1.3.32. Диджитайзеры

Диджитайзер, или графический планшет, – это устройство для ввода контурных изображений. Диджитайзер, как и мышь, указывает позицию на экране монитора. Однако в отличие от мыши, перемещающей курсор из некоторой позиции в заданном направлении, диджитайзер отображает точную позицию (координаты) выбранной точки на экране. Поэтому иногда манипуляторы типа мыши, трекбола и джойстика называют относительными манипуляторами, а диджитайзер абсолютным манипулятором.

Диджитайзер состоит из двух частей: указательного устройства – наводчика (puck) или пера и планшета (tablet). Перо или наводчик подключаются к планшету, а планшет – к последовательному порту компьютера.

Перо или наводчик используются для выбора точки из области на планшете. В основном диджитайзеры продаются и с пером и с наводчиком, т.е. поэтому выбор конкретного указательного устройства определяется либо используемой прикладной программой, либо вкусом пользователя.

Перо похоже на шариковую авторучку с кнопками. Разные изготовители выпускают перья с разным числом и расположением кнопок, разной формы и разных размеров корпуса. Вместо имеющегося на обычной ручке острия, перо диджитайзера имеет на конце маленький, так называемый наконечный, переключатель. Для активизации переключателя им нажимают на поверхность в выбранной точке. Кроме наконечного переключателя, на корпусе имеются одна или несколько кнопок, называемые корпусными переключателями. Иногда в диджитайзерах используют и световые перья, которые выполняют «пишущую» функцию. Этот спо­соб ввода информации поддерживается различным программным обеспе­чением. Например, программа Windows for Pen Computing использует эту технику, для того чтобы превращать рукописный текст в цифровой код. Специальные приложения для диджитайзеров (например, Wacom) работают со световым пером для импортирования "нарисованных пером" рисунков и эскизов в формат векторной графики. Профессиональные световые перья об­ладают возможностью определять силу нажатия пера, толщину линии и т. д.

Наводчик представляет собой небольшую коробочку с набором кнопок и перекрестной мишенью на ней, служащей для выбора точки. Почти все устройства этого типа имеют 4 кнопки, но существуют наводчики и с 12 или 16 кнопками.

Наконечный переключатель пера и одна из кнопок наводчика служат для фиксации выбранной точки, действия остальных переключателей или кнопок определяется используемой прикладной программой.

Некоторые типы используемых в диджитайзере перьев и наводчиков показаны на рис. 2.41.

Планшет представляет собой плоский прямоугольник или квадрат. Стороны планшета обычно имеют размер 12 или 14 дюймов (30 или 35 см), но для архитектурных приложений могут использоваться и планеты со сторонами 44 на 22 дюйма (112 на 56 см). Толщина планшета зависит от содержащейся в нем схемы. Некоторые планшеты имеют ножки, похожие на ножки клавиатуры, позволяющие расположить планшет под определенным углом для удобства работы. Существуют также «гибкие» планшеты, которые можно сворачивать.

Верхняя поверхность планшета обычно состоит из активной области и рамки. Активная область – это область планшета, на которой электроника может обнаруживать расположение пера или наводчика. Активная область часто слегка углублена и на ее поверхности можно закрепить копируемое изображение (рисунок или чертеж) и/или шаблон, сделанный из картона или пластика, предназначенный для определенной прикладной программы. На нем печатается набор команд и соответствующая область экрана дисплея. При выборе имени команды диджитайзер передает ее координаты компьютеру, а тот прикладной программе. Прикладная программа распознает позицию имени команды и выполняет команду.

Почти все диджитайзеры определяют позицию пера или наводчика с помощью электромагнитного декодирования. Значительно менее распространены резистивное декодирование и акустические диджитайзеры.

При электромагнитном декодировании активная область планшета содержит проволочную сетку с одинаковыми промежутками, как правило, от 0,25 до 1,25 см. Перо имеет проволочную катушку в корпусе, а наводчик – вокруг оболочки перекрестья. При этом перо или наводчик функционируют как передатчик, а планшет – как антенна или приемник. При нажатии наконечного переключателя или соответствующей кнопки наводчика по катушке проходит короткий импульс, принимаемый проволочной сеткой. С помощью электроники, размещенной в планшете, сначала определяется приблизительное положение точки (по величине принятого сигнала в горизонтальных и вертикальных линиях сетки). Затем с помощью определения временной задержки между переданным и принятым сигналами точное положение точки. Полученные координаты, а также информация о нажатии других переключателей и кнопок передается прикладной программе.

Диджитайзеры резистивного декодирования вместо сетки использует тонкий слой пленки. Каждая сторона планшета периодически испускает электронный импульс, а затем измеряется сигнал, индуцируемый в пере или наводчике. По величине этого сигнала, зависящей от расстояния до источника, и определяется положение пера или наводчика.

Акустические диджитайзеры не имеют планшета, а некоторые модели могут обнаруживать позицию пера не на двумерной поверхности, а в трехмерном пространстве. Эти диджитайзеры основаны на принципе эхо-локации: при выборе точки перо издает щелчок, а пары приемников реагируют на эти щелчки (для каждого пространственного измерения предназначена своя пара приемников). Зная расстояние между приемниками и скорость звука, электроника может вычислить координаты пера для каждого измерения.

Основными характеристиками диджитайзера, помимо размера и способа определения позиции, являются:

• точность – предел, с которым может определяться отдельная точка (у большинства диджитайзеров примерно 0,2 мм);

• разрешающая способность – наименьшее расстояния между обнаруженными точками (у большинства диджитайзеров примерно 0,02 мм);

• параметр близости – наибольшее расстояние пера или наводчика от планшета, при котором может быть определена выбранная точка (этот параметр важен при копировании журналов или книг).

Управление работой диджитайзера осуществляется с помощью драйвера или непосредственно прикладной программой. Официального стандарта на интерфейс диджитайзера и компьютера не существует, однако фактическим стандартом является интерфейс диджитайзеров фирмы Summagraphics MM Series, поэтому почти все прикладные программы поддерживают диджитайзеры типов Summagraphics MM Series, и почти все диджитайзеры предлагают режим эмуляции Summagraphics.

Диджитайзеры используются в основном в двух случаях. Они лучше приспособлены, чем мыши для программ с большим количеством команд, таких как программы САПР (при этом можно даже освободить экран от меню команд, выделив больше места под изображение). Они используются также в тех случаях, когда нужно получить точную копию, например, в картографии и архитектуре.