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數位板
來源:互聯網

數位板,英文名Graphics Tablets,又名繪圖板、繪畫板、手繪板。數位板主要面向設計、美術相關專業師生、廣告公司與設計工作室以及矢量動畫制作者。主要優勢是模擬手繪功能方面,是計算機輸入設備的一種,通常是由一塊感應板和一支壓感筆組成,能取代鼠標的日常功能,而且有鼠標所不具備的壓力感應功能。數位板通過電磁式感應原理來捕捉繪畫筆的移動軌跡并獲得相應的繪畫內容,并且將繪畫內容轉換為數據信息傳送給計算機,計算機接收到上述數據信息之后并經過數據處理便可以生成相應的電子圖檔并輸出給顯示裝置進行顯示。

數位板技術誕生于20世紀80年代。數位板主流品牌是Wacom、繪王高漫漢王科技、友基、XPPen、清華同方、Parbio、繪客等,數位板按感應原理分類可分為電阻式、電磁式和電容式。

Wacom在1987年推出無源無線壓感筆,被廣泛地應用于數字藝術、電影、特技、時裝和設計行業。該產品可以直接在電腦上繪制或加工動畫,數位板大量運用于商業動畫動漫的制作中,許多電影特技鏡頭也是用數位板打磨出來的。

發展歷程

1860 年, Giovanni Caselli(“原始掃描儀”)在保羅·古斯塔夫超重型鐵道炮弗羅門特(Paul Gustave Froment)的幫助下,創造了Pantelegraph機器,這是一種兩米高的設備,成為第一個能夠發送信息和繪圖的實用設備。

1895年,以利沙·格雷(Elisha Gray)發明了Telautograph,一種用于閱讀和重新創建草圖和筆跡的設備(Curley,“TelAutograph”)。電傳機由發射器和接收器組成。

1957年發明Stylator,第一款直接輸入計算機而不是接收設備的平板電腦,用于手寫識別。

1963年,發明了蘭德繪圖板,是第一款數字圖形平板電腦,也是第一款實時工作并允許書寫者使用自然手寫的平板電腦。機器本身的分辨率為每英寸100行,連接到計算機和示波器顯示器,并包含帶有X和Y軸的書寫表面。示波器通過從顯示控件接收計算機生成的信息和觸筆位置信息來顯示當前筆位置和計算機輸出。

1975年,發明出Summagraphics Corp. BitPad,這是第一款類似于現代圖形平板電腦的平板電腦。機器本身由數字化儀板、手寫筆和電源連接器組成,可將實時數據數字化為機器可讀的形式,同時按照磁致伸縮原理運行。

1984年,考拉技術公司發布了考拉帕德。它既是第一款使用觸摸技術和彩色繪制的平板電腦,簡單的機器包含一個壓敏區域、兩個按鈕和一個槳或操縱桿連接器。

1983年Wacom在日本成立。1984年,世界上第一塊數位板產品自Wacom工廠誕生。1987年,Wacom推出的SD系列產品首次采用了無源無線的工作方式,將數位板從筆板合一到筆板分離的工作方式,還引入了壓感筆,提出了壓力感應概念。1990年,迪士尼公司在動畫巨作《美女與野獸》的制作中采用壓感筆。1993年,Wacom推出UD系列,將雙手操作引入數位板;1995年,Wacom為壓感筆提供了橡皮擦功能。

2000年5月Wacom在北京建立了中國全資子公司,全面致力于中國數碼圖形影像事業的發展。2010年,繪王成立,是國內唯一一家擁有芯片級研發技術的數位板品牌,進軍全球知名的動漫與數字化手寫輸入產品品牌市場,引領低碳、節能、環保、無紙化繪畫時代。

2009年Wacom推出了采用藍牙技術的影拓4無線數位繪畫板,4月漢王科技推出了雙無線產品——創藝高手+0604(無線),這說明數位繪圖板開始進入雙無線時代。。2015年2048級壓感數位板被應用,2017年8192級壓感數位板廣泛應用于市場。

