Прогресс современного мира обусловлен немыслимо быстрым развитием технических средств. Еще пару десятков лет назад мы не могли бы и представить уровень внедрения в нашу жизнь разнообразных устройств, которые действительно делают наше существование настолько комфортным, каким оно является в наши дни. Нас повсеместно окружают различные гаджеты, бытовая техника и высокоточные электронные приборы, разобраться в назначении, а, тем более, в устройстве которых не всегда легко с первого взгляда.

Человечеством давно была сформулирована мысль: обыватель требует «хлеба и зрелищ»! Проблема питания, конечно, так и осталась нерешённой до конца – в мире около 1 млрд человек испытывают постоянный голод; а вот с проблемой «зрелищ» ситуация выглядит куда более оптимистично. Опера, театры и цирковые представления практически уступили пальму первенства телевидению и кино. Современные технологии позволяют с головой окунуться в воображаемый мир, недоступный нам по различным причинам: отсутствия финансовых средств, должного уровня фантазии и условий жизни. Выход был найден: современный уровень развития графики в индустрии развлечений позволил практически каждому человеку создать свой виртуальный мир. Одним из важных средств достижения этой цели является такое современное устройство, как графический планшет. Именно это электронное устройство является предметом нашего исследования.

Актуальность исследования данной темы подтверждается тем фактом, что практика применения графических планшетов для создания изображений на компьютере, либо переноса уже готовых зарисовок в компьютер для их последующей обработки получает все более широкое распространение. Для того, чтобы успевать идти в ногу со временем, необходимо неустанно следить за тенденциями развития электронных технологий в мире Hi-Tech индустрии. Этим обуславливается теоретическая важность данной исследовательской работы. Практическая важность данного исследования заключается в предоставлении необходимой информации и помощи лицам, интересующимся выбором графического планшета для максимально эффективного использования данного вида высокотехнологичных электронных устройств.

Цель работы: исследовать свойства графических планшетов для последующего возможного практического применения полученных данных.

Задачи исследования:

Изучить историю возникновения графических планшетов;
Исследовать существующие виды графических планшетов;
Рассмотреть основные характеристики графических планшетов;
Обобщить полученные данные.

Глава 1. История возникновения графических планшетов

Вероятно, в начале 90-ых годов многие из нас читали превосходную книгу о компьютерах для детей под названием «Энциклопедия профессора Фортрана». Кроме всего прочего, в этой книге описывалось такое необычное для тех времен электронное устройство, как световое перо. При помощи такого пера возможно было рисовать непосредственно на самом дисплее — и таким образом вводить графическое изображение напрямую в память компьютера. На тот момент времени это изобретение казалось, по меньшей мере, фантастикой. Но теперь у нас появились графические планшеты — и фантастика стала реальностью.

На сегодняшний день название «графический планшет» это уже устоявшееся выражение, которое характеризует определенный класс устройств. Но ещё десять лет назад подобные устройства носили разные названия в различных источниках. Широко распространённым обозначением было слово «дигитайзер», или «диджитайзер» (калька с английского digitizer, от digitize — «оцифровывать»).

Кстати, предположение о том, что графический планшет является изобретением лишь последнего десятилетия, глубоко ошибочно. Пред-шественники современных планшетов, оказывается, появились ещё в конце 19-го века.

Как бы странно это не звучало, но прообраз современного графического планшета появился задолго до начала компьютерной эры. Его ещё в 1888 году запатентовал знаменитый изобретатель и промышленник из Америки Элайша Грей. На сегодняшний день Грей наиболее широко известен тем, что именно он создал первый телефон, причём сделал это гораздо раньше Александра Белла. К сожалению, Грей не успел вовремя запатентовать своё изобретение, и вся слава отошло к Беллу.

Планшет Элайши Грея носил название «телеавтограф» (teleautograph) и на порядок опережал развитие электроники своего времени. Данный гаджет предвосхищал собой целый ряд ныне существующих технологий, в том числе современные факс и электронную почту. Суть работы планшета Грея заключалась в следующем: художник в пункте отправления создавал изображение на специальном электростоле. Затем точки соприкосновения стола и пера преобразовывались в электрические импульсы, после чего передавались на станцию приёма. Там специальные сервомеханизмы с укреплённым пером воспроизводили необходимый рисунок. В первую очередь данная система была предназначена для подписи важных документов на удалённом расстоянии посредством телеграфа. Планшеты Грея, известные тогда под названием «телеавтографы», использовались в Соединённых Штатах для оформления важных документов вплоть до 1960-х годов.

