получено 26 марта 2013 г.
- ^ Уэтстоун, А. (1971-12-07), Spark Pen , Science Accessories Corporation: патент США № 3626483 , получено 16 ноября 2009 г.
- ^ «BitPad — Summagraphics | 102710374 | Музей истории компьютеров» . www.computerhistory.org . Проверено 5 июля 2021 г.
- ^ «Графический планшет Apple II 1979 года | AppleToTheCore.me» . appletothecore.me . Проверено 5 июля 2021 г.
- ^ Ганье, Кен (13 августа 2010 г.). «Вбрасывание: графический планшет Apple 1979 года против Apple iPad 2010 года» .
- ^ Макинтош, Хэмиш (18 марта 2004 г.). «Время разговора: Тодд Рандгрен» . Хранитель .
- ^ Пеннингтон2019-11-25T23:09:00+00:00, Адриан. «Новаторы отрасли: Quantel» . ИБЦ . Проверено 5 июля 2021 г.
{{cite web}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка ) - ^ Руководство Pencept Penpad (TM) , Pencept, Inc., 15 июня 1983 г.
- ^ Двумерный звуковой дигитайзер SAC GP-10 , Science Accessories Corporation, 15 июня 1988 г.
- ^ «Основы чувствительности пера Wacom к нажатию» . Блог Wacom . 29 января 2019 г. Проверено 6 марта 2019 г. [ постоянная мертвая ссылка ]
- ^ «Руководство пользователя НОВОГО графического планшета 1060PLUS» (PDF) . п. 14.
- ^ «Что означает разрешение LPI для графического планшета?» . Концепт-арт Империи . 10.11.2016 . Проверено 14 июля 2018 г.
- ^ Технические характеристики продукта ActivSlate 50 (PDF) , Promethean Ltd., декабрь 2009 г., заархивировано из оригинала (PDF) 20 июля 2011 г. , получено 12 мая 2010 г.
- ^ Ноутбук AirPen Storage: PC NoteTaker , www.pegatech.com, 15 июня 2005 г.
- ^ Гиперпространственный 3-D дигитайзер , Mira Imaging, Incorporated, 15 апреля 1989 г.
- ^ Новые продукты: Графический планшет САПР , IEEE Communications, Том 22, № 4, 15 апреля 1984 г.
- ^ Кейбл, Роберт Г. (15 июля 1986 г.), Электрографический аппарат (PDF) , патент США 4600807 (полное изображение)
- ^ Патенты Wacom Co., Ltd., заархивированные 12 сентября 2018 г. в Wayback Machine . Патентгениус.com. Проверено 9 декабря 2013 г.
- ^ Успешных сборок! Архивировано 12 сентября 2018 г. в Wayback Machine . Форум.bongofish.co.uk. Проверено 9 декабря 2013 г.
- ^ «Руководства / Покупка планшета · вики · помощь | osu!» . osu.ppy.sh . Проверено 18 октября 2019 г.
- ^ Интерактивные продукты . DTC по всему миру. Проверено 9 декабря 2013 г.
- ^ «Обзор Motorola Moto G Stylus (2020)» . ПКМАГ . Проверено 6 июля 2021 г.
- ^ «Обзор Samsung Galaxy Book Pro 360: красивый тонкий и легкий компьютер» . ПКМир . 14 мая 2021 г. Проверено 6 июля 2021 г.
- ^ Июнь 2020 г., Шон Кэмерон 24 (24 июня 2020 г.). «Обзор Samsung Galaxy Note 10 Lite» . ТехРадар . Проверено 6 июля 2021 г.
{{cite web}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка ) - ^ Аарон Маркс (17 ноября 2006 г.). «Аудио-гаптика для информационных технологий для слабовидящих» . Осевой. Архивировано из оригинала 7 июля 2007 г. Проверено 5 июня 2007 г.