2021年5月10日,繪王(HUION)Inspiroy Keydial系列新品——KD200數位板,是業內首款帶有鍵盤及Dial功能的藍牙5.0數位板。KD200數位板獲得包括中國設計紅星獎,日本好設計獎,德國IF設計獎在內的多項國際大獎。

產品規格

壓感

數位板的主要參數有壓力感應、坐標精度、讀取速率、分辨率等等。壓感的級數是評價一款數位板產品的最重要的指標。假設一塊數位板壓力感應為1024級,也就是說從起筆壓力7克力到500克力之間,在細微的電磁變化中區分1024個級數,從使用者微妙的力度變化中表現出粗細濃淡的筆觸效果,在軟件輔助下能夠模擬逼真的繪畫體驗。

使用數位板書寫繪畫的過程本質上是用壓感筆在數位板上施加壓力的過程。壓感,即壓力感應,施加的壓力會被數位板上的芯片感應并制成一個個信號,這些信號是用來向電腦形容這個力度大小。如下圖,不同的格子代表不同的坐標,用戶在該坐標的用力情況,都會被壓感筆獲取然后反饋給電腦,最終在電腦同步顯示出你手寫的線條。而壓感級別越高,那么對這個力度所生成的信號就越多,形容就越細致。

感應高度

感應高度是指壓感筆在未接觸數位板就能被感應到、能畫出線條的距離,筆感應高度是筆在數位板活動區域上方能被識別的高度。通常感應高度數值是5mm,沒有關于最大感應高度的規范,有些可以在10mm甚至20mm處檢測到筆。

讀取速度

一般來說,讀取速度越高,數位板識別出工具位置的速度越快,書畫過程中出現斷線的可能性就越小,記錄下的輸入工具的軌跡就越準確,一般達到133點/秒。讀取速率雖然很重要,但這一參數同時也受到PC運行速度的制約,如果機器配置太低,也會影響繪圖板的讀取速率。目前常見的有133、200、233、266、300這幾個配置可選,一般越高越好,這個參數影響到畫線跟不跟筆,一般200以上肉眼就很難看出有延遲情況。

尺寸

尺寸不是指數位板整體的大小,而是指在數位板上可以用作畫畫的面積,以下圖為例,可以畫畫的面積為紅色線框部分。

數位板的有效使用面積劃分為大中小三種:小號約A5紙(148mm×210mm)的一半、中號約a4紙(210mm×297m)的一半、大號約為一張a4紙。太小的板子較難進行精細的繪圖操作,而且容易讓手臂肌肉、關節的某處過度勞損;而太大的板子手臂運動范圍很大,也容易疲勞。

分辨率

分辨率是指數位板能夠識別出的置于數位板上的輸入工具的坐標位置的精確程度,現在市面手繪板一般達到100線/毫米(2540線/英寸)。常見的分辨率有2540、3048、4000、5080,分辨率越高板子的繪畫精度越高,早期數位板精度不夠的時候,將筆放在數位板上光標可能因為精度不足而不斷抖動。

原理:假設數位板的實際使用面積是由無數細小的方塊組成的,分辨率的高低就是指單位面積里方塊數量的多少。方塊越多,那么每畫一筆,可讀取的數據就越多;相同的一筆,分辨率越高,信息量越大,線條越柔順。

測試方法:畫布放大到800%,去看組成線條的方塊是否均勻。方塊越均勻,分辨率就越高。

坐標傾斜角度

坐標傾斜角度范圍是指當筆側傾使用時也能夠識,這樣能模擬有些畫筆側鋒繪畫的效果,只有高端產品支持此項功能范圍在60度。筆傾斜度在兩個軸上測量,將筆從垂直位置向右移動,然后向左移動。當向右移動時,X傾斜值應更改為大約+60,當向左移動時,X傾斜值應更改為大約-60。將觸控筆從垂直位置向設備底部移動,然后向設備頂部移動。當向底部移動時,Y傾斜值應更改為大約+60。當向頂部移動時,Y傾斜值應更改為大約-60。

