Реферат: Плоттеры

ATLANTA MOSCOW GROUPРеферат COLLECTION

ПЛАН

стр

1. Введение........................ .

2. Перьевые плоттеры.................... .

3. Струйные плоттеры.................... .

4. Электростатические плоттеры............... .

5. Плоттеры прямого вывода изображения........... .

6. Плоттеры на основе термопередачи............ .

7. Лазерные (светодиодные) плоттеры............ .

8. Основные параметры плоттеров.............. .

8.1 Носитель и изображение................ .

8.2 Параметры точности.................. .

8.3 Параметры производительности............. .

8.4 Память........................ .

8.5 Форматы данных.................... .

8.6Чертежные характеристики............... .

9. Тенденции рынка..................... .

1. ВВЕДЕНИЕ.

Задача вывода информации, представленной в графической форме,

возниклаодновременно с появлением вычислительных, и ее решение — одна

из основных целейвычислительных средств, применяемых дляавтоматиза-

циипроектирования. Устройства, выполняющие функции вывода графической

информации набумажный и некоторые другие носителей, называются графо-

построителями илиплоттерами (от англ. plotter) — термин, который, как

и многие другиетранслитерированные англоязычные термины, уже вытеснил

свойрусскоязычный аналог. В этом рефератерассмотрены основные плот-

терныетехнологии(plot/print technologies), тенденции рынка, достоинс-

тва и недостаткиразличных типов плоттеров и характеристики, котороые

необходимоучитывать при выборе конкретного плоттера.

Хочу заметить, что большинство рассмотренных ниже технологийис-

пользуется вплоттерах не только большого (А0, А1) формата, являющихся

предметом данногореферата, но и в плоттерах меньшего формата и даже в

принтерах.

2. ПЕРЬЕВЫЕ ПЛОТТЕРЫ (ПП, PENPLOTTER).

Перьевые плоттеры — этоэлектромеханические устройства векторного

типа, и на ППтрадиционно выводят графические изображения различные

векторныепрограммные системы типа AutoCAD. ПП создают изображение при

помощи пищущихэлементов, обобщенно называемыхперьями, хотя имеется

несколько видовтаких элементов, отличающихся друг от друга используе-

мым видом жидкогокрасителя. Пищущие элементы бывают одноразовые и

многоразовые(допускающие перезарядку). Перо крепитсяв держателе пи-

щущего узла,который имеет одну или две степени свободы перемещения.

Существует два типа ПП: планшетные, в которых бумага неподвижна,

а пероперемещается по всей плоскости изображения, и барабанные (или

рулонные ), в которых перо перемещается вдоль одной осикоординат, а

бумага- вдольдругой за счет захвата транспортным валом, обычно врик-

ционным.Пермещения выполняются при помощи шаговых (в подавляющем

большинствеплоттеров ) или линейных электродвигателей, создающих до-

вольно большойшум. Хотя точность вывода информациибарабанными плот-

терами несколкониже, чем планшетными, она удовлетворяет требованиям

большинствазадач. Эти плоттеры более компактны и могут отрезать от

рулона листнеобходимого размера автоматически, чтоопределило их до-

минирование нарынке больших ПП (ПП формата А3 обычно планшетные).

Отличительной особенностью ПП являютсявыское качество получаемо-

го изображения ихорошая цветопередача при использоварии цветных пищу-

щихэлементов. К сожалению, скорость выводаинформации в ПП невысока,

несмотрянавсе более быструю механику и попыткиоптимизации процедуры

рисования;существует и проблема подбора пары носитель — чернила.

Карандашно-перьевые плоттеры (КПП, pen/pencil) — разновидность

перьевых — отличаются возможностью установки специлизированного пишу-

щего узла с цанговым механизмом для использования обчных карандашных

грифелей, которыйобеспечивает постоянное усилие нажима грифеля на бу-

магу и егоавтоподачу при стачивании. В результате не требуется посто-

янно следить запроцессом вывода информации, как приэксплуатации ПП,

в которых можетзасоряться канал истечения красителя.

