Дигитайзер виды. Основные характеристики дигитайзеров

Рис. 3. Курсор

Курсоры бывают четырех-, восьми-, двенадцати- и шестнадцатикнопочные. Желая выделиться, некоторые фирмы стараются быть исключением из правила. Так, Oce Graphics добавляет на большом курсоре семнадцатую "самую главную кнопку". Для многих пользователей Автокада "чем больше, тем лучше", потому что дополнительным кнопкам можно назначить одношаговые функции в автокадовском MNU-файле. Форма курсора, легкость нажатия и расположение кнопок на нем есть предмет отличия и доблести производителей. Во всем мире одними из лучших признаны четырехкнопочные курсоры фирмы CalComp. Их чаще прочих фотографируют и помещают в журналах. На них вторая и третья кнопки расположены рядом, а первая и четвертая L-образной формы обрамляют средние по краям. Традиционным же считается ромбовидное расположение кнопок, которому продолжают следовать другие известные производители. Однако для двенадцати- и шестнадцатикнопочных курсоров канон один - "табличное" расположение кнопок, как на телефонном аппарате. В курсоре немаловажно качество изготовления визира.

При выборе курсора надо принимать во внимание, кроме удобства его использования, еще и количество клавиш на нем. Кто работал в AutoCAD"е для DOS знают, что чем больше на нем клавиш, тем лучше. Для AutoCAD for Windows это не совсем так. Дело в том, что использование дополнительных, числом более трех, клавиш при работе в "mole"- режиме является непростой задачей. Чтобы избежать проблем, лучше использовать специальные программы управления дигитайзером, которые часто входят в поставку с ним в комплекте, но проще отказаться от курсора с большим количеством кнопок в пользу четырехкнопочного, и использовать только три его кнопки.

Гибкие планшетные дигитайзеры

DrawingFlex - гибкий графический планшет. DrawingFlex обладает такими же возможностями, как обычный дигитайзер, но, кроме того, он намного легче, и его рабочее поле выполнено из гибкого материала, похожего на прямоугольный кусок линолеума. Вы вполне можете свернуть его в трубочку, что очень удобно в случае переноса, переезда и прочего транспортирования, впрочем, как и в случае хранения. Если вам надо точно вводить графическую информацию не только на своем рабочем месте, то гибкий дигитайзер - это единственное приемлемое решение. Также он неоценим, когда работа по вводу графической информации - не постоянное занятие, а места в офисе не хватает. И, наконец, гибкий дигитайзер обеспечивает такую же точность, как и обычный, но за меньшую цену.

Планшет выпускается двух размеров: 762х914 мм рабочей области и 914х1219 мм рабочей области. Уникальной особенностью DrawingFlex является возможность использования его в двух ориентациях: с планкой контроллера справа или слева - как удобнее для пользователя (например, если он левша, либо для того, чтобы разместить планку контроллера в отведенном для нее месте, так как она несколько толще и тяжелее, чем весь планшет дигитайзера). Для этого встроенная линейка меню, располагающаяся сверху справа над рабочей областью продублирована слева снизу. То есть, обойдя дигитайзер вокруг (или перевернув его на 180 градусов) вы опять получите встроенное меню справа сверху. Чтобы переключить дигитайзер на новую ориентацию, достаточно указать на кнопку этого меню "Active Menu" (Активное Меню). Среди прочих удобств можно отметить прорезь для хранения накладных пользовательских меню и специальное углубление для указующего устройства (курсора или пера), когда оно временно не используется.

Для гибких дигитайзеров применяют наиболее удобные беспроводные указующие устройства типа курсор и перо. Курсор может быть с четырьмя и с шестнадцатью кнопками. У пера наконечник реагирует на нажатие (работает как кнопка), плюс на боковой части пера имеются две кнопки. В качестве дополнительного оборудования можно заказать перо с AFT (Advanced Function Technology - развитая функциональная технология) - перо с динамической чувствительностью, включая чувствительность к наклону, расстоянию до поверхности дигитайзера и силе нажима.

DrawingFlex просто подключить к компьютеру. Практически весь процесс установки заключается в присоединении кабеля дигитайзера к компьютеру. При первом включении дигитайзер устанавливается в режим эмуляции формата передачи данных GTCO. Есть еще две другие предварительно настроенные конфигурации. Вызвать любую из них можно через кнопки RESTORE. Любую свою установленную конфигурацию дигитайзера также можно запомнить для последующего использования через назначения ее на кнопки RESTORE

Как и должно быть, для гибкого дигитайзера применяется гибкое программное обеспечение, работающее как под DOS, так и под WINDOWS. Оно позволяет выбрать любой из множества режимов работы дигитайзера через простую в использовании программу настройки. Широчайший спектр драйверов для прикладных программ обеспечивает гибкость его настройки и успешное применение в любых приложениях. Вы можете использовать его в режиме оцифровки задания координат и в режиме эмуляции "мыши". Возможно применять накладные меню и записывать макрокоманды для последующего их выполнения путем указывания на специальную кнопку в строке кнопок меню дигитайзера. Для этого предусмотрены 18 дополнительных кнопок в меню и до 16 кнопок на указующем устройстве.

Характеристики дигитайзеров

Принцип действия дигитайзера

Положение курсора фиксируется с помощью встроенной в планшет сетки. Сетка состоит из проволочных или печатных проводников с относительно большим расстоянием между сосœедними проводниками (от 3 до 6 мм). Механизм регистрации позволяет получить шаг считывания информации намного меньше шага сетки (до 100 линий на мм).