產品組成

數位板通常由一塊板子和一支壓感筆組成。

觸摸板

觸摸板是在數位板上繪圖的“活動區域”,即觸摸板實際可以檢測到手寫筆的區域,通過使用手寫筆在觸摸板上讀取用戶的動作,并將其翻譯成信息供計算機理解,從而讓數字創作更加便捷——它的工作原理就是將整個計算機屏幕,映射到觸摸板的活動區域。在默認情況下,數位板的頂角就等于計算機屏幕的頂角,在數位板上將整個屏幕映射到活動區域的左上角,這樣就可以在整個屏幕上移動,而無需將整只手移過數位板。所以,盡管觸摸板的功能非常簡單,卻是手寫筆和計算機之間的生命線。

手寫筆

手寫筆,也稱為筆,是用來在數位板上“繪圖”的工具。它帶有幾個不同的部件,最主要的是筆尖和橡皮擦。筆尖是從手寫筆出來的部分,并與觸摸板接觸。大多數的數位板都會配備各種筆尖,以便在繪畫時創造出不同的紋理和感覺。根據使用的筆尖不同,手寫筆可以模仿傳統畫筆或普通鉛筆創作體驗。此外,部分手寫筆的還配備“橡皮擦”筆頭,它可以撤消或擦除創建的內容,極大還原傳統的紙筆涂擦體驗,使用起來更加直觀和自然。

數位板的筆分為有源和無源兩種類型。有源筆需要電池或充電,通常更適合專業繪畫人員,因為它們具有更高的精度和靈敏度。而無源筆則更輕便和實惠,適合日常使用。

筆芯

毛氈筆芯采用纖維材質粘合而成,擁有較大阻尼感,能模擬真實鉛筆書寫效果,對傳統藝術家更加友好。

筆尖

Wacom的筆尖分為柔和、中等、堅硬和藍色,滿足不同需求。

工作原理

電磁式工作原理

數位板通過電磁式感應原理來捕捉繪畫筆的移動軌跡并獲得相應的繪畫內容,并且將繪畫內容轉換為數據信息傳送給計算機。數位板的板子內,有一塊電路板,俗稱天線板,上面有橫豎均衡排列的銅線條,將數位板切割成一定數量的正方形,板面上方產生均衡的縱橫交錯的磁場,筆尖在數位板上移動的時候,切割磁場,從而產生電信號,通過多點定位,數位板芯片就可以精確的確定數位板筆尖的位置。電磁式數位板采用了電磁壓感技術,通過對板下方線路通電形成一定空間范圍的電磁場。當其表層電路板通電后,就會在板上方的一定范圍內產生磁場,以此來感應帶有線圈的筆尖的位置進行工作。由于電磁波傳導為非接觸式,因此并不需要手寫筆與手寫板進行直接接觸來感應筆尖位置;實際應用中手寫板分為有壓感和無壓感兩種類型,有壓感的手寫板可以可以感應到手寫筆在板上的實時作用力度,并通過手寫筆傳輸該壓力信息。

電阻式感應原理

電阻式是由一層可變形的電阻薄膜和一層固定的電阻薄膜構成,中間由空氣相隔離。其工作原理是:當用筆或手指接觸手寫板時,上層電阻受壓變形并與下層電阻接觸,下層電阻薄膜就能感應出筆或手指的位置。

