Графические планшеты (Принцип действия графического планшета)

Содержание:

Введение

Графический планет является очень интересным устройством с точки рения рядового пользователя. Изначально планшет являлся профессиональным устройством, которое использовали художники и архитекторы, но в наши дни любой человек может позволить купить себе планшетный компьютер и пользоваться практически тем же самым функционалом. С приходом широкого распространения к планшетным технологиям, подобный способ человеко-машинного взаимодействия стал набирать популярность во многих других сферах использования компьютерной технике. Именно по этой причине важно знать об основных устройствах, работающих по данному принципу и их принципе работы.

Объектом исследования является графический планшет и его основные разновидности, предметом исследования является принцип действия графического планшета и его основные элементы.

Целью данной работы является структуризация знаний об архитектуре графического планшета с анализом основных характеристик и элементов.

Задачами данной работы являются:

• изучение понятия дигитайзера и его основных особенностей;
• рассмотрение понятия графического планшета и его функционала;
• выявление отличий графического планшета от планшетного компьютера;
• обзор основных разновидностей сенсорных экранов с их принципом работы, достоинствами и недостатками;
• рассмотрение основных указывающих устройств и их принципа работы.

В основу исследования легли работы американского профессора Эндрю Таненбаума, а также популярные книги по архитектуре и ремонту компьютеров таких авторов, как С. А. Орлов и В. Леонов.

Таненбаум является заслуженным профессором Гарвардского университета, опубликовавшим много трудов в сфере информационных технологий, ставших фундаментальными. На его трудах основываются многие исследования, а его учеником был Линус Торвальдс, создатель операционной системы Линукс. Также в работе были использованы книги русских авторов по архитектуре компьютерной техники. Авторы Леонов, Орлов, Гук и Ревич публикуются довольно длительно время, имеют по несколько редакций каждой из своих работ и пользуются спросом у рядовых пользователей, так как описывают сложные технические термины легким для понимания языком. Для предоставления примеров используемых в настоящее время устройств были использованы официальные сайты компаний Genius и Samsung, так как устройства этих производителей обладают высоким качеством и большим просом в России и в мире соответственно.

1. Основные типы устройств

1.1. Понятие дигитайзера

Дигитайзер является устройством для преобразования готовых изображений, таких как чертежи или карты, в цифровую форму. Дигитайзер выглядит как плоская панель, называемая планшетом, которая располагается на столе и имеет специальное световое перо, указывающее позицию на планшете. Перемещением светового пера по планшету координаты пера фиксируются и передаются в компьютер. Дигитайзеры обычно используются для ввода планов или карт в компьютер^[1].

Внешний вид дигитайзера представлен на рисунке 1^[2].

Рисунок 1 – Внешний вид дигитайзера

Дигитайзер предназначается графических работ профессионального уровня, преобразовывая движение руки оператора с помощью специального программного обеспечения в формат векторной графики. Изначально дигитайзер разрабатывался для приложений систем автоматизированного проектирования, с целью определения и задания точного значение координат определенного количества точек. Также дигитайзер способен осуществлять точное определение и обработку абсолютных координат^[3].

Распространенной разновидностью дигитайзера является рисовальный или графический планшет. Планшет представляет собой панель с расположенной внизу электромагнитной решеткой. Данные при взаимодействии с экраном специальным пером считываются решеткой. Планшет реализован на принципе абсолютного позиционирования, при котором изображение из левого угла планшета переводится в левый угол монитора^[4].

Некоторые планшеты имеют чувствительностью к нажиму, влияющую на толщину штрихов. К планшету прилагают специальную пластмассовую пленку, с помощью которой можно переводить изображения, уже отрисованные на бумаге.

Графические планшеты для профессиональной деятельности могут достигать формата от А2 и выше, планшеты для более простых работ обычно имеют меньший размер^[5].

Сканирование документов и других плоских изображений является относительно простой задачей, в то время как сканирование трехмерных объектов требует более сложных механизмов считывания. Дигитайзер имеет возможность отражать небольшие и средние объекты в трех измерениях в виде точных трехмерных файлов. В качестве примера подобного устройства можно привести MicroScribe-3D для оцифровки трехмерных объектов от компании Immersion. Компанией Immersion была разработана уникальная механическая технология оцифровки, которая легка в использовании, доступна и компактна. Каждым соединением используются цифровые оптические датчики, с работой независимой от любого влияния, относящегося к окружению^[6] [1, 3, 5, 8, 9, 10, 13].

Внешний вид дигитайзера MicroScribe-3D представлен на рисунке 2^[7].

Рисунок 2 – Внешний вид дигитайзера MicroScribe-3D

1.2. Понятие графического планшета

Графический планшет представляет собой устройство, предназначенное для ввода непосредственно в компьютер созданной от руки информации. Планшет состоит из чувствительного к близости и нажатию пера плоского планшета и самого пера, на которое реагирует планшет. Также к планшету иногда прилагается специальная мышь^[8].

Внешний вид графического планшета представлен на рисунке 3^[9].

Рисунок 3 – Внешний вид графического планшета

Первый графический планшет назвался «Телеавтограф» и был запатентован Элишей Греем в 1888 году. Он был похож на современные и предназначался для распознавания рукописного ввода в компьютер Stylator^[10].

Часто ошибочно называют первым более графический планшет «Графакон» (ГРАФический КОНвертер), также имеющий название RAND Tablet, который был представлен в 1964 году^[11].