Дополнительные преимущества карандашнойтехнологии:

«Краситель» карандашных грифелей не высыхает, и карандаш пишет

на любой скорости(при использовании жидких красителей необходимо учи-

тывать время ихвытекания из пера и время высыхания)

Карандаш позволяет рисовать на любых бумажныхносителях, в том

числе и не оченьвысокого качества; при этом изображениякачественны,

дают хорошиеоттиски при копировании, и в то же время их можно коррек-

тироватьластиком.

Грифели просто купить, значительно экономя нарасходных материа-

лах.

ПП и КПП осбенно привлекательны длятех, кому важнее качество,

нежели количествоизображений, и кто имеет скромный бюджет.

Все остальные типы плоттеров образуютизображения на носителе ин-

формации,используя различные физические процессы, в частности прибе-

гагая кдискретному (растровому) способу его создания.

3. СТРУЙНЫЕ ПЛОТТЕРЫ (СП, INK-JETPLOTTER).

Струйная технология создания изображенияизвестна с 70-х годов,

но истинный еепрорыв на рынке стал возможен только с разработкой фир-

мой Canonтехнологии создания реактивного пузырька (Bubblejet) - нап-

равленногораспыления чернил на бумагу при помощи сотенмельчайших

форсунокодноразовой печатающей головки. Каждой форсунке соответствует

своймикорскопический нагревательный элемент(терморезистор), который

мгновенно (за7-10 мкс) нагревается под воздействием электрического

импульса. Чернилазакипают, и пары создают пузырек, который выталкива-

ет из форсункикаплю чернил. Когда импульс кончается, терморезистор

столь же быстроостывает, а пузырек исчезает.

Печатающие головки могут быть«цветными» и иметьсоответствующее

число группфорсунок. Для создания полноценногоизображения использу-

ется стандартнаядля полиграфии цветовая схема CMYK, использующая че-

тыре цвета: Cyan — голубой, Magenta — пурпурный, Yellow — желтый и

Black — черный. Сложные цвета образуютсясмешением основных, причем

получение оттенков различных цветов достигается путем сгущения или

разрежения точексоответствующего цвета в фрагменте изображения (ана-

логичный способ используется при полученииразличных оттенков«серо-

го«привыводе монохромных изображений).

Струйная технология имеет ряд достоинств. Сюда можно отнести

простотуреализации, высокое разрешение, низкуюпотребляемую мощность

и относительновысокую скорость печати. Приемлемаяцена, высокое ка-

чество и большие возможности делают СП серьезнымконкурентом перьевых

устройств. Спросна СП со стороны работающих с настольными издатель-

скимисистемами и пользователей систем автоматизированногопроектиро-

вания,выпускающих сложные чертежи формата А0, растет, однако невысо-

кая скорость вывода графической информации ивыцветание со временем

полученногоцветного изображения без принятия специальных мер (исполь-

зования ламинированияили специальной «самоламинирующейся» бумаги) ог-

раничивает ихприменение.

4. ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЕПЛОТТЕРЫ

(ЭП, ELEСTROSTATICPLOTTER).

Электростатическая технология основываетсяна создании скрытого

электрическогоизображения (потенциального рельефа) на поверхности но-

сителя — специальной электростатической бумаги, рабочая поверхность

которойпокрыта тонким слоем диэлектрика, а основа пропитана гидро-

фильными солямидля обеспечения требуемых влажности и электропровод-

ности.Потенциальный рельеф формируется при осаждении на поверхность

диэлектрикасвободных зарядов, образующихся привозбуждении тончайших

электродовзаписывающей головки высоковольтными импульсами напряжения.

Когда бумагапроходит через проявляющий узел с жидким намагниченным

тонером,частицы тонера оседают на заряженныхучастках бумаги. Полная

цветовая гаммаполучается за четыре цикла создания скрытого изображе-

ния и проходаносителя через четыре проявляющих узла с соответствующи-

ми тонерами.