電容式感應原理

電容式的工作原理是通過人體的電容來感知手指的位置,即當使用者的手指接觸到觸控板的瞬間,就在板的表面產生了一個電容。在觸控板表面附著有一種傳感矩陣,這種傳感矩陣與一塊特殊芯一起,持續不斷地跟蹤著使用者手指電容的軌跡,經過內部一系列的處理,從而能夠每時每刻精確定位手指的位置(X、Y坐標),同時測量由于手指與板間距離(壓力大小)形成的電容值的變化,確定Z坐標,最終完成X、Y、Z坐標值的確定。因為電容式觸控板所用的手寫筆無需電源供給,特別適合于便攜式產品。這種觸控板是在圖形板方式(GraphicTableMode)下工作的,其X、Y坐標的精度可高達每毫米40點(即每英寸1000點)。

數位板分類

數位板可以分為電阻式數位板、電磁式數位板和電容式數位板,不同類型的數位板有不同的優缺點。

特色功能

數位板可以讓創作者找回拿著筆在紙上畫畫的感覺,可以模擬各種各樣的畫家的畫筆,還可以配合電腦進行貼圖繪畫。

數位板的出現普及為人們在繪畫、書法和多媒體等藝術活動上提供了全新的工具,為人創作藝術提供了新橋梁。該產品有效彌補了傳統鼠標只能指點目標不能繪圖寫字的缺點,比鼠標節約制作時間,且制作更加準確。

數位板對手的壓力和運動反應良好,所以它們可以模擬線條和形狀,就像在紙上繪畫時一樣。除此之外,數位板還提供了僅使用筆和紙無法獲得的功能。通過稍微調整設置來繪制完美的圓形、直線和各種精確的形狀。數位板幾乎是無限的,使用筆和紙時,須注意紙張的類型以及用于在紙上工作的墨水或其他介質的類型,數位板上沒有此類限制的。

主流品牌比較

Wacom

Wacom成立于1983年,全系數位板、數位屏均為硬筆手感,壓感最高8192級,讀取速率最高200PPS,手寫分辨率最高5080LPI,筆具備轉軸傾角識別。下設系列包括One by Wacom(小號和中號兩款)、One by Wacom和Wacom Intuos、Wacom Intuos Pro3個系列?,其中Wacom Intuos Pro是具有多點觸控功能的專業數位板,具有S號、M號和L號。

Wacom Intuos Pro

Wacom Intuos Pro數位板采用電磁感應技術,內置藍牙,有5種型號包括S、M、L、M號紙張版、L號紙張版。觸控筆是無源無線,筆尖和橡皮擦均為8192級壓力感應、并且帶有轉軸傾角識別±60級,坐標分辨率5080lpi。

繪王

繪王(Huion)成立于2011年,數位板、數位屏分硬筆和軟筆手感,壓感最高8192級,讀取速率最高300PPS,手寫分辨率最高5080LPI,筆具備60度轉軸傾角識別。繪王數位板分為Inspiroy、Inspiroy Giano、Inspiroy Keydial、Inspiroy Ink、Inspiroy Dial、HS6個系列。

Inspiroy Keydial(KD200)

KD200數位板是業內首款帶有鍵盤及Dial功能的藍牙5.0數位板。有23個標準按鍵,5個可自定義快捷鍵+Dial。筆感應技術采用被動式電磁感應,提供8192級壓力感應,具有5080LPI讀取分辨率,感應高度8MM,讀取速度≥220PPS,有傾角識別功能。

Inspiroy Ink、(H320M)

數位板加液晶手寫板雙面設計,雙重創作體驗。支持傾角識別功能,模擬更多筆觸效果。數位筆采用無源電磁感應技術,無需充電,在筆身握筆位置,設有2個自定義快捷功能按鍵。提供8192級壓力感應,具有5080LPI讀取分辨率,感應高度10MM,讀取速度≥220PPS。

HS(HS611)

HS611是業內首款將多媒體功能與繪畫功能有效結合的創意數位板,載有8個多媒體功能按鍵,音樂、繪畫一手掌控,有星空藍、珊瑚紅、深空灰多種配色。無源數位筆,筆感應技術采用被動式電磁感應,提供8192級壓力感應,具有5080LPI讀取分辨率,感應高度10MM,有轉軸傾角識別功能。

