Раздел 5. Специфика использования технических средств в швейных САПР

Большинство задач проектирования сочетают в себе выполнение
как вычислений, так и процедур графического характера. Это связано
с тем, что основные результаты проектирования представляются в гра-фической форме. Графика составляет 50–60 % общего объема проект-ных работ в швейной отрасли, достигая в некоторых случаях до 70–80 %.
Применение вычислительной техники и специальных дополнительных
устройств позволяет осуществлять автоматизацию на различных уров-нях проектирования.

Для обмена потоками информации между пользователем и ЭВМ
служат следующие устройства ввода-вывода:
– Полуавтоматическое устройство ввода – кодировщик графиче-ской информации;
– Устройство вывода графической информации – графопострои-тель;
– Графический дисплей – устройство ввода-вывода текстовой
и графической информации служит основой интерактивных гра-фических систем [4].

5.1. Устройства ввода графических данных

Устройства ввода графической информации преобразуют в циф-ровой код начертания линий и символов, нанесенных на бумагу. Такие
устройства работают на принципе сканирования или слежения.
В сканирующих устройствах поле чертежа просматривается построч-но с фиксацией координат точек, в которых сканирующий луч пересе-кает линию. В следящих устройствах рабочий орган отслеживает
линию, перемещаясь по контуру. Общим для устройств обоих типов
является использование фотоэлектрического эффекта.

Для ввода графической информации используют сканеры, гра-фические планшеты (дигитайзеры) и цифровые фотокамеры [10].

Сканер (scanner) – устройство для копирования графической
и текстовой информа ции и ввода ее в компьютер. Персональные сканеры
бывают трех типов – ручные, планшетные и барабанные. Основными
элементами сканера являются полупровод никовый лазер и полупрово-дниковый фотоприемник. Когда сканер ведут по тек сту или изображе-нию, лазерный луч пробегает по листу, сканирует его и отражает
на светочувствительный полупроводниковый элемент. Фотоэлемент
преобразует световой сигнал в электрический, который затем по шине
передается в компьютер. В нем сигнал преобразуется в цифровую фор-му, содержащую информацию о коор динатах и цвете каждого пиксела
изображения. И, наконец, на последней стадии полученная об изобра-жении информация записывается на диск в виде файла.

Основным элементом сканера является массив фоточувствитель-ных кремниевых ячеек (приборов с зарядовой связью, ПЗС), выполня-ющих функции датчиков для измерения интенсивности светового по-тока, отраженного от сканируемого ориги нала или прошедшего сквозь
него. С помощью аналого-цифрового преобразователя результаты из-мерений подразделяются на яркостные (цветовые) уровни (например,
256 уровней для каждого из основных цветов при использовании
сканера с глубиной цвета 24 бит) и сохраняются в виде последователь-ности двоичных символов, которые вы впоследствии можете рассма-тривать и преобразовывать с помощью вашего компьютера.

Цветные сканеры работают по принципу сложения цветов,
при котором цветное изображение создается путем смешения трех
цветов: красного, зеленого и синего. Технически это реализуется од-ним из двух способов:
– в процессе сканирования цветной оригинал освещается белым
цветом, а отраженный свет попадает на ПЗС-матрицу через си-стему специальных фильтров, разлагающих его на три компонен-та: красный, зеленый, синий, каждый из которых улавливается
своим набором фотоэлементов;
– цветной оригинал освещается не белым светом, а последовательно
красным, зеленым и синим, для каждого из которых осуществля-ется своя процедура сканирования. Полученная таким образом
информация предварительно обрабатывается и передается
в компьютер.

Сканеры являются также составной частью систем распознавания
текста. В этом случае текст сначала сканируется с бумажного оригина-ла и вводится в графическом виде в ком пьютер, а затем обрабатывает-ся специальными программными средствами (FineReader).

В наше время сканер, как и принтер, становится привычным спут-ником ПК, и вме сте они образуют настольную издательскую систему.
В этом случае выбор сканера оказывается едва ли не самой важной за-дачей. Ведь если, например, вы приобретете недостаточно мощный
компьютер, его впоследствии можно модернизировать – добавить
память, установить второй жесткий диск или записывающий CD-RW.
Если же вы ошибетесь в выборе сканера, останется только продать его.
Сканер невозможно модернизировать.