Шаг считывания информации принято называть разрешением (resolution) дигитайзера. Физический предел разрешения дигитайзера определяется шагом считывания регистрирующей сетки. Понятие о пределœе разрешения имеет место, поскольку следует различать разрешение как характеристику прибора и программно задаваемое разрешение, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ является переменной величиной в настройке дигитайзера.

Независимо от принципа регистрации существует погрешность в определœении координат курсора, именуемая точностью (accuracy) дигитайзера. Эта величина зависит от типа дигитайзера и от конструкции его составляющих. На нее влияет неидеальность регистрирующей сетки планшета͵ способность воспроизводить координаты неподвижного курсора (повторяемость), устойчивость к разным температурным условиям (стабильность), качество курсора, помехозащищенность и т. д. Точность существующих планшетов колеблется в пределах от 0.005 дюйма до 0.03 дюйма. В среднем точность электромагнитных дигитайзеров выше по сравнению с электростатическими.

На результат работы также влияет точность действий оператора. В среднем хороший оператор вносит погрешность не более 0.004 дюйма.

Важными параметрами дигитайзера являются размер рабочей области и скорость обмена .

Размер рабочей области (Surface Sizes) устанавливает размеры чувствительной части поверхности дигитайзера.

Скорость обмена (Output Rate) указывает на реальную скорость передачи координат дигитайзером.

Конструктивно дигитайзеры бывают жесткие игибкие . Гибкий графический планшет обладает такими же возможностями, что и обычный жесткий дигитайзер, но он дешевле и намного легче, и его рабочее поле выполнено из гибкого материала, похожего на прямоугольный кусок линолеума. Его можно свернуть в трубочку, что очень удобно в случае переноса и хранения.

Существуют два типа указующих устройств дигитайзера:

· Мышь без механических частей (курсор)

Курсоры бывают четырех-, восьми-, двенадцати- и шестнадцатикнопочные.

Курсоры некоторых производителœей, к примеру Oce Graphics, могут иметь семнадцать кнопок. При работе с системой AutoCAD действует принцип “чем больше кнопок, тем лучше”, поскольку дополнительным кнопкам можно назначить одношаговые функции в автокадовском MNU-файле.

Одними из самых лучших в мире признаны четырехкнопочные курсоры фирмы CalComp.

Инженерные мыши - инструмент для конструктора. В руках опытного специалиста такой инструмент заменит весьма приличную готовальню, потому что каждая клавиша на нем должна быть запрограммирована на любую функцию. Крестовидный прицел позволяет чертить очень точно.

Перья производятся с одной, двумя и тремя кнопками.

- простые перья и

Перья, чувствительные к нажиму (для художников). Перо может иметь до 256 градаций нажима. Степени нажима соответствует или толщина линии, или цвет в палитре, или оттенок цвета. В результате можно эмулировать на компьютере процесс рисования масляными красками, темперой или акварелью на специально подобранной “фактуре”. Для реализации этих возможностей крайне важно иметь специальное программное обеспечение. Среди подобных программ для ПК можно назвать следующие: Adobe PhotoShop, Aldus PhotoStyler, Fauve Matisse, Fractal Design Painter, Autodesk Animator Pro, CorelDraw. Чувствительные к нажиму перья могут пригодиться и пользователям системы AutoCAD для последующей трехмерной визуализации спроектированных объектов. Данный вид указывающих устройств можно применять только с электромагнитными дигитайзерами.

Противоположный конец пера может обладать и соответственно противоположными свойствами: перевернув такое перо, вы будете стирать изображение, регулируя силу стирания нажимом.

Перья для художественных работ, помимо всœего прочего, еще и чувствительны к наклону. Наклоняя такое перо, Вы можете регулировать размытие линий рисунка.

Перья бывают:

Проводные,

Беспроводные,

По уровню сложности :

1. Дигитайзеры начального уровня

Самые дешевые из предлагаемых на рынке. Размер рабочего поля таких дигитайзеров, как правило 4х5 или 4х6 дюймов, а функциональные возможности сильно ограничены.

Дигитайзеры начального уровня имеют невысокую точность (разрешение до 1000 dpi), малое количество градаций нажатия (0-512), и нечувствительны к наклону.

Вместе с тем, недорогие дигитайзеры не позволяют подключать дополнительные инструменты для расширения своих возможностей.

2. Дигитайзеры для художественных работ

Дигитайзеры, предназначенные для рисования, ретуширования, подготовки макетов. Выпускаются разных размеров (от А6 до А3). Высокая точность (разрешение более 2000 dpi) и большое количество градаций нажатия (512-1024) позволяют выполнять довольно сложные работы по созданию, ретуши или "сколке" изображений. Дополнительная возможность - чувствительность к наклону пера для регулировки "размытия" линий.

Для более полного использования возможностей профессиональных дигитайзеров, производители предлагают ряд специализированных инструментов, выполняющих специальные функции. (см. раздел инструменты)

Чтобы с таким устройством было удобно работать, прямо на рабочей поверхности дигитайзера имеются функциональные панели, позволяющие изменять настройки рисования прикосновением пером к обозначению, не прибегая к экранным меню.

3. Дигитайзеры для инженерных работ

Профессиональные дигитайзеры для инженерных работ, функционально не отличаются от описанных выше. Различия состоят в размере (до А0) и комплектации.

Для выполнения инженерных работ, часто более удобным является использование не обычного пера, а специальной мыши с "прицелом" и программируемыми клавишами.

