ТЕМА 5. ВНЕШНИЕ УСТРОЙСТВА ЭВМ

ТЕМА 5. ВНЕШНИЕ УСТРОЙСТВА ЭВМ

ЛЕКЦИЯ 5.2. УСТРОЙСТВА ВВОДА ИНФОРМАЦИИ (УВИ)

КЛАССИФИКАЦИЯ УСТРОЙСТВ ВВОДА ИНФОРМАЦИИ

Внешние (периферийные) устройства (ВУ) – важнейшая составная часть любого вычислительного комплекса. Достаточно сказать, что по стоимости ВУ иногда составляют 50 - 80% всего ПК. От состава и характеристик ВУ во многом зависят возможность и эффективность применения ПК.

ВУ ПК обеспечивают взаимодействие машины с окружающей средой; пользователями, объектами управления и другими ЭВМ. ВУ весьма разнообразны и могут быть классифицированы по ряду признаков. Так, по назначению можно выделить следующие виды ВУ:

· устройства ввода информации;

· устройства вывода информации;

· средства связи и телекоммуникации.

В свою очередь, устройства ввода по типу носителей информации можно разделить на 3 группы, причем в первую из них входят переносные устройства внешней памяти ЭВМ:

· средства ввода с промежуточных носителей;

· средства ввода с документов;

· специальные средства ввода.

Состав устройств каждой группы представлен на рис. 5.2.

Среди устройств ввода с документов необходимо выделить группу устройств ввода графической информации:

· графические планшеты (диджитайзеры) - для полуавтоматического ввода графической информации, изображений путем перемещения по планшету специального указателя (пера); при перемещении пера автоматически выполняются считывание координат его местоположения и ввод этих координат в ПК (см. п. 5.1);

· сканеры (читающие автоматы) - для автоматического считывания с бумажных носителей и ввода в ПК машинописных текстов, графиков, рисунков, чертежей; в устройстве кодирования сканера в текстовом режиме считанные символы после сравнения с эталонными контурами специальными программами преобразуются в коды ASCII, а в графическом режиме считанные графики и чертежи преобразуются в последовательности двухмерных координат (см. п. 6.5);

· манипуляторы (устройства указания): джойстик - рычаг, мышь, трекбол - шар в оправе, световое перо и др. - для ввода графической информации на экран дисплея путем управления движением курсора по экрану с последующим кодированием координат курсора и вводом их в ПК;

Среди специальных устройств ввода информации можно выделить

· сенсорные экраны - для ввода отдельных элементов изображения, программ или команд непосредственно с экрана дисплея в ПК;

 

 

Рис. 5.2. Классификация устройств ввода информации в ЭВМ

· устройства речевого ввода - это различные микрофонные акустические системы, " звуковые мыши", например, со сложным программным обеспечением, позволяющим распознавать произносимые человеком буквы и слова, идентифицировать их и закодировать;

· платы видеозахвата (videograbber), снимающие изображение с видеомагнитофона или видеокамеры и вводящие его в ПК.

К устройствам вывода информации относятся:

· видеомониторы (дисплеи) - устройства для отображения вводимой и выводимой из ПК информации;

· принтеры - печатающие устройства для регистрации информации на бумажный носитель;

· графопостроители (плоттеры) - для вывода графической информации (графиков, чертежей, рисунков) из ПК на бумажный носитель; плоттеры бывают векторные с вычерчиванием изображения с помощью пера и растровые: термографические, электростатические, струйные и лазерные. По конструкции плоттеры подразделяются на планшетные и барабанные. Основные характеристики всех плоттеров примерно одинаковые: скорость вычерчивания - 100 - 1000 мм/с, у лучших моделей возможны цветное изображение и передача полутонов; наибольшая разрешающая способность и четкость изображения у лазерных плоттеров, но они самые дорогие.