Планшетные сканеры предназначены для ввода графической ин-формации с про зрачного или непрозрачного листового материала.
Принцип действия этих уст ройств состоит в том, что луч света, отра-женный от поверхности материала (или прошедший сквозь прозрачный
материал), фиксируется специальными элемента ми, называемыми
приборами с зарядовой связью (ПЗС). Обычно элементы ПЗС кон-структивно оформляют в виде линейки, располагаемой по ширине
исходного материала. Перемещение линейки относительно листа бу-маги выполняется меха ническим протягиванием линейки при непод-вижной установке листа или протя гиванием листа при неподвижной
установке линейки. Планшетный сканер изображен на рис. 29.

Рис. 29. Планшетный сканер

Под крышку такого сканера «лицом» на стекло может заклады-ваться не только отдельный лист или страница, а целая развернутая
книга или журнал. Этим планшетные сканеры напоминают копиро-вальные аппараты.

Основными эксплуатационными параметрами планшетных ска-неров являются:
– разрешающая способность;
– производительность сканера;
– динамический диапазон;
– максимальный размер сканируемого материала.

Значение разрешающей способности зависит от плотности разме-щения ячеек ПЗС на линейке, а также от точности механического по-зиционирования линейки при сканировании. Типичный показатель
для офисного применения – 600–1200 dpi (dpi – dots per inch – количе-ство точек на дюйм). Для профессионального приме нения характерны
показатели 1200–3000 dpi.

Производительность сканера характеризуется продолжительно-стью сканирования листа бумаги стандартного формата и зависит как
от совершенства механической части устройства, так и от типа интер-фейса, использованного для сопряжения с компьютером.

Динамический диапазон определяется логарифмом отношения яр-кости наиболее светлых участков изображения к яркости наиболее
темных участков. Типовой по казатель для сканеров офисного приме-нения составляет 1,8–2,0, а для сканеров профессионального примене-ния – от 2,5 (для непрозрачных материалов) до 3,5 (для прозрачных
материалов).
Для осуществления обмена данными между прикладной програм-мой и внешним устройством (в частности, сканером) был разработан
стандарт TWAIN. Он привлекателен тем, что любая прикладная про-грамма, поддерживающая TWAIN, будет работать с любым TWAIN-совместимым сканером независимо от его конструкции, типа исполь-зуемого аппаратного интерфейса, параметров сканирования и проче-го. По этому производитель TWAIN-совместимого сканера может
не беспокоиться о про граммной поддержке своего сканера. Главная его
задача – качественно написать TWAIN-совместимый драйвер сканера.
Сделать это не так сложно, поскольку TWAIN – открытый и качествен-но документированный стандарт.

В настоящее время стандарт TWAIN поддерживается большин-ством современных программных средств, включая:
– популярные графические пакеты, такие как Adobe PageMaker,
CorelDRAW, Adobe Photoshop, PhotoStyler, PicturePublisher и т. п.;
– программы оптического распознавания символов;
– факс-приложения (так как некоторые сканеры могут выполнять
еще и функ ции копировального аппарата и факса).

Для правильного выбора сканера нужно иметь представление
об его основных па раметрах и комплектации:
– разрешающая способность;
– интерфейс;
– программное обеспечение;
– универсальность;
– дополнительное оборудование.

Чем выше значение разрешающей способности, тем большее коли-чество деталей сможет он передать. Если вы собираетесь сканировать
в основном цветные и полу тоновые изображения, то нужно выбирать
аппарат с разрешающей способностью не ниже 600 точек на дюйм.
Высокое разрешение необходимо в том случае, если сканированные
изображения в дальнейшем предполагается обрабатывать в графиче-ском редакторе или отсылать в солидные издательства. Если же сканер
будет использоваться совместно с пакетами оптического распознава-ния символов, то вполне подойдет устройство с расширением 300 или
400 точек на дюйм. Важно, однако, заметить, что точность распознавания
символов зависит как от разрешения, так и от свойств программного
пакета (более подробно этот параметр будет рассмотрен далее в главе 5.

Интерфейс. Для подключения сканеров к ПК потребуется плата
адаптера. Произ водители снабжают сканеры SCSI-адаптерами, цена
которых включается в общую стоимость системы. Если в вашем ПК
уже установлен SCSI-адаптер, то нет необ ходимости приобретать
сканер с этим устройством.