По технологии изготовления

дигитайзеры делятся на два типа: электростатические и электромагнитные . В электростатических дигитайзерах регистрируется локальное изменение электрического потенциала сетки под курсором. В электромагнитных дигитайзерах курсор излучает электромагнитные волны, а сетка служит приемником. Фирмой Wacom разработана технология на базе электромагнитного резонанса, когда сетка излучает, а курсор отражает сигнал. Но в обоих случаях приемником является сетка.

Следует отметить, что в работе электромагнитных планшетов возможны помехи со стороны излучающих устройств, в частности, мониторов.

Типы дигитайзеров - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Типы дигитайзеров" 2017, 2018.

Дигитайзер

Дигитайзер, или планшет, как его еще называют, состоит из двух основных элементов: основания и курсора, перемещаемого по его поверхности. Это устройство изначально предназначалось для оцифровки изображений. При нажатии на кнопку курсора его местоположение на поверхности планшета фиксируется, а координаты передаются в компьютер.

Часто с дигитайзерфом связывают управлением командами в AutoCAD"е и аналогичных системах при помощи накладных меню. Команды меню расположены в разных местах на поверхности дигитайзера. При выборе курсором одной из них специальный программный драйвер интерпретирует координаты указанного места, посылая соответствующую команду на выполнение.

Не последнюю роль играет применение планшета в создании на компьютере рисунков и набросков. Художник рисует на экране, но его рука водит пером по планшету. Наконец, дигитайзер можно использовать просто как аналог мыши. Особый случай - это чувствительные к нажиму дигитайзеры.

Принцип действия

Принцип действия дигитайзера основан на фиксации местоположения курсора с помощью встроенной в планшет сетки, состоящей из проволочных или печатных проводников с довольно большим расстоянием между ними (от 3 до 6 мм). Но механизм регистрации положения курсора позволяет получить шаг считывания информации намного меньше шага сетки (до 100 линий на мм). Шаг считывания информации называется разрешением дигитайзера.

По технологии изготовления дигитайзеры делятся на два типа: электростатические (ЭС) и электромагнитные (ЭМ). В первом случае регистрируется локальное изменение электрического потенциала сетки под курсором. Во втором - курсор излучает электромагнитные волны, а сетка служит приемником. Фирма Wacom создала технологию на основе электромагнитного резонанса, когда сетка излучает, а курсор отражает сигнал. Но в обоих случаях приемником является сетка. Следует отметить, что при работе ЭМ-планшетов возможны помехи со стороны излучающих устройств, в частности мониторов.

Независимо от принципа регистрации существует погрешность в определении координат курсора, называемая точностью дигитайзера. Эта величина зависит от типа дигитайзера и от конструкции его компонент. На нее влияет неидеальность регистрирующей сетки планшета, способность воспроизводить координаты неподвижного курсора (повторяемость), устойчивость к разным температурным условиям (стабильность), качество курсора, помехозащищенность и прочие факторы. Точность существующих планшетов колеблется в пределах от 0.005 до 0.03 дюйма. В среднем точность электромагнитных дигитайзеров выше, чем у электростатических.

Шаг считывания регистрирующей сетки является физическим пределом разрешения дигитайзера. Мы говорим о пределе разрешения, потому что следует различать разрешение как характеристику прибора и как программно-задаваемое разрешение, а это переменная величина в настройке дигитайзера. В спецификации на изделие всегда указываются обе характеристики - и предел разрешения, и точность.

На результат работы также влияет точность действий оператора. В среднем хороший оператор вносит погрешность не более 0.004 дюйма. Требования к нему достаточно высокие. Технологии чувствительных к нажиму дигитайзеров В настоящее время есть две технологии, применяемые в чувствительных к нажиму дигитайзерах: первая - это электромагнитный резонанс, на основе которого работают дигитайзеры фирмы Wacom, позволяющий применять пассивное стило, а вторая - метод активного курсора.

При использовании электромагнитного резонанса излучающим (активным) устройством является сам дигитайзер. Перо отражает волны, а дигитайзер анализирует это отражение, для того чтобы установить координаты пера в данный момент. Поэтому перо или курсор не имеют ни батарей, ни шнура, подающего напряжение на микросхемы внутри курсора, их там просто нет. При использовании же активного курсора именно он излучает волны, сообщая таким образом дигитайзеру о своем местоположении. В этом случае либо батареи, либо провод являются его неотъемлемым атрибутом. Но, независимо от системы, в обоих случаях информация о положении курсора относительно сетки, встроенной в поверхность дигитайзера, преобразуется в компьютере так, что мы получаем данные о точном положении курсора.

Для подключения планшета обычно используется последовательный порт. Распространенными параметрами являются разрешение порядка 2400 dpi и высокая чувствительность к уровням нажатия (256 уровней). Эта особенность позволяет моделировать нажатие на кисть или перо при работе с соответствующими графическими программами. Графические планшеты и дигитайзеры производят компании CalComp, Mutoh, Wacom и другие.

Для устройств рукописного ввода информации характерна такая же схема работы, только введенные образы букв дополнительно преобразуются в буквы при помощи специальной программы распознавания, а размер площадки для ввода меньше. Устройства перьевого ввода информации чаще используются в сверхминиатюрных компьютерах PDA (Personal Digital Assistant) или HPC (Handheld PC) (см. Классификация портативных компьютеров), в которых нет полноценной клавиатуры.

Выбор дигитайзера

В первую очередь, выбирая дигитайзер, следует принимать во внимание надежность его драйверов и удобство указующего устройства (это может быть стило или курсор). Не стоит забывать и об эргономике.