Внешний вид графакона представлен на рисунке 4^[12].

Рисунок 4 – Внешний вид графакона

Планшетом RAND Tablet использовалась сетка проводников под поверхностью планшета, куда подавались электрические импульсы, закодированные троичным кодом Грея. Перо, связанное емкостно. принимало данный сигнал, затем декодированный обратно в координаты^[13].

Популяризация графических планшетов произошла в середине 70-х — начале 80-х годов 20 века в связи с коммерческим успехом планшетов ID и BitPad, которые выпускались Summagraphics Corp. Указанные планшеты использовались в виде устройства ввода для множества Hi-End CAD систем соединенными с персональным компьютером и программным обеспечением вроде AutoCAD.

Первыми планшетами для потребительского рынка были «КоалаПэд», изначально созданные для компьютера Apple II, но со временем распространившиеся на другие персональные компьютеры. После этого другие фирмы также стали выпускать собственные модели планшетов^[14].

Внешний вид Koala Pad представлен на рисунке 5^[15].

Основной характеристикой графических планшетов считается шаг считывания информации, измеряемый в количестве линий на дюйм. На сегодняшний день для графических планшетов это значение составляет несколько тысяч. Также важной характеристикой является число степеней свободы взаимных положений планшета и пера. Минимальным числом степеней свободы является 2 положения проекции осей X и Y чувствительного центра пера. Также могут вводиться дополнительные степени свободы, которыми могут являться вращение пера вдоль вертикальной оси, давление и наклон пера под углом к плоскости планшета^[16].

Графические планшеты применяются как для создания изображений на компьютере способом, максимально приближенным к тому, как создаются изображения на бумаге, так и для обычной работы с интерфейсами, не требующими относительного ввода^[17] [1, 2, 5, 9, 13, 16].

Рисунок 5 – Внешний вид Koala Pad

1.3. Понятие планшетного компьютера

Электронный планшет или планшетный компьютер является собирательным понятием, которое включает многие типы оснащенных сенсорным экраном персональных устройств, позволяющие управлять компьютерными программами путем прикосновения пальцами или специальным указывающим манипулятором к изображенным на экране объектам программы^[18].

В целом планшетный компьютер является персональной электронно-вычислительной машиной с ограниченными функциями без отдельного системного блока и без мыши и клавиатуры. Планшетным компьютером можно управлять прикосновениями стилуса или руки, мышью и клавиатурой. Некоторые планшеты имеют собственную клавиатуру^[19].

Планшетный персональный компьютер является разновидностью ноутбуков, которая оформилась в ноябре 2002 года, когда была презентована аппаратно-программная платформа Microsoft Tablet PC. Устройства на данной платформе были оборудованы сенсорным экраном и позволяли работать при помощи пальцев или стилуса при использовании или без использования мыши и клавиатуры^[20].

Главной отличительной особенностью компьютеров такого типа является аппаратная совместимость с персональными компьютерами и установленными на них полноценными операционными системами^[21] [3, 4, 11, 12, 13].

Внешний вид планшетного компьютера представлен на рисунке 6^[22].

По итогам данной главы можно сделать вывод, что устройства графического ввода являются популярной на сегодняшний день технологией. Данный тип устройств предназначен для перевода изображений из реального мира в цифровую форму. Для более сложных преобразований используются дигитайзеры, для самых легких – отдельные функции компьютерных планшетов.

Рисунок 6 – Внешний вид планшетного компьютера

2. Принцип действия графического планшета

Основная рабочая часть современных планшетов представляет собой сеть из проводов или печатных проводников, по принципу похожая на графические конверторы. Несмотря на то, что шаг сетки достаточно большой, порядка 3 – 6 миллиметров, за счет механизма регистрации положения пера появляется возможность считывать информацию с точностью до 200 линий на миллиметр^[23].

Существуют различные типы планшетов по технологии и принципу работы. Сетка в электромагнитных планшетах служит приемником электромагнитных волн, излучаемых пером, а в электростатических планшетах рассматриваются изменения электрического потенциала сетки под пером. В этих случаях на перо должно подаваться питание^[24].

Фирмой Wacom была создана технология, основанная на электромагнитном резонансе, при котором сетка принимает и излучает сигнал. Причем излучаемый сигнал также обеспечивает питание пера, которое отсылает заново сформированный сигнал с конкретной информацией идентификации конкретного пера, силой давления, положением органов управления на указателе, функции ластика. По этой причине отдельное питание пера не требуется, но при этом возникает проблема помех от излучающих устройств, таких как мониторы^[25].

Существуют планшеты с перьями, которые способны регистрировать силу нажатия. Обычно механизм регистрации основывается на использовании конденсатора переменной емкости. Например, такой тип датчика используется в перьях у планшетов Wacom. Помимо этого, передача данных может осуществляться при помощи компонента с переменной индуктивностью или переменным сопротивлением. Существуют реализации, основанные на пьезоэлектрическом эффекте. В пределах рабочей поверхности планшета с сетью проводников при нажатии пера возникает разность потенциалов на пластине пьезоэлектрика, позволяя определить координату нужной точки. Данный вид планшетов не требуют специального пера и позволяет осуществлять ввод данных на рабочую поверхность планшета подобно обычной чертежной доске^[26].