Электростатические плоттеры можно было бысчитать идеальными уст-

ройствами, еслибы не необходимость поддержания стабильных температуры

и влажности в помещении, необходимость тщательного обслуживания и их

высокаястоимость, в связи с чем ЭП приобретаютпользователи, имеющие

оправданновысокие требования к производительности и качеству. Для

достижениямаксимальной эффективности ЭП обычно работают как сетевые

устройства, длячего снабжены адаптерами сетевого интерфейса. Немало-

важны также высокая устойчивость изображения квоздействию ультрафио-

летовых лучейи невысокая (на уровне стоимости высококачественной

типографской)стоимость электростатической бумаги. ЭП применяют при

высокой степениавтоматизации проектных работ в солидныхорганизациях

и вгеоинформационных системах (ГИС).

5. ПЛОТТЕРЫ ПРЯМОГО ВЫВОДАИЗОБРАЖЕНИЯ

(ППВИ, DIRECT IMAGINGPLOTTER).

Изображение в ППВИ создается наспециальной термобумаге (бумаге,

пропитаннойтеплочувствительным веществом) длинной (на всю ширину

плоттера)«гребенкой» миниатюрных нагревателей. Термобумага, которая

обычноподается с рулона, движется вдоль «гребенки» и меняет цвет в

местахнагрева. Изображение получаетсявысококачественным (разрешение

до 800 dpi (dotsper inch — точка/дюйм)), но, увы, только монохромным.

Сейчас цены на термобумагу снизились,недостаки, когда-то прису

щие ей (чувствительность к изменениям температуры окружающей среды и

низкаяконтрастность изображения), устранены, а типы термоносителей

включают в себя стандартную белую бумагу, калькуи даже полиэфирную

пленку. Качествоэтих носителей удовлетворяет самым строгим архивным

требованиям.

Учитывая их высокую надежность, производительность (может дости-

гать 50 листов формата А0 в день) и низкие эксплуатационные затраты,

плоттеры ПВИприменяют в крупных проектных организациях для вывода

проверочныхкопий. В связи с этим в их стандартную конфигурацию входит

сетевой адаптер.Технические характеристики ППВИ соответсвуют требова-

ниям прикладныхзадач инженерного проектирования, архитектуры, строи-

тельства,городского планирования и электросхемотехники.

6. ПЛОТТЕРЫ НА ОСНОВЕ ТЕРМОПЕРЕДАЧИ

(ПТП, THERMAL TRANSFERPLOTTER).

Отличие этих плоттеров от ППВИ состоит в том, что в них между

термонагревателямии бумагой (или прозрачной пленкой!) размещается

«донорныйцветоноситель» — тонкая, толщиной 5-10 мкм, лента (например,

лавсановая),обращенная к бумаге красящим слоем, выполненным на воско-

вой основе снизкой (менее 100° С) температурой плавления.

На донорной ленте последовательно нанесеныобласти каждого из ос-

новных цветовразмером, соответствующим листу используемого формата. В

процессе выводаинформации бумажный лист с наложенной на него донорной

лентойпроходит под печатающей головкой, которая состоит из тысяч

мельчайшихнагревательных элементов. Воск в местахнагрева расплавля-

ется, и пигментостается на листе. За один проход наносится один цвет.

се изображениеполучается за четыре прохода. Такимобразом, на каждый

листцветного изображения затрачивается вчетыре раза больше красящей

ленты, чем налист монохромного.

Ввиду дороговизны каждого отпечатка эти плоттеры используются в

составе средствавтоматизированного проектироваия для высококачествен-

ного вывода объектов трехмерного моделирования, в системах картогра-

фии, где требуетсявысокое качество воспроизведения цветов, и реклам-

нымиагенствами для вывода цветопроб плакатов и транспарантов для

красочныхпрезентаций.

7. ЛАЗЕРНЫЕ (СВЕТОДИОДНЫЕ)ПЛОТТЕРЫ

(ЛП, LASER/LED PLOTTER).

Эти плоттеры базируются наэлектрографической технологии, в осно-

ву которойположены физические процессы внутреннего фотоэффекта в све-

точувствительныхполупроводниковых слоях селеносодержащих материалов и

силовоевоздействие электростатическогополя. Промежуточный носитель

изображения(вращающийся селеновый барабан) в темноте может быть заря-

жен до потенциалав сотни вольт. Луч света снимает этотзаряд, созда-

вая скрытоеэлектростатическое изображение, которое притягивает намаг-

ниченныймелкодисперсный тонер, переносимый затем механическим путем

на бумагу. Послеэтого бумага с нанесенным тонером проходит через наг-

реватель, врезультате чего частицы тонера запекаются, создавая изоб-

ражение.