Конструктивно планшеты бывают жесткими и гибкими. Гибкие дигитайзеры появились на нашем рынке весной 1994 года. Низкая цена, небольшой вес (7 кг в упаковке), компактность при транспортировке выгодно отличают их от традиционных жестких. От того, для каких работ вы выбираете дигитайзер, зависит его формат. Размер рабочего поля обычно от 6 х 8 дюймов до 44 х 62 дюйма. Изготовители гибких планшетов по новой технологии утверждают, что могут "вырезать" их любого формата. Часто пользователи называют формат по аналогии с бумажными листами, но размер 305 x 305мм трудно соотнести с каким-то стандартным форматом. От рода решаемых задач зависит и точность устройства. Рекомендуем ознакомиться с параметрами дигитайзеров и с результатами сравнения некоторых из них. Электрическое питание для дигитайзера подается при помощи встроенного или выносного блока питания, а в отдельных моделях - по последовательному порту.

Драйверы

При работе с драйверы дигитайзеров могут работать тремя способами: эмулируя мышь, то есть работая в режиме относительного задания координат; как стандартный драйвер планшета ADI независимо от того, какое устройство является системным; как драйвер WinTab. Известно, что в стандартную поставку Windows входят драйверы для различных мышей, но не для дигитайзеров.

Указующее устройство

До этого момента при упоминании указующего устройства мы называли его курсором, хотя существует еще и перо (или стило, кому как нравится). Курсоры больше популярны в среде пользователей САПР. Перья в виде ручки производятся с одной, двумя и тремя кнопками. Кроме того, есть простые перья и перья, чувствительные к нажиму. Последние особенно интересны для художников и аниматоров.

Выбирайте указующее устройство тщательно. Если курсор неудобен, то связанные с его использованием затраты составят гораздо большую сумму, чем разница в стоимости дорогих и дешевых дигитайзеров.

Курсоры

Курсоры бывают четырех-, восьми-, двенадцати- и шестнадцатикнопочными. Желая выделиться, некоторые фирмы стараются стать исключением из правила. Так, Oce Graphics добавляет на большом курсоре семнадцатую, "самую главную" кнопку. Форма курсора, легкость нажатия и расположение кнопок - вот в чем отличия. Во всем мире одними из лучших признаны четырехкнопочные курсоры фирмы CalComp. Их чаще прочих фотографируют и помещают в журналах. На них вторая и третья кнопки расположены рядом, а первая и четвертая L-образной формы обрамляют средние. Традиционным же считается ромбовидное расположение кнопок, которому продолжают следовать другие известные производители. Однако для двенадцати- и шестнадцатикнопочных курсоров канон один - "табличное" расположение кнопок, как на телефонном аппарате.

При выборе курсора надо принимать во внимание, кроме удобства пользования, еще и количество клавиш на нем. Тот, кто работал в AutoCAD"е для DOS, знает, что чем больше на курсоре клавиш, тем лучше, потому что дополнительным кнопкам можно назначить одношаговые функции в AutoCAD"овском MNU-файле.

А вот для AutoCAD for Windows это не совсем так. Дело в том, что использование дополнительных, числом более трех, клавиш при работе в mole-режиме - непростая задача. Чтобы избежать проблем, лучше использовать специальные программы управления дигитайзером, которые часто входят в его комплект поставки. Но проще отказаться от курсора с большим количеством кнопок в пользу четырехкнопочного и задействовать только три его кнопки. В курсоре немаловажно также качество изготовления визира.

Перья

Как уже говорилось, перья производятся с одной, двумя и тремя кнопками. Кроме того, есть среди них чувствительные к нажиму, особенно привлекательные для компьютерных художников и аниматоров. Такое перо может воспринимать до 256 градаций усилия нажима. Степени нажима ставят в соответствие или толщину линии, или цвет в палитре, или его оттенок. В результате можно имитировать на компьютере процесс рисования масляными красками, темперой или акварелью на специально подобранной "фактуре". Для реализации этих возможностей необходимо иметь специальное программное обеспечение. Среди подобных программ для персональных компьютеров можно упомянуть Adobe PhotoShop, Aldus PhotoStyler, Fauve Matisse, Fractal Design Painter, Autodesk Animator Pro, CorelDraw. Чувствительные к нажиму перья могут пригодиться и пользователям AutoCAD"а для последующей трехмерной визуализации спроектированных объектов. Данный вид указывающих устройств применяют только с ЭМ-дигитайзерами.

Удобство пера - характеристика сугубо субъективная, как и при выборе авторучки. Некоторым нравятся легкие перья фирмы Wacom, в то время как другие предпочитают более тяжелые, но хорошо сбалансированные перья от Kurta. И курсоры, и перья бывают как с проводом, так и без него. Беспроводной указатель удобнее, но он должен иметь батарейку, что утяжелит его и потребует дополнительного обслуживания.

Исключение составляют пассивные неизлучающие перья Wacom, которые, впрочем, воспринимают вдвое меньше градаций нажима. Не так давно на рынке дигитайзеров появились предложения с модифицируемыми курсорами, которые могут работать и с проводом, и с батарейкой. Время покажет, насколько удачным является данное решение.

Дигитайзер (digitizer) - это кодирующее устройство, обеспечивающее ввод двумерного (в том числе и полутонового) или трехмерного (3D дигитайзеры) изображения в компьютер в виде растровой таблицы. является типичным внешним специализированными устройства графического ввода.

Задача получения 3D-моделей реальных объектов стоит перед промышленными дизайнерами, инженерами, художниками, аниматорами, разработчиками игровых приложений. Измерение геометрии сложных пространственных форм является основныме требованием для современных производителей технологической оснастки.

Основные области применения дигитайзеры:

Мультипликация

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

Инженерное проектирование, создание прототипов и обратный инжениринг

Научная визуализация

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

Простейшим дигитайзером является графический планшет.

Рис. Графический планшет

В состав устройства входит специальный указатель с датчиком, называемый пером. Собственный контроллер посылает импульсы по ортогональной сетке проводников, расположенной под плоскостью планшета. Получив два таких сигнала, контроллер преобразует их в координаты, передаваемые в ПК. Компьютер переводит эту информацию в координаты точки на экране монитора, соответствующие положению указателя на планшете. С помощью пера Вы рисуете на планшете, при этом графические редакторы могут воспринимать его как кисть, карандаш, мелок и т.д. Перевернув перо, Вы можете стереть изображение. Дигитайзеры, как следует из названия, являются инструментом оцифровки трехмерных объектов. Для дальнейшей обработки и редактирования результатов сканирования существует множество различных программ.

3D дигитайзер

Рис. 3D дигитайзер

Одним из примеров полнофункционального решения для оцифровки объектов любой формы служит недорогой дигитайзер из модельного ряда MicroScribe-3D производства компании Immersion Corporation. На несимметричной основе прикреплен трехшарнирный рычаг, оканчивающийся пером-датчиком. Шарниры с низким уровнем трения обеспечивают практически абсолютную свободу перемещения стального пера. Дигитайзер MicroScribe может оцифровывать предметы, находящиеся в радиусе до 840 мм. Рычаг устройств - жесткий, наличие шарниров позволяет провести дугу с максимальным углом в 330°. Наконечник «руки» может иметь разную форму: в виде шарика или острой иголочки - для снятия более точных показаний. В комплекте со сканером поставляются также ножные педали, которые играют роль правой и левой кнопок мыши.

Рис. Дигитайзер MicroScribe-3D.

Перед каждой оцифровкой дигитайзер должен быть откалиброван. Пользователь выбирает три реперные точки (переднюю правую, переднюю левую и заднюю правую) и вводит их координаты в компьютер с помощью ножных педалей. После этого можно приступать непосредственно к оцифровке. Механические дигитайзеры обладают достаточно высокой точностью - до 0,2 мм. Модели из серии MicroScribe-3D могут снимать координаты со скоростью 1000 точек в секунду и передают информацию со скоростью 38 Кбит/с. Перед сканированием многие дизайнеры расчерчивают объект, вырисовывают линии, по которым пройдет перо.

Рис. Подготовка объекта к оцифровыванию

Оцифровывать можно в полуавтоматическом и ручном режимах. Контактный щуп, установленный на складной арматуре с шарнирными соединениями, считывает информацию о том, в каком месте находится головка, и транслирует эту информацию в координаты X, Y и Z в трехмерном пространстве. Оцифрованные данные в дальнейшем обработываются с помощью специальных прикладных программ (AutoCad, Autodesk, Maya, Rhinoceros и др.).

На подготовку к сканированию и саму оцифровку сложного объекта может уйти несколько часов, но с накоплением опыта работы с дигитайзером это время значительно сокращается В процессе сканирования объекта, по мере того как координаты точек попадают в компьютер, на мониторе вырисовывается пространственная модель. Для построения 3D-образов можно использовать программы от Immersion Corporation (набор Digitizing Software Application), которые позволяют представлять отсканированные объекты различными способами, например в виде точек, линий, проволочного каркаса, сплайнов, NURBS (неоднородных рациональных B-сплайнов), а также редактировать и сохранять 3D-образы в файлах форматов dxf, IGES, obj, txt, 3ds для последующего импортирования в другие приложения.

Специалисты по заказным моделям для оцифровки моделей с телевизионным качеством используют более дорогие дигитайзеры для оцифровки своих объектов. Например, используют мобильные координатно-измерительные машины (КИМ) FaroArm производства фирмы FARO Technologies (США). КИМ FARO состоит из опорной плиты, которая крепится к любому подходящему месту и нескольких, соединенных между собой шарнирами, колен. Конструкция очень похожа на строение человеческой руки. У КИМ FARO так же есть своеобразные кистевой, локтевой и плечевой суставы. В каждом шарнире есть датчик контроля угловых перемещений, который в режиме реального времени следит за углом поворота колена, в результате чего программное обеспечение просчитывает координаты откалиброванного щупа - своеобразного пальца. В зависимости от числа колен имеются машины с 6-ю или 7-ю степенями свободы.

По сути, это контактный щуп, который при помощи нескольких потенциометров, установленных на складной арматуре с шарнирными соединениями, считывает информацию о том, в каком месте находится головка, и преобразует эту информацию в координаты X, Y и Z в трехмерном пространстве. Достаточно сделать необходимое количество замеров, и сетка готова. В сканере применена система противовесов; он автоматически учитывает изменения температуры и компенсирует соответствующие расширения и сжатия материалов. Это портативное устройство может работать с объектами вписывающимися в сферу диаметром до 3,65 м и имеет точность до 0,3 мм.

Рис. Мобильные координатно-измерительные машины Faro Arm

Трехмерные дигитайзеры используются в качестве систем трехмерного боди-сканирования (3D body scan, т.е. «трехмерное сканирование человеческого тела»). Разработка этих систем была связана с требованиями быстрого обмера большого количества человек (армия), получения точного компьютерного изображения (киноиндустрия) и индивидуального пошива. Трехмерное боди-сканирование применяется также в медицине, мультипликации и при создании систем виртуальной реальности (VRML).