Помимо координат пера в современных графических планшетах определяются такие данные, как наклон, давление пера на рабочую поверхность, сила сжатия пера рукой и направление поворота в плоскости планшета.

Еще графические планшеты помимо пера могут комплектоваться специальной мышью, которая не работает как компьютерная, а основывается на принципе пера. Данный вид мыши может работать только на планшете^[27] [6, 7, 13, 14].

2.1. Сенсорный экран

Сенсорный экран является устройством ввода информации, которое представляет собой реагирующий на прикосновения экран. Сенсорный экран был изобретен в Америке в рамках исследований по программированному обучению. В 1972 году появилась компьютерная система, называемая PLATO IV, которая имела состоявший из 16×16 блоков сенсорный экран на сетке ИК-лучей. Несмотря на низкую точность, экран позволял пользователю выбрать ответ нажатием в определенное место экрана^[28].

В 1971 году Сэмюэль Херст разработал элограф, являющийся графическим планшетом, который действовал по четырехпроводному резистивному принципу. Через 3 года им же элограф был сделан прозрачным, а еще через 3был разработан пятипроводной экран. В компании Elographics при объединении с Siemens, сделали выпуклую сенсорную панель, которая подходила к кинескопам. Телевизор с сенсорным экраном был представлен на всемирной ярмарке в 1982 году компанией Elographics. Через год появился компьютер с сенсорным экраном на ИК-сетке HP-150^[29].

В потребительских устройствах с приходом больших экранов клавиатура была заменена сенсорными экранами, также сенсорные экраны стали использоваться в информационных киосках, платежных терминалах, карманных компьютерах, оборудовании для автоматизации торговли, игровых консолях, мобильных телефонах, операторских панелях в промышленности^[30].

Основными достоинствами сенсорных экранов считаются сочетание небольших размеров устройства с крупным экраном, простота интерфейса, широта мультимедийных возможностей и быстрый набор. В качестве недостатков можно выделить высокое энергопотребление, отсутствие тактильной отдачи, сложности с гигиеной экрана и легкая повреждаемость устройства^[31].

Существует множество разных типов сенсорных экранов, работающих на различных физических принципах^[32].

Резистивные сенсорные экраны делятся на четырехпроводные и пятипроводные. Резистивные экраны состоят из гибкой пластиковой мембраны и стеклянной панели, на каждое из которых нанесено резистивное покрытие. Между мембраной и пластиной находятся микро-изоляторы, изолирующие проводящие поверхности и равномерно распределенные по активной области. При нажатии на экран мембрана и панель замыкаются, при этом контроллер, используя аналогово-цифровой преобразователь, регистрирует изменения сопротивления и считывает координаты по осям X и Y. На левый электрод подается напряжение +5В, при этом правый заземляется. Верхний и нижний электроды соединяются накоротко, и на них проверяется напряжение, которое соответствует X-координате экрана. Аналогично считывается Y-координата при подаче напряжения на верхний и нижний электроды^[33].

Принцип действия четырехпроводного резистивного сенсорного экрана представлен на рисунке 7^[34].

На основе технологии четырехпроводных экранов также делаются восьмипроводные сенсорные экраны, имеющие большую точность отслеживания. Недостатком данных экранов является низкий уровень надежности. По этой причине распространение получили пятипроводные экраны^[35].

Пятипроводной экран являеется более надежным за счет замены на мембране резистивного покрытия проводящим. Это позволяет добиться работы 5-проводного экрана даже при прорезанной мембране. Резистивное покрытие нанесено на заднем стекле с четырьмя электродами по углам^[36].

Рисунок 7 – Принцип действия четырехпроводного резистивного сенсорного экрана

Изначально электроды заземлены, в то время как резистор подтягивает мембрану к напряжению +5В. Аналогово-цифровой преобразователь постоянно отслеживает уровень напряжения на мембране. При отсутствии касаний экрана напряжение равно 5 В, при нажатии процессорное устройство считывает изменения и вычисляет координаты. Напряжение +5В подается на правые электроды, в то время как левые заземляются. Экран выдает напряжение, соответствующее X-координате. Y-координата считывается аналогично по верхним и нижним электродам^[37].

Принцип действия пятипроводного резистивного сенсорного экрана представлен на рисунке 8^[38].

Рисунок 8 – Принцип действия пятипроводного резистивного сенсорного экрана

Основными достоинствами резистивных экранов любого типа является низкая цена и стойкость к загрязнениям. Также экраны данного типа реагируют на касания любым предметом, таким как рука, перо, кредитная карта. В качестве недостатков можно назвать недостаточную вандалоустойчивость, низкую долговечность и низкое светопропускание^[39].

Аналогично резистивной, но с некоторыми упрощениями работает конструкция матричных сенсорных экранов. В данном типе экранов на мембрану нанесены вертикальные проводники, а на стекло – вертикальные. Касание экрана приводит к соприкосновению проводников и передает соответствующие координаты процессору. Данный метод имеет очень низкую точность и сложность проектирования элементов интерфейса, так как они должны располагаться с учетом экранных клеток. Достоинствами такого метода являются неприхотливость, дешевизна и простота^[40].

Наибольшей популярностью на сегодняшний день пользуются емкостные сенсорные экраны. Тип экранов, которые называется поверхностно емкостными, основан на принципе проводимости переменного топа предметами большой емкости^[41].