Первый же графический планшет в современном понимании данного термина был разработан в 1957 г. инженером Томом Даймондом. Его изобретение носило название Stylator (сокращение от английского «stylus translator»). В основе его работы лежала обычная прямоугольная система координат; изобретенное устройство распознавало каждое новое положение стилуса относительно нулевой точки, после чего заносило полученные результаты в память компьютера. К сожалению, практического применения Stylator не имел.

Так называемый RAND Tablet (или Grafacon, graphic converter) стал самым известным из ранних графических планшетов, который и положил начало популярности этих устройств. Данное устройство, которое было представлено компанией RAND в 1964 году, являлось достаточно удобным и дешёвым для того, чтобы его могли закупать институты, лаборатории, университеты и другие счастливые обладатели компьютерной техники. Схема работы этого планшета заключалась в следующем: под экраном этого так называемого «предпланшета» находилась плотная сеть тонких проводов (проволочек). Во время работы на планшете между ними и стилусом возникало магнитное взаимодействие, после чего полученные таким образом сигналы поступали в память компьютера. Данное устройство являлось так называемым электромагнитным планшетом. Изобретенный RAND Tablet оказался очень успешной моделью, благодаря чему он активно продавался вплоть до конца 60-ых годов.

Приблизительно в то же самое время появилась еще одна, принципиально иная технология, которая позволяла фиксировать перемещения стилуса. Это были так называемые акустические, или, по-другому, искровые планшеты. Под экраном такого устройства находилась целая сеть микроскопических микрофонов, а прилагаемый к планшету стилус издавал неслышный нашему уху постоянный звук. Возбуждение определённых микрофонов сети и воссоздавало изображение на экране. Компания Science Accessories Corporation стала первой организацией, запатентовавшей своё изобретение. Таким образом, первый акустический планшет был запатентован в 1971 году.

В 1970-80-е годы стали расцветом эры разработки графических планшетов. Устройства, позволявшие переносить изображение непосредственно в память компьютера, стали по-настоящему популярны. Особенной популярностью они пользовались в комплексе с CAD-программами, предназначенными для архитекторов, инженеров и изготовителей различных чертежных схем. Наиболее широко известной маркой стал BitPad, в 1975 году разработанный компанией Summagraphics. Габариты этих планшетов порой были очень и очень велики; по сути, BitPad и подобные ему планшеты были устройствами, обратными графопостроителям. Первые позволяли оцифровать начерченное в реальности изображение, в то время как последние, наоборот, распечатывали начерченное в цифровом формате изображение на бумаге.

1981 год можно считать знаменательным для эволюции графических планшетов. Именно в этом году американский музыкант Тодд Радгрен разработал и запатентовал технологию, которая позволяла сделать графический планшет цветным, что до него никому не удавалось. Патент он продал компании «Apple» — под этой известной маркой технология получила название Utopia Graphics Tablet System.

На рубеже 1970-80-х годов компания «Apple» активно принимала участие в «планшетной гонке», правда, весьма своеобразным образом. Представили компании Стива Джоббса просто выкупили у компании Summagraphics последнюю усовершенствованную версию BitPad, после чего доработали её и выпустили на рынок под собственной маркой Apple Graphics Tablet. Данный планшет являлся магнитострикционным по способу своей работы. Тонкая проволока, находящаяся под экраном, меняла свои физические параметры под влиянием намагниченного стилуса. Стоит отметить, что к этому времени многие разработчики уже поняли, что существует десятки, а то и сотни технологий, которые можно использовать для считывания движений стилуса. Задача заключалась лишь в том, чтобы разработать и как можно скорее запатентовать новую технологию, ещё не замеченную соперниками.

Первый графический планшет, который появился в свободной продаже для пользователей-любителей и не был предназначен для сугубо рабочих целей, стал доступен в 1984 году. Устройство KoalaPad работало совместно с 8-битными персональными компьютерами. В комплекте с планшетом поставлялась специальная программа - Graphics Exhibitor. Она позволяла создавать слайд-шоу из сохранённых изображений на мониторе. В течение нескольких последующих лет целый ряд компаний, включая знаменитую Atari, выпустили свои версии данного устройства. Интересен факт того, что для передвижения по пунктам меню KoalaPad не нужен был стилус — можно было пользоваться собственными пальцами. Из этого следует вывод, что KoalaPad стал предшественником современных тачскринов.