Рис. Система боди-сканирования WB4

Примеры систем боди-сканирования

Cyberware Whole Body Color 3D Scanner (производитель Cyberwear). Сейчас существуют две модели полномасштабных боди-сканеров: WB4 и WBX (WB=Whole Body, т.е. «тело целиком»).

Symcad (Французская компания TELMAT Industrie)

В геоинформатике, компьютерной графике, системах автоматического проектирования (САПР), картографии и научной обработке результатов измерения дигитайзер используют в качестве устройства для ручного цифрования графической и картографической информации в виде множества или последовательности точек, положение которых описывается прямоугольными декартовыми координатами плоскости дигитайзера.

Основные типы дигитайзеров по принципу работы

Ультразвуковые

Из всех систем по оцифровке 3D-объектов ультразвуковые (или сонарные) - наименее точные и надежные, но при этом самые чувствительные к изменениям в окружающем пространстве. Ультразвуковые дигитайзеры представляют собой систему передатчиков, жестко закрепленных на стенах и потолке. Смотрятся они весьма неэстетично. Передатчики излучают звуковые волны, на основании информации об отражении которых вычисляются координаты точек поверхности 3D-модели. Так как скорость звука зависит от атмосферного давления, температуры и других условий (например, влажности), то результаты оцифровки одного и того же объекта являются функцией состояния воздуха. Помимо этого данные системы очень восприимчивы к шуму, производимому различным оборудованием (компьютерами, кондиционерами), даже жужжание флуоресцентных ламп влияет на оцифровку. К тому же ультразвуковые системы издают странные «кликающие» звуки, раздражающие оператора и всех находящихся в помещении. В идеальных условиях абсолютная погрешность полученных результатов составляет 1,4 мм. Подобные сканеры применяются в основном в медицине и при оцифровке скульптур.

Электромагнитные

Принцип работы электромагнитных 3D-дигитайзеров такой же, как у ультразвуковых систем (принцип радара), только для построения пространственной модели вместо звуковых волн используются электромагнитные. Результат работы этих сканеров не зависит от погодных условий, но находящиеся поблизости металлические предметы или источники магнитного поля снижают точность измерений. Естественно, что подобные системы не могут оцифровывать металлические объекты. Даже в специальных помещениях, не содержащих ничего металлического, погрешность магнитных систем составляет не менее 0,7 мм.

Лазерные

Прежде всего следует отметить, что цена этих так называемых бесконтактных (оператор не обводит объект щупом) систем очень высока и нередки случаи, когда она выражается числом с пятью нулями (в американских долларах). Лазерные дигитайзеры обладают самой высокой точностью, но область их применения также имеет значительные ограничения. Большие трудности вызывает сканирование объектов с зеркальными, прозрачными и полупрозрачными поверхностями, а также предметов большого размера либо имеющих впадины или выступы, препятствующие прямому прохождению лазерного пучка. Лазерные дигитайзеры - полностью автоматизированные системы. Невозможность участия художника в процессе оцифровки не позволяет расставить акценты, например более подробно отобразить определенную часть объекта, или, наоборот, приводит к получению детализированных моделей, занимающих слишком много места и требующих значительных мощностей для их обработки. Сама оцифровка происходит достаточно быстро, но последующий процесс перевода автоматически полученных данных в конечное изображение может занять много времени (особенно это касается систем с точечной проекцией).

Механические

Эти устройства являются золотой серединой среди всех классов дигитайзеров. Высокая точность и относительно низкая стоимость сделали эти устройства самыми популярными. Принцип их работы заключается в следующем: контуры оцифровываемого объекта обводятся прецизионным щупом, положение которого замеряется механическими датчиками. Затем, используя массив трехмерных координат, специальная программа строит каркасную модель объекта. Большим плюсом механических сканеров является то, что получаемые с их помощью результаты не зависят от погодных условий, уровня шума, наличия электромагнитных полей. Тип поверхности также не имеет значения. Поскольку механические дигитайзеры являются ручными устройствами, их использование требует четкой координации движений и внимательности.

Подобные документы

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

презентация , добавлен 13.12.2013


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

реферат , добавлен 18.10.2009


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

презентация , добавлен 25.02.2011


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

презентация , добавлен 22.12.2012


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

презентация , добавлен 02.05.2011


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

реферат , добавлен 28.02.2016


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

реферат , добавлен 11.05.2003


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

презентация , добавлен 23.02.2015


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

презентация , добавлен 16.10.2012


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

Современный технический рынок изобилует разными видами гаджетов и электронного оборудования. Выбор покупателей, главным образом, зависит от цели использования устройств. Еще в 70-е годы прошлого столетия в коммерческой сфере появилось чудо техники - дигитайзер. Что это такое и для чего он нужен, сегодня знает, увы, далеко не каждый. Попробуем разобраться.

Об устройстве

Отбросив вычурные технические термины, дигитайзер можно определить как преобразующий готовое, бумажное или в цифровой формат. Но не стоит путать его с привычным сканером.

Дигитайзер состоит из сенсорного экрана (собственно планшета) и рисующего прибора (пера, стилуса, курсора и пр.). Работу на таком устройстве можно уместить в два действия:

• размещение изображения на экране;
• фиксация координат пера или курсора по планшету.