Емкостной экран состоит из стеклянной панели, которая покрыта прозрачным резистивным материалом, обычно сплавом оксида олова и оксида индия. По углам экрана расположены электроды, подающие небольшое переменное напряжение на проводящий слой. Касание проводящим предметом экрана провоцирует утечку тока. Расстояние предмета от электрода влияет на сопротивление экрана, за счет чего находятся координаты по четырем точкам. Ранние модели экраном использовали постоянный ток, что упрощало конструкцию, но чаще приводило к сбоям^[42].

На сегодняшний день емкостные экраны показывают высокий уровень надежности, терпят токонепроводящие загрязнения, не пропускают жидкости и обладают прозрачностью на уровне 90%. В качестве недостатков можно назвать уязвимость от непогоды и отсутствие реакции на непроводящие предметы^[43].

Принцип действия емкостного сенсорного экрана представлен на рисунке 9^[44].

Не стоит путать поверхностно-емкостные сенсорные экраны и проекционно-емкостные сенсорные экраны. На внутреннюю сторону проекционно-емкостныех наносится сетка электродов. Вместе с телом человека электрод образует конденсатор, и его емкость измеряет электроника. В качестве достоинств экранов такого типа можно назвать долговечность, широкий температурный диапазон, прозрачность до 90 %, вандалоустойчивость за счет толщины стекла до 18 миллиметров, высокая степень защиты от проводящих и непроводящих загрязнений, поддержка мультитача^[45].

Принцип действия проекционно-емкостного сенсорного экрана представлен на рисунке 10^[46].

Рисунок 9 – Принцип действия емкостного сенсорного экрана

Рисунок 10 – Принцип действия проекционно-емкостного сенсорного экрана

Сенсорные экраны на поверхностно-акустических волнах являются собой стеклянной панелью с пьезоэлектрическими преобразователями, которые находятся по углам, а по краям экрана располагаются принимающие и отражающие датчики. В процессе работы экранов данного типа специальным контроллером формируется высокочастотный электрический сигнал и посылается на пьезоэлектрический преобразователь, который преобразует этот сигнал в поверхностных акустических волнах, после чего его отражают отражающие датчики. После отражения волны принимаются соответствующими датчиками, а затем посылаются на пьезоэлектрический преобразователь, который принимает отраженные волны, преобразовывая их в анализируемый контроллером электрический сигнал. Часть энергии акустических волн поглощается теряется от касаний экрана, что фиксируется приемником, после чего точка касания вычисляется микроконтроллером. Экран реагирует только на предметы, которые способны поглощать волны^[47].

В качестве достоинств экрана данного типа можно назвать возможность отслеживания силы нажатия, высокую прозрачность и особые методы борьбы с бликами, за счет отсутствия стекла. В качестве недостатков экранов данного типа можно назвать сбои при загрязнении или вибрации, а также необходимость использования в качестве указующего именно предметов, поглощающих акустические волны^[48].

Также существуют еще несколько разновидностей сенсорных экранов, такие как инфракрасные сенсорные экраны, оптические сенсорные экраны, тензометрические сенсорные экраны, сенсорные экраны DST и индукционные сенсорные экраны.

Инфракрасные сенсорные панели основаны на сетке, которая сформирована вертикальными и горизонтальными инфракрасными лучами, прерывающимися при касании к экрану любым предметом^[49].

Оптические сенсорные экраны основаны на стеклянной панели с инфракрасной подсветкой. На границе стекла и воздуха образуется полное внутреннее отражение, а на границе стекла и указывающего предмета свет рассеивается. Картина рассеивания снимается по двум технологиям: камера рядом с проектором или дополнительный светочувствительный субпиксель. Экраны данного типа отличают нажатия рукой от нажатий другим предметом и поддерживают мультитач^[50].

Применение тензометрических сенсорных экранов полностью аналогично применению проекционно-емкостных сенсорных экранов. Экраны данного типа реагируют на деформацию экрана, обладают небольшой точностью, выдерживают большое количество влаги, перепады температуры и вандализм^[51].

Сенсорным экраном Dispersive Signal Technology регистрируется пьезоэлектрический эффект в стекле. Возможно нажатие любым предметом на экран, но обязательно именно передвижение предмета. Отличительными особенностями являются возможность работы в условиях сильного загрязнения экрана и высокая скорость реакции^[52].

Индукционный сенсорный экран является графическими планшетом со встроенным экраном, реагирующим только на специальное перо^[53] [2, 7, 8, 12-15].

2.2. Световое перо

Световое перо является одним из инструментов ввода в компьютер графических данных и разновидностью манипуляторов.

Внешне световое перо имеет вид карандаша или шариковой ручки, которая соединена проводом с одним из портов ввода-вывода или видеоадаптером компьютера. Ввод данных с помощью данного контроллера заключается в проведении линий или прикосновениях пером поверхности экрана монитора, с использованием кнопок, имеющихся на пере, или без таковых^[54].

Распространение световых перьев началось во время распространения графических карт стандарта EGA, имеющих разъем для подключения пера.

В наконечнике пера установлен фотоэлемент, замеряющий яркость свечения экрана в точке соприкосновения и регистрирующий момент наибольшей яркости, соответствующий моменту прохода электронного луча. Координаты экрана, куда в этот момент направлен луч, снимаются с видеоадаптера. В идеальном случае перо является частью видеоадаптера, и в нужный момент координаты записываются в специальный регистр, доступный программному обеспечению^[55].