С конца 1980-х годов ведущие позиции в разработке и продаже графических планшетов со временем заняла компания Wacom из Японии. Первая модель, созданная этой компанием, носила название WT-460M и была выпущена в 1986 г. Ранее все графические планшеты, независимо от используемой технологии получения данных от стилуса, непременно требовали беспрерывной подачи питания как на стилус, так и на экран. Технология, изобретенная японскими инженерами-разработчиками, была основана на явлении электромагнитного резонанса: при этом явлении сеть проводов была способна не только принимать сигнал, выводя изображение на монитор, но и передавать его на стилус. Благодаря этому нововведению разработчики обеспечили питание пера непосредственно от экрана, что значительно повысило уровень удобства пользования гаджетом засчет уменьшения количества проводов.

Стилусы, способные регистрировать силу нажатия на экран, стали следующим шагом в эволюции графических планшетов. Японские инженеры компании Wacom встроили в стилус элемент с переменными (в зависимости от силы нажатия) сопротивлением или индуктивностью. Благодаря введению данной инновации по реалистичности работа с таким планшетом практически вплотную приблизилась к обычному рисованию на бумаге. В дополнение к этому профессиональные планшеты компании Wacom способны распознавать наклон стилуса относительно поверхности экрана.

На сегодняшний день графические планшеты находят применение в самых различных сферах, как в любительской сфере использования, так и в профессиональной. Последней моделью разработанной специально для профессионалов в сфере работ с архитектурой, дизайном, иллюстрацией, а также чертежами и видео — стал Wacom Intuos5. Этот современный во всех отношениях планшет оснащён функцией сенсорного ввода multi-touch. Дання функция расширяет и без того немалые возможности этого планшета - она позволяет поддерживать пользовательские клавиатурные сочетания и жесты несколькими пальцами. Также данный планшет поддерживает режим ExpressView, выводящий настройки непосредственно на экран. Отдельную значимую роль в подобных моделях играют продуманная эргономика, повышенная чувствительность стилуса, а также возможность индивидуальной настройки клавиш.

Иным направлением эволюции графических планшетов стало создание моделей для любителей, например, для тех людей, которые раньше рисовали комиксы на полях школьных тетрадей, а сейчас предпочли бы творить в цифровом формате. Также такие модели могут стать полезным подспорьем для научных руководителей, которым зачастую необходимо вносить в цифровые документы рукописные правки. К типичным представителям данного направления можно отнести графический планшет уже небезызвестной нам компании Wacom. Их разработка Wacom Bamboo - это сверхтонкий лёгкий беспроводной (на выбор пользователя), удобный для подключения к любому устройству помощник художника-дизайнера. Планшет обладает также элементами своего профессионального собрата: стилус и ластик чувствительны к надавливанию, также есть функция настраиваемых жестов multitouch.

Но, бесспорно, последней ступенью эволюции графических планшетов стала линейка Wacom Cintiq. По сути это устройство представляет собой переходный этап от настольного планшета к интерактивному дисплею, или «электронному мольберту». Главное его отличие от классических планшетов заключается в том, что модель Cintiq одновременно является и планшетом, и дисплеем: дизайнер творит непосредственно на самом экране планшета, что значительно улучшает эргономику и позволяет открыть целый ряд новых профессиональных возможностей. Последняя модель данной линии - Cintiq 24HD Touch, обладает широкоформатным дисплеем высокоточного разрешения и богатыми пользовательскими настройками; на подобных планшетах работают лучшие знаменитые художники и мультипликаторы США, а также художники российских анимационных студий и кинокомпаний.

Таким образом, подводя итоги данной главы, мы можем говорить о том, что разработка графических планшетов прошла множество стадий. Были опробованы многие технологии создания чувствительных экранов и стилусов, разработчики различных стран мира соревновались в новизне и практичности изобретаемых ими устройств. На данный момент эволюция графических планшетов находится в наивысшей ступени своего развития, но это не значит, что все изобретения уже были созданы. Мы согласны с изречением «Нет предела совершенству», и нам кажется, что в сфере разработки графических планшетов последнее слово еще не было сказано.

Сейчас мы считаем целесообразным перейти к подробному рассмотрению видов уже существующих графических планшетов.

Глава 2. Виды графических планшетов

Итак, для начала необходимо дать определение самому понятию «графических планшет». Графический планшет — это периферийное устройство ввода-вывода, которое позволяет пользователю рисовать в области специальной зоны зондом (визиром, карандашом, пером, стилусом). Рабочая область планшета чувствительна к разным уровням нажатия на экран и углам прикосновения стилуса (в зависимости от модели). Графический планшет позволяет профессиональным художникам и любителям дизайна использовать компьютер в качестве средства рисования и обработки изображений в более удобном и привычном виде. Опционально к планшету может прилагаться специальная мышь. Координаты текущего положения зонда относительно экрана планшета определяется с достаточно высокой частотой: 200-500 раз в секунду, что позволяет обеспечить чёткое и аккуратное воссоздание определённой черты или линии на экране компьютера независимо от скорости движения стилуса по экрану планшета. Ввиду высокой частоты посылаемых запросов генерируется большое количество данных, в следствие чего они в большинстве случаев подвергаются дальнейшей обработке для сокращения объема информации. Стандартно используемый для этого способ - выдача новой координатной пары при достижении заданного отклонения от последней зафиксированной.