В случае с анимацией, необходимо лишь профессиональное владение стилусом.

Типы

Технология ввода в дигитайзерах различна. В этой связи выделяют пять типов устройств:

1. Акустические. Это одни из первых графических планшетов. Рисующее перо генерировало так называемые звуковые искры, которые улавливали микрофоны экрана. Таким образом, устройство определяло координаты информации. Существенным недостатком работы с планшетом было то, что ввод информации необходимо было делать в абсолютной тишине, так как акустические помехи могли испортить картинку. Данный тип дигитайзеров известен производством ряда устройств под общим названием Spark Tablet.
2. Электромагнитные. Устройство таких планшетов было немного проще и производительнее предшествующих моделей. Под поверхностью экрана проходила проволочная сетка, излучающая слабые электромагнитные сигналы. Перо улавливало их, и так происходила фиксация его местоположения. К этой категории устройств относятся RAND Tablet, появившиеся еще в 1964 году.
3. Пассивный курсор. Использовался все тот же принцип электромагнитной индукции, только в этих устройствах проволочная сетка и передавала сигналы, и принимала их. Ввод информации происходил при нажиме пера и бесконтактным путем. Рисующий прибор не требовал питания. Это был технический прорыв. Примером такого устройства может быть графический планшет Wacom.
4. Активный курсор. В этом устройстве перемещен в перо. Соответственно, ему необходимо питание. Электрические сигналы давали более четкое изображение, чем электромагнитные. Данную категорию устройств представляла компания FinePoint Innovations.
5. Сенсорный дигитайзер - это современные устройства. Под поверхностью экрана в них находятся координатные провода. Они разделены тонким изолятором. Под давлением на стилус меняется проводимость. Чувствительный экран восприимчив и к координатам, и к силе нажима рисующего прибора. Некоторые системы позволяют отцифровывать трехмерные объекты.

Разумеется, акцент необходимо сделать на характеристике сенсорных устройств. По типу сканирования информации различают ультразвуковой, магнитный и лазерный сенсорный экран-дигитайзер. Первый является менее точным и надежным, так как скорость звука здесь напрямую зависит от температуры, давления воздуха и прочих окружающих явлений.

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

И, наконец, лазерные дигитайзеры являются самыми точными, но дорогими сегодня. Однако и эти устройства имеют ряд ограничений. На них невозможна оцифровка предметов с отражающей, яркой или вогнутой поверхностью.

Кроме того, сегодня на техническом рынке можно встретить жесткие и гибкие дигитайзеры. Последние были презентованы еще в 1994 году. Они более легкие, компактные при транспортировке. Блоки питания в них могут быть как встроенными, так и внешними.

Выбор

Важно помнить, выбирая такое серьезное и недешевое устройство, которое сразу должно соответствовать индивидуальным требованиям пользователя. Необходимо, чтобы внешняя надежность соответствовала внутренним характеристикам. Качественные драйвера, поддержка необходимого программного обеспечения и удобный указующий прибор - вот те три кита, на которых должен базироваться выбор покупателя. Современными компаниями-лидерами по производству дигитайзеров на техническом рынке являются Genius. Hitachi, CalComp, Wacom. Они создают графические планшеты с различным интерфейсом, операционной системой, диагональю.

Отдельно стоит поговорить об указующих приборах.

Курсоры

Сегодня указующие (или рисующие) приборы представлены двумя видами: курсорами и перьями. Первые пользуются особой популярностью. В зависимости от модели, они могут иметь 4, 8, 12 или 16 кнопок. Однако некоторые производители (например, One Graphics) добавляют еще одну кнопку - «самую главную». Но, как показывает практика, чем проще устройство, тем оно удобнее, надежнее и популярнее среди пользователей. Поэтому приборы с четырьмя кнопками имеют больший успех по сравнению со своими прогрессивными собратьями. Такие модели принадлежат компании CalComp.

Как утверждают специалисты, выбор курсора должен быть связан не только с легкостью управления и количеством кнопок, но и соотноситься с используемыми программами. В данном случае уместно говорить о AutoCAD.

Перья

Эти приборы считаются более удобными и чувствительными. Они предусматривают всего одну, две или три кнопки и реагируют на нажим руки. Перья - идеальные рисующие средства для художников и аниматоров. Степень давления на перо проявляется в изменении толщины линии, цвета, оттенка. Освоив такую хитрость, пользователь может имитировать рисование акварелью, масляными красками или темперой. Однако для реализации таких шедевров необходимы специальные программы.

Выбор перьев определяется субъективно. Некоторым пользователям по душе приборы, которые предлагает графический планшет Wacom. Они относительно тонкие и легкие. Другим же по вкусу тяжелые и сбалансированные фирменные перья Kurta.

Все указующие приборы могут быть проводными и беспроводными. Последние требуют питания от батареек, а потому являются более тяжелыми. Успешной попыткой исправить этот недостаток стали модели с внешним питанием.

Однако не стоит забывать о пассивных перьях от производителя Wacom, которые являются принимающим, а не отдающим элементом. Правда, эти приборы менее чувствительны к нажиму.

Вопросы потребителей

Нетрудно оценить спектр возможностей, которыми обладает дигитайзер. Что это такое и для чего он нужен - основные вопросы потребителей. Его основным предназначением являются профессиональные графические работы там, где требуется преобразование движений руки оператора в цифровую графику. Поэтому весьма просто определить аудиторию спроса. Это дизайнеры, компьютерные художники, аниматоры, архитекторы, которым необходимо автоматизированное проектирование. Однако еще в прошлом веке планшет-дигитайзер широко использовали в коммерции. Сегодня эта сфера может касаться недвижимости, транспорта и т. п.