Помимо специальных сенсорных экранов, световые перья могут работать с экранами на электронно-лучевой трубке или со специальными экранами, в люминофор которых вводят специальные светящиеся в невидимом инфракрасном диапазоне компоненты.

На некоторых моделях перьев имеются несколько кнопок, нажимаемых удерживающей перо рукой, функции которых зависят от программного обеспечения^[56] [5, 13].

2.3. Цифровая ручка

Цифровая ручка — устройство ввода информации, фиксирующее рукописные символы и рисунки пользователя и оцифровывающее их. В дальнейшем они могут быть загружены в компьютер и отображены на его мониторе. Данные, полученные с помощью устройства, могут быть распознаны с помощью специализированного программного обеспечения, использоваться в различных приложениях или в качестве компьютерной графики^[57].

Цифровые ручки, как правило, обладают большей функциональностью, нежели стилусы. В отличие от них, устройства снабжены внутренней электроникой и обладают такими функциями, как сенсорная чувствительность, функциональные кнопки, встроенная память, Bluetooth, и электронный ластик, возможность использования вместо мыши или в качестве указки. Некоторые модели входят в комплектацию графических планшетов, другие используют технологию Anoto, позволяющую делать записи на цифровой бумаге или другой поверхности, например, на доске.

Основное преимущество цифровых ручек над другими устройствами ввода — возможность вводить текст привычным для человека образом — рукописным. Если устройство используется автономно от компьютера, записи сохраняются во внутренней памяти^[58].

Существует две разновидности цифровых ручек, принципиально отличающиеся по принципу работы: оптические цифровые ручки и координатные цифровые ручки.

Первые отличаются наличием встроенной в тело ручки видеокамеры, с помощью которой распознаются и запоминаются в памяти линии, которые пользователь проводит по бумаге. Обычно для использования оптических цифровых ручек нужна специальная бумага с нанесенными на нее маркерами или метками.

Координатные цифровые ручки появились в начале 2000-х годов благодаря разработкам израильской компании Pegasus Technology. Они состоят из ручки, которая пишет на любой поверхности, и приемника, которое закрепляется на листе, определяет координаты пишущего конца ручки с точностью 100—120 точек на дюйм, и запоминает координаты точек проводимых линий.

Координатные ручки определяют и запоминают абсолютные координаты линий на листе, относительно приемника. Поэтому при подключении к порту компьютера большинство из координатных ручек можно использовать в качестве простого графического планшета^[59].

Вследствие более простого устройства координатных цифровых ручек по сравнению с оптическими они более дешевы и в настоящее время более популярны.

Толчком в резком увеличении популярности цифровых ручек стало появление более совершенных алгоритмов в программах распознавания слитного рукописного текста в 2008 году. В настоящее время точность распознавания обученной программы составляет 97—99 %, что обычно является достаточным для большинства практических приложений.

Существуют также программы, которые используют алгоритмы полнотекстового поиска по рукописным текстам. Это позволяет осуществлять контекстный поиск по большим массивам рукописных текстов без необходимости преобразования их в печатную кодировку^[60] [5, 8, 12, 13].

2.4. Стилус

Стилус — ручка со специальным силиконовым наконечником, которым нужно касаться сенсорной поверхности монитора для управления компьютером, либо для письма и рисования на графическом планшете^[61].

Стилусом для резистивного экрана может служить заостренный предмет — экран одинаково реагирует на давление специального стилуса, ногтя, зубочистки, уголка пластиковой карты. Однако специализированный стилус имеет хоть и узкий, но скругленный наконечник, изготовленный из силикона или тефлона, позволяющий ему скользить по экрану, не оставляя царапин.

Стилус для емкостного экрана обязательно должен иметь наконечник, обладающий электрической емкостью. На металлическую палочку, даже толстую, емкостный экран не отреагирует. Стилус такого рода имеет наконечник из мягкой резины или силикона, внутри которого содержится магнитопроводящее кольцо, катушка или металлические опилки^[62] [4, 13].

2.5. Мультитач

Мультитач — функция сенсорных систем ввода (сенсорный экран, сенсорная панель), которая осуществляет определение координат двух и более точек касания одновременно. Мультитач используется в жестовых интерфейсах для таких операций, как изменение масштаба изображения, при котором увеличение расстояния между точками касания влечет за собой увеличение изображения. Также мультитач-экраны помогают работать одновременно нескольким пользователям с одним устройством^[63].

Мультитач, помимо определения взаимного расположения в каждый момент времени нескольких точек касания, позволяет, независимо от положения границ сенсорной панели и относительно друг друга, определить пару координат для каждой точки касания. За счет правильного распознавания всех точек касания увеличивается возможности интерфейса сенсорной системы ввода. При использовании функции мультитач круг решаемых задач зависит от интуитивности, эффективности и скорости ее применения^[64].

Самой популярной формой устройств с поддержкой мультитача являются смартфоны, специальные столы и стены с мультитачем. Также существуют двумерные и сферические мультикасаемые экраны^[65].

При использовании мультитача чаще всего используют проекционно-емкостные и оптические экраны. Емкостные решения являются самыми надежными, но существует проблема размера экрана, при которой экран является антенной, создающей помехи. Оптические решения зависят от влияния внешних факторов, таких как: температура, солнечные лучи и освещенность.