В целом графические планшеты осуществляют работу в различных режимах:

точечном: координаты генерируются при нажатии кнопки пера;
непрерывном: последовательность координат генерируется непрерывно при нахождении пера в рабочей области планшета (при этом может производиться сокращение объема передаваемых данных так, как это описано выше);
переключаемом непрерывном: генерируется непрерывная последовательность координат при нажатии кнопки зонда;
приращений, когда формируются приращения к последней выданной позиции.

Сейчас мы предлагаем перейти к рассмотрению отдельных видов графических планшетов. Некоторые из них уже были упомянуты выше, и мы лишь подробнее остановимся на принципах их работу; другие будут упомянуты нами впервые.

2.1. Акустический планшет

В данном виде графических планшетов разрядник в зонде излучает ультразвуковой сигнал, который затем принимается ленточными микрофонами. Они расположены на двух смежных сторонах планшета (Рисунок 1). Существуют также акустические планшеты с тремя группами микрофонов (Рисунок 2), которые благодаря наличию третьего микрофона могут выдавать трехмерную координатную информацию.

По времени прихода звука от зонда к микрофонам определяется точное его положение. В связи с высокой скоростью распространения звука в воздухе (330 м/с) эти измерения не представляют трудностей. Акустический планшет позволяет определять координаты и при значительном удалении от поверхности планшета, но с ошибкой, как это пояснено на Рисунке 1.

$C:\Users\Denis\Desktop\1.jpg$

Данное свойство позволяет определять координаты в формате 3D с помощью плоского планшета, который имеет по одному микрофону на каждой стороне. Основным недостатком работы акустического планшета является сильная зависимость от условий окружающей среды, особенно влажности.

2.2. Потенциометрический (градиентный) планшет

В этой разработке поверхность планшета полностью представляет собой резистивное покрытие (Рисунок 3). К этому покрытию по границам подводится ток попеременно по X и Y направлениям. Зонд планшета при этом должен иметь гальванический контакт с резистивным покрытием. Координаты местонахождения зонда определяется по падению напряжения в точке контакта. При работе данного типа планшетов возникает проблема искажений поля, вызываемая взаимным влиянием контактных шин. Эта проблема устраняется подводом питающих напряжения через диоды.

$C:\Users\Denis\Desktop\3.png$

Основные проблемы при разработке таких планшетов могут заключаться в следующем:

материал покрытия должен обладать достаточным запасом прочности, чтобы выдержать постоянный контакт с наконечником зонда;
материал покрытия должен обладать однородной проводимостью, чтобы обеспечить линейность ввода координат;
материал покрытия должен обладать высоким сопротивлением, чтобы обеспечить точность и простоту измерения.

Также существуют и другие конструкции градиентных планшетов, которые не требуют гальванического контакта зонда с поверхностью экрана. Примером может послужить планшет, в котором между двух стеклянных пластин находится резистивный слой из окиси олова. Высокочастотное питание подводится через контактные шины по краям планшета, при этом для X и Y напряжений питания используются различные частоты. Зонд планшета воспринимает фазы сигналов, которые отличаются для различных точек на планшете. Благодаря использованию высокочастотного сигнала возможно значительное удаление зонда от поверхности планшета. Такое расстояние может составлять более 10 мм. О высоте подъема зонда свидетельствует изменение амплитуды сигнала.

2.3 Емкостной планшет

В данном типе планшетов с помощью взаимно перпендикулярных групп проводников под непроводящей рабочей поверхностью генерируется электромагнитное поле (Рисунок 4). При этом проводники каждой группы должны быть равноудалены друг от друга и точно параллельны, так как они выполняют функцию передающих антенн. Как же происходит снятие координат? Для начала высокочастотное напряжение поочередно подается на передающие антенны, после чего сигнал принимается емкостным датчиком зонда. Если датчик находится между двумя проводниками, сигнал будет получен поочередно сначала от одной антенны, затем от другой. В результате по соотношению амплитуд сигналов можно узнать точное расположение между антеннами.

$C:\Users\Denis\Desktop\4.jpg$

Недостатком этой разработки является то условие, что зонд должен либо непосредственно прилегать к рабочей поверхности, либо находиться на малых расстояниях от нее (не более 1 мм).