Обычно вместе со сканером предлагается полная или сокращен-ная версия какого-либо популярного программного пакета для редак-тирования изображения. Например, покупая сканер, вы можете
выбрать либо программу Adobe Photoshop, либо ее сокращенный вари-ант под названием Photoshop LE. Если вы не нуждаетесь в профессиональ-ной программе редактирования, остановитесь на поставке с сокращен-ной версией. Тем самым вы сэкономите средства.

Универсальность. В настоящее время производители сканеров все
чаще стали комплектовать устройства начального и среднего уровня
программами с функциями копирования документов, отправки
их по факсу и т. П. Так, вместе со сканером может поставляться утили-та управления документами, позволяющая направлять образ сканиро-ванной страницы непосредственно в факс-программу. В поставке так
же бывают утилиты, превращающие сканер и принтер в своего рода
копироваль ный аппарат (ксерокс).

Сканер может быть оснащен дополнительными приспособления-ми. Например, устройство автоматической подачи документов избавит
от необходимости вручную вставлять отдельные листы. Оно вам пона-добится, если вы собираетесь обрабаты вать программой распознава-ния символов многостраничные документы.

Цифровые фотоаппараты.Цифровая фотокамера – это ещё один
вид устройства оцифровывания графики и ввода изображений в ПК.
В отличии от обычного фотоаппарата в его цифровом аналоге изобра-жение проецируется не на фотопленку, а на полупроводниковую све-точувствительную матрицу из ПЗС-ячеек. После этого изображение
переводится в цифровую форму и записывается в память фотокамеры.
Главным достоинством и основным преимуществом цифровой фото-графии является оперативность. Снятый вами кадр буквально через
минуту может быть помещен в компьютер и отправлен через Интернет
на край света, что очень важно для событийных съемок. Главным же
недостатком цифровых фотоаппаратов (с точки зрения фотографа-профессионала) является невозможность (пока) получения отпечатка
приемлемого качества и большого размера на обычной бумаге. Каков
в самом упрощенном виде принцип действия цифровой камеры? Свет,
прошедший через объектив, попадает на светочувствительную матри-цу (занимающую место пленки), представляющую собой совокупность
сенсоров – ПЗС (CCD) или КМОП (CMOS), которые, в свою очередь,
и выполняют оцифровку изображения. Светочувствительная матрица
(сенсоры) является одним из главных (и самых дорогих) компонентов
цифровой камеры. Качество последующей картинки во многом опре-деляется характеристиками сенсоров. Наиболее простые на сегодняш-ний момент цифровые камеры дают разрешение 640 х 480 пикселов.
Более «продвинутые» – 800 х 600. Кроме того, есть еще класс гибрид-ных камер, представляющих собой взятые за основу известные пле-ночные прототипы с пристегнутой на месте задней крышки матрицей.
Как правило, это кодаковские приставки к камерам Nikon и Canon.
В результате мы имеем камеру, совместимую со всей данной системой
(включая оптику и аксессуары), но, тем не менее, являющуюся цифро-вой. Такие камеры имеют разрешение порядка 1500 х 1200 пикселов
и стоят в районе $ 4 500–15 000. После того как мы получили фотокар-тинку, ее необходимо записать в память. Для этого чаще всего исполь-зуются форматы JPEG или TIFF. Для фотографа не столько важен фор-мат записи, сколько возможности разных режимов сжатия (естествено,
с потерей качества), а также количество памяти в камере. Указанные
форматы являются наиболее распространенными в компьютерном ми-ре, а стало быть, обычно совместимы со множеством программ. Что
касается памяти, то она может быть встроенной либо это могут быть
обычные съемные носители. Чем больше у вас с собой «памяти», тем
большее количество кадров вы можете снять и сохранить «без переза-рядки» (то есть без перекачивания изображений из камеры в компьютер).

Еще одним из достоинств цифровых камер является наличие жид-кокристаллического дисплея (экрана), на котором можно посмотреть
то, что вы уже сняли, а в некоторых случаях использовать его в каче-стве видоискателя. Не понравившуюся вам картинку вы можете тут же
стереть, освободив часть памяти.