Наиболее распространенными жестами при мультитаче являются сдвиг пальцев для уменьшения, раздвигание пальцев для увеличения, прокрутка движением пальцев и поворот объекта с помощью поворота пальцев^[66] [8, 12, 13].

В целом по главе можно сделать вывод, что основным элементом конструкции графических планшетов является сенсорный экран. На сенсорном экране установлены специальные датчики, считывающие касания, и передающие их в микропроцессор. В качестве указующего устройства в зависимости от функционала могут быть использованы световое перо, стилус, цифровая ручка, палец руки или любой твердый предмет.

Заключение

В данной работе были рассмотрены характеристики и устройство графического планшета. Планшет представляет собой устройство, которое может преобразовывать графические изображения в цифровой вид для дальнейшего использования в компьютере. В работе было рассмотрено понятие дигитайзера, который используется для профессиональных графических работ, преобразуя различные объекты, в том числе трехмерные, в цифровую форму. Также на основе функций графического планшета построены отдельные элементы планшетных компьютеров, в которых сенсорный ввод используется для навигации и ввода других подобных воздействий.

Во второй части работы был рассмотрен принцип действия графического планшета и его составные элементы. Основой планшета является сенсорный экран, который считывает касания и переводит их в цифровую форму. В работе были рассмотрены различные виды сенсорных экранов, такие как резистивные четырехпроводные и пятипроводные, матричные, поверхностно-емкостные, проекционно-емкостные, экраны на поверхностно-акустических волнах, инфракрасные, оптические, тензометрические, индукционные и экраны DST. В качестве указывающих устройств для сенсорного экрана были рассмотрены световое перо, стилус и цифровая ручка. Световое перо считывает световые данные с экрана и передает их в видеоадаптер, стилус имеет специальный наконечник, имитирующий палец, а цифровая ручка имеет собственные датчики и модуль памяти.

Также в работе была рассмотрена функция мультикасания, при которой экран считывает одновременно несколько точек прикосновения.

Список использованных источников

1. Алексеев А. Инструмент обработки графики // Циркуль. – 2012. – №1. – С. 15-19.
2. Гук М. Аппаратные средства IBM PC. Энциклопедия / М. Гук. – СПб.:Питер, 2014. – 1072 с.
3. Кенин А. Самоучитель системного администратора / А. Кенин. –СПб.: БХВ-Петербург, 2012. – 512 с.
4. Леонтьев В. П. Новейшая энциклопедия. Компьютер и интернет 2016 / В. П. Леонтьев. – М.: Эскмо-пресс, 2016. – 560 с.
5. Леонов В. Сбои и ошибки компьютера. Простой и понятный самоучитель / В. Леонов. – М.: Эскмо, 2015 – 352 с.
6. Лимончелли Т. А. Системное и сетевое администрирование. Практическое руководство / Т. А. Лимончелли. – М.: Символ-Плюс, 2014. – 944 с.
7. Максимов Н. В. Архитектура ЭВМ и вычислительные системы / Н. В. Максимов, Т. Л. Партыка, И. И. Попов. – М.: Форум, Инфра-М, 2013. — 512 с.
8. Орлов С. А. Организация ЭВМ и систем: Учебник для вузов / С. А. Орлов. – СПб.: Питер, 2014. – 688 с.
9. Официальный сайт Genius // Genius: http://www.genius.ru/main/. (Дата обращения: 07.04.2017).
10. Официальный сайт 3D MicroScribe // MicroScribe Pricing: http://www.3d-microscribe.com/MicroScan%20Pricing.htm/. (Дата обращения: 08.04.2017).
11. Официальный сайт Samsung // SAMSUNG RU - Мобильные устройства l Бытовая электроника l Бытовая техника l Мониторы и Принтеры: http://www.samsung.com/ru/home/. (Дата обращения: 08.04.2017).
12. Ревич Ю. 1001 совет по обустройству компьютера / Ю. Ревич. – СПб.: БХВ –Петербург, 2012. – 384 с.
13. Таненбаум Э. Архитектура компьютера / Э. Таненбаум, Т. Остин. – СПб.: Питер, 2015. – 816 с.
14. Ташков П. Сбои и ошибки ПК. Лечим компьютер своими руками / П. Ташков. – Спб.: Питер, 2014. – 835 с.
15. AccuTouch Five Wire Resistive Touch Solutions // Elo Touch Solutions — AccuTouch five-wire resistive touch technology: http://www.elotouch.com/Technologies/accutouch/. (Дата обращения: 09.04.2017).
16. Vectronic’s Apple World // VAW: Vectronic's Koala Pad: http://www.vectronicsappleworld.com/archives/vintage/0023.php/. (Дата обращения: 09.04.2017).