高漫

高漫(Gaomon)成立于2011年,數位板、數位屏分硬筆和軟筆手感,壓感最高8192級,讀取速率最高266PPS,手寫分辨率最高5080LPI,筆具備60度轉軸傾角識別。高漫產品主要有M8、M7、M6、WH850和1060PRO5種。

M8

M8是7.6mm厚度的數位板,包括觸控環及22個按鍵。手寫技術是被動式電磁感應,提供8192級壓力感應,具有5080LPI手寫分辨率,感應高度10MM,讀取速度≥266聚苯硫醚

1060PRO

高漫數位板1060PRO運用新一代HV-IV智能芯片,能實現筆畫軌跡感應,自動跟蹤捕捉筆觸坐標并對線條進行智能修正,使所畫線條更加平滑自然。全新無源電磁感應技術通過天線板與數位筆磁芯之間精準的信息傳遞,可以達到266點/每秒讀取速率和5080LPI手寫分辨率。8192級的壓力感應與傾角識別功能有效結合,繪畫手法與技藝在筆刷傾斜識別功能下可以得到真實體現。機身還自帶12枚實體快捷鍵與16個可自定義觸控按鈕。

應用場景

數位板誕生之初主要用于電腦繪畫和Movie Maker,隨著技術的發展、數位板的升級,數位板現已經被應用于生活、工作等各個方面,如圖形、動畫制作、網站設計、醫療衛生、教育、服裝設計、數字簽名、批注、做筆記、插畫設計、工業設計、電子政務、無紙化辦公等方面。

數位板需要結合電腦軟件才能更好發揮作用,例如結合Painter軟件可以模擬400多種筆觸類型,結合Photoshop等軟件可以創作出油畫、素描、水彩畫等作品。除此之外,數位板技術還可以結合Flash軟件運用到在動畫制作中。數位版可支持所有國際流行的圖形、影視制作軟件如Photoshop、Flash、Painter、MAYA等,并且在Windows和Macintoshi平臺上均可自由使用。奧多比從Photoshaop3.0起,便與數位板廠商WACOM建立了合作關系,以該公司數位板為應用平臺,不斷開發新的軟件產品。

加拿大著名的圖形圖像類軟件開發公司Corel制作的功能強大的圖形處理軟件Painterix,早為國內外的藝術家所廣泛使用,而Painterix與數位板配合使用,可以實現傳統美術技能與數位技術的結合,也是未來數字藝術的一個發展趨勢。

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電腦手寫板有哪些分類 手寫板的工作原理是什么.買購網.2023-07-15

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甩開線纜 享受無拘束的繪意生活——創藝高手+0604(無線)數位板產品評測.快科技.2023-06-14

「數位板/數位屏 - 知識科普」什么是8192級壓感,而壓感是什么?.繪王.2023-06-14

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全力詮釋數位板概念——WACOM精心耕耘專業數碼繪圖市場.中國知網.2023-07-12

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選板子就像選老婆!從新手到老手數位板選購全攻略!.繪客微信公眾平臺.2023-06-13

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板繪入門第一步:如何挑選適合自己的數位板?.騰訊網.2023-07-22

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數位板(手繪板)是如何工作的?.xppen.2023-07-15

新手購買數位板要注意什么?.xppen.2023-07-15

C位出圈 開啟板繪進階之路.繪王.2023-07-23

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【手寫板知識百科】會寫字就能上網聊天 電腦手寫板知識全攻略.買購網.2023-07-15

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電腦輸入領域的新技術展示.中國知網.2023-06-08

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HS611手繪板.繪王.2023-07-23

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重識數位板.中國知網.2023-06-13

淺談數位板技術在博物館展陳設計中的運用.中國知網.2023-06-14

認識數位板.知網空間.2023-07-15

傳統美術技能與計算機應用的完美結合——Painter ix軟件與數位板簡介.維普.2023-07-21

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