· устройства речевого вывода - это различные синтезаторы звука, выполняющие преобразование цифровых кодов в буквы и слова, воспроизводимые через громкоговорители (динамики) или звуковые колонки, подсоединенные к компьютеру;

· высококачественные акустические и видеовоспроизводящие системы с усилителями, звуковыми колонками, большими видеоэкранами

Устройства связи и телекоммуникации используются для связи с приборами и другими средствами автоматизации (согласователи интерфейсов, адаптеры, цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи и т.п.) и для подключения ПК к каналам связи, к другим ЭВМ и вычислительным сетям (сетевые интерфейсные платы, " стыки", мультиплексоры передачи данных, модемы). В частности, показанный на рис. 4.4 сетевой адаптер является внешним интерфейсом ПК и служит для подключения его к каналу связи для обмена информацией с другими ЭВМ, для работы в составе вычислительной сети. В глобальных сетях функции сетевого адаптера выполняет модем.

 

Устройства ручного ввода текста

Конструкция клавиатуры

Основным устройством ручного ввода числовой, текстовой и управляющей информации является клавиатура (keyboard), состоящая из набора клавиш и позволяющие кодировать передаваемые в ПК символы. Число клавиш на клавиатуре всегда меньше числа символов в алфавите, поэтому используются специальные клавиши, изменяющие коды для остальных клавиш. Вначале IBM-совместимые компьютеры использовали стандартную клавиатуру AT (86 клавиш), затем так называемую улучшенную (enhanced) или расширенную клавиатуру. Основное улучшение касалось общего числа (101 (США), 102 (международный стандарт)) и расположения клавиш. Для использования с Windows-95 число клавиш увеличено до 105, добавились левая и правая клавиша вызова ОС Windows и клавиша приложений.

Наиболее распространенным стандартом расположения клавиш является QWERTY (ЙЦУКЕН) аналогичный расположению клавиш в пишущей машинке. История появления этого стандарта такова: при работе механических печатных машинок из-за быстрой работы машиниста возникал перехлест рычагов печатной машинки, и в 1975 году Р. Ди придумал данный стандарт. Он интересен тем, что в средний ряд клавиатуры, наиболее используемый при работе, были внесены наименее употребительные буквы латинского алфавита (G, F, J), а наиболее употребительные были разнесены по краям клавишной панели. Скорость работы сократилась, и от неприятного эффекта – перехлеста удалось избавиться.

В дальнейшем данный тип был переложен на компьютерную клавиатуру, но для нее он не совсем удобен по расположению клавиш, так как для ЭВМ перехлест клавиатуры не страшен. Форма и размеры клавиш определяются эргономическими факторами.

В современной клавиатуре предусмотрено около 60 клавиш с буквами, цифрами, значками пунктуации и другими символами, встречающимися в печатных текстах, и еще около 40 клавиш, предназначенных для управления компьютером и исполнением программ. Продублированы клавиши управления курсором, а также клавиши Ctrl и Alt. Функциональные клавиши F1-F10 перенесены в верхний ряд и к ним добавлены две новые (F11 и F12). Габаритные размеры стандартной клавиатуры составляют примерно 3х19х45 см, а вес – около 1 кг.

Кроме того, наряду с этими типами существует и специальный стенографический стандарт (Stenographic International Keyboard Standard (SIKS)) в англоязычных странах, и Стандарт «стенограмма» в бывшем СССР и России.

В 70-е, 80-е в Советском Союзе была распространена стенографическая клавиатура «Стен-2Про», наиболее удобная для работы стенографиста. Использовалось 34 клавиши, позволяющих вводить текст не посимвольно, а по слогам с возможностью расширения этой функции до ввода пословно и отдельных фраз целиком. Работа с такой клавиатурой позволяло квалифицированному оператору без усилий регистрировать устную речь со скоростью до 100 слов/мин.

Клавиатура включает в себя совокупность ключей, замыкаемых при нажатии соответствующих клавиш, а также схемы управления для формирования кода при замыкании ключа, исключения неоднозначности кода из-за «дребезга» контактов и выполнения других управляющих функций.

В последнее время появилась прогрессивные разновидности механической клавиатуры – клавиатура с мембранными ключами и с ключами на основе проводящей резины. В первом случае, ключ представляет собой набор мембран: активная – верхняя, пассивная – нижняя, а третья мембрана – прокладка разделяет первые две.