Примером такого устройства может служить планшет, который был разработан в Институте ядерной физики СО РАН и ранее выпускался рядом организаций. Рабочее поле планшета представляло собой зону размером 380×380 мм, частота высокочастотного генератора составляла 625 КГц, а время коммутации 200 мкс. Проводники были расположены на двухсторонней печатной плате с достаточно большим шагом - 5мм. Роль датчика выполняла незамкнутая круглая проволочная петля, при этом встроенный в планшет микропроцессор за 7 мс рассчитывал и выдавал координату с довольно высокой точностью, которая составляла 0.1 мм.

2.4. Магнитоэлектрический планшет

В данном типе разработки катушка, находящаяся в зонде и проводники под рабочей поверхностью графического планшета могут рассматриваться в качестве первичной и вторичной обмотки трансформатора. При этом если приемная катушка находится на зонде, то этот планшет подобен емкостному планшету конструктивно. Для достижения существенно большего разрешения в качестве передатчика используется обмотка зонда, но в этом случае катушка зонда должна иметь довольно большое количество витков, что требуется для генерирования достаточно мощного электромагнитного поля. Большинство кодировщиков, упоминаемых далее и используемых для ввода в память компьютера чертежей, работает именно на этом принципе.

2.5 Магнитострикционный планшет

Следует отметить, что магнитострикционные планшеты устроены немного сложнее, нежели предыдущие варианты разработок. В качестве носителей сигнала магнитострикционные планшеты используют специальные магнитострикционные проволоки. Под воздействием внешнего магнитного поля проволоки незначительно изменяют свою форму. Вслед за этим, магнитное поле, которое вызывается передающими катушками на краю планшета и располагается перпендикулярно магнитострикционным проволокам, генерирует изменение их длин, после чего это изменение длины распространяется вдоль всей проволоки в виде волны механического напряжения со скоростью, составляющей около 5000 м/с. Затем волна, попадая в приемную катушку, которая расположена в зонде планшета, из-за изменения потока формирует в катушке импульс напряжения. Время прихода этой волны прямопропорционально расстоянию от передающей катушки на краю планшета до зонда.

Так как расстояние всегда измеряется вдоль проволоки, в этом случае необязательно, чтобы проволоки были строго параллельны, при этом даже не требуется располагать проволоки так часто, как это следовало бы из разрешения прибора. Более того, их достаточно расположить на расстоянии в целых 2-3 мм, и этого будет достаточно, чтобы на планшете гарантировалось достаточное изменение потока. Благодаря тому, что этот принцип имеет относительно высокую точность (0.01 мм), эта технология широко используется в робототехнике и в большинстве планшетов.

Например, графический планшет Bit Pad One, созданный фирмой Summagraphics, работает именно на магнитострикционном принципе. Размер его рабочей области состявляет 300×300 мм, а на подложке под рабочей поверхностью планшета с шагом в 3 мм для каждой из осей расположены по 96 проволок, что обеспечивает разрешение по координате 0.1 мм. Стандартом на рынке для персональных компьютеров является планшет этой же фирмы Bit Pad Two, имеющий разрешение в 0.05 мм и точность в 0.5 мм.

2.6. Современный высокотехнологичный планшет

Основной рабочей частью в современных планшетах также является сеть из проводов (или печатных проводников). Хоть эта сетка и имеет достаточно большой шаг, иногда составляющий вплоть до 6 мм, механизм регистрации положения стилуса в пространстве позволяет получить шаг считывания информации намного меньше шага сетки - около ста линий на миллиметр.

Стандартом является тот факт, что на перо для его непрерывной работы должно быть подано питание. Такой принцип лежит в основе функционирования стилуса в электростатических и электромагнитных планшетах. Но при работе электромагнитных планшетов возможны помехи от излучающих устройств, в частности мониторов. Но прогресс не стоит на месте. Фирма Wacom создала технологию на основе электромагнитного резонанса, когда сетка и излучает, и одновременно принимает сигнал, а перо лишь отражает его, вследствие чего при работе на данной планшете подавать питание на стилус нет необходимости.

Также уже созданы планшеты, в которых сила нажатия стилуса на экран вычисляется за счёт пьезоэлектрического эффекта. При нажатии пера в пределах рабочей зоны устройства, под которой находится сеть из тончайших проводников, на пластине пьезоэлектрика возникает разность потенциалов. Это и позволяет определять координаты нужной точки. Планшеты созданные на основе подобной разработки, вообще не требуют прилагать к ним специальный стилус и при этом позволяют чертить на рабочей поверхности планшета как на обычной чертёжной доске.