Некоторое время назад создание скрытого изображения на барабане

осуществлялосьисключительно при помощи лазера. Для управления переме-

щениемлазерного луча служила сложная система вращающихсязеркальных

многогранниковили призм или линз. Вследствие этогоплоттеры, исполь-

зующиелазеры, боятся тряски и ударов, которыемогут сбить настройку.

Избежатьсложностей с оптикой и сделать систему проще, легче и надеж-

нее позволилоприменение линеек точечных полупроводниковых светодиодов

(light-emittingdiode — LED).

Лазерные и LED-плоттеры ввиду высокого быстродействия (лист фор-

мата А1 выводитсяменее чем за полминуты) удобно использовать как се-

тевые устройства,и они имеют в стандартной комплектации адаптор сете-

вогоинтерфейса. Не менее важно и то, что этиплоттеры могут работать

на обычнойбумаги, что сокращает эксплуатационные затраты.

LED-плоттеры становятся все болеепопулярными, хотя по стоимости

сравнимы смонохромными электростатическими.

Область их применения: сложный технический дизайн, архитектура,

картография идругое, т.е. везде, где требования кпроизводительности

и качествурезультатов высоки, но наличие цвета не требуется.

Время от времени предрекается появление цветных лазерных плотте-

ров, но пока ещеэто слишком дорого.

8. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫПЛОТТЕРОВ.

Теперь давайте рассмотрим основныепараметры, приводимые произво-

дителямиплоттеров.

8.1 НОСИТЕЛЬ И ИЗОБРАЖЕНИЕ.

Тип носителя (media type) напрямую влияет на эксплуатационные

расходы: чемдороже и «экзотичнее» носитель, тем они выше.

Максимальный размер листа (max. mediasize) при использовании на-

резанныхзаранее или максимальная ширина листа носителя (max. media

width) прииспользовании рулонного носителя больше фактических соот-

ветственноразмера рабочего поля носителя (imagesize) или ширины ра-

бочего поля(image width), т.е. пространства, где плоттер рисует, на

размер полей покраям листа (border, margins) из-занеобходимости его

перемещения впроцессе создания изображения.

Формат листа (drawing size) определяет максимальный стандартный

формат, которыйможет быть вписан в размер рабочего поля.

Длина носителя (media length) для рулонных плоттеров зависит от

его толщины (чемтоньше носитель, тем он длиннее), таккак допустимый

диаметр рулонаограничен. Иногда можно встретиьпараметр — максималь-

ная толщинаносителя (max. media thickness). Понятно, что малая толщи-

на носителясужает возможности использовани плоттера.

8.2 ПАРАМЕТРЫ ТОЧНОСТИ.

То, насколько плоттер удовлетворяетпотребности пользователя, во

многомопределяется его параметрами точности. Данные, обычно приводи-

мые в техническойдокументации, требуют дополнительногоанализа, так

как, во-первых,не существует универсального показателя точности, а во

-вторых, этипоказатели у разных типов плоттеров характеризуют факти-

ческие разныепараметры.

Механическая точность (mechanicalresolution, resolution) имеет

смысл только для перьевых плоттеров и характеризуетто, с какой точ-

ностью ихмеханическая система способна позиционировать пишущий узел.

Она всегда существенно лучше фактической точности, обеспечиваемой

плоттером,поскольку, с одной стороны, центрпишущего элемента совсем

необязательнопопадет строго в установленнуюпозицию, а, с другой -

пятно,создаваемое пишущим элементом, имеет ненулевые размеры.

Программно задаваемое разрешение (software resolution) определя-

ет, с какойточностью (разрядностью) могут кодироваться координаты в

графическомфайле, пересылаемом плоттеру. К точности координат в вы-

ходно чертежеэтот параметр имеет весьма отдаленное отношение, так как

обычносущественно превышает механическую точность плоттера.