1. Таненбаум Э. Архитектура компьютера / Э. Таненбаум, Т. Остин. – СПб.: Питер, 2015. – C. 235. ↑

2. Официальный сайт Genius // Genius: http://www.genius.ru/main/. (Дата обращения: 07.07.2016). ↑

3. Алексеев А. Инструмент обработки графики // Циркуль. – 2012. – №1. – С. 15. ↑

4. Леонов В. Сбои и ошибки компьютера. Простой и понятный самоучитель / В. Леонов. – М.: Эскмо, 2015 – С. 267. ↑

5. Кенин А. Самоучитель системного администратора / А. Кенин. –СПб.: БХВ-Петербург, 2012. – С. 285. ↑

6. Орлов С. А. Организация ЭВМ и систем: Учебник для вузов / С. А. Орлов. – СПб.: Питер, 2014. – C. 206. ↑

7. Официальный сайт 3D MicroScribe // MicroScribe Pricing: http://www.3d-microscribe.com/MicroScan%20Pricing.htm/. (Дата обращения: 07.07.2016). ↑

8. Таненбаум Э. Архитектура компьютера / Э. Таненбаум, Т. Остин. – СПб.: Питер, 2015. – C. 179. ↑

9. Официальный сайт Genius // Genius: http://www.genius.ru/main/. (Дата обращения: 07.07.2016). ↑

10. Алексеев А. Инструмент обработки графики // Циркуль. – 2012. – №1. – С. 16. ↑

11. Леонов В. Сбои и ошибки компьютера. Простой и понятный самоучитель / В. Леонов. – М.: Эскмо, 2015 – С. 282. ↑

12. Алексеев А. Инструмент обработки графики // Циркуль. – 2012. – №1. – С. 17. ↑

13. Таненбаум Э. Архитектура компьютера / Э. Таненбаум, Т. Остин. – СПб.: Питер, 2015. – C. 682. ↑

14. Таненбаум Э. Архитектура компьютера / Э. Таненбаум, Т. Остин. – СПб.: Питер, 2015. – C. 278. ↑

15. Vectronic’s Apple World // VAW: Vectronic's Koala Pad: http://www.vectronicsappleworld.com/archives/vintage/0023.php/. (Дата обращения: 07.07.2016). ↑

16. Гук М. Аппаратные средства IBM PC. Энциклопедия / М. Гук. – СПб.:Питер, 2014. – C.382. ↑

17. Леонов В. Сбои и ошибки компьютера. Простой и понятный самоучитель / В. Леонов. – М.: Эскмо, 2015 – С. 156. ↑

18. Ревич Ю. 1001 совет по обустройству компьютера / Ю. Ревич. – СПб.: БХВ –Петербург, 2012. – C. 294. ↑

19. Кенин А. Самоучитель системного администратора / А. Кенин. –СПб.: БХВ-Петербург, 2012. – С. 289. ↑

20. Леонтьев В. П. Новейшая энциклопедия. Компьютер и интернет 2016 / В. П. Леонтьев. – М.: Эскмо-пресс, 2016. – 180 с. ↑

21. Таненбаум Э. Архитектура компьютера / Э. Таненбаум, Т. Остин. – СПб.: Питер, 2015. – C. 484. ↑

22. Официальный сайт Samsung // SAMSUNG RU - Мобильные устрой-ства l Бытовая электроника l Бытовая техника l Мониторы и Принтеры: http://www.samsung.com/ru/home/. (Дата обращения: 07.07.2016). ↑

23. Лимончелли Т. А. Системное и сетевое администрирование. Практи-ческое руководство / Т. А. Лимончелли. – М.: Символ-Плюс, 2014. – С. 436. ↑

24. Ташков П. Сбои и ошибки ПК. Лечим компьютер своими руками / П. Ташков. – Спб.: Питер, 2014. – С. 221. ↑

25. Максимов Н. В. Архитектура ЭВМ и вычислительные системы / Н. В. Максимов, Т. Л. Партыка, И. И. Попов. – М.: Форум, Инфра-М, 2013. — С. 62. ↑

26. Лимончелли Т. А. Системное и сетевое администрирование. Практи-ческое руководство / Т. А. Лимончелли. – М.: Символ-Плюс, 2014. – С. 278. ↑

27. Таненбаум Э. Архитектура компьютера / Э. Таненбаум, Т. Остин. – СПб.: Питер, 2015. – C. 482. ↑

28. Орлов С. А. Организация ЭВМ и систем: Учебник для вузов / С. А. Орлов. – СПб.: Питер, 2014. – C. 327. ↑

29. Ташков П. Сбои и ошибки ПК. Лечим компьютер своими руками / П. Ташков. – Спб.: Питер, 2014. – С. 564. ↑

30. Гук М. Аппаратные средства IBM PC. Энциклопедия / М. Гук. – СПб.:Питер, 2014. – С. 717. ↑

31. Ревич Ю. 1001 совет по обустройству компьютера / Ю. Ревич. – СПб.: БХВ –Петербург, 2012. – C. 125. ↑

32. Максимов Н. В. Архитектура ЭВМ и вычислительные системы / Н. В. Максимов, Т. Л. Партыка, И. И. Попов. – М.: Форум, Инфра-М, 2013. — С.286. ↑

33. Таненбаум Э. Архитектура компьютера / Э. Таненбаум, Т. Остин. – СПб.: Питер, 2015. – C. 178. ↑

34. AccuTouch Five Wire Resistive Touch Solutions // Elo Touch Solutions — AccuTouch five-wire resistive touch technology: http://www.elotouch.com/Technologies/accutouch/. (Дата обращения: 07.07.2016). ↑

35. Ревич Ю. 1001 совет по обустройству компьютера / Ю. Ревич. – СПб.: БХВ –Петербург, 2012. – C. 242. ↑

36. Максимов Н. В. Архитектура ЭВМ и вычислительные системы / Н. В. Максимов, Т. Л. Партыка, И. И. Попов. – М.: Форум, Инфра-М, 2013. — С. 174. ↑

37. AccuTouch Five Wire Resistive Touch Solutions // Elo Touch Solutions — AccuTouch five-wire resistive touch technology: http://www.elotouch.com/Technologies/accutouch/. (Дата обращения: 07.07.2016). ↑

38. AccuTouch Five Wire Resistive Touch Solutions // Elo Touch Solutions — AccuTouch five-wire resistive touch technology: http://www.elotouch.com/Technologies/accutouch/. (Дата обращения: 07.07.2016). ↑

39. Таненбаум Э. Архитектура компьютера / Э. Таненбаум, Т. Остин. – СПб.: Питер, 2015. – C. 724. ↑

40. Максимов Н. В. Архитектура ЭВМ и вычислительные системы / Н. В. Максимов, Т. Л. Партыка, И. И. Попов. – М.: Форум, Инфра-М, 2013. — С. 456. ↑

41. Ревич Ю. 1001 совет по обустройству компьютера / Ю. Ревич. – СПб.: БХВ –Петербург, 2012. – C. 123. ↑

42. Гук М. Аппаратные средства IBM PC. Энциклопедия / М. Гук. – СПб.:Питер, 2014. – С. 246. ↑

43. Ташков П. Сбои и ошибки ПК. Лечим компьютер своими руками / П. Ташков. – Спб.: Питер, 2014. – С. 235. ↑

44. AccuTouch Five Wire Resistive Touch Solutions // Elo Touch Solutions — AccuTouch five-wire resistive touch technology: http://www.elotouch.com/Technologies/accutouch/. (Дата обращения: 07.07.2016). ↑

45. Ташков П. Сбои и ошибки ПК. Лечим компьютер своими руками / П. Ташков. – Спб.: Питер, 2014. – С. 174. ↑

46. AccuTouch Five Wire Resistive Touch Solutions // Elo Touch Solutions — AccuTouch five-wire resistive touch technology: http://www.elotouch.com/Technologies/accutouch/. (Дата обращения: 07.07.2016). ↑

47. Таненбаум Э. Архитектура компьютера / Э. Таненбаум, Т. Остин. – СПб.: Питер, 2015. – C. 257. ↑

48. Таненбаум Э. Архитектура компьютера / Э. Таненбаум, Т. Остин. – СПб.: Питер, 2015. – C. 472. ↑

49. Максимов Н. В. Архитектура ЭВМ и вычислительные системы / Н. В. Максимов, Т. Л. Партыка, И. И. Попов. – М.: Форум, Инфра-М, 2013. — С. 236. ↑

50. Гук М. Аппаратные средства IBM PC. Энциклопедия / М. Гук. – СПб.:Питер, 2014. – С. 346. ↑

51. Максимов Н. В. Архитектура ЭВМ и вычислительные системы / Н. В. Максимов, Т. Л. Партыка, И. И. Попов. – М.: Форум, Инфра-М, 2013. — С. 256. ↑

52. Леонтьев В. П. Новейшая энциклопедия. Компьютер и интернет 2016 / В. П. Леонтьев. – М.: Эскмо-пресс, 2016. – С. 259. ↑

53. Орлов С. А. Организация ЭВМ и систем: Учебник для вузов / С. А. Орлов. – СПб.: Питер, 2014. – C. 196. ↑

54. Таненбаум Э. Архитектура компьютера / Э. Таненбаум, Т. Остин. – СПб.: Питер, 2015. – C. 538. ↑

55. Леонов В. Сбои и ошибки компьютера. Простой и понятный самоучитель / В. Леонов. – М.: Эскмо, 2015 – С. 306. ↑

56. Леонов В. Сбои и ошибки компьютера. Простой и понятный самоучитель / В. Леонов. – М.: Эскмо, 2015 – С. 194. ↑

57. Таненбаум Э. Архитектура компьютера / Э. Таненбаум, Т. Остин. – СПб.: Питер, 2015. – C. 194. ↑

58. Ревич Ю. 1001 совет по обустройству компьютера / Ю. Ревич. – СПб.: БХВ –Петербург, 2012. – C. 303. ↑

59. Орлов С. А. Организация ЭВМ и систем: Учебник для вузов / С. А. Орлов. – СПб.: Питер, 2014. – C. 327. ↑

60. Леонов В. Сбои и ошибки компьютера. Простой и понятный самоучитель / В. Леонов. – М.: Эскмо, 2015 – С. 193. ↑

61. Таненбаум Э. Архитектура компьютера / Э. Таненбаум, Т. Остин. – СПб.: Питер, 2015. – C. 396. ↑

62. Леонтьев В. П. Новейшая энциклопедия. Компьютер и интернет 2016 / В. П. Леонтьев. – М.: Эскмо-пресс, 2016. – 396 с. ↑

63. Таненбаум Э. Архитектура компьютера / Э. Таненбаум, Т. Остин. – СПб.: Питер, 2015. – C. 369. ↑

64. Орлов С. А. Организация ЭВМ и систем: Учебник для вузов / С. А. Орлов. – СПб.: Питер, 2014. – C. 486. ↑

65. Ревич Ю. 1001 совет по обустройству компьютера / Ю. Ревич. – СПб.: БХВ –Петербург, 2012. – C. 193. ↑

66. Орлов С. А. Организация ЭВМ и систем: Учебник для вузов / С. А. Орлов. – СПб.: Питер, 2014. – C. 273. ↑