Если изначально инженеры упорно работали над совершенствованием распознавания только координат пера, в современных графических планшетах также могут определяться такие данные, как давление пера на рабочую поверхность, угол наклона, направление движения и сила сжатия пера рукой.

Также в комплекте к графическому планшету совместно с пером может поставляться специальная мышь. Она, тем не менее, работает не как привычная нам компьютерная мышь, а как особый вид стилуса. Такая мышь может работать только с определенным графическим планшетом. Так как разрешение планшета гораздо выше, чем разрешение обычной компьютерной мыши, то использование мыши и планшета в комплексе позволяет достичь значительно более высокой точности ввода необходимых данных.

Последним словом в разработке графических планшетов стало изобретение от уже упомянутой нами японской компании Wacom, создавшей революционно новый графический планшет. Если ранее он, по сути, представлял собой устройство для ввода и последующей оцифровки изображений в памяти компьютера, то сейчас графический планшет стал полностью самостоятельным устройством. Все необходимые заметки, линии и другая вводимая информация отображается непосредственно на самом экране устройства, оснащенного цветным дисплеем, что, несомненно, улучшает эргономичность и повышает удобство использования графических планшетов в целом.

Подводя итоги этой главы, следует отметить, что прогресс не стоит на месте. Эволюция графических планшетов прошла немалый путь, и было создано много различных технологий сбора информации от планшета и передачи её в память компьютера. Но, на наш взгляд, после тщательного анализа используемых технологий в различных видах планшетов, компания Wacom из Японии стала несомненным лидером в разработке и совершенствовании таких удивительно высокотехнологичных и полезных устройств, как графические планшеты.

Глава 3. Выбор графического планшета.

Для того, чтобы сделать оптимальный выбор графического планшета, нужно, прежде всего, определить те функции и характеристики, которые необходимы именно Вам для осуществления поставленной цели. Как уже видно из предыдущих глав, разновидностей графических планшетов на данный момент существует достаточно много, от любительских до узкопрофессиональных. Нецелесообразным будет значительный перерасход средств на покупку профессионального планшета для любительской работы на досуге.

Итак, на что следует обратить внимание при покупке графического планшета? Первым делом, стоит внимательно изучить предложенные производителями характеристики.

3.1. Характеристики графических планшетов

Рабочая площадь

Это первое, что обычно «бросается в глаза» при выборе графического планшета, ведь от рабочей площади напрямую зависит размер самого устройства. Планшет по своей сути - устройство компактное. В зависимости оттого, для каких целей Вам необходим планшет, можно выбрать наиболее удобный по размеру экземпляр:

3" x 4",
4" x 5.5",
5" x 6",
6" x 8",
9" x 12".

Слишком маленький планшет компактен, но его может быть недостаточно для работы над масштабными объектами, крупный же планшет может быть уязвим при перевозке его в общественном транспорте.

Обычно рабочая площадь планшета приравнивается к одному из привычных бумажных форматов стандарта ISO (А7-А3). А4 — известный всем лист размером 210 х 297 мм. Формат А составляет половину размера листа формата А4. Формат А3 можно получить при соединении двух листов А4 длинными их сторонами.

Разрешение

Разрешение планшета тоже является важной характеристикой. Что же это такое? Разрешением графического планшета называется шаг считывания информации. Это чувствительность к воздействиям в плоскости планшета — по осям «х» и «у». Условно говоря, разрешение – это то количество мельчайших перемещений пера, которое будет распознано, если его кончик сдвинуть на один дюйм (2,54 см). Соответственно, разрешение измеряется числом точек на дюйм (dpi, расшифровывается как «dots per inch» - «точек на дюйм»). Типичные значения разрешения для современных планшетов составляет несколько тысяч dpi. Чем выше этот показатель, тем чувствительнее планшет будет реагировать на прикосновения стилуса к экрану.

Говоря о разрешении графических планшетов, важно развеять одно распространенное заблуждение о том, что размер монитора и размер чувствительной области планшета непременно должны совпадать. Именно из-за чувствительности планшета следует вывод, что это абсолютно не соответствует истине.

Разрешение монитора обычно составляет порядка 72 либо 96 точек на дюйм. Даже планшет небольшого по размерам формата А5 будет комфортен для работы за 19-дюймовым монитором. Стоит также отметить, что иногда вместо «точек на дюйм» в точках продажи можно встретить иную единицу измерения — «линий на дюйм» (или LPI — lines per inch). LPI к планшету неприменимо, так как это типографский термин. На самом деле продавцы имеют ввиду именно количество точек на дюйм. Суть различных измерений разрешения довольно подробно описана в статье «LPI — halftone resolution» Джекки Ховард Бер. Само собой разумеется, чем больше чувствительность, тем дороже будет стоить графический планшет.

Число степеней свободы

Количество степеней свободы описывает число квазинепрерывных характеристик взаимного положения планшета и пера. Наименьшее число степеней свободы — 2 (X и Y положения проекции чувствительного центра пера), необходимые для определения местоположения стилуса относительно экрана планшета. Дополнительные степени свободы могут включать давление, наклон пера относительно плоскости планшета, силу сжатия стилуса.

Применение

Как уже упоминалось нами ранее, графические планшеты могут применяться как для создания изображений на компьютере напрямую (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, MSM Messenger (теперь Windows Live Messenger) и Skype) позволяют пользователю, имеющему графический планшет, интерактивно демонстрировать рисуемое абоненту на другом конце.

Перо

Перья в виде ручки производятся с одной, двумя или тремя кнопками. Кроме того, есть стандартные перья и перья, которые чувствительны к нажиму и наклону. Последние могут воспринимать до 1024 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". Максимальная скорость считывания – 200 точек в секунду.

Также перо имеет встроенный чувствительный к нажиму «ластик» для исправления ошибок при рисовании. Для работы с ним достаточно перевернуть перо другим концом и использовать специальную кнопку.

Если одним графическим планшетом пользуются несколько художников, то планшет позволяет распознавать уникальный номер каждого устройства ввода. Каждый пользователь имеет своё персональное перо, настроенное необходимым ему образом. Достаточно только поднести своё перо к планшету и будут активизированы его персональные установки.

Планшеты позволяют персонализировать каждый инструмент устройства, а также позволяют создавать целые наборы установок (установки для планшета, устройств ввода, программируемые меню и т.д.) для каждой программы индивидуально. В этом случае, драйвер планшета автоматически выбирает нужные настройки при переходе от одной программы к другой.

При наличии нескольких стилусов каждый из них можно настроить на различные режимы работы (например, тонкая/толстая кисть, карандаш или, например, кисти разных цветов и толщины), что позволит максимально эффективно заниматься процессом рисования, не перенастраивая инструменты по несколько раз.

Тип экрана

У стандартных графических планшетов экран представляет собой темно-серую матовую поверхность, принимающую сигналы от стилуса, но при этом не отображающую никакой информации. По сути, такие планшеты служат только для переноса требуемых данных в память компьютера, где уже и осуществляется основная часть работы. Но последняя разработка, о которой далее пойдёт речь, может в корне поменять всё представление о графических планшетах и их устройстве.

Неоднократно упомянутая нами японская компания Wacom (на данный момент являющаяся мировым лидером по производству графических планшетов) выпускает устройство PL 500, которое по функциональным возможностям представляет собой «гибрид» прозрачного графического планшета и ЖК-дисплея. Здесь цветная активная матрица гаджета одновременно является его рабочей поверхностью, которая обладает чувствительностью к силе нажатия (256 уровней) и наклону специального стилуса UltraPen, который входит в комплект поставки. Размер ЖК-дисплея насчитывает по диагонали 15,1 дюйма, максимальное поддерживаемое разрешение составляет 1024х768 точек, а количество отображаемых цветов – 16 млн.

После того, как планшет получил сигнал, он вычисляет (по амплитуде сигнала и его фазе) местоположение курсора, затем считывая дополнительные данные (нажатие кнопок, сила нажатия и т.д.). Чувствительность к изменениям поля, которые происходят от внесенного в него указателя, определяет разрешающую способность планшета, которая может составлять 2540 dpi и более.

Системные требования

Для работы графического планшета не требуется большой части ресурсов системы, благодаря чему работа с ним будет комфортной даже на довольно слабых компьютерах. Сопутствующие драйвера для планшетов создаются в основном для операционных систем Windows и Mac OS. Для пользователей ОС Linux настроить планшет будет немного сложнее, что делает использование планшета в среде Windows и Mac OS более рациональным.

3.2. На что следует обратить внимание при выборе графического планшета

Итак, такие характеристики как рабочая площадь планшета, его разрешение, число степеней свободы, область применения, тип пера и экрана, а также системные требования – вот основные параметры для выбора наиболее подходящего графического планшета.

Планшет - это, несомненно, не только довольно удобная и полезная вещь при рисовании и редактировании изображений для любителей искусства, но и настоящая находка для специалистов, профессионально работающих в сфере дизайна. На основании анализа достаточно большого количества информации, мы бы рекомендовали графические планшеты от мирового лидера в их разработке – японской компании Wacom. При выборе планшета непременно стоит обратить пристальное внимание на его удобство персонально для Вас. Если вы не являетесь профессиональным художником-дизайнером, то планшет с рабочей площадью формата A5 или A6 – то, что Вам нужно. Что касается количества степеней чувствительности к нажатию, то необходимо отметить, что для любительского пользования обычно хватает 512. Дополнительным условием, обеспечивающим максимальное удобство пользования планшетом, является наличие дополнительно программируемых клавиш.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Подводя итоги проделанной нами исследовательской работы, нужно отметить, что процесс поиска информации и анализ полученных данных был, несомненно, интересен и увлекателен. За время работы над темой мы изучили несколько десятков моделей графических планшетов, как современных, так и их далеких предшественников, что расширило теоретическую базу знаний в сфере разработки и путей становления некоторых современных электронных устройств.

Сейчас мы считаем должным обобщить информацию, изложенную нами в трех главах данной исследовательской работы.

Итак, в первой главе мы подробно рассмотрели историю возникновения и развития такого электронного устройства, как графический планшет. Мы выяснили, что прототип современного графического планшета был создан и запатентован достаточно давно – в 1888 г знаменитым американским изобретателем и промышленником из Элайшей Греем. У первого графического планшета было своё запатентованное название – "Телеавтограф". С тех пор и началась эволюция в этой сфере разработки. Более современная модель графического планшета, весьма напоминающая современные гаджеты, появилась на свет в 1957 году, но полного и бесспорного коммерческого успеха разработчики планшетов получили в конце 70-х годов, когда компьютерная техника сделала значительный рывок в своём развитии.

Графический планшет – это инструмент, без которого в наше время не может обойтись ни один современный художник, дизайнер, фотограф или мультипликатор. Современный графический планшет служит для ввода в память компьютера при помощи специального пера изображений, созданных от руки, либо создание изображений непосредственно на планшете. В первом случае художник рисует эскиз задуманного изображения, после чего с помощью графического планшета переносит его в компьютер. Затем, при помощи специальных программ, он сможет увидеть, как будет смотреться то или иное изменение его произведения. Это поможет ему выбрать тот вариант, который ему покажется более подходящим, и впоследствии перенести его на холст. Во втором случае художник создает изображение непосредственно на самом графическом планшете (самый высокотехнологичный представитель данного вида планшетов от компании Wacom был подробно рассмотрен нами выше).

На сегодняшний день по принципу считывания координат стилуса относительно экрана планшета существуют различные типы планшетов: акустические, потенциометрические (либо градиентные), емкостные, магнитоэлектрические, магнитострикционные. В современных устройствах фиксируется не только местонахождение стилуса относительно экрана, но и сила нажатия пера, наклон самого устройства и даже сила сжатия пера рукой. Планшета, кроме пера, может комплектоваться специальной "мышью", которая отличается от обычной компьютерной мыши большей чувствительностью и точностью вводимой информации.

Как мы уже отмечали выше, современные творчески настроенные люди, как профессионалы, так и любители, не могут представить процесс своего творчества без этого замечательного устройства. Графический планшет стал просто незаменимым решением в процессе рисования или живописи на основе фотографий.

Это устройство может быть полезно также бизнесменам для подписания документов и выступлений перед большой аудиторией (для наглядной демонстрации чертежей и графиков в реальном времени), научным руководителям (для создания необходимых пометок и правок на готовом электронном документе), а также детям и подростам, увлекающимся живописью или созданием комиксов.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Bear, J.H. Measuring Resolution in Desktop Publishing [Electronic resource] / J. H. Bear. - College Park M.D., 2016. - Мode of access: http://desktoppub.about.com/cs/intermediate/a/measure_lpi.htm - Date of access: 19.09.2016.
Chastain, Sue. Graphics Tablet Features and Advantages [Electronic resource] / Sue Chastain. - College Park M.D., 2016. - Мode of access: http://graphicssoft.about.com/od/aboutgraphics/a/graphicstablets.htm. - Date of access: 14.09.2016.
Wacom Official Web-Site [Electronic resource] URL: http://www.wacom.com/ . - Date of access: 04.10.2016.
Вельтмандер, П.В. Машинная графика: учебное пособие в 3-х кн. / П.В. Вельтмандер. - Новосибирск: НГУ, 1997. - 197 с.
Электронная энциклопедия Википедия [Электронный ресурс] / Свободная энциклопедия Википедия. – М., 2016. — Режим доступа: http://ru.wikipedia.org – Дата доступа: 05.10.2016.