Разрешение печати (resolution).

Этот параметр используется в растровых плоттреах и измеряется

числом точек на дюйм (dots per inch, dpi) в зарубежным плоттерах и

числом точек намиллиметр — в отечественных. Чем величинабольше, тем

разрешение выше.

Следует иметь в виду, что разрешение полноцветной печати для не-

которых видовцветных плоттеров (например, струйных)меньше, чем раз-

решениемонохромной печати. Так, например, при разешении 1200

точка/дюйм в монохромном режиме тот же плоттер в полноцветном режиме

будетобеспечивать разрешение 1200/N (N=2--4, в зависимости от конс-

труктивныхособенностей пишущей головки плоттера).

Точность (accuracy).

Когда этот параметр указан в явном видедля перьевых плоттеров,

надоучитывать, что он соответсвует тольконекоторым, весьма опреде-

ленным, условиям работы плоттера. Например,применение бумаги с повы-

шенной шероховатостью (отечечественный ватман) или другого пишущего

узла (отличающегосяот тестового, а также износ механики плоттера

вследствиеэксплуатации существенно повлияте на эту характеристику.

Повторяемость (repeatability).

Этот параметр весьма значим для перьевых плоттеровиопределяет

точность, с которой плоттер многократно позиционируетпишущий узел в

одной и той жеточке в процессе рисования.

Погрешность остановки пера (end pointaccuracy) характеризует ве-

личинупогрешности позиционирования пишущегоузла перьевых плоттеров,

возникающую приустановке пишущего узла в начальную точку вектора пос-

ле холостогоперемещения, происходящего на максимальной скорости.

8.3 ПАРАМЕТРЫ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ.

Скорость печати, или перемещения носителя (media travel speed).

Эта характеристика присуща растровымплоттерам, и обычно опреде-

ляет максимальнотехнически возможную скорость печати уже подготовлен-

ной информации. Вто же время для высокопроизводительных плоттеров уз-

кое место - процессы пересылки графической информации и ее

инерпретации вплоттере и реальная скорость печати с учетом этих про-

цессов ниже. Поэтому тип интерфейса (interface, inputports) — весьма

важныйпараметр, характеризующий не толькото, каким образом можно

подключатьплоттер, но и скорость печати. Стандартными дял плоттеров

являетсяпроследовательный интерфейс RS-232C и более быстрый паралель-

ный интерфейсCentronics. Для высокопроизводительных растровых плотте-

ров с большимиобъемами передаваемой информации желательно наличие

несколькиходновременно работающих стандартных интерфейсов.

При выборе плоттера дял некоторых приложений полезно знать быст-

родействие егопроцессора (контроллера). Например, это существенно,

если вы хотите готовить данные на языке PostScript исобираететсь ис-

пользоватьрастровый плоттер, имеющий всроенный интерпретатор

PostScript-файлов.

Максимальная скорость взаимногоперемещения пишущего узла и носи-

теля (max. speed). Этот параметр, приводимый дял перьевых плоттеров,

часто тольковводит в заблуждение. Техническаявозможность перемещать

пишущий узел с большой скоростью и реальная скоростьрисования — это,

какговорится, две большие разницы. Реальнаяскорость рисования опре-

делеятся максимальной скоростью нанесения непрерывной линиипишущим

узлом (max. plotting speed) и максимальным ускорением перемещения

(acceleration)пишущего узла. Максимальная скоростьнаненсения непре-

рывной линииуказана на упаковке пишущего узла, а не в технических ха-

рактеристикахплоттера и определяется, например, скоростью истечения

чернил! Амаксимальное ускорение, которое можетбыть придано пищушему

узлу, сроднитермину «приемистость автомобиля» и влияет на потери вре-

мени приизменении направления пишущего узла, чтопроисходит постоян-

но. На потери времени также влияет скоростьподнятия/опускания пера

(pen responsetime).

8.4 ПАМЯТЬ.

Для улучшения функциональных показателей(быстродействие, удобс-

тво работы, автономность и др.) плоттер имеет всроеннуюпамять, в ко-

торуюзагружается графическая информация, обрабатываемая процессором

плоттера впроцессе создания изображения.