Ориентировочная стоимость клавиатуры: механическая – 12$, мембранная – 20$, фирмы MS – 90$.

Нажатие на клавишу приводит к опусканию плунжера и переходу состояния ключа из состояния, соответствующего логическому «0», в состояние логической «1». Так как такой переход связан с физическим замыканием (размыканием) контактов или изменением напряжения, то он происходит не мгновенно, а в течение короткого интервала времени и сопровождается возможными обратными изменениями состояний, называемыми дребезгом контактов. Схемы управления должны устранять влияние дребезга контактов, в противном случае при однократном нажатии клавиши формируется последовательность неопределенной длины из одинаковых кодов.

Описанные выше явления отсутствуют в клавиатуре со щелчком. При нажатии клавиши на такой клавиатуре механическое сопротивление клавиши тем больше, чем глубже она нажимается. Для преодоления этого сопротивления нужно затратить определенную силу, после чего клавиша идет очень легко. Таким образом, обеспечивается однозначный контакт. Клавиатуры со щелчком предпочтительнее клавиатур без щелчка, потому что в этом случае можно быть уверенным в обеспечении относительно «чистого» нажатия на клавишу.

Клавиатуры с механическими микропереключателями имеют характеристики, аналогичные клавиатурам со щелчком. Но микропереключатели характеризуются большей прочностью и большим сроком службы.

Еще лучше функционируют клавиатуры с герконами (герметическими контактами), которые представляют собой переключатели с пружинными контактами (в виде пластин) из ферромагнитного материала, помещенными в герметизированный стеклянный баллон. Контакты приходят в соприкосновение (размыкаются) под действием магнитного поля электромагнита, установленного снаружи баллона.

Принцип действия сенсорной клавиатуры основан на усилении разности потенциалов, приложенной к чувствительному элементу. Количество этих элементов соответствует количеству клавиш. В качестве чувствительных элементов используются токопроводящие контактные площадки в виде, например одного или двух прямоугольников, разделенных небольшим зазором. В момент касания пальцем контактных площадок статический потенциал усиливается специальной схемой, на выходе которой формируется сигнал, аналогичный формируемому при нажатии клавиши обычной механической клавиатуры. Сенсорные клавиатуры самые долговечные, поскольку в них отсутствуют какие-либо механические элементы и информация о нажатии той или иной «клавиши» (касании чувствительного элемента) формируется только электроникой. Однако за счет этого электронная схема сенсорной клавиатуры сложнее.

Привлекательность той или иной клавиатуры в основном зависит от расположения клавиш, тактильных ощущениях и усилия при нажатии клавиши. Независимо от используемой технологии, сила, требуемая при нажатии клавиши, составляет 20-50г, а рабочий ход – около 4мм. Минимальное число нажатий «фирменной» клавиатуры – 30-50 млн. раз.

Подключение клавиатуры

Обычно для подключения клавиатуры используется спиралевидный кабель длиной около 1м, имеющий 5-контактный DIN разъем. Так как данные передаются последовательно от клавиатуры к PC и наоборот, то необходимы канал передачи данных и тактовый канал. Рабочее напряжение питания клавиатуры +5В.

В последнее время у современных моделей PC, а также у компьютеров типа laptop и notebook используется 6 контактный разъем. Этот разъем называется mini DIN или PS/2. Если разъем клавиатуры и гнездо на материнской плате не соответствуют друг другу, то необходим соответствующий переходник.

Таблица 5.2.

Таблица выводов

 

6-контактный	5-контактный	Сигнал	Назначение
		Данные	Вход/Вывод
		Резерв	Резерв
		Корпус	Вход
		+5В	Питание
		Синхросигнал	Выход
6	-	Резерв	Резерв

Рис.5.5. Разьемы для подключения клавиатуры

 

Весьма перспективным является организация беспроводного интерфейса с помощью ИК-излучения, допускающего связь на расстоянии до 6м.

Основными путями повышения производительности клавиатуры является применение в них:

· дополнительных функциональных клавиш;

· встроенной периферии: координатно-указательных устройств, сканеров и громкоговорителей;

· эргономических элементов.

Применение сенсорных координатно-управляющих устройств, как в клавиатуре Glide Point, повышает эффективность работы, сокращая количество операций, требующих снятия пальцев с клавиш. Однако цена на эту клавиатуру еще довольно высока. Появились такие современные клавиатуры, как: Concert Master со встроенным громкоговорителем (ф. NMB Technologies); Maxi Sound с громкоговорителем, микрофоном и гнездом для звукового входа (ф. Maxi Switch) и даже гибрид клавиатуры и 8-разрядного черно-белого сканера (ф. NMB и Visioneer).

Для уменьшения мышечных напряжений и возможности получения хронического заболевания создаются эргономические клавиатуры, где поля для левой и правой руки разделены и развернуты, в частности Natural Keyboard (ф. Microsoft).

В русле работ, направленных на облегчение использования ПК в целом (особенно в домашних условиях), необходимо отметить такие мероприятия как:

· подключение клавиатуры через интерфейс USB (Universal Serial Bus). Использование этого стандарта упрощает подключение периферийных устройств с низким и средним быстродействием, исключая множество дополнительных плат, выходных соединений и конфликта между устройствами;

· использование беспроводной связи в инфракрасном (IR) или радиочастотном (RF) диапазоне. RF-технология дороже, требует разрешения на работу в определенном диапазоне, более энергоемка, но в то же время обеспечивает большую дальность связи. IR-технология более предпочтительна;

· Использование недорогих мембранных переключателей, обеспечивающих как и любые микропереключатели повышение срока службы клавиатуры.

 

КООРДИНАТНЫЕ МАНИПУЛЯТОРЫ

Мыши

Мышь представляет собой широко распространенное УВИ, облегчающее пользователю работу со многими прикладными программными системами и делающее ее более простой и эффективной. В основной своей функции мышь является устройством управления положением курсора на экране монитора: перемещение мыши по гладкой поверхности (или по поверхности специального планшета) автоматически преобразуется в пропорциональное по величине и совпадающее по направлению перемещение курсора по экрану. Встроенные в тело мыши клавиши позволяют пользователю персонального компьютера (в дальнейшем ПК) сигналы о том, что курсор достиг требуемого положения, и тем самым выбирать те или иные объекты (например, пункты меню), перемещать их по экрану, вызывать одни объекты и убирать с экрана другие, а также эмулировать действие управляющих клавиш клавиатуры.

Своей популярностью мышь обязана широкому распространению графического интерфейса пользователя, когда широко применяются мнемонические изображения объектов – пиктограммы. Возможности клавиатуры явно не согласуются с характером работы пользователя в такой " изоориентированной" среде. Поэтому и возникла потребность в другом средстве связи пользователя с компьютером. Самым популярным из различных модификаций этого средства оказалась мышь, которая делает очень удобным манипулирование такими широко распространенными в графических пакетах объектами, как окна, меню, кнопки, пиктограммы.

Первую компьютерную мышку создал Дуглас Энджельбарт в 1963 году в Стэндфордском исследовательском центре. Первый трекбол был создан значительно позже на фирме Logitech.

При конструировании мышей применяются

· механический,

· оптический или

· оптомеханический принципы действия.

В корпусе механической мыши имеется шар сравнительно большого диаметра, который вращается, когда пользователь перемещает тело мыши по поверхности стола. Шар приводит во вращение два ролика (ось вращения одного из них горизонтальна, второго – вертикальна). Те в свою очередь приводят во вращение 2 непроводящих диска с нанесенными печатным образом контактами, которые поочередно могли соприкасаться с одним неподвижным контактом. Эти механические шифраторы и формировали выходные сигналы, которые после обработки драйвером мыши обеспечивали перемещение курсора по экрану.

Оптомеханическая мышь отличается от механической только тем, что вместо механических дешифраторов используются оптические, и сигналы посылаются в компьютер в результате срабатывания не механических, а бесконтактных оптических переключателей (т.е. срабатывающих при попадании на них светового потока). Оптопара: светодиод-фотодиод (или фоторезистор) располагается по разные стороны диска с прорезями. Порядок, в котором освещаются фоточувствительные элементы, определяет направление перемещения мыши, а частота приходящих от них импульсов – скорость движения.

Оптическая мышь вообще не имеет движущихся частей. Перемещение воспринимается оптическими датчиками (встроенными в корпус устройства) в процессе их смещения относительно поверхности специального планшета. Механическая и автомеханическая мыши не требуют специального планшета – их можно перемещать по поверхности стола, по бумаге, стене и т. п. Однако они менее защищены от попадания пыли и грязи по сравнению с оптическими устройствами. В общем случае оптическая мышь более долговечна, но требует свободного места на столе для размещения планшета. Поверхность такого планшета покрыта очень мелкой сеткой перпендикулярных линий, нанесенных на отражающую свет поверхность. Линии в одном направлении черные, в другом – синие. Один из двух световодов испускает красный свет, который поглощается синими линиями планшета, а излучение другого, работающего в инфракрасном диапазоне, поглощают черные линии. Отраженный от планшета свет попадает на фотодетекторы. Если мышку перемещают, то на фотодетекторы попадает последовательность световых импульсов.

Главной характеристикой мыши является аппаратное разрешение, которое определяется числом отсчетов (импульсов), даваемых упомянутым диском на единицу хода шара – cpi (Counts Per Inch - число отсчетов на дюйм). Этот параметр определяется количеством контактов, прорезей или других элементов диска, при прохождении которых через датчик и формируется выходной импульсный сигнал. Чем больше количество таких элементов на диске, тем больше величина показателя cpi и, следовательно, выше точность позиционирования курсора.

Известны модели мышей, в которых есть возможность менять соотношение скоростей перемещения мыши и курсора – это т. н. мыши динамического действия. В некоторых случаях реализовано такое решение: первые 1-2 дюйма перемещения мыши вызывают медленное, " тонкое" смещение курсора, а дальнейшее перемещение приводит ко всё более непропорциональному ускорению движения последнего. Есть модели с постоянным, но задаваемым извне соотношением перемещений, т. е. есть возможность устанавливать величину этого параметра при настройке программного пакета, с которым предполагается работать.

В настоящее время можно выделить три основных способа подключения мыши. Самым распространенным для настольных IBM PC-совместимых компьютеров является подключение через последовательный порт (интерфейс RS-232), комбинированный порт PS/2, или беспроводной интерфейс в инфракрасном или радиочастотном диапазоне.

Мышки от Microsoft, имеющие последовательный интерфейс, и им подобные, используют для передачи процессору 3-байтовый формат, содержащий, информацию о перемещении мыши (два 8-разрядных числа) и состоянии кнопок. Подобные мышки передают данные со скоростью 1200 бит/с и используют 7 бит данных без контроля четности и один стоповый бит. После 3-байтового пакета всю дальнейшую работу берет на себя соответствующий " мышиный" драйвер.

Драйвер определят направление движения мыши: вверх или вниз, вправо или влево. Это вполне возможно сделать, поскольку 8-разрядные приращения перемещений кодируются в дополнительном коде, и соответственно максимальный диапазон перемещения составляет от -128 до +127 единиц. С учетом скорости передачи за каждые 20мс мышка может передвигаться на 0, 62 дюйма.

Современные мышки от Microsoft и Logitech имеют обычно оптимальное аппаратное разрешение 400 cpi.

Не все мыши используют формат передачи, предложенный фирмой Microsoft. Например, трехклавишные мыши Mouse System и совместимые с ними передают данные в 5-байтовом формате. Это сообщение включает в себя информацию о состоянии третьей клавиши, а также о прошлом и текущем положении мышки, благодаря чему можно вычислить скорость ее передвижения. Разница в форматах приводит к тому, что драйвер от одной мыши не работает с другой.

Хотя никаких стандартов на мыши нет, производители в основном подражают мышам трех фирм: Microsoft, Logitech и Mouse System. Oни популярны, и поддерживаются многими пакетами.

Джойстики

Английское слово joystick состоит из двух слов: joy (радость) и stick (палка). Джойстик является аналоговым координатным устройством ввода информации. Первые модели джойстиков были основаны на нескольких микропереключателях. При перемещении рукоятки джойстика, в зависимости от направления, замыкался тот или иной переключатель. Практически любую современную модель джойстика технически можно представить как два реостатных датчика, для питания которых используется напряжение +5В. Рукоятка джойстика связана с двумя переменными резисторами, изменяющими свое сопротивление при ее перемещении. Один резистор определяет перемещение по координате X, а другой по Y. В задачу адаптера джойстика входит преобразование изменения параметра сопротивления в соответствующий цифровой код. На рукоятке может находиться кнопка, а в более современных моделях – небольшая специализированная клавиатура. Наибольшее применение джойстики получили в компьютерных играх и электронных тренажерах.

В портативных компьютерах вместо мыши и трекбола теперь используют крошечный пойнтер (MousePoint) – небольшой цветной штырек, торчащий среди клавиш на клавиатуре, который, словно джойстик, можно нажимать в разные стороны. А самый последний писк мышиной моды в портативных компьютерах – в место пойнтера используется клавиша с буквой J. Это клавиша – или J-пойнтер – как раз и служит таким джойстиком, воспринимающим нажатия в разные стороны, а окружающие клавишу J другие буквенные клавиши выполняют роль кнопок отсутствующей мышки или трекбола.

Еще одним экзотическим координатным манипулятором является TouchPad, представляющим собой сенсорную площадку, по которой надо водить либо специальной палочкой, либо пальцем, заменяющим в этом случае движущуюся часть манипулятора (mini-digitizer).

В последнее время появились манипуляторные устройства, позволяющие эмулировать шесть степеней свободы (перемещения) при работе с трехмерной графикой. Примером такого устройства может служить CyberMan фирмы Logitech. Внешне CyberMan выглядит как гибрид джойстика с мышью и выполняет все их функции.

Световое перо

Световое перо представляет собой шариковую ручку, в которую вместо пишущего шарика, вмонтирован фотоэлемент. Кроме того, в стержне находится электронная составная часть, которая оценивает сигналы. В зависимости от оснащения, световое перо может иметь одну или две кнопки, которые выполняют функции, схожие с функциями клавиш мыши. Световое перо функционирует только совместно с монитором. При прикосновении стержнем к поверхности экрана перо воспринимает световой поток, излучаемый экраном дисплея. Поскольку каждая точка периодически регенерируется (т. е. подвергается действию электронного луча), компьютер может установить, к какой точке экрана подведено световое перо, определив момент времени, когда перо прореагировало (сигналом на своем выходе) на возникающее при регенерации повышение яркости экрана в точке касания.

Световое перо можно использовать с дигитайзером. В этом случае световое перо выполняет " пишущую" функцию. Этот способ ввода информации поддерживается различным программным обеспечением. Специальные приложения для дигитайзера, 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.

Принципиально новые перья – Penpads изготовляются для ноутбуков с жидкокристаллическими дисплеями (LCD). Они предназначены не только для предоставления информации и благодаря чувствительности к давлению на покрытие являются устройствами ввода данных (как у сенсорных экранов фирмы Apple).

 

Дигитайзеры

Дигитайзер, или, как его еще называют планшет, – это устройство, главное назначение которого – оцифровка изображений. Он состоит из двух частей: планшета (основания) и указателя координат (курсора), перемещаемого по рабочей поверхности основания. При нажатии на кнопку курсора его положение на поверхности планшета фиксируется, и координаты передаются в компьютер. Часто дигитайзер используется для ввода команд при помощи " накладных" меню в AutoCAD и другие графические программы. Команды меню расположены в разных местах на поверхности дигитайзера. При выборе курсором одной из команд специальный программный драйвер интерпретирует введенные координаты, посылая соответствующую команду на выполнение. Еще одно применение дигитайзеров в качестве нового инструмента художников при создании на компьютере рисунков и набросков. Художник водит пером по планшету, что более привычно, чем использование светового пера или джойстика, но изображение появляется не на бумаге, а на экране. Наконец, дигитайзер можно использовать просто как аналог манипулятора, " мышь".

Принцип действия наиболее популярного электрического (или сеточного) дигитайзера основан на фиксации местоположения курсора с помощью встроенной в планшет сетки. Сетка состоит из проволочных или печатных проводников с довольно большим расстоянием между соседними проводниками (от 3 до 6 мм). Механизм регистрации позволяет получить шаг считывания информации, намного меньший шага сетки (не менее 100-400 dpi). Шаг считывания информации называется разрешением дигитайзера. По применяемой технологии различают электростатические (ЭС) и электромагнитные (ЭМ) дигитайзеры. В дигитайзерах первого типа регистрируется локальное изменение электрического потенциала сетки под курсором на основе пьезоэффекта, в то время как в устройствах второго типа 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 вариантах ЭМ-планшеты чувствительны к помехам, создаваемым излучающими устройствами, например мониторами. Независимо от принципа регистрации существует погрешность определения координат курсора, именуемая точностью дигитайзера. Эта величина зависит от типа дигитайзера и от конструкции его составляющих. На нее влияют неидеальность регистрирующей сетки планшета, способность воспроизводить координаты неподвижного курсора (повторяемость), устойчивость к температурным условиям (стабильность), качество изготовления курсора, помехозащищенность и пр. Точность существующих планшетов колеблется от ±0, 13 мм до ±0, 75 мм. Точность электромагнитных дигитайзеров в среднем выше точности электростатических. Шаг считывания регистрирующей сетки является физическим пределом разрешения дигитайзера. Следует отличать разрешение как характеристику прибора от программно-задаваемого разрешения, являющегося переменной величиной 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, 1 мм. Требования к природным качествам такого человека очень высокие.

Формат дигитайзера зависит от цели его применения. Размер рабочего поля планшета бывает, как правило, от 6x8 дюймов (15х20 см) до 44x6 дюйма (111х15 см). Но кроме стандартных размеров планшета могут использоваться и нестандартные. Так, изготовители новинок последних лет – гибких дигитайзеров утверждают, что могут " вырезать" дигитайзер любой формы и размеров.

Устройство указания дигитайзеров чаще всего называют " курсор", хотя существует и перо (или стило, кому как нравится). Курсоры пользуются особой популярностью среди пользователей САПР. Перья обычно применяются при работе с программами иллюстративной графики.

Курсоры бывают четырех-, восьми-, двенадцати- и шестнадцатиклавишные. Однако встречаются и исключения. Так, Осе Graphics добавляет на большом курсоре семнадцатую, " самую главную клавишу". Для многих пользователей AutoCAD для DOS " чем больше клавиш, тем лучше", потому что дополнительным клавишам можно назначить одношаговые функции в файле меню AutoCAD (MNU). В AutoCAD для 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, поставляемые с ним в комплекте, но проще отказаться от курсора с большим количеством клавиш в пользу четырехклавишного, манипулируя только тремя клавишами. Фирмы-производители очень тщательно отрабатывают форму курсора, стараются обеспечить легкость и удобное расположение клавиш. Во всем мире одними из лучших признаны четырехклавишные курсоры CalComp. Их фотографии чаще прочих помещают в журналах. На них вторая и третья клавиши расположены рядом – в центре, а первая четвертая L-образной формы – по краям. Более традиционным считается ромбовидное расположение клавиш, которому продолжают следовать другие известные производители. Для двенадцати- и шестнадцатиклавишных курсоров стандарт – " табличное" расположение клавиш, как на телефонном аппарате.

Не стоит забывать и о качестве изготовления визира, так как с этим связана составляющая погрешности ввода координат, зависящая от оператора.

Перья производятся с одной, двумя и тремя кнопками. Кроме того, существуют простые перья и перья, воспринимающие усилие, с которым наконечник пера прижимается к поверхности дигитайзера. Последние используются художниками. Такие перья могут иметь до 256 градаций нажима. От степени нажима зависит толщина линии, цвет в палитре, оттенок цвета. В результате можно моделировать на компьютере процесс рисования масляными красками, темперой или акварелью на специально подобранной " фактуре".

Для реализации таких возможностей необходимо иметь специальное программное обеспечение. Среди подобных программ для ПК можно указать следующие: Adobe PhotoShop, Aldus PhotoStyir, Fauve Matisse, Fractal Design Painter, Autodesk Animator Pro, CorelDraw. Чувствительные к нажиму перья могут пригодиться и пользователям AutoCAD в процессе последующей трехмерной визуализации спроектированных объектов. Данный вид устройств указания можно применять только с ЭМ-дигитайзерами.

И курсоры, и перья бывают как с проводом так и без него. Беспроводной указатель удобнее, но он должен иметь батарейку, что соответственно потребует дополнительного обслуживания. Исключение составляют пассивные неизлучающие перья Wacom, которые, впрочем, имеют вдвое меньше градаций по нажиму.

Недавно на рынке дигитайзеров появились модифицируемые курсоры, которые могут работать и с проводом, и с батарейкой. Насколько удачно данное изобретение, покажет время.

Электрическое питание для дигитайзера подается при помощи встроенного или выносного трансформатора, а для отдельных моделей – по последовательному порту.

Конструктивно различают жесткие и гибкие планшеты. Гибкие появились на нашем рынке весной 1994 года. От традиционных жестких их отличают меньший вес, компактность при транспортировке.

Драйверы и другое программное обеспечение, используемое совместно с дигитайзером, имеет решающее значение в его успехе или провале на рынке. Неудобный, неэргономичный курсор существенно влияет только на производительность работы с дигитайзером, отсутствие же необходимого драйвера делает дигитайзер совершенно бесполезным.

Известно, что в стандартную поставку Windows входят драйверы для различных мышей, но не для дигитайзеров. Поэтому минимально требуется, чтобы в комплект дигитайзера входили драйвер для Windows и утилита настройки. Если, кроме того, вы периодически работаете с AutoCAD для DOS или с другими DOS-программами, которым требуется мышь, то в список необходимого обеспечения стоит включить драйвер ADI 4.2 и эмулятор мыши для DOS. Предел мечтаний – объединенный драйвер, который автоматически переключается с режима на режим, когда вы переходите из одной в другую.

В AutoCAD для Windows драйверы дигитайзеров могут работать тремя способами:

· во-первых, эмулируя мышь, то есть в режиме относительного задания координат;

· во-вторых, как стандартный драйвер планшета ADI, независимо от того, какое устройство является системным;

· в-третьих, как драйвер WinTab.

Первый метод хорош всем, кроме работы с AutoCAD – вы не сможете использовать планшетное меню и трассировать чертеж, более того, вам будет трудно (или невозможно) задействовать дополнительные кнопки на вашем курсоре для ввода команд.

Использование ADI несколько усложняет работу: вам придется столкнуться с " раздвоением личности" дигитайзера, так называемым " mole" -режимом, когда дигитайзер будет переключаться из одного состояния в другое – то он являет собой стандартное устройство указания Windows, то становится типичным дигитайзером AutoCAD. Путем такого усложнения вы обретаете вновь все основные качества дигитайзера, включая работу с накладными меню.

WinTab – это спецификация устройств указания в Windows, аналогичная спецификации ADI-драйверов для AutoCAD. Последний вариант WinTab (хотя и он не лишен недостатков) на сегодняшний день считается наиболее удачным, так как дигитайзер может работать в режиме абсолютного ввода координат, что требуется для САПР, и в режиме относительного ввода координат, что требуется для графических операционных сред (Windows и др.). Сейчас драйверы WinTab стали стандартом де-факто для пакетов иллюстративной и художественной графики, потому что они поддерживают ввод информации о силе нажатия на перо в чувствительных к нажиму дигитайзерах.

WinTab был создан фирмой LCS/Telegraphics, разработчиком драйверов для дигитайзеров.

Альтернативой драйверам WinTab является расширение для Microsoft Windows, которое называется Pen Windows. Как правило, указанное расширение применяется для систем рукописного ввода и для приложений, использующих чувствительные к нажиму перья (обычно Adobe PhotoShop).

12345678Следующая ⇒

Поделиться: