Дигитайзеры. Дигитайзеры производят оцифровку графических изображений

Дигитайзеры производят оцифровку графических изображений. Они преобразуют графические элементы изображения (примитивы: точки, линии различного типа, окружности, дуги прямоугольники и т.п.) в цифровые данные и формируют так называемый графический файл. Файл, по сути - последовательность цифровых данных, считывая которые ЭВМ воспринимает графическое изображение как цифровые коды, обрабатывая которые ЭВМ получает данные о графическом изображении в целом.

Дигитайзер относится к числу полуавтоматических устройств, в процессе работы которого принимает непосредственное участие пользователь. Процесс ввода графического изображения состоит из 4-х этапов:

1. Поиск графического примитива на носителе (бумаге, плёнке и т.п.).

2. Выделение элемента изображения, подлежащего кодированию.

3. Преобразование яркости, цветности, типа и координат графического примитива в цифровую форму.

4. Формирование графического файла и передача его в ЭВМ.

В дигитайзерах этапы 1 и 2 выполняются с участием пользователя, 3 и 4 – автоматически, то есть непосредственно ЭВМ.

В дигитайзерах описание исходных данных в виде чертежей, эскизов или рисунков, выполненных на бумаге или кальке, производится на специальном графическом языке, который позволяет (в отличие от устройств автоматического типа – сканеров) избежать ввода каждой точки изображения, что экономит память, но усложняет процесс программирования.

Графические изображения задаются в виде признаков основных элементов чертежа: отрезков прямой (векторов), дуг, окружностей, их координат и размеров, а также в виде типовых элементов чертежей и схем (элементы электронных схем, микросхемы, транзисторы, резисторы и т.п.) с указанием их координат в виде базовых точек, размеров и других признаков.

В дигитайзерах использовались различные физические принципы и приёмы оцифровки элементов визуального сообщения. К настоящему времени находят применение два основных принципа – электромеханический и электромагнитный.

Кинематическая схема электромеханического дигитайзера приведена на рис.1.

Цифрами на рисунке обозначены основные узлы дигитайзера. Эти основные узлы характерны для любого дигитайзера, независимо от принципа его работы.

1. Рабочее поле дигитайзера (планшет), на котором крепится носитель с визуальным сообщением (чертежом, схемой, рисунком).

2. Визирное устройство (визир, съёмник координат кодируемых точек), которое жёстко крепится на подвижной каретке «Y» и вместе с ней перемещается по оси Y. Визир представляет собой оптическое устройство – лупу с визирным перекрестием.

3. Подвижная каретка «Y», реверсивно перемещающая визир по оси Y (с помощью пользователя).

4. Кнопка съёма, при нажатии которой фиксируются координаты кодируемой точки чертежа.

5. Траверса (направляющая), по которой перемещается каретка «Y» (вручную пользователем).

6. Подвижная каретка «X», выполняющая те же функции, но по оси X.

7. Траверса (направляющая), по которой перемещается каретка «X» также с помощью пользователя.

8. Поле задания признаков кодируемых элементов чертежа (точка, линия, окружность, дуга и т.д.).

Рис. 1. Кинематическая схема дигитайзера.

Работа по «оцифровке» чертежа или эскиза (иногда этот процесс называют «скалыванием», а дигитайзер «сколкой») заключается в следующем:

1. Оператор закрепляет на рабочем поле (планшете) носитель с чертежом;

2. После включения питания дигитайзер сбрасывает «на нуль» содержимое своих регистров, счётчиков и буферной памяти и посылает звуковой сигнал о готовности к работе;

3. Оператор устанавливает визир на изображение вводимого элемента (примитива) на соответствующую клетку рабочего поля и нажимает кнопку съёма данных. Этим самым в заголовок графического файла вводится номер кадра и признак вводимого примитива;

4. Визир подводится к скалываемому примитиву (например, к линии) и последовательно вводятся координаты правого и левого конца линии. Координаты концов линии вводятся в буфер дигитайзера, в котором формируется графический файл;

5. Если следующим элементом чертежа является окружность, то активизируется ячейка «окружность», а затем вводятся центр окружности и одна точка, лежащая на окружности.

В основу дигитайзеров второго типа – электромагнитных – положен принцип взаимодействия электрического проводника с током и катушкой индуктивности.

Если по проводнику распространяется импульс тока, то в катушке индуктивности, расположенной вблизи проводника, в течение действия импульса тока возникает ЭДС, величина, которой зависит от силы тока и расстояния центра катушки от провода.

Если катушку вначале разместить так, чтобы её центр располагался точно над проводом, а затем смещать катушку вправо, то будет наблюдаться зависимость величины наведённой в катушке ЭДС от расстояния центра катушки от проводника. Линейную часть этой зависимости можно использовать для построения электромагнитного дигитайзера, так как линейная часть представляет собой функцию преобразования величины ЭДС в катушке в расстояние катушки от проводника.

В настоящее время рассмотренные полуавтоматические дигитайзеры используются все реже и реже, как правило, в специализированных НИИ. Более подробно о дигитайзерах можно прочитать в книге Ю.В.Огородова «Периферийные устройства ЭВМ».

На смену им пришли электронные планшеты и интерактивные доски.

Дата добавления: 2014-01-20