Стандартный буфер — это оперативная памятьв плоттере стандартной

конфигурации.Современные модели плоттеров большлго формата имеют

стандартный буфер(memory) емкостью (memory capacity, standard buffer

size) от 1Мбайт. В некоторых моделяхплоттеров можно устанавливать

дополнительныеблоки памяти, так называемое расширение буффера (memory

upgrade, optionalbuffer) емкостью до 64 Мбайт. У высокопроизводитель-

ныхплоттеров с несколькими каналами приема информации также должна

бытьдополнительная дисковая память (disk) — встроенный жесткий диск,

на которыйзаписывается графическая информация.

Для перьевых плоттеров размер памяти определяет только способ-

ность работать врежиме off-line (т.е. автономно) после загрузки файла

чертежа.

Для растровых плоттеров это жизненноважный параметр, так как он,

в конечном счетеопределяет разрешение и формат изображения, обеспечи-

ваемые плоттером.

8.5 ФОРМАТЫ ДАННЫХ.

Графические языки, стандартные форматы данных (protocol support,

standard dataformats, graphic languages).

Как уже указывалось, существует двапринципа создания изображения

- векторный ирастровый.

Первый характерен для перьевых плоттеров,а второй — для всех ос-

тальных.

Однако не следует путать принцип созданияизображения и то, какую

графическуюинформацию - растровую или векторную — можно вывести на

данном плоттере.Способность плоттера выводить тот или иной вид графи-

ческой информацииопределяется соответствующим программным обеспечени-

ем и наборомграфических языков и форматов данных, которые «понимает»

плоттер.

Проблема заключается в том, что частои/или форматы данных инфор-

мации в компьютере не соответствуют разрешению и/или форматам данных

плоттера. И есливекторные графические языки, такие, какHPGL, факти-

ческистандарт для любого плоттера (т.е. всегда обеспечен вывод век-

торнойграфической информации), то вывод растровой информации на раст-

ровом же плоттере не всегда может быть осуществлен без специальных

драйверов. Какправило, это драйверы поставляютсявместе с плоттером,

но в некоторыхслучаях их просто может не быть.

Поэтому для того чтобы плоттер работал с выбраннымпрограммным

обеспечением,необходимо удостовериться, что форматыданных и графи-

ческие языки, поддерживаемые вашим плоттером и этимпрограммным обес-

печением,совпадают.

Ряд фирм-производителей выпускают моделиплоттеров с возможностью

подключениядополнительных фунциональных блоков, которые позволяют

расширятьнабор графических языков и форматов данных, «понимаемых»

плоттером.Наиболее часто это делается для языка PostScript.

8.6 ЧЕРТЕЖНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ.

Цветовая палитра (colour palette).

Для цветных растровых плоттеров этотпараметр характеризует мак-

симально возможное количество цветов, с которым способен работать

плоттер, но количество одновременно отображаемыхцветов всегда меньше

и определеятся числом цветов однородной заливки (area fill colours).

Например(гипотетический случай), при цветовойпалитре в 16,7 млн.

цветоводновременно могут отобразиться только 8192 из них.

Число типов линий (line types).

Этот параметр используется дляхарактеристики векторной графики и

определяет длянекоторых плоттеров количество встроенных («зашитых» в

постояннойпамяти или задаваемых внутренней программой) типовлиний.

Наличиевстроенных типов линий не означает, что чертеж не может содер-

жать и большего чем указано, числа линий, так как ряд компьютерных

прог

еще рефераты

Еще работы по компьютерам и переферийным устройствам

Реферат по компьютерам и переферийным устройствам

Последовательные порты ПЭВМ. Интерфейс 232С

29 Августа 2013

Реферат по компьютерам и переферийным устройствам

Приводы CD-ROM. Форматы и стандарты

29 Августа 2013

Реферат по компьютерам и переферийным устройствам

Применение ПЭВМ в подготовка печатных изданий

29 Августа 2013

Реферат по компьютерам и переферийным устройствам

Применение ЭВМ в управлении производством

29 Августа 2013