Есть еще вопросы, которые часто задают покупатели: "Что позволяют делать плоттеры и дигитайзеры и почему очень часто их приобретают вместе?" Здесь можно провести аналогию со сканером и принтером. Если дигитайзер принимает и оцифровывает информацию, после чего пользователь может с помощью определенных программ внести коррективы в изображение на компьютере, то плоттеры являются своего рода принтерами. Они выводят информацию из цифрового формата в готовый, бумажный. Эти устройства также различаются по типам, характеристикам и пр.

Резюме

Легкое, понятное и доступное каждому управление - пожалуй, самая важная черта, которой обладает дигитайзер. Что это такое и для чего нужен, мы узнали. Ясно, что аналогов таким устройствам пока не найти. Конечно, можно использовать обычные сканеры. Однако для профессионального трехмерного проектирования самыми идеальными остаются дигитайзеры.

(digitaizer) – графический планшет, предназначенный для оцифровки изображений.

Он состоит из двух частей (рис. 8.6): основания (планшета) и устройства целеуказания (пера или курсора), перемещаемого по поверхности основания. При нажатии на кнопку положение курсора на поверхности планшета фиксируется, координаты передаются в компьютер. Дигитайзер может быть использован для ввода в компьютер рисунка, создаваемого пользователем. В планшет встроена сетка проводников с шагом 3–6 мм, механизм регистрации позволяет получить логический шаг считывания информации меньше шага сетки (до 100 линий на 1 мм), что определяет разрешение дигитайзера.

Дигитайзеры делятся на электростатические и электромагнитные. В первом типе устройств регистрируется локальное изменение электростатического потенциала сетки под курсором, во втором – курсор излучает электромагнитный сигнал, воспринимаемый сеткой. Точность оцифровки дигитайзера колеблется в пределах от 0,005 до 0,03". Размер рабочей области (surface sizes) дигитайзера определяется размером активной поверхности дигитайзера. Скорость обмена (output rate) дигитайзера с компьютером зависит от оператора, но обычно ограничивается техническими возможностями устройства на уровне 100–200 точек/с.

Рис. 8.6.

Плоттеры

Плоттер (plotter), или графопостроитель, – устройство вывода графической информации (чертежей, схем, рисунков, диаграмм и т.д.) из компьютера на бумажный или иной вид носителя.

Плоттеры по принципу формирования изображения можно разделить на векторные (пишущий узел перемещается относительно бумаги по двум координатам, изображение создается путем вычерчивания нужных прямых и кривых в любых направлениях) и растровые (пишущий узел перемещается относительно бумаги только в одном направлении, изображение создается строка за строкой из последовательно наносимых точек). По принципу действия плоттеры бывают: перьевые, струйные, электростатические, термографические и лазерные.

Перьевые плоттеры (pen plotter) используют перья, фибровые и пластиковые стержни (фломастеры), шариковые узлы одноразового и многоразового действия, карандашные грифели и мелки. Они могут быть рулонными (форматы АО и меньше) и планшетными (форматы А3 и меньше). Если используются чернила, обеспечивается высокое качество как однотонных, так и цветных изображений, но скорость вычерчивания будет низкой. При использовании карандашных грифелей качество хуже, но скорость вычерчивания выше. Фломастерные и шариковые перьевые плоттеры по своим характеристикам занимают промежуточное положение.

Струйные плоттеры (inkjet plotter) при формировании изображения направленно распыляют капельки чернил на бумагу при помощи мельчайших сопел печатающей головки ("пузырьковая" технология струйной печати). Качество чертежей, выполняемых струйными плоттерами, очень высокое. Струйные плоттеры могут быть монохромными, цветными, с возможностью цветной печати.

Электростатические плоттеры (electrostatic plotter) основаны на технологии создания с помощью записывающих головок скрытого потенциального рельефа на поверхности специальной электростатической бумаги и осаждения на этот рельеф красителя. Качество изображения и скорость рисования у этих плоттеров высокие.

Термографические плоттеры (direct imaging plotter) используют специальную термореактивную бумагу, темнеющую под воздействием тепла. Рисунок только монохромный, разрешающая способность и скорость вычерчивания очень высокие; термобумага не слишком дорогая, а сами аппараты простые и не требуют регулярного обслуживания.

Лазерные плоттеры (laser plotter) имеют промежуточный носитель – вращающийся барабан, покрытый слоем полупроводника. Заряженные лучом лазера области полупроводника притягивают сухой тонер, который потом переносится на проходящую под барабаном и через нагреватель бумагу. Под действием тепла тонер запекается и закрепляется на бумаге (электрографическая технология). Лазерные плоттеры обеспечивают высокое качество изображения на обычной бумаге, высокое быстродействие, возможность цветной печати, но это достаточно дорогие устройства.

При выборе плоттера следует обратить внимание на следующие аспекты:

■ набор функциональных возможностей, по которым можно оценить применимость плоттера для решения конкретных задач (размеры носителей и изображения, объемы выполняемых работ и т.д.);

■ возможность формирования цветного изображения;

■ качество изображения (разрешающую способность);

■ производительность (скорость вычерчивания);

■ надежность и удобство работы, уровень сервиса;

■ возможность и продолжительность автономной работы (без вмешательства оператора);

■ эксплуатационные затраты, включающие в себя стоимость носителя, расходных материалов, обслуживания устройства, потребление